太阳辐射强度与观测角度对冬小麦冠层反射高光谱的影响.pdf

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1、第32卷2016正第10期5月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．32No．10May2016157太阳辐射强度与观测角度对冬小麦冠层反射高光谱的影响郭建茂1，王迁1，童应详2，费敦悦1，刘俊伟-(1．南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心／江苏省农业气象重点实验室，应用气象学院，南京210044；2．安徽省寿县气象局，寿县232200)摘要：掌握冠层反射光谱二向性反射特征，对提高遥感应用精度有重要意义。该文利用地面自

2、动遥感平台对冬小麦冠层进行了连续观测，获取了大量的多角度高光谱遥感数据，分析了多种因素对冠层反射光谱的影响，并进行了NDVI与EVI的对比分析。结果表明：冠层反射光谱对天气有响应，随着太阳辐射增加冠层反射光谱增高，晴天变化更明显；观测角度的改变导致冠层反射光谱的差异，可用“热点效应”加“镜面反射”解释；与上述条件相适应，NDVI与EVI也表现出与冠层反射光谱相似变化；受红光和近红外波段的变化影响，NDVI与EVI之间的变化趋势较一致，两者相关系数R2>0．72，且P<0．01，呈极显著相关。该研究结果可为遥感观测角度的选择设

3、计和植被指数的应用提供理论参考。关键词：作物；光谱分析；反射；冠层；小麦；NDVI；EVIdoi：10．119750．issn．1002—6819．2016．10．022中图分类号：$512．1+1；TP79；S127文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一10—0157—07郭建茂，王迁，童应详，费敦悦，刘俊伟．太阳辐射强度与观测角度对冬小麦冠层反射高光谱的影响【J】．农业工程学报，2016，32(10)：157—163．doi：10．119750．issn．1002—6819．2016．10．022htt

4、p：llwaⅣ1s．tcsae．orgGuoJianmao，WangQian，TongYingxiang，FeiDunyue，LiuJunwei．Effectofsolarradiationintensityandobservationangleoncanopyreflectancehyperspectraforwinterwheat[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2016，32(10)：1

5、57—163．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．119750．issn．1002-6819．2016．10．022http：#www．tcsae．org0引言近年来，随着遥感技术的发展，高光谱遥感已成为国内外研究的热点。高光谱分辨率能精确到纳米级，使其在探测植物生命信息和解析植被长势状况方面具有得天独厚的优势【l】。为了掌握不同地物或环境野外自然条件下各种地物光谱辐射特性，需要进行大量的地物高光谱观测研究。光谱测量是一个需要综合考虑各种影响因素的复杂过程，所获取的光谱数据是太阳高度角、

6、太阳方位角、云、风、探测角、仪器扫描速度、仪器视场角、仪器的采样间隔、光谱分辨率及目标本身光谱特性等各种因素共同作用的结果。尤其是植被的二向反射特性更为明显，虽然考虑植被的二向反射特性会增加问题的难度和复杂性，但是它是植被遥感从定性走向定量的必然的发展过程。植被二向反射特性研究从1980年代中期[2-3]开始逐渐成为遥感界的热门研究领域之一，到2000年代中期阶段的研究成果及其以前的研究基础工作，已经汇集在3篇有价值的综述性文献中㈣，这3篇文献集中探讨了植被的二向反射特l生理论。国内学者也从总体发展趋势的角度，论述收稿日期：

7、2016—02—16修订日期：2016—03—25基金项目：国家自然科学基金(41071282)；科技部行业专项(GYHY201506018)；江苏省重点研发计划(现代农业)项目(BE2015365)；中国气象局预报预测核心业务发展专项(CMAHX20160311)作者简介：郭建茂，男，博士，副教授，主要从事农业遥感和作物生长模拟研究。南京，南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心，江苏省农业气象重点实验室，应用气象学院，210044。Email：001878@nuist．edu．cn了有关植被二向反射特性的各种研

8、究方向和研究特点17-81。随着具有多角度观测能力的传感器如POLDER和MISR等日益增多，双向反射分布函数(bidirectionalreflectancedistributionfunction，BRDF)在定量遥感中的应用得到越来越广泛的重视，如用于获取地表反照率[91、多时相分析