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1、病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第三章第三章 植被遥感植被遥感城市与环境学院城市与环境学院王细元王细元xiyuan80_http:/ 遥遥感地学分析，黄家柱教授感地学分析，黄家柱教授遥遥 感感 地地 学学 分分 析析王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v意义：意义：n植被是全球变化中最活跃、最有价值的影响因素和植被是全球变化中最
2、活跃、最有价值的影响因素和指示因子。指示因子。n植被影响地气系统的能量平衡，在气候、水文和生植被影响地气系统的能量平衡，在气候、水文和生化循环中起着重要作用，是气候和人文因素对环境化循环中起着重要作用，是气候和人文因素对环境影响的敏感指标。影响的敏感指标。王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v研究主要方向：研究主要方向：n从土壤背景中区分出植被覆盖区域。（延伸：植被从土壤背景中区分出植被覆盖区域。（延伸：
3、植被类型，类类型，类型质量）型质量）n反演出植被的各种重要参数。（叶面积指数、叶子反演出植被的各种重要参数。（叶面积指数、叶子宽度、树冠行政、高度）宽度、树冠行政、高度）n估算与光合作用有关的物理量。（叶面积温度、植估算与光合作用有关的物理量。（叶面积温度、植被表面水分蒸腾量）被表面水分蒸腾量）王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程内容提要内容提要v3.1 3.1 植被的光谱特性植被的光谱特性v3.2 3.
4、2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算v3.3 3.3 灾害监测灾害监测v3.4 3.4 资源遥感调查资源遥感调查王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3.1 3.1 植被的光谱特性植被的光谱特性v3.1.1 3.1.1 健康植被的光谱特性健康植被的光谱特性 健康植物的波谱曲线有明显的特点，在可健康植物的波谱曲线有明显的特点，在可见光的见光的0.55m0.55m附近有一个反射率为附近有一个反射率为1010
5、2020的的小反射峰小反射峰。在。在0.45m0.45m和和0.65m0.65m附近有两个明显的附近有两个明显的吸收谷吸收谷。在。在0.70.8m0.70.8m是一个陡坡，反射率急剧是一个陡坡，反射率急剧增高。在近红外波段增高。在近红外波段0.81.3m0.81.3m之间形成一个之间形成一个高高的，反射率可达的，反射率可达4040或更大的反射峰。在或更大的反射峰。在1.45m1.45m，1.95m1.95m和和2.62.7m2.62.7m处有三个吸收谷。处有三个吸收谷。王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵
6、入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3.1 3.1 植被的光谱特性植被的光谱特性王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v3.1.2 3.1.2 植被光谱特征的影响因素植被光谱特征的影响因素 影响植物光谱的因素除了植物本身的结构影响植物光谱的因素除了植物本身的结构特征，同时也受到外界的影响。特征，同时也受到外界的影响。外界影响外界影响主要包主要
7、包括季节的变化，植被的健康状况，植物的含水量括季节的变化，植被的健康状况，植物的含水量的变化，植株营养物质的缺乏与否等等。但外界的变化，植株营养物质的缺乏与否等等。但外界的影响总是通过植物本身的影响总是通过植物本身生长发育生长发育的特点在有机的特点在有机体的结构特征反映出来的。体的结构特征反映出来的。王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 从植物的典型波谱曲线来看，控制植物从植物的典型波谱曲线来看，控制植物
8、反反射率射率的主要因素有植物的主要因素有植物叶子的颜色叶子的颜色、叶子的、叶子的细细胞构造胞构造和植物的和植物的水分水分等。植物的生长发育、植等。植物的生长发育、植物的不向种类、灌溉、施肥、气候、土壤、地物的不向种类、灌溉、施肥、气候、土壤、地形等因素都对有机物的光谱特征发生影响，使形等因素都对有机物的光谱特征发生影响，使其光谱曲线的形态发生变化。其光谱曲线的形态发生变化。王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理
