植被光谱特性
植被光谱曲线
植被光谱曲线植被光谱曲线是指在一定范围内植被所反射或吸收的电磁波谱段的变化。
它可以反映出植被群落相对于不同波长的光的吸收、反射或透射特性，从而可以对植被的类型、健康状态、生长阶段等进行诊断和解析。
下面，我们将按照以下列表对植被光谱曲线的相关内容进行介绍。
1. 植被光谱曲线的基本特征植被光谱曲线通常呈现为两个明显的峰值和一个谷底，分布在可见光和近红外光波段。
其中，第一个峰值通常位于绿色波段，对应的是植物叶绿素的吸收峰；第二个峰值位于近红外波段，对应着植物细胞壁、纤维素等成分的吸收峰；而谷底则位于绿色和近红外之间，代表的是植被反射光线相对较弱的波段。
2. 植被光谱曲线的应用领域植被光谱曲线具有广泛的应用领域，主要包括植被类型分类、植被健康状态监测、土地覆盖变化探测等。
其中，通过研究植被光谱曲线来判断不同植被类型的特征是一种广泛应用的方法。
同时，基于植被光谱曲线来分析植被健康状态的方法也得到了广泛的认可。
3. 植被光谱曲线在农业中的应用植被光谱曲线在现代农业中应用广泛。
其中，通过植被光谱曲线判断农作物的种植情况、健康状态等，可以帮助农民及时采取措施，提高产量和质量。
此外，通过植被光谱曲线来判断任何一个农田地块的植被状况，还可以为农业精细化管理提供技术支持。
4. 植被光谱曲线在生态环境监测中的应用植被光谱曲线也可以应用于生态环境监测中，例如检测林区及湿地生态环境的变化。
通过对不同时间点的植被光谱曲线进行比较和分析，可以识别和解析生态环境动态变化的趋势和规律，为生态环境保护提供参考和依据。
5. 植被光谱曲线的未来发展趋势植被光谱曲线作为一种先进的科研技术，具有很大的发展前景。
未来，随着技术的不断进步，将会有更多的新技术和新方法被应用到植被光谱曲线的研究中，以便更加全面、准确地捕捉植被特征信息，为保障人类生态环境和发展可持续农业提供支持。
遥感地学分析实验——实验五：植被波谱特征与叶面积指数、生物量分析
实验五：植被波谱特征与叶面积指数、生物量分析（3学时）
原理与方法
遥感图像上面的植被信息主要是通过绿色植物叶子和植被灌层的光谱特性以及差异变化变现出来的，选择多光谱遥感数据进行分析运算，产生某些对植被长势、生物量等有一定指示意义的数值，即是所谓的“植被指数”。
用一种简单有效的形式来实现对植被状态信息的表达，以定性和定量地评价植被覆盖、生长活力与生物量。
在植被光谱中，通常选用对绿色植物（叶绿素引起的）强吸收的可见光波段和对绿色植物（叶内组织引起的）高反射的近红外波段，通过两个不同波段数据的分析运算得到不同的植被指数，如归一化植被指数（NDVI）等。
实习仪器
学生实习机房
图象处理软件（ENVI3.5）
叶面积指数仪（WINSCANNY）
实验目的
1、掌握应用遥感图像处理软件进行植被波谱与叶面积指数、生物量测量方法。
2、掌握运用植被指数分析叶面积指数和生物量。
实验报告
内容包括：实验目的、分析叶面积指数和生物量的区域分异。
植被光谱分析与植被指数计算解读
植被光谱分析与植被指数计算在遥感中，常常结合不同波长范围的反射率来增强植被特征，如植被指数（vegetation indices ——VI）的计算，植被指数（VI）是两个或多个波长范围内的地物反射率组合运算，以增强植被某一特性或者细节。
目前，在科学文献中发布了超过150种植被指数模型，这些植被指数中只有极少数是经过系统的实践检验。
本文总结现有植被指数，根据对植被波谱特征产生重要影响的主要化学成份：色素（Pigments）、水分（Water）、碳（Carbon）、氮（Nitrogen），总结了7大类实用性较强的植被指数，即：宽带绿度、窄带绿度、光利用率、冠层氮、干旱或碳衰减、叶色素、冠层水分含量。
这些植被指数可以简单度量绿色植被的数量和生长状况、叶绿素含量、叶子表面冠层、叶聚丛、冠层结构、植被在光合作用中对入射光的利用效率、测量植被冠层中氮的相对含量、估算纤维素和木质素干燥状态的碳含量、度量植被中与胁迫性相关的色素、植被冠层中水分含量等。
包括以下内容：∙∙●植被光谱特征∙∙●植被指数∙∙●HJ-1-HSI植被指数计算1.植被光谱特征植被跟太阳辐射的相互关系有别于其他物质，如裸土、水体等，比如植被的“红边”现象，即在<700nm附近强吸收，>700nm高反射。
很多因素影响植被对太阳辐射的吸收和反射，包括波长、水分含量、色素、养分、碳等。
研究植被的波长范围一般为400 nm to 2500 nm，这也是传感器设计选择的波长范围。
这个波长范围可范围以下四个部分：∙∙●可见光（Visible）：400 nm to 700 nm∙∙●近红外（Near-infrared——NIR）：700 nm to 1300 nm∙∙●短波红外1（Shortwave infrared 1—— SWIR-1）：1300 nm to 1900 nm∙∙●短波红外2（Shortwave infrared 2——SWIR-2）：1900 nm to 2500 nm其中NIR和SWIR-1的过渡区（1400nm附近）是大气水的强吸收范围，卫星或者航空传感器一般不获取这范围的反射值。
