主要地物光譜曲線


(更新中……)

植被光譜曲線

  在可見光波段內,在中心波長分別為0.45μm(藍色)和0.65μm(紅色)的兩個譜帶內為葉綠素吸收峰,在0.54μm(綠色)附近有一個反射峰。在光譜的近紅外階段,綠色植物的光譜響應主要被1.4μm、1.9μm和2.7μm附近的水的強烈吸收帶所支配。

  健康綠色植物在近紅外波段的光譜特征是反射率高(45%-50%),透過率高(45%-50%),吸收率低(<5%)。在可見光波段與近紅外波段之間,即大約0.76μm附近,反射率急劇上升,形成“紅邊”現象,這是植物曲線的最為明顯的特征,是研究的重點光譜區域。許多種類的植物在可見光波段差異小,但近紅外波段的反射率差異明顯。同時,與單片葉子相比,多片葉子能夠在光譜的近紅外波段產生更高的反射率(高達85%),這是因為附加反射率的原因,因為輻射能量透過最上層的葉子后,將被第二層的葉子反射,結果在形式上增強了第一層葉子的反射能量。

  在光譜的中紅外階段,綠色植物的光譜響應主要被1.4μm、1.9μm和2.7μm附近的水的強烈吸收帶所支配。2.7μm處的水吸收帶是一個主要的吸收帶,它表示水分子的基本振動吸收帶。1.9μm,1.1μm,0.96μm處的水吸收帶均為倍頻和合頻帶,故強度比誰的基本吸收帶弱,而且是依次減弱的。1.4μm和1.9μm處的這兩個吸收帶是影響葉子的中紅外波段光譜響應的主要譜帶。1.1μm和0.96μm處的水吸收帶對葉子的反射率影響也很大,特別是在多層葉片的情況下。研究表明,植物對入射陽光中的紅外波段能量的吸收程度是葉子中總水分含量的函數,即是葉子水分百分含量和葉子厚度的函數。隨着葉子水分減少,植物中紅外波段的反射率明顯增大(Philip et al. ,1978)

 

 

水體光譜曲線

  在可見光范圍內,水體的反射率總體上比較低,不超過10%,一般為4%-5%,並隨着波長的增大逐漸降低,到0.6µm處約2%-3%,過了0.75µm,水體幾乎成為全吸收。因此,在近紅外的遙感影響上,清澈的水體成黑色。為區分水陸界線,確定地面上有無水體覆蓋,應選擇近紅外波段的影像。必須指出,水體在微波1mm-30cm范圍內的發射率較低,約為0.4%。平坦的水面,后向散射微弱,因此測試雷達影響上,水體成黑色。

  含有泥沙的渾濁水體與清水比較,光譜反射特征存在以下差異。

    (1)渾濁水體的反射波譜曲線整體高於清水,隨着懸浮泥沙濃度的增加,差別加大;

    (2)波譜反射峰值向長波方向移動。清水在0.75µm處反射率接近零;而含有泥沙的渾濁水至0.93µm處反射率才接近與零;

    (3)隨着懸浮泥沙濃度的加大,可見光對水體的透射能力減弱,反射能力加強。

    (4)波長較短的可見光,如藍光和綠光對水體穿透能力較強,可反映出水面下一定深度的泥沙分布狀況。

  水中葉綠素的濃度與水體反射光譜特征存在以下關系。

    (1)水體葉綠素濃度增加,藍光波段的反射率下降,綠光波段的反射率增高;

    (2)水面葉綠素的浮游生物濃度高時,近紅外波段仍存在一定的反射率,該波段影像中水體不呈黑色,而是呈灰色,甚至是淺灰色。

土壤光譜曲線

  土壤光譜特征受到土壤地球化學(礦物成分、濕度、有機質、氧化鐵含量、土壤結殼等)、幾何光學散射(幾何,照明,微粒形狀、大小、方位、粗糙度)以及外部環境(氣候、風化程度、植被蓋度、落葉)等因素的影響。具體影響因子:
  (1)土壤質地。土壤質地之所以能影響土壤光譜反射率,一方面是由於它影響土壤蓄水能力,較大的顆粒之間能容納更多的空氣和水另一方面是土壤顆粒大小對土壤反射率有着顯著影響,黏土聚集體形成了更大、更粗糙的表面,因而看起來比砂質土壤要黑。
  (2)有機質含量。有機質會導致整個波居上上壤反射率下降。當有機質含量>2%時,它所引起的土壤反射率的下降可能掩蓋其他成分的光譜特征。
  (3)鐵氧化物。土壤在可見光波段的許多吸收特征都是鐵氧化物引起的,並且鐵氧化物的存在會導致土壤在整個波段范圍反射率下降。由於土壤中鐵大量存在,所以幾乎所有土壤的光譜反射率都朝着藍波段方向下降。
  (4)土壤濕度。大量研究表明,土壤濕度增加,反射率下降,特別是在水的各吸收帶處尤為明顯。反射率的下降是由於土壤顆粒四周水膜內部反射引起的。
  (5)土壤結殼。鹽殼或鹽皮是常見的二種土壤殼,鈉、鉀、鈣、鎂的硫酸鹽或鹵化物是鹽殼的主要成分,在可見和近紅外波段有診斷性吸收特征。


 

 

 

 


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