9、过程不同植物光谱反射曲线比较不同植物光谱反射曲线比较 王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程不同颜色叶子的反射光谱不同颜色叶子的反射光谱 叶子颜色叶子颜色王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程不同水分含量对玉米叶子反射率
10、的影响不同水分含量对玉米叶子反射率的影响 王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程红边红边定义为反射光谱的一阶微分最大值所对应的光谱位置。定义为反射光谱的一阶微分最大值所对应的光谱位置。当叶绿素含量高，生长旺盛时，红边向波长增加的方向偏当叶绿素含量高，生长旺盛时，红边向波长增加的方向偏移，称移，称红移红移。当植被受损时，则红边会向波长短的方向移动，称当植被受损时，则红边会向波长短的方向移动，称蓝移蓝移。王细元
11、 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程植物遭受不同程度损害的反射光谱曲线植物遭受不同程度损害的反射光谱曲线 王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3.2 3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算v选用多光谱遥感数据经选用多
12、光谱遥感数据经分析运算分析运算（加、减、乘、（加、减、乘、除等线性或非线性组合方式），产生某些对植除等线性或非线性组合方式），产生某些对植被长势、生物量等有一定被长势、生物量等有一定指示意义指示意义的数值的数值即所谓的即所谓的“植被指数植被指数”(Vegetation Index)(Vegetation Index)。v它用一种简单有效的形式来实现对植物状态信它用一种简单有效的形式来实现对植物状态信息的表达，以息的表达，以定性定性和和定量定量地评价植被覆盖、生地评价植被覆盖、生长活力及生物量等。长活力及生物量等。王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis
13、for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程相关文献（自学）相关文献（自学）v南京市城市绿地现状遥感分析南京市城市绿地现状遥感分析周文佐等周文佐等摘要摘要:研究中尝试用研究中尝试用NDV I波段及其它波段组合对波段及其它波段组合对南京城市植被进行解译南京城市植被进行解译,效果较好。研究结果表明效果较好。研究结果表明,南南京生态绿地分布很不平衡。京生态绿地分布很不平衡。v基于基于 TM影像的城市绿地信息提取方法研究影像的城市绿地信息提取方法研究姚姚 静等静等摘要摘要:实验过程中首先对图像进行预处
14、理实验过程中首先对图像进行预处理,然后通过然后通过四种绿地信息提取方案进行比较分析四种绿地信息提取方案进行比较分析,这四种方案分这四种方案分别为别为:原始波段合成法原始波段合成法、主成份分析法主成份分析法、归一化植被指归一化植被指数数(NDV I)法和法和实验波段组合法实验波段组合法。王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v基于基于TM 影像的重庆市北碚区地表植被覆盖变化影像的重庆市北碚区地表植被覆盖变化兰
15、明娟兰明娟摘要摘要:利用重庆市北碚区利用重庆市北碚区 1988 年与年与 2007 年的年的 Landsat TM 影像数据影像数据,编制编制归一化植被指数归一化植被指数(NDVI)图图,进而计算生成植被覆盖度图像进而计算生成植被覆盖度图像.通过掩膜技术和变化检测通过掩膜技术和变化检测等方法提取了研究区等方法提取了研究区 1988-2007 年的植被覆盖变化信年的植被覆盖变化信息息.基于遥感的城市绿地信息监测分析基于遥感的城市绿地信息监测分析 以扬州市为例以扬州市为例许许 超超摘要摘要:利用不同时相的利用不同时相的 CBERS 02的的 CCD数据和中国数据和中国资源卫星二号星的全色数据资源卫
16、星二号星的全色数据,选用选用合适的方法合适的方法对城市主要对城市主要地物信息进行自动地物信息进行自动(半自动半自动)提取提取,对扬州市城区绿地系统对扬州市城区绿地系统的变化进行动态监测及分析。的变化进行动态监测及分析。王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v城市绿地遥感信息自动提取研究城市绿地遥感信息自动提取研究 以广州市为例以广州市为例刘小平刘小平,邓孺孺邓孺孺,彭晓鹃彭晓鹃摘要摘要:提出了一种新的基于提