对迷彩伪装的高光谱特性的分析和研究
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对迷彩伪装的高光谱特性的分析和研究
引言迷彩伪装是指将涂料、颜色或其他材料直接喷涂或粘贴在目标表面,用以减小、改变目标与背景之间波谱反射、辐射特性差异而实施的伪装。传统的迷彩伪装针对地面侦察进行设计,在可见光及红外波段,使用不同颜色的迷彩斑点,改变目标反射特性,在成像时达到歪曲目标轮廓、降低显着特征的目的。随着侦察手段的不断增强,迷彩伪装必须具备对抗太空和航空侦察的能力,其中一个重要方面就是对抗高光谱成像侦察。高光谱成像技术能够在连续光谱波段上对目标同时成像,将光谱信息和空间信息呈现在同一图像中。现在使用的迷彩伪装,其对抗谱段宽度远远不能适应高光谱侦察使用的光谱反射率通道要求。为了在迷彩伪装设计中加入高光谱影响因素,同时实现基于高光谱成像的伪装目标探测,有必要对迷彩伪装的高光谱特性进行分析。1光谱特性不同种类的迷彩伪装,其光谱具有唯一性。在高光谱图像中,影响迷彩伪装光谱特性的因素,除了其自身因素外还有阴影和角度两个方面。文献中已经对迷彩服伪装的高光谱多角度问题进行了比较全面的研究。本文从分析植物光谱特性入手,研究模拟植物的绿色迷彩伪装与绿色植被的光谱差异,并主要针对阴影的影响进行分析。1.1植被的光谱特性植物叶片典型光谱反射曲线如图1所示。由于叶绿素强烈吸收蓝色和红色波段的能量,少量吸收绿色波段的能量,所以健康植被在450~670 nm波段反射率很低,绿色波段有一个反射峰的存在。在700~1 300 nm波段间只有不到5%的能量被植物吸收,40%~65%的能量产生反射,其余全部透射过去。但在970 nm附近还存在一个水的吸收峰。1 300 nm以上的能量主要被反射和吸收,在1 400 nm和1 900 nm波段由于植物内水分的存在,产生吸收峰。1.2迷彩伪装的光谱特性图像中迷彩伪装及背景的光谱曲线如图3(a)所示。三条曲线分别代表迷彩雨衣、迷彩伪装布和草坪背景的光谱反射强度。在波长450~650 nm三条光谱曲线走向一致,反射强度低,目标与背景的反差不大,基本是混为一体的,很难予以区分。从650 nm开始,迷彩雨衣与迷彩伪装布的反射强度迅速增大,而背景的反射强度从700 nm才开始增大。在650~740 nm、780~800 nm迷彩伪装的反射强度明显高于绿色植物,体现在图像中即在这个波段内伪装与背景对比度提高,特征明显,可以在这个波段内进行伪装识别。为了突出吸收和反射特征,对光谱曲线进行包络线去除,将其归一化到一致的光谱背景上,有利于光谱曲线之间进行特征数值的比较,从而提取出光谱特征。包络线是一个在光谱顶部突起的外壳拟合,它用直线段连接局部的光谱最大值。第一个和最后一个光谱数据值在外壳上,在输出的包络线去除的数据文件中的第一个和最后一个数值等于1。图3(b)表示的是包络线去除后的光谱曲线,迷彩雨衣与背景匹配较好,在690 nm处存在吸收峰。迷彩伪装布在680 nm、720 nm存在反射峰,而且690 nm处的吸收峰更加明显,可以将反射峰和吸收峰联合作为特征,进行伪装识别。图4表示了太阳直射与阴影条件下迷彩伪装布的光谱曲线。阴影对背景和迷彩伪装造成的影响,主要表现在日光不能直接照射到阴影面,使得阴影面整体反射强度降低,光谱曲线与太阳直射条件下的光谱曲线整体形状产生差异。这种差异可以用光谱角(spectral angle)来表示。将光谱视为波谱空间的一个矢量,矢量之间的夹角即为光谱角,夹角越小,说明两条光谱越相似。本次实验中,两条曲线的光谱角SA=0.28 rad,在图像分类时可以明显区分。包络线去除后,光谱曲线没有表现出明显吸收和反射特征的差异,只是在400~700 nm光谱曲线更加平缓,这是由于大气瑞利散射的影响,阴影区域的散射光线主要来自波长更短的蓝紫色光,使得光谱强度在不同谱段的降低程度不同。2纹理特性纹理反映的是灰度的空间变换规律,包含图像的灰度统计信息、空间分布信息和结构信息。纹理特征可以用来探测和辨别不同的物体和区域,推断物体的表面方向,研究物体的形状,辨别不同物体所属类别。纹理特征的提取方法主要分为基于统计的提取方法、基于结构的提取方法、基于模型的提取方法和基于频率的提取方法。基于统计的提取方法是从图像中计算一些在某区域内保持相对平稳的统计值作为特征,用来表示区域内的一致性及区域间的差异性。方法简单,易于实现,适应性和鲁棒性较强。灰度共生矩阵法是基于统计的纹理提取方法之一。通过二阶图像灰度统计,可以获得图像的纹理信息包括:均值、方差、同质性、对比度、差异性、熵值、二阶矩和相关性。