基于多光譜影像的單紅邊波段葉綠素指數(shù)驗證

李宗南，蔣 怡，黃 平，董秀春，王 昕，魏 來，劉忠友

(四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所，四川 成都 610066 )

【研究意義】植被葉綠素含量信息對生態(tài)、農(nóng)業(yè)等研究有重要意義，通過葉綠素含量可準(zhǔn)確估算植被的光能利用率[1-2]、光合有效輻射吸收比[3-5]、初級生產(chǎn)力及生物量[6-9]。【前人研究進(jìn)展】區(qū)域植被葉綠素含量信息主要通過遙感手段獲取，具體分為光譜指數(shù)法[10-13]和冠層輻射傳輸模型反演法[14-17]。光譜指數(shù)法是根據(jù)葉綠素敏感的光譜指數(shù)與葉綠素含量的相關(guān)性建立回歸模型，通過光譜指數(shù)估算葉綠素含量的方法。對比冠層輻射傳輸模型反演法，該法具有算法簡便，易于實現(xiàn)等特點，因而得到廣泛研究，其中，680～750 nm波長范圍內(nèi)的紅光光譜是綠色植物最敏感的光譜[18]。受植被覆蓋度、葉綠素狀況影響，該波長范圍的反射率會出現(xiàn)顯著的紅移或藍(lán)移現(xiàn)象，研究人員據(jù)此提出多種基于高光譜遙感的紅邊位置指數(shù)[19]和光譜指數(shù)[12, 20-22]用以估算葉綠素含量。自2002年以來，星載多光譜成像儀在680～750 nm波長范圍內(nèi)開始設(shè)置1～3個探測波段，并將此范圍的波段稱為紅邊波段。設(shè)有紅邊波段的星載多光譜成像儀包括ENVISAT MERIS、RapidEye、Worldview-2、Worldview-3以及高分六號等。但現(xiàn)有大部分光譜指數(shù)的性能在不同研究中表現(xiàn)不穩(wěn)定[3,12]；受限于紅邊波段的數(shù)量、寬度，只有部分指數(shù)算法可推廣到多光譜遙感[24]。MERIS陸表葉綠素指數(shù)MTCI(MERIS terrestrial chlorophyll index)是針對MERIS多光譜成像儀的紅邊波段設(shè)計的，通過3個紅邊波段反射率的差值比值估算葉綠素含量，被歐洲航天局的MERIS遙感產(chǎn)品采用[10]，其估算效果已得相關(guān)論證[25-27]。……