17、出了一种新的基于像元信息分解像元信息分解和和神经网络神经网络分类分类相结合的城市绿地遥感信息自动提取方法。相结合的城市绿地遥感信息自动提取方法。基于基于ETM+遥感影像的南京市城市绿地的动态监测遥感影像的南京市城市绿地的动态监测郑光郑光摘要摘要:本文利用本文利用 1988 年和年和2002 年的南京市域范年的南京市域范围的围的ETM+/TM 影像影像,通过分别计算通过分别计算亮度指数和垂亮度指数和垂直植被指数直植被指数,建立亮度建立亮度-垂直植被指数垂直植被指数(BI-PVI)平面平面,通过计算通过计算TM3-TM4平面内的点到平面内的点到 非植被线的距离非植被线的距离,求得亮度求得亮度-植被
18、指数向量植被指数向量,进而得出变化向量获取城市进而得出变化向量获取城市绿地的变化绿地的变化王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v植被指数的主要种类植被指数的主要种类 ：（1 1）比值植被指数（）比值植被指数（RVIRVI）（2 2）归一化植被指数（）归一化植被指数（NDVINDVI）（3 3）差值植被指数（）差值植被指数（DVIDVI）（4 4）缨帽变换中的绿度植被指数（）缨帽变换中的绿度植被指数（GVI
19、GVI）（5 5）垂直植被指数（）垂直植被指数（PVIPVI）3.2 3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 （1 1）比值植被指数比值植被指数（Ratio Vegetation Ratio Vegetation IndexIndex）由于可见光红波段（由于可见光红波段（R R）与近红外波段）与近红外波段（NIRNIR）对绿色植物的光谱响应十分不同。两者简）对绿色
20、植物的光谱响应十分不同。两者简单的数值比能充分表达两反射率之间的差异。单的数值比能充分表达两反射率之间的差异。比值植被指数可表达为：比值植被指数可表达为：RVI=DNRVI=DNNIRNIR/DN/DNR R 或或 RVI=RVI=NIRNIR/R R （简单表示为（简单表示为NIR/RNIR/R）3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 RVI RVI是绿色植物的
21、一个灵敏的指示参数。研究表明，它与叶面是绿色植物的一个灵敏的指示参数。研究表明，它与叶面积指数（积指数（LAILAI）、叶干生物量（）、叶干生物量（DMDM）、叶绿素含量相关性高，被广）、叶绿素含量相关性高，被广泛用于估算和监测绿色植物生物量。在植被泛用于估算和监测绿色植物生物量。在植被高密度覆盖高密度覆盖情况下，情况下，它对植被十分敏感，与生物量的相关性最好。但当植被覆盖度小它对植被十分敏感，与生物量的相关性最好。但当植被覆盖度小于于50%50%时，它的分辨能力显著下降。时，它的分辨能力显著下降。此外，此外，RVIRVI对大气状况很敏感对大气状况很敏感，大气效应大大地降低了它对，大气效应大大
22、地降低了它对植被检测的灵敏度，尤其是当植被检测的灵敏度，尤其是当RVIRVI值高时。因此，最好运用经大气值高时。因此，最好运用经大气纠正的数据，或将两波段的灰度值（纠正的数据，或将两波段的灰度值（DNDN）转换成反射率（）转换成反射率（）后）后再计算再计算RVIRVI，以消除大气对两波段不同非线性衰减的影响。，以消除大气对两波段不同非线性衰减的影响。3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引
23、起不同程度的病理生理过程（2 2）归一化植被指数（）归一化植被指数（Normalized Difference Normalized Difference Vegetation IndexVegetation Index）NDVI=NDVI=（DNDNNIRNIR-DN-DNR R）/（DNDNNIRNIR DNDNR R）NDVI=(NDVI=(NIRNIR-R R)/()/(NIRNIR+R R)实际上，实际上，NDVINDVI是简单比值是简单比值RVIRVI经非线性的归一经非线性的归一化处理所得。化处理所得。3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学
24、 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 在植被遥感中，在植被遥感中，NDVI的应用最为广泛。它是植的应用最为广泛。它是植被生长状态及被生长状态及植被覆盖度植被覆盖度的最佳指示因子，与植被分的最佳指示因子，与植被分布密度呈线性相关。因此又被认为是反映生物量和植布密度呈线性相关。因此又被认为是反映生物量和植被监测的指标。被监测的指标。NDVI的一个缺陷在于，对土壤背景的变化较为的一个缺陷在于，对土壤背景的变化较为敏感。敏感。实验表明，作物生长初期
