水稻_玉米的光谱数据及叶绿素的相关分析.pdf

第 8 卷 1 期 应用基础与工程科学学报 V o l. 8,N o. 1 2000 年 3 月　　　　JOU RN AL O F BA S IC SC IEN CE AN D EN G IN EER IN G　　　　M arch 2000 水稻、玉米的光谱数据与叶绿素的相关分析 吴长山　　童庆禧　　郑兰芬　　刘伟东 ( 中国科学院遥感研究所, 北京 100 10 1) 摘要　　探讨了水稻和玉米的多时相的叶片反射光谱数据、群体反射光谱数据 与叶绿素含量、叶绿素密度的相关关系. 通过对反射光谱数据进行导数光谱分析 和“红边”位置分析, 结果表明水稻和玉米的叶片反射光谱数据很好地反映了叶 片叶绿素含量的信息, 而它们的群体反射光谱数据与其叶片的叶绿素含量的相 关性较小, 但却能很好地反映叶片叶绿素密度的信息. 因此, 可以利用群体植被 的反射光谱数据进行植被叶片叶绿素密度的估计. 关键词　　叶绿素含量　叶绿素密度　导数光谱　相关分析 植被的反射光谱特征主要由叶片中的叶肉细胞、叶绿素、水分含量和其它生物化学成 分对光线的吸收和反射形成的. 植被叶片中的叶绿素 、 和类胡萝 卜素对可见光近红外 a b 的吸收对植被光谱在可见近红外光谱波段的特征有较大影响. H o r ler 等[ 1～ 3 ] 研究了植被 光谱与叶绿素浓度的关系, 并提出了“红边”在反映植被叶绿素浓度中的作用. H are 等 和M iller [4 ] 提出可以将红边反射波形用倒高斯模型( IG) 来定量描述. 而叶肉细胞的反射 和多次散射对植被光谱在近红外波段的较高反射坪的形成起着主要作用. 水分、木质素、 淀粉、蛋白质等的吸收在植被光谱中也有较好的体现[ 5, 6 ]. 导数光谱分析能去除背景噪音 或不理想的信息影响. W e ssm an 等[7, 8 ] 使用森林光谱的一阶、二阶导数对树冠化学成分进 行研究, 并确定树冠化学成分与生物量以及导数光谱数据相关最密切的波段组合. 童庆禧 [9 ] [ 10 ] 等利用导数光谱分析方法对鄱阳湖湿地进行了生物量填图 . 浦瑞 良、宫鹏等人 利用 导数光谱分析和相关分析方法研究针叶树种的识别、叶面积指数预测等. 在本文中, 为了 去除背景噪音的影响, 我们对导数光谱与叶绿素的相关关系进行了分析. 在遥感研究中, 所获取的植被的光谱信息是植被群体的光谱信息, 包括植被的叶、茎、花、果实, 以及植被 下垫面的土壤等的光谱特征的综合体. 在植被群体光谱中起主要作用的是植被的叶片的 光谱特性, 而且对植被的识别、分类、植被长势监测和农作物估产等也主要依据植被叶片 光谱特征. 因此我们对水稻和玉米的群体光谱特征和叶片光谱特征进行了多时相光谱测 量, 同时, 还进行了相应的叶片生物化学测量和大田农学参数测量. 并通过导数光谱分析 收稿,收修改稿　　　　　　　　　　 国家“九五”科技攻关计划“新型遥感技术的应用开发”资助项 目 H are E W . Geobo tan ica l rem o te sen sing o f sm a ll loca lized sw arp s and bog s in N o rth ern O n tar io. P roceed ing s o f th e in ternat iona l sym po sium on rem o te sen sing. T h ird T h em at ic Con ference, R em o te Sen sing fo r Exp lo rat ion Geo logy, 1619, A p r il 19