高光譜遙感在反演植被生理參數(shù)的應(yīng)用綜述

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1、高光譜遙感在反演植被生理參數(shù)的應(yīng)用綜述【摘要】高光譜分辨率遙感技術(shù)是近20年來人類在對(duì)地觀測(cè)方面取得的重大技術(shù)突破之一，也是當(dāng)前及未來幾十年內(nèi)的遙感前沿技術(shù)。由于其具有光譜分辨率高、數(shù)據(jù)豐富等獨(dú)特性能，因而在環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)找礦、植物牛長監(jiān)測(cè)等許多方面有著廣泛應(yīng)用。高光譜分辨率遙感在植被牛理參數(shù)監(jiān)測(cè)中主要有以下幾方面應(yīng)用：植物中氮素含量；葉綠素含量；水含量。[Abstract】Hyperspectralremotesensingtechnology,beingoneofthemostimportantbreakthroughsa

2、cquiredinthefieldofearthobservationbyhumanintherecent20years,isanadvancingtechnologyofremotesensinginthenextdecades?Ithasthespecialqualitiesofhighspectralresolution,pientifuldataetc.,soitcanbeextensivelyappliedinenvironmentprotection，depositexploration,vegetationmon

3、itoringandsoon.Theapplicationofhyperspectralremotesensinginmonitoringphysiologicalparametersofvegetationmainlyhasthefollowingaspects：nitrogencontentinplants,chlorophyllcontent,；watercontent.【？p鍵詞】高光譜遙感；植物生理參數(shù)；氮素含量；葉綠素含量；水含量【Keywords]hyperspectralremotesensing；plantp

4、hysiologicalparameters；nitrogencontentinplants；chlorophyllcontent；watercontent【中圖分類號(hào)】P23【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【文章編號(hào)】1673-1069(2017)05-0182-031引言獲取植物牛理參數(shù)的傳統(tǒng)方法是將植物帶回到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)和牛物分析，這個(gè)過程需要花費(fèi)巨大的人力物力成本，因此，我們探索是否可以應(yīng)用新的技術(shù)來結(jié)合具體微生物復(fù)墾技術(shù)特點(diǎn)，以簡(jiǎn)化這些煩瑣而且花費(fèi)成本巨大的實(shí)驗(yàn)。利用高光譜掃描葉片來進(jìn)行反演植物內(nèi)部生理生化參數(shù)(氮磷鉀等)含量，能

5、夠獲得地物連續(xù)平滑的光譜曲線，并且可以捕捉到非常敏感微小的差異。隨著高光譜遙感技術(shù)的快速發(fā)展及其數(shù)據(jù)處理與分析方法的不斷進(jìn)步，與傳統(tǒng)的生理生化實(shí)驗(yàn)相比，利用高光譜遙感數(shù)據(jù)反演植物生理生化參數(shù)在現(xiàn)實(shí)中會(huì)得到為更廣泛的應(yīng)用，高光譜遙感目前也正在成為觀測(cè)植物長勢(shì)和診斷植物病蟲害的重耍方法。葉片中的氮素、葉綠素、水等含量與葉片反射率有著密切聯(lián)系?？梢杂脭?shù)學(xué)方法進(jìn)行葉片生化組分含量的預(yù)測(cè)研究。隨著高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展，高光譜數(shù)據(jù)在作物生理參數(shù)診斷中所起的作用越來越受到人們的重視。2高光譜遙感技術(shù)在作物生化參數(shù)診斷中的應(yīng)用高光譜分辨率遙感

6、技術(shù)的發(fā)展是20世紀(jì)末最后20年中人類在對(duì)地觀測(cè)方面所取得的重大技術(shù)突破之一，也是當(dāng)前及今后幾十年內(nèi)的遙感前沿技術(shù)。國際遙感界將光譜分辨率達(dá)納米(nm)數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)的遙感技術(shù)稱為高光譜(HypersPectral)遙感。其光譜分辨率高，并具有波段多、信息量豐富的特點(diǎn)。常規(guī)的作物生化參數(shù)的獲取方法是將樣本從大田運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定，這種方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且具有破壞性。近年來，隨著高光譜技術(shù)的發(fā)展，由于其具有簡(jiǎn)便、快速、大面積、非破壞性等特點(diǎn)，在作物參數(shù)反演中發(fā)揮著重要但獨(dú)特的作用，便攜式高光譜儀通過測(cè)定作物的反射率、吸收率和透射率

7、來對(duì)生化參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，可反演的參數(shù)主要有葉綠素含量、全氮含量、水含量等［4］。3監(jiān)測(cè)生理參數(shù)的應(yīng)用3.1氮素測(cè)定氮素是植物內(nèi)許多重要有機(jī)化合物的組成成分，是植物細(xì)胞原牛質(zhì)中的基木物質(zhì)。蛋口質(zhì)、葉綠素和核酸的合成都離不開氮元素［5］,例如蛋白質(zhì)的多少直接影響植物的生長發(fā)育，酚就是蛋白質(zhì)的一種，缺少酶這種催化劑，植物生長必然要受到影響。氮肥是植被施肥屮最不可或缺也是最普遍的肥料，而由于缺乏能夠準(zhǔn)確、快速、方便、經(jīng)濟(jì)診斷植物氮素營養(yǎng)水平的方法，如果施肥過量則會(huì)導(dǎo)致成本增加，污染環(huán)境；施肥過少則會(huì)導(dǎo)致植物缺乏養(yǎng)料，生長發(fā)育不正常，從而

8、導(dǎo)致收成受損［6］。從以上可以看岀，研究精確、高效、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)植物氮素含量的方法對(duì)于植物的生長狀況監(jiān)測(cè)具有至關(guān)重要的意義。基于此，很多學(xué)者提出不同條件下采用高光譜分析技術(shù)，提取植物氮素信息的方法。目前作物氮素含量高遙感反演常采用的方法是基于高光譜敏感波段反射率或光譜植被指數(shù)的