[發明專利]一種利用高光譜遙感分離陰葉和陽葉葉綠素熒光的方法

在審

• 申請號: 201910263117.1
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109900672A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 丑述仁;陳斌;陳鏡明;王鵬;夏魯瑞
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/84
• 代理公司: 長沙市護航專利代理事務所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

1.一種利用高光譜遙感分離陰葉和陽葉葉綠素熒光的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S100：建立多角度探測葉綠素熒光和光化學植被指數的裝置；

步驟S200：獲取長時間序列的多角度葉綠素熒光觀測數據；

步驟S300：建立葉綠素熒光角度校正模型，對觀測到原始的葉綠素熒光進行角度校正；

步驟S400：建立陰葉和陽葉葉綠素熒光分離模型，對冠層總的葉綠素熒光進行分離，得到陰葉和陽葉的葉綠素熒光。

2.根據權利要求1所述的利用高光譜遙感分離陰葉和陽葉葉綠素熒光的方法，其特征在于，所述步驟S300的葉綠素熒光角度校正方法為：

步驟S310：根據太陽天頂角、觀測天頂角以及太陽方位角和觀測方位角之間的夾角，計算多角度探測葉綠素熒光和光化學植被指數的裝置的傳感器與太陽之間的夾角；

步驟S320：計算陽葉總葉面積指數、傳感器觀測到的總葉面積指數以及傳感器觀測到的陽葉總葉面積指數；

步驟S330：根據傳感器觀測到的陽葉總葉面積指數、陽葉的總葉面積指數、熱點函數、一階散射相函數，得到推算的角度校正后的陽葉總葉面積指數；

步驟S340：建立葉綠素熒光角度校正模型，對觀測到原始的葉綠素熒光進行角度校正。

3.根據權利要求2所述的利用高光譜遙感分離陰葉和陽葉葉綠素熒光的方法，其特征在于，所述步驟S340中葉綠素熒光角度校正模型為：

SIF_hotspot＝SIF_obs·L_sun/(L'_{sun_v}+L'_{sh_v}/β+L_v·α) (10)

SIF_canopy＝SIF_hotspot+SIF_sh·(L-L_sun) (11)

SIF_obs＝SIF_sunlit·(L'_{sun_v}+L'_{sh_v}/β+α·L_v) (12)

其中，SIF_hotspot為熱點方向總的葉綠素熒光，SIF_obs為角度校正前的原始熒光數據，SIF_sunlit為陽葉的葉綠素熒光，SIF_canopy為冠層總的葉綠素熒光，SIF_sh為陰葉的葉綠素熒光，L_sun為陽葉總葉面積指數，L'_{sun_v}為推算的觀測視場角內陽葉的總葉面積指數，L'_{sh_v}為推算的觀測視場角內陰葉的總葉面積指數，L_v為傳感器觀測到的總葉面積指數，L為總葉面積指數，β為冠層沒有考慮多次散射影響陽葉的葉綠素熒光和陰葉的葉綠素熒光的比值，α為多次散射因子。

4.根據權利要求3所述的利用高光譜遙感分離陰葉和陽葉葉綠素熒光的方法，其特征在于，所述步驟S400的葉綠素熒光分離模型考慮多次散射的影響，具體為：

SIF_canopy＝P_sunlit·SIF_sunlit(1+α_sunlit)+P_shaded·SIF_sh(1+α_shaded) (20)

ω＝(ρ+τ)/2 (24)

其中：P_sunlit為傳感器觀測到的陽葉葉綠素熒光的概率，P_shaded為傳感器觀測到的陰葉葉綠素熒光的概率，α_sunlit為陽葉的多次散射因子，α_shaded為陰葉的多次散射因子，ρ為反射率，τ為透射率。

5.根據權利要求4所述的利用高光譜遙感分離陰葉和陽葉葉綠素熒光的方法，其特征在于，傳感器觀測到的陽葉葉綠素熒光的概率和傳感器觀測到的陰葉葉綠素熒光的概率具體為：

P_shaded＝1-P_sunlit-P(θ_v) (16)

其中，Γ(ξ)為一階散射相函數，P(θ_v)為看見背景的概率，G(θ_v)、G(θ_s)均為投影函數，Ω為聚集度指數。