25、实验表明，作物生长初期NDVI将过高估计植被覆将过高估计植被覆盖度，而在作物生长的结束季节，盖度，而在作物生长的结束季节，NDVI值偏低。因值偏低。因此，此，NDVI更适用于植被发育中期或中等覆盖度的植更适用于植被发育中期或中等覆盖度的植被检测。被检测。3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感
26、地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程（3 3）差值植被指数（）差值植被指数（Difference Vegetation Difference Vegetation IndexIndex）差值植被指数（差值植被指
27、数（DVIDVI）又称环境植被指）又称环境植被指数（数（EVIEVI），被定义为近红外波段与可见光），被定义为近红外波段与可见光红波段数值之差。红波段数值之差。即即DVI=DNDVI=DNNIRNIR-DN-DNR R或或 DVI=DVI=NIR NIR-R R3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 差值植被指数的应用远不如差值植被指数的应用远不如RVI、NDVI
28、。它对土壤背景的变化极为敏感，有利于对植被它对土壤背景的变化极为敏感，有利于对植被生态环境的监测。生态环境的监测。上述的上述的NDVI、DVI等植被指数均受土等植被指数均受土壤背景的影响大，且这种影响是相当复杂的，壤背景的影响大，且这种影响是相当复杂的，它随波长、土壤特征（含水量、有机质含量、它随波长、土壤特征（含水量、有机质含量、表面粗糙度等）及植被覆盖度、作物排列方向表面粗糙度等）及植被覆盖度、作物排列方向等的变化而变化。等的变化而变化。3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sen
29、sing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程（4 4）缨帽变换中的绿度植被指数（）缨帽变换中的绿度植被指数（GVIGVI）缨帽变换（缨帽变换（TCTC）是指在多维光谱空间中，）是指在多维光谱空间中，通过通过线性变换线性变换、多维空间的旋转多维空间的旋转，将植物、土，将植物、土壤信息投影到多维空间的一个平面上，在这个壤信息投影到多维空间的一个平面上，在这个平面上使植被生长状况的时间轨迹（光谱图形）平面上使植被生长状况的时间轨迹（光谱图形）和土壤亮度轴相互垂直。也就是，通过坐标变和土壤亮度轴相互垂直。也就是，通过坐标变换使值
30、被与土壤特征分离。换使值被与土壤特征分离。缨缨帽帽变变换换是是一一种种通通用用的的植植被被指指数数，可可以以被用于被用于 Landsat MMS Landsat MMS 或或 Landsat TM Landsat TM 数据。数据。3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 缨帽变换（缨帽变换（TCTC变换）是以陆地卫星变换）是以陆地卫星MSSMSS各波各波段的辐度亮
31、度值作为变量。经线性变换后，组成段的辐度亮度值作为变量。经线性变换后，组成4 4个新变量：个新变量：TC1TC10.433MSS40.433MSS4 0.632MSS50.632MSS5 0.586MSS60.586MSS6 0.264MSS0.264MSS7 7 TC2 TC2-0.290MSS4-0.562MSS5-0.600MSS6-0.290MSS4-0.562MSS5-0.600MSS6 0.491MSS70.491MSS7 TC3 TC3-0.829MSS40.829MSS4 0.522MSS50.522MSS5 0.039MSS60.039MSS6 0.194MSS70.194M
32、SS7 TC4 TC4 0.233MSS40.233MSS4 0.021MSS5-0.543MSS60.021MSS5-0.543MSS6 0.810MSS70.810MSS73.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 第第一一分分量量TCTC1 1表表征征“土土壤壤亮亮度度”，它它反反映映土土壤壤亮度信息；亮度信息；第二分量第二分量TCTC2 2表征表征“绿度绿度”
33、，它与绿色植被长，它与绿色植被长势、覆盖度等信息直接相关；势、覆盖度等信息直接相关；第第三三分分量量为为“黄黄度度”，无无确确定定意意义义，位位于于TCTC1 1、TCTC2 2的右侧；的右侧；第第四四分分量量为为“nonesuch”nonesuch”无无景景观观意意义义，主主要要为噪声（包含系统噪声和大气信息）。为噪声（包含系统噪声和大气信息）。第第一一、二二分分量量往往往往集集中中了了95%95%或或更更多多的的信信息息。因因此此，植植被被、土土壤壤信信息息主主要要集集中中在在由由TC1TC1、TC2TC2组成的二维图形中。组成的二维图形中。3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细