对高光谱图像进行纹理提取时,首先对图像进行降维处理,利用主成分分析有效提取高光谱图像的信息,得到的第一主成分包含原始图像87.11%的信息。然后利用灰度共生矩阵法对第一主成分进行纹理计算。表1表示了第一主成分图像的纹理信息。通过纹理信息的提取,可以得知,绿色植物背景具有纹理复杂、不均匀,相关性小,纹理粗细程度不一等特点。相对于物色植物,迷彩伪装纹理相对简单而且均匀程度好,同一种迷彩之间相关性好。3结论对迷彩伪装的高光谱特性进行分析研究具有重要价值,是伪装识别、伪装效果定性定量评价的基础。本文通过对迷彩伪装的高光谱图像进行处理,得到以下主要结论: (1)进行迷彩伪装的识别的最佳光谱波段为650~740 nm、780~800 nm。在这些波段迷彩伪装的反射强度大,图像对比度高,特征明显。特征峰主要存在于波长680 nm、690 nm和720 nm处。(2)阴影使得背景和迷彩伪装反射强度降低,光谱曲线与太阳直射条件下的光谱曲线整体形状产生差异,相似程度降低,影响分类结果。(3)迷彩伪装纹理具有均匀性好、相关性强、复杂程度低等特点。参考文献:张建春.迷彩伪装技术.北京:中国纺织出版社,2002.杜述松,王咏梅,王英鉴.空间应用干涉成像光谱仪的研究.光学仪器,2008,30(3):77-82.马洪亮.超光谱成像仪光谱温度飘移计算分析.光学仪器,2009,31(4):53-57.曹义,才鸿年.变形迷彩伪装的技术指标分析.红外技术.2008,30(2):118-122.苑洲梅.迷彩服伪装的高光谱多角度研究.长春:东北师范大学,2008.苏荣华,陈玉华.基于背景图像迷彩伪装颜色研究.光电技术应用,2008,23(5):49-51.
典型地物的光谱曲线特征
不同类型的地物在遥感影像中呈现出不同的光谱曲线特征。
以下是一些常见地物的光谱曲线特征：
植被：植被在可见光波段（0.4-0.7微米）表现出较高的反射率，特别是在绿色波段（0.5-0.6微米）反射率最高。
这是因为植被对太阳辐射的吸收主要集中在红光和蓝光波段，而对绿光波段较少吸收，因此呈现出较高的反射率。
水体：水体在可见光波段表现出较低的反射率，尤其在蓝光波段（0.45-0.5微米）反射率较低。
这是因为水体对蓝光有较强的吸收能力，吸收了大部分蓝光能量，导致较低的反射率。
土壤：土壤的光谱曲线特征受其成分和含水量的影响。
一般而言，裸土在可见光波段的反射率较高，而在近红外波段（0.7-1.3微米）反射率较低。
不同类型的土壤（如沙质土壤、粘质土壤等）的光谱特征会有所差异。
建筑物：建筑物通常呈现出较高的反射率，尤其在可见光和近红外波段。
建筑物的反射率与其材质和表面特性有关，如玻璃、金属等材质会呈现出较高的反射率。
道路：道路表面通常具有较高的反射率，尤其在可见光和近红外波段。
道路的光谱特征与其材质、路面状况和光照条件等因素相关。
云南大学东陆园植被景观的光谱特征
云南大学东陆园植被景观的光谱特征曹帅强;李阳阳;张军【摘要】植被景观是我国校园生态环境建设与文化认知的重要组成部分,非成像地物光谱仪得到的植被光谱特征是植被景观分类的重要依据.以云南大学东陆园为例,采用野外光谱仪对针、阔、草三种典型绿色植被和不同颜色植被的反射光谱进行采集和处理,得到六种植被的反射光谱.通过分析三种绿色植被的反射光谱特征、一阶导数光谱和二阶导数光谱,建立了校园植被景观中针、阔、草的区分特征规律.研究结果表明:(1)特征值分别位于反射光谱的红光区(反射率从高到低依次为:草地、阔叶林、针叶林)、一阶导数光谱红边峰值(峰值从高到低次序与反射率相同)和二阶导数的四个特征波段(683 nm—703 nm(二阶导数>0)、724 nm—755 nm(二阶导数<0)、756 nm—760 nm(二阶导数>0)和760 nm—765 nm(二阶导数<0)),峰值从高到低分别对应草地、阔叶林、针叶林,且二阶导数区分性最好;(2)彩色植被由于花青素差异,红、黄、蓝青三种花在可见光波段对应颜色区域呈现较高的反射率,因此可见光区的反射特征可以用来区分不同色系的彩色植被.【期刊名称】《衡阳师范学院学报》【年(卷),期】2018(039)003【总页数】7页(P116-122)【关键词】校园植被景观;反射光谱;导数光谱;云南大学【作者】曹帅强;李阳阳;张军【作者单位】湖南省古村古镇文化遗产数字化传承协同创新中心,湖南衡阳421002;云南大学资源环境与地球科学学院,云南昆明 650000;湖南省古村古镇文化遗产数字化传承协同创新中心,湖南衡阳 421002;湖南省古村古镇文化遗产数字化传承协同创新中心,湖南衡阳 421002【正文语种】中文【中图分类】Q436校园植被景观是我国重要“科—学—游”一体化为集合的文化功能、空间构景和地域特色等的总和，具有一定的地方意义。
