第3章-植被冠层反射模型.pptx

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1、§1单片叶子的光谱特征§2植被冠层的BRDF2.1几何光学模型2.2连续植被的辐射传输模型2.3蒙特—卡罗（M-C）模拟模型§3植被光谱参数第3章植被遥感应用模型通过遥感影像从土壤背景中区分出植被覆盖区域，并对植被类型进行划分。从遥感数据中反演出植被的各种重要参数。准确地估算出与植被光合作用有关的若干物理量。植被遥感的主要任务将植被冠层分为三种类型：连续植被行播作物离散植被辐射传输模型（RT）几何光学模型(GO）RT或GO模型遥感数据模型选择（正向模拟）反演方法（逆向拟合）应用3植被冠层分类离散型：个体随机集合为特征，如森林这类模型的特点是：(

2、1)植被冠层与大气的交界面是参差不齐的。(2)树冠的个体特性明显、阴影显著。对于这类离散型植被，人们发展了几何光学模型。植被冠层分类连续植被：由均匀散射层所构成的薄层模型，其典型代表为封垄后的冬小麦地等等。模型的特点：(1)植被冠层从整体上看与大气有一个与地面平行的交界面。(2)个体特征不明显植被冠层与光辐射的相互作用过程可以用均匀散射层模型模拟，称之为辐射传输模型。第三类复杂型。如处于返青期的冬小麦地，又如荒漠或半荒漠地区的灌从。既不像连续植被层个体特征又不明显，植被与光辐射相互作用可用“三维真实模拟”或蒙特——卡罗模拟方法予以描述。第一节单

3、片叶子的光谱特征第二章植被遥感应用模型叶子的剖面结构单片叶子的波谱特征单片叶子波谱特征的理论模型随机模型单片叶子的非朗伯体特性单叶片光谱模型平板模型Perspect模型叶子的剖面结构正常生长的植被在多数情况，其波谱特征基本上被叶簇所控制，因此讨论植被的波谱特征，首先应当了解单片叶子的光谱特征，光辐射与单叶子的相互作用基本上包括两种物理过程，散射(反射)与吸收。图1假想的典型健康叶片的剖面图2叶片的电子显微影像叶子的剖面结构蜡质层表皮层海绵组织和叶肉组织吸收散射瑞利散射（蛋白质、碳水化合物等）米氏散射（叶绿体）漫反射（多次散射和折射）下表皮叶子的

4、剖面结构叶子的剖面结构单片叶子的波谱特征单片叶子波谱特征的理论模型随机模型单片叶子的非朗伯体特性单叶片光谱模型平板模型Perspect模型单叶的波谱特征健康绿色叶片在0.4-2.6μm的反射光谱特征0.4μm-0.7μm叶绿素a、b，在0.45μm与0.64-0.68μm为中心有两个强烈的吸收带，胡萝卜素、叶黄素在0.43μm-0.48μm范围内有强烈的吸收带0.7μm-1.1μm散射作用占据了主导地位，透入叶子内部的光线，因细胞壁与细胞孔腔的折射率有明显的差异，因而造成光线在叶子内部的多次反射与折射单叶的波谱特征组分吸收系数单叶的波谱特征单叶

5、的波谱特征组分吸收系数1.1μm-2.5μm这一波段范围的波谱特征基本上被液态水的吸收特性所控制，两个强烈的吸收峰，中心分别在1.42μm与1.96μ红边从以0.68μm为中心的反射率极小值过渡到从0.8μm开始的反射峰，其间必存在一个拐点单叶的波谱特征单叶的波谱特征单叶的波谱特征单叶的波谱特征单叶的波谱特征ρλ+τλ+αλ=1单叶的波谱特征单叶的波谱特征单叶的波谱特征单叶的波谱特征叶片反射率的测量积分球，用来测量组分光谱。（小目标）单叶的波谱特征叶子的剖面结构单片叶子的波谱特征单片叶子波谱特征的理论模型随机模型单片叶子的非朗伯体特性单叶片光谱

6、模型平板模型Perspect模型介质中传输的一束辐射，将因它与物质的相互作用而减弱。如果辐射强度作用而减弱。Iλ在它传播方向上通过ds厚度后变为：Iλ+dIλ，则dIλ=-kλρIλdsρ是物质密度，kλ表示对辐射波长λ的质量消光截面。辐射强度的减弱是由物质中的吸收以及物质对辐射的散射所引起。朗伯-比尔消光定律单叶波谱特征的理论模型单叶波谱特征的理论模型辐射强度也可以由于相同波长上物质的发射以及多次散射而增强，多次散射使所有其它方向的一部分辐射进入所研究的辐射方向。我们如下定义源函数系数，使由于发射和多次散射造成的强度增大为：dIλ=jλρds

7、源函数系数jλ具有和质量消光截面类似的物理意义。联合上述两个方程得到辐射强度总的变化为：dIλ=-kλρIλds+jλρds朗伯-比尔消光定律单叶波谱特征的理论模型当忽略多次散射和发射的增量贡献时，辐射传输方程可以简化为：如果在s=0处的入射强度为Iλ(0)，则在s1处，其射出强度为：朗伯-比尔消光定律单叶波谱特征的理论模型假定介质消光截面均一不变，即kλ不依赖于距离s，并定义路径长度：此时出射强度为：这就是著名的比尔定律，或称布格定律，也可称朗伯定律。它叙述了忽略多次散射和发射影响时，通过均匀介质传播的辐射强度按简单的指数函数减弱，该指数函数

8、的自变量是质量吸收截面和路径长度的乘积。由于该定律不涉及方向关系，所以它不仅适用于强度量，而且也适用于通量密度。朗伯-比尔消光定律单叶波谱特征的理论模