34、元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 而对于而对于TMTM而言，可见光而言，可见光红外红外6 6个波段数据经个波段数据经缨帽变换的前三个分量主要反映土壤亮度、绿缨帽变换的前三个分量主要反映土壤亮度、绿度、湿度特征，第四分量主要为噪声。其中绿度、湿度特征，第四分量主要为噪声。其中绿度指数可表示为：度指数可表示为：GVI=-0.2848TM1-0.2435TM2-GVI=-0.2848TM1-0.2435TM2-
35、0.5436TM3+0.7243TM4+0.084TM5-0.1800TM70.5436TM3+0.7243TM4+0.084TM5-0.1800TM73.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体
36、，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程（5 5）垂直植被指数（）垂直植被指数（PVIPVI）不同植被与土壤亮度线的距离不同。于是不同植被与土壤亮度线的距离不同。于是RichardsonRichardson（19771977）把植物象元到土壤亮度线的垂直）把植物象元到土壤亮度线的垂直距离定义为垂直植被指数（距离定义
37、为垂直植被指数（Perpendicular Perpendicular Vegetation IndexVegetation Index）。）。PVIPVI是一种简单的欧几米得（是一种简单的欧几米得（EuclideanEuclidean）距离。）距离。表示为：表示为：其中其中S S为土壤反射率，为土壤反射率，V V为植被反射率，为植被反射率，R R为红波段，为红波段，NIRNIR为红外波段。为红外波段。3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算 PVI=王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机
38、体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 PVIPVI表征着在土壤背景上存在的植被的生物量，表征着在土壤背景上存在的植被的生物量，距离越大，生物量越大，也可将距离越大，生物量越大，也可将PVIPVI定量表达定量表达为：为：PVI=PVI=（DNDNNIRNIR-b-b）coscos -DN-DNR Rsinsin 其中，其中，DNDNNIRNIR、DNDNR R分别为分别为NIRNIR、R R两波段的反射两波段的反射辐射亮度值；辐射亮度值；b b为土壤基线与为土壤基线与NIRNIR反射率纵轴的截距；反射率纵轴的截距；为土壤基线与为土壤基线与R R
39、光反射率横轴的夹角。光反射率横轴的夹角。3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 PVIPVI的显著特点是较好地滤除了土壤背景的显著特点是较好地滤除了土壤背景的影响，且对大气效应的敏感程度也小于其它的影响，且对大气效应的敏感程度也小于其它植被指数。正因为它减弱和消除了大气、土壤植被指数。正因为它减弱和消除了大气、土壤的干扰，所以被广泛应用于作物估产。的干扰，所以被广
40、泛应用于作物估产。从理论上讲，从理论上讲，GVIGVI、PVIPVI均不受土壤背景的均不受土壤背景的影响，对植被具有适中的灵敏度，利于提取各影响，对植被具有适中的灵敏度，利于提取各种土壤背景下生长的植被专题信息。其数值已种土壤背景下生长的植被专题信息。其数值已扩展到扩展到TMTM的的6 6维数据（除维数据（除TM6TM6热红外数据），以热红外数据），以及及AVHRRAVHRR的可见光的可见光近红外数据，并有现成近红外数据，并有现成的模型和成熟的图象处理算法的模型和成熟的图象处理算法.3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography An
41、alysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程主要植被指数一览表主要植被指数一览表王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v3.2.1 叶面积指数的估算叶面积指数的估算 叶面积指数叶面积指数LAILAI是指每单位土壤表面积的是指每单位土壤表面积的叶面面积比例。它对植物光合作用和能量传输叶面面积比例