学术界主要从校园植物景观的群落结构特征[1]、文化内涵[2]、规划设计[3]与配置[4]、质量提升改造[5]等方面做了大量研究工作，但对于充分识别校园植被景观特征仍需要深入探讨。
土壤,水体,植被的光谱反射曲线特征
土壤，水体，植被的光谱反射曲线特征
自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值。
土壤的反射光谱特征主要受到土壤中的原生矿物和次生矿物、土壤水分含量、土壤有机质、铁含量、土壤质地等因素的影响。
水的光谱特征主要是由水本身的物质组成决定，同时又受到各种水状态的影响。
地表较纯洁的自然水体对0.4~2.5μm 波段的电磁波吸收明显高于绝大多数其它地物。
在光谱的可见光波段内，水体中的能量-物质相互作用比较复杂，光谱反射特性概括起来有一下特点:
(1)光谱反射特性可能包括来自三方面的贡献:水的表面反射、水体底部物质的反射和水中悬浮物质的反射。
(2)光谱吸收和透射特性不仅与水体本身的性质有关，而且还明显地受到水中各种类型和大小的物质--有机物和无机物的影响。
(3)在光谱的近红外和中红外波段，水几乎吸收了其全部的能量，即纯净的自然水体在近红外波段更近似于一个“黑体”，因此，在 1.1~2.5μm 波段，较纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零。
植物的光谱特征可使其在遥感影像上有效地与其他地物相区别。
同时，不同的植物各有其自身的波谱特征，从而成为区分植被类型、长势及估算生物量的依据。
(完整版)植物反射波谱特征
健康的绿色植被的光谱反射特征地面植物具有明显的光谱反射特征，不同于土壤、水体和其他的典型地物，植被对电磁波的响应是由其化学特征和形态学特征决定的，这种特征与植被的发育、健康状况以及生长条件密切相关。
在可见光波段内，各种色素是支配植物光谱响应的主要因素，其中叶绿素所起的作用最为重要。
健康的绿色植被，其光谱反射曲线几乎总是呈现“峰和谷”的图形，可见光谱内的谷是由植物叶子内的色素引起的。
例如叶绿素强烈吸收波谱段中心约0.45um和0.67um（常称这个谱带为叶绿素吸收带）的能量。
植物叶子强烈吸收蓝区和红区的能量，而强烈反射绿区能量，因此肉眼觉得健康的植被呈绿色。
除此之外，叶红素和叶黄素在0.45um（蓝色）附近有一个吸收带，但是由于叶绿素的吸收带也在这个区域内，所以这两种黄色色素光谱响应模式中起主导作用。
如果植物受到某种形式的抑制而中断了正常的生长发育，它会减少甚至停止叶绿素的产生。
这将导致叶绿素的蓝区和红区吸收带减弱，常使红波段反射率增强，以至于我们可以看到植物变黄（绿色和红色合成）。
从可见光区到大约0.7um的近红外光谱区，可看到健康植被的反射率急剧上升。
在0.7-1.3um区间，植物的反射率主要来自植物叶子内部结构。
健康绿色植物在0.7-1.3um间，的光谱特征的反射率高达（45%-50%），透过率高达（45%-50%），吸收率低至（<5%）。
植物叶子一般可反射入射能量的40%-50%，其余能量大部分透射过去，因为在这一光谱区植物叶子对入射能量的吸收最少（一般少于5%）。
在光谱的近红外波段，植被的光谱特性主要受植物叶子内部构造的控制。
在可见光波段与近红外波段之间，即大约0.76um附近，反射率急剧上升，形成“红边”现象，这是植物曲线的最为明显的特征，是研究的重点光谱区域。
许多种类的植物在可见光波段差异小，但近红外波段的反射率差异明显。
同时，与单片叶子相比，多片叶子能够在光谱的近红外波段产生更高的反射率（高达85%），这是因为附加反射率的原因，因为辐射能量透过最上层的叶子后，将被第二层的叶子反射，结果在形式上增强了第一层叶子的反射能量。
遥感技术在植被研究中的应用
浅析遥感技术在植被研究中的应用李永红（宁夏大学资源环境学院宁夏银川 750021）摘要: 遥感是指应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标物的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术[1]。
遥感技术作为21世纪空间信息技术的支柱之一，在植被研究中发挥着重要的作用。
本文从遥感的基本内涵出发，通过查阅相关的文献、参考资料和对资料进行归纳总结,阐述了大面积农作物估产的方法、常见的植被指数，介绍了遥感植被解译应用，通过对遥感图像的四个特征进行比较，得出在一般情况下，空间分辨率和辐射分辨率成反比的结论；并对高新技术遥感在植被研究中的应用过程和发展前景进行简单概述。
关键字:遥感,植被,微波,高光谱遥感（Remote Sensing）是20世纪60年代发展起来的对地观测的综合性技术，是指应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
