[发明专利]一种利用高光谱遥感分离阴叶和阳叶叶绿素荧光的方法

说明书

本发明公开了一种利用高光谱遥感分离阴叶和阳叶叶绿素荧光的方法，其步骤为：步骤S100：建立多角度探测叶绿素荧光和光化学植被指数的装置；步骤S200：获取长时间序列的多角度叶绿素荧光观测数据；步骤S300：建立叶绿素荧光角度校正模型，对观测到原始的叶绿素荧光进行角度校正；步骤S400：建立阴叶和阳叶叶绿素荧光分离模型，对冠层总的叶绿素荧光进行分离，得到阴叶和阳叶的叶绿素荧光。本发明通过建立叶绿素荧光角度校正模型，对观测到的叶绿素荧光进行角度校正，经过角度校正后的叶绿素荧光估算植被总初级生产力时更加准确。在对冠层总的荧光进行阴叶叶绿素和阳叶叶绿素的分离时也充分考多次散射的影响，从而提高了分离的准确性。

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，特别涉及一种利用高光谱遥感分离阴叶和阳叶叶绿素荧光的方法。

背景技术

植被总初级生产力是指植物通过光合作用固化二氧化碳的能力，并且也是陆地生态系统在自然条件下的生产能力。植被总初级生产力(GPP)是估算地球支持能力和评价生态系统可持续发展的重要指标，一直是目前地球系统科学研究的热点。目前，陆地生态系统生产力估算主要有生态系统模型和基于植被指数的光能利用率模型。由于目前模型对于一些关键的生态过程描述不清，或者由于模型结构、参数和输入数据等方面的原因，当前模型生产力的估算尚存在较大的不确定性，估算能力仍有待提高。而现有遥感技术虽然能提取出与地表碳通量、储量相关的植被参数，但是这些植被参数无法直接反应植物生理活动，不能直接反应陆地生态系统碳通量信息，需要用新的观测数据对模型估算进行优化，以提高对区域植被生产力的模拟精度。

日光诱导叶绿素荧光(SIF)为陆地生态系统生产力估算提供新的思路和方法。日光诱导叶绿素荧光是由植物光合中心II(PSII)发射出的光谱信号，可以反映植被的光合作用状态，被誉为“光合探针”，通过观测叶绿素荧光可以直接探测植被的光合作用等有关信息。相比植被指数，叶绿素荧光更能够反映植被的光合动态变化，因此逐渐成为陆地生态系统生产力估算的研究热点。

植被冠层内部阴影叶片(即阴叶)和光照叶片(即阳叶)对叶绿素荧光的贡献差别很大，可将阴叶叶绿素荧光与阳叶叶绿素荧光进行分离，通过分离后的阴叶叶绿素荧光和阳叶叶绿素荧光对陆地生态系统生产力分别进行估算，以提高估算的精度。目前，存在一种利用多角度观测系统同时获取太阳入射光谱和植被冠层多角度反射光谱的方法，用于计算太阳辐照度和植被冠层不同角度的辐亮度，进而计算不同观测角度植被冠层的荧光，但是该方法没有考虑到热点以及多次散射对叶绿素荧光的影响。

因此，如何寻找一种能利用遥感的数据分离阴叶和阳叶叶绿素，并且能够校正热点以及多次散射对叶绿素荧光的影响成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术没有考虑到热点以及多次散射对叶绿素荧光的影响，提供一种能利用遥感的数据分离阴叶和阳叶叶绿素荧光，并且能够能够校正热点以及多次散射对叶绿素荧光的影响的方法。

本发明的技术解决方案是：

提供一种利用高光谱遥感分离阴叶和阳叶叶绿素荧光的方法，包括如下步骤：

步骤S100：建立多角度探测叶绿素荧光和光化学植被指数的装置；

步骤S200：获取长时间序列的多角度叶绿素荧光观测数据；

步骤S300：建立叶绿素荧光角度校正模型，对观测到原始的叶绿素荧光进行角度校正；

步骤S400：建立阴叶和阳叶叶绿素荧光分离模型，对冠层总的叶绿素荧光进行分离，得到阴叶和阳叶的叶绿素荧光。

优选地，所述步骤S300的叶绿素荧光角度校正方法为：