42、。它对植物光合作用和能量传输是十分有意义的。是十分有意义的。实验证明：当作物群体实验证明：当作物群体LAILAI大于大于3 3时，其反射率可达太阳时，其反射率可达太阳总辐射的总辐射的20%20%；当正常稻田；当正常稻田LAILAI为为4 4时的能量透过率为太时的能量透过率为太阳总辐射的阳总辐射的23%23%或低于或低于20%20%；对草本植物而言，叶片倾；对草本植物而言，叶片倾角较大，光很容易透过冠层直达底部直至土壤则当角较大，光很容易透过冠层直达底部直至土壤则当LAILAI高达高达7.57.5时，有时，有5%5%的入射光可到达土壤表面。的入射光可到达土壤表面。叶面指数叶面指数一般大于一般大于
43、1 1，小于，小于10 10 如下图所示，在光谱曲线中，近红外波段的反射率随叶如下图所示，在光谱曲线中，近红外波段的反射率随叶面指数增加而增加。面指数增加而增加。3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境
44、的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算A.裸土（裸土（bare soil in field）B.生长旺季（生长旺季（full growth）C.秋季落叶（秋季落叶（fall senescence）王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 根据高塔遥感实验场的大量观测资料表明，根据高塔遥感实验场的大量观测资料表明，植被指数植被指数NDVINDV
45、I或或RVIRVI与叶面积指数与叶面积指数LAILAI的相关系的相关系数很高，且与数很高，且与LAILAI呈非线性函数关系。呈非线性函数关系。VIVI与与LAILAI的关系，除了随不同物候期植物的关系，除了随不同物候期植物生理状况的变化而变化以外，还依赖于太阳高生理状况的变化而变化以外，还依赖于太阳高度角和方位角变化对植冠反射的影响，以及依度角和方位角变化对植冠反射的影响，以及依赖于生态系统的类型如冠层密度、下垫面类型赖于生态系统的类型如冠层密度、下垫面类型等。等。3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis fo
46、r Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程王
47、细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v3.2.2 植被叶绿素含量的估算植被叶绿素含量的估算 叶子生长初期，叶绿素含量与辐射能吸收间几乎叶子生长初期，叶绿素含量与辐射能吸收间几乎直线相关，即叶绿素含量增多，蓝、红波段吸收增强，直线相关，即叶绿素含量增多，蓝、红波段吸收增强，绿被段反射率降低，近红外反射率增强，植被指数增绿被段反射率降低，近红外反射率增强，植被指数增大；但当叶绿素含量增加到一定程度后，吸收率近于
48、大；但当叶绿素含量增加到一定程度后，吸收率近于饱和，反射率变化小，植被指数的差异不明显，因而饱和，反射率变化小，植被指数的差异不明显，因而植物在生长旺季较难区分。植物在生长旺季较难区分。不同作物由于植土比的差异，其表达叶绿素含量不同作物由于植土比的差异，其表达叶绿素含量的光谱模型是不同的。的光谱模型是不同的。3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程小麦光谱组合模型和
49、叶绿素含量的时间剖面曲线小麦光谱组合模型和叶绿素含量的时间剖面曲线 3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 分析小麦几种植被指数模型与叶绿素含量分析小麦几种植被指数模型与叶绿素含量的时间剖面曲线的关系。实验证明，对小麦而的时间剖面曲线的关系。实验证明，对小麦而言言G G5 5（NIR/RNIR/R2 2）的光谱模型表达叶绿素含量最）的光谱模型表达叶绿素含量最佳。其
50、余四个绿度模型分别为：佳。其余四个绿度模型分别为：3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算G2=G4=G3=G1=RVI=NIR/R王细元 城市与环境学院遥 感 地 学 分 析Geography Analysis for Remote Sensing病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3.2 植被生态参数的估算植被生态参数的估算v3.2.3 植被盖度的估算植被盖度的估算v植被覆盖度指植被冠层的垂直投影面积与植被区总面植被覆盖度指植被冠层的垂直投影面积与植被区总面积之比。其范围分布在积之比。其范围分布在0 01 1之间