植被调查是遥感的重要应用领域。
植被是环境的的重要组成因子，也是反映区域生态环境的最好标志之一，同时也是土壤、水文等要素的解译标志，个别还是找矿的指示植物。
植被成像及解译的研究成果可以为环境监测、生物多样性保护、农业、林业等有关部门提供信息服务。
1 植被遥感1.1植物的光谱特征遥感技术的物理基础是地物对电磁波的反射、吸收和发射特性[2]。
遥感波段的辐射源不同，辐射与地物相互作用的机理就不同，因此所反映的地物信息也就不同。
在可见光、近红外波段，主要反射太阳光的辐射，遥感信息所反映的主要是地物的反射率。
反射率的一个重要特点就是光谱特性，也即反射率随波长的变化而变化。
我们能够利用遥感信息识别不同地物的一个根本原因就是因为各种地物间光谱特性具有一定的差异。
植物的光谱特征可使其在遥感影像上有效地与其他地物相区别。
图1显示了健康的绿色植物有效光谱响应特征。
图1 绿色植物有效光谱响应特征健康植物的的波谱曲线有明显的特点，在可见光的0.55μm附近有一个反射率为10%～20%的小反射峰，在0.45μm和0.65μm附近有两个明显的吸收谷，在0.7～0.8μm是一个陡坡,反射率急剧增高,在近红外波段0.8～1.3μm之间形成一个高的,反射率可达40%或更大的反射峰,在1.45μm,1.95μm和2.6～2.7μm处有三个吸收谷[1]。
植物反射光谱曲线及其特点
植物反射光谱曲线及其特点植物的反射光谱曲线是指在不同波长范围内，植物对光的反射程度的变化关系。
通过分析植物的反射光谱曲线，可以了解植物的生理状态、光合作用的效率、光抑制效应等信息。
一般来说，植物的反射光谱曲线呈现出明显的特点。
首先是在红色和蓝色波段（波长范围在400-700纳米之间），植物的反射率较低，而在绿色波段（波长范围在500-600纳米之间），植物的反射率相对较高；其次是在红外波段（波长范围在700-1000纳米之间），植物的反射率也相对较高。
这些特点与植物的生理活动密切相关。
首先是绿色光谱反射率的相对较高，这是由于植物叶绿素的吸收谱峰位于红色和蓝色波段，因此绿光被反射的相对较多。
这也解释了为什么我们看到的大部分植物呈现绿色。
其次，在红外波段，植物的反射率往往较高，这是由于植物叶片中的水分和细胞构成引起的。
在红外波段，植物组织对辐射的吸收很小，大部分辐射被散射和反射回来，这是通过红外遥感技术探测植被信息的重要依据。
此外，不同类型的植物在反射光谱曲线上也存在一定的差异。
例如，绿色植物和红藻植物的反射光谱曲线在红外波段的反射率差异较大，这是由于红藻植物在红外波段存在较高的吸收率。
因此，通过分析植物的反射光谱曲线，可以指导植物分类和植被遥感的研究。
近年来，随着遥感技术的发展，植物的反射光谱曲线的监测和分析已经成为植物学研究的重要手段之一。
通过遥感技术获取的植物反射光谱数据可以提供大范围和连续的信息，对植物的生态功能、气候变化和环境监测等提供了重要的科学依据。
此外，植物的反射光谱曲线还可以用于农业和林业生产的监测和管理，通过对植物的生理状况进行实时监测，可以提前预警病虫害的发生，以及优化农业和林业的管理策略。
总之，植物的反射光谱曲线是植物学和遥感技术的重要研究内容之一。
通过分析植物的反射光谱曲线，可以了解植物的生理状态、光合作用的效率、植物分类和植被遥感研究等。
随着遥感技术的发展，植物的反射光谱曲线的监测和分析将在农业、林业和环境保护等领域中发挥重要作用。
植被的光谱特性
植被的光谱特性色素吸收决定着可见光波段的光谱反射率，细胞结构决定近红外波段的光谱反射率，而水汽吸收决定了短波红外的光谱反射率特性。
一般情况下，植被在350 - 2500nm范围内具有如下典型反射光谱特征:(1 )350一490nm谱段:由于400一450nm谱段为叶绿素的强吸收带，425一490nm 谱段为类胡罗卜素的强吸收带，380nm波长附近还有大气的弱吸收带，故350一490nm谱段的平均反射率很低，一般不超过10%，反射光谱曲线的形状也很平缓;(2) 490一600mn谱段:由于550nm波长附近是叶绿素的强反射峰区，故植被在此波段的反射光谱曲线具有波峰的形态和中等的反射率数值(约在8-28%之间); (3) 600一700nm谱段:650一700nm谱段是叶绿素的强吸收带，610、660nm谱段是藻胆素中藻蓝蛋白的主要吸收带，故植被在600一700nm的反射光谱曲线具有波谷的形态和很低的反射率数值(除处于落叶期的植物群落外，通常不超过10%)(4) 700一750nm谱段:植被的反射光谱曲线在此谱段急剧上升，具有陡而近于直线的形态。
其斜率与植物单位面积叶绿素(a+b)的含量有关，但含量超过4一5mg.cm'2后则趋于稳定;(5) 750一1300nm谱段:植被在此波段具有强烈反射的特性(可理解为植物防灼伤的自卫本能)，故具有高反射率的数值。
此波段室内测定的平均反射率多在35一78%之间，而野外测试的则多在25一65%之间。
由于760nm, 850nm, 910nm,960nm 和1120nm等波长点附近有水或氧的窄吸收带，因此，750.1300nm谱段的植被反射光谱曲线还具有波状起伏的特点;(6) 1300一1600nm谱段:与1360一1470nm谱段是水和二氧化碳的强吸收带有关，植被在此谱段的反射光谱曲线具有波谷的形态和较低的反射率数值(大多在12一18%之间):(7) 1600一1830nm谱段:与植物及其所含水分的波谱特性有关，植被在此波段的反射光谱曲线具有波峰的形态和较高的反射率数值(大多在20一39%之间); (8) 1830一2080mn 谱段:此谱段是植物所含水分和二氧化碳的强吸收带，故植被在此谱段的反射光谱曲线具有波谷的形态和很低的反射率数值(大多在6一10%之间);(9) 2080一2350nm谱段:与植物及其所含水分的波谱特性有关，植被在此波段的反射光谱曲线具有波峰的形态和中等的反射率数值(大多在10一23%之间): (10) 2350一2500mn谱段:此谱段是植物所含水分和二氧化碳的强吸收带，故植被在此谱段的反射光谱曲线具有波谷的形态和较低的反射率数值(大多在8一12%之间)。
植被波谱特征总结
植被波谱特征总结植被跟太阳辐射的相互关系有别于其他物质，如裸⼟、⽔体等，⽐如植被的“红边”现象，即在<700nm附近强吸收，>700nm⾼反射。
很多因素影响植被对太阳辐射的吸收和反射，包括波长、⽔分含量、⾊素、养分、碳等。
研究植被的波长范围⼀般为400 nm to 2500 nm，这也是传感器设计选择的波长范围。
这个波长范围可范围以下四个部分：可见光（Visible）：400 nm to 700 nm近红外（Near-infrared——NIR）：700 nm to 1300 nm短波红外1（Shortwave infrared 1—— SWIR-1）：1300 nm to 1900 nm短波红外2（Shortwave infrared 2——SWIR-2）：1900 nm to 2500 nm其中NIR和SWIR-1的过渡区（1400nm附近）是⼤⽓⽔的强吸收范围，卫星或者航空传感器⼀般不获取这范围的反射值。
SWIR-1 和 SWIR-2的过渡区（1900nm附近）也是⼤⽓⽔的强吸收范围。
植被可分为三个部分组成：植物叶⽚（Plant Foliage）植被冠层（Plant Canopies）⾮光合作⽤植被(Non-Photosynthetic Vegetation)这三个部分是植被分析的基础，下⾯对他们详细介绍。
1、植物叶⽚（Plant Foliage）植物叶⽚包括叶、叶柄以及其他绿⾊物质，不同种类的叶⽚具有不同的形状和化学成份。
对波谱特征产⽣重要影响的主要化学成份包括：⾊素（Pigments）、⽔分（Water）、碳（Carbon）、氮（Nitrogen），这也是遥感反演的基础，如⽤植被指数来估算叶⼦的化学成份。
⾊素（Pigments）叶⾊素主要包括叶绿素、叶黄素和花青素。
这些都是植被的健康的指标，⽐如含⾼浓度叶绿素的植被⼀般很健康，相反，叶黄素和花青素常常出现在健康较差的植被，濒临死亡的植被出现红⾊、黄⾊或棕⾊。
锡林格勒典型植被类型光谱特征
锡林格勒典型植被类型光谱特征鹿琳琳;李庆亭;张熙;刘玲玲;隋悦【摘要】内蒙古草原是全球变化研究的热点区域。
遥感是进行大尺度草地动态监测最为有效的工具。
为基于遥感数据的草地分类识别和动态变化监测提供依据，该文以锡林格勒盟的典型植被类型为研究对象，采集冠层反射率光谱数据，分析其波形和植被指数光谱特征。
研究结果表明：红边面积、红边斜率以及680nm 附近的叶绿素吸收谷特征参量，能够有效区分不同密度的草地和农业植被。
归一化植被指数 NDVI、绿度归一化植被指数 GNDVI 和优化调节植被指数 OSAVI 的变化趋势一致，能够反映植被绿度信息，适宜于监测植被长势。
%Inner Mongolia grassland is an important region for global change study.Remote sensing is an effective tool for large-scale grassland monitoring.To assist the classification and dynamic monitoring of grassland,reflectance spectra were measured and the spectral features were analyzed for representative vegetations in Xilingol.The results showed that red edge slopes,red edge areas and the absorption features of chlorophyll near 680nm differ a lot and can be used for classification of vegetation types.NDVI,GNDVI and OSAVI show the same changing trend for different vegetation types,which reflect the greenness of different vegetations and are appropriate for monitoring the growth condition.【期刊名称】《遥感信息》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】6页(P55-60)【关键词】遥感;光谱特征;植被指数;红边;草地【作者】鹿琳琳;李庆亭;张熙;刘玲玲;隋悦【作者单位】中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室，北京100094;中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室，北京 100094;中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室，北京 100094; 山东科技大学测绘科学与工程学院，山东青岛 266590;中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室，北京 100094;中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室，北京 100094【正文语种】中文【中图分类】TP751草地是全球陆地生态系统的主要类型之一，它与森林和海洋并列为地球的三大碳库，在全球变化研究中占有重要地位。
地物光谱特征
地物光谱特征
地物光谱特征是指不同地物（如植被、土壤、水体等）在不同波段的光谱反射特性。
1. 植被光谱特征：植被在可见光谱区域（400-700nm）表现出明显的吸收特征，主要是由于叶绿素的吸收作用。
在红光（约650-700nm）处，植被的反射率较低，而在近红外光（约700-1300nm）处，植被的反射率较高。
这种反射特征可用于估算植被的叶绿素含量和植被覆盖度。
2. 水体光谱特征：水体对可见光和近红外光呈现不同的反射和吸收特性。
水体对蓝光（约400-500nm）吸收较高，对绿光（约500-600nm）吸收较低，而对近红外光（约700-800nm）反射率较高。
这种反射特征可用于水质参数（如浊度、叶绿素浓度等）的监测。
3. 土壤光谱特征：土壤的光谱反射特性受土壤类型、含水量、有机质含量等因素的影响较大。
一般来说，裸露土壤在可见光谱区域呈现较高的反射率，而在近红外光谱区域呈现较低的反射率。
土壤的反射特征可用于土壤类型分类、土壤有机质含量和水分含量估算等。
不同地物的光谱特征可以通过遥感技术获取和分析，从而实现对地物类型、分布、变化等的监测和研究。
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在光谱的中红外阶段，绿色植物的光谱响应主要被1.4μm、1.9μm和2.7μm附近的水的强烈吸收带所支配。
地面植物具有明显的光谱反射特征，不同于土壤、水体和其他的典型地物，植被对电磁波的响应是由其化学特征和形态学特征决定的，这种特征与植被的发育、健康状况以及生长条件密切相关。
在可见光波段内，各种色素是支配植物光谱响应的主要因素，其中叶绿素所起的作用最为重要。
在中心波长分别为0.45μm（蓝色）和0.65μm（红色）的两个谱带内，叶绿素吸收大部分的摄入能量，在这两个叶绿素吸收带间，由于吸收作用较小，在0.54μm（绿色）附近行程一个反射峰，因此许多植物看起来是绿色的。
除此之外，叶红素和叶黄素在0.45μm （蓝色）附近有一个吸收带，但是由于叶绿素的吸收带也在这个区域内，所以这两种黄色色素光谱响应模式中起主导作用。
在光谱的近红外波段，植被的光谱特性主要受植物叶子内部构造的控制。
健康绿色植物在近红外波段的光谱特征是反射率高（45%-50%），透过率高（45%-50%），吸收率低（<5%）。
在可见光波段与近红外波段之间，即大约0.76μm附近，反射率急剧上升，形成“红边”现象，这是植物曲线的最为明显的特征，是研究的重点光谱区域。
许多种类的植物在可见光波段差异小，但近红外波段的反射率差异明显。
同时，与单片叶子相比，多片叶子能够在光谱的近红外波段产生更高的反射率（高达85%），这是因为附加反射率的原因，因为辐射能量透过最上层的叶子后，将被第二层的叶子反射，结果在形式上增强了第一层叶子的反射能量。
在光谱的中红外阶段，绿色植物的光谱响应主要被1.4μm、1.9μm和2.7μm附近的水的强烈吸收带所支配。
2.7μm处的水吸收带是一个主要的吸收带，它表示水分子的基本振动吸收带。
1.9μm，1.1μm，0.96μm处的水吸收带均为倍频和合频带，故强度比谁的基本吸收带弱，而且是依次减弱的。
1.4μm和1.9μm处的这两个吸收带是影响叶子的中红外波段光谱响应的主要谱带。
1.1μm和0.96μm处的水吸收带对叶子的反射率影响也很大，特别是在多层叶片的情况下。
研究表明，植物对入射阳光中的红外波段能量的吸收程度是叶子中总水分含量的函数，即是叶子水分百分含量和叶子厚度的函数。
随着叶子水分减少，植物中红外波段的反射率明显增大（Philip et al. ,1978）
植被光谱反射曲率特征：
色素吸收决定着可见光波段的光谱反射率，细胞结构决定近红外波段的光谱反射率，而水汽吸收决定了短波红外的光谱反射率特性。
一般情况下，植被在350 - 2500nm范围内具有如下典型反射光谱特征:
(1 )3 50一490nm谱段:由于400一450nm谱段为叶绿素的强吸收带，425一490nm 谱段为类胡罗卜素的强吸收带，380nm波长附近还有大气的弱吸收带，故350一490nm谱段的平均反射率很低，一般不超过10%，反射光谱曲线的形状也很平缓;
(2) 4 90一600mn谱段:由于550nm波长附近是叶绿素的强反射峰区，故植被在此波段的反射光谱曲线具有波峰的形态和中等的反射率数值(约在8-28%之间); (3) 6 00一700nm谱段:650一700nm谱段是叶绿素的强吸收带，610、660nm谱
段是藻胆素中藻蓝蛋白的主要吸收带，故植被在600一700nm的反射光谱曲线具有波谷的形态和很低的反射率数值(除处于落叶期的植物群落外，通常不超过10%);
(4) 7 00一750nm谱段:植被的反射光谱曲线在此谱段急剧上升，具有陡而近于直线的形态。
其斜率与植物单位面积叶绿素(a+b)的含量有关，但含量超过4一5mg.cm'2后则趋于稳定;
(5)750一1300nm谱段:植被在此波段具有强烈反射的特性(可理解为植物防灼伤的自卫本能)，故具有高反射率的数值。
此波段室内测定的平均反射率多在35一78%之间，而野外测试的则多在25一65%之间。
由于760nm, 850nm,910nm,960nm 和1120nm等波长点附近有水或氧的窄吸收带，因此，750.1300nm谱段的植被反射光谱曲线还具有波状起伏的特点;
(6) 1300一1600nm谱段:与1360一1470nm谱段是水和二氧化碳的强吸收带有关，植被在此谱段的反射光谱曲线具有波谷的形态和较低的反射率数值(大多在12一18%之间):
(7) 1600一1830nm谱段:与植物及其所含水分的波谱特性有关，植被在此波段的反射光谱曲线具有波峰的形态和较高的反射率数值(大多在20一39%之间); (8) 1830一2080mn 谱段:此谱段是植物所含水分和二氧化碳的强吸收带，故植被
在此谱段的反射光谱曲线具有波谷的形态和很低的反射率数值(大多在6一10%之间);
(9) 2080一2350nm谱段:与植物及其所含水分的波谱特性有关，植被在此波段的反射光谱曲线具有波峰的形态和中等的反射率数值(大多在10一23%之间): (10) 2350一2500mn谱段:此谱段是植物所含水分和二氧化碳的强吸收带，故植
被在此谱段的反射光谱曲线具有波谷的形态和较低的反射率数值(大多在8一12%之间)。
1）对绿光（0.55 ）有一小的反射峰值，反射率大致为20%，这是绿色植物呈现绿色的原因。
注意这里也正是太阳光的光能峰值。
2）在红光处（0.68 ）有一吸收谷，这是光合作用吸收谷。
注意此处太阳光能仍很大，若吸收谷减小，则植被发黄、红。
3）在0.7~1.4 与1.5 ~ 1.9 有很高红外反射峰，反射率可高达70%以上，这两峰与前边红光波谷是植被光谱的特征。
这第一峰波长段还处在太阳光能波谱中主要能量分布区（0.2~1.4 ）占有全部太阳光能量90.8%，这是遥感识别植被并判断植被状态的主要依据。
4）在1.45 至1.95 有两处吸收谷，表明植被中水分含量。
5）不同种类植物反射光谱曲线的变化趋势相同，而植物与其它地物的反射光谱曲线显著不同，这是遥感可以估测生物量的基础。
6）植物叶片重叠时，反射光能量在可见光部分几乎不变，而在红外却可增加20~40%。
这是因为红外光可透过叶片，又经下层叶片重复反射。
叶片重叠反映作物长势旺盛，生物量高。
7) 植物叶片可见光区反射率有显著的方向性，这是因为植物叶片反射（散射）不是纯粹的朗伯散射，还有方向性。
而在红外区方向性就不显著，这是因为红外光透射性好，透射后重复反射打扰了方向性。