第五章 植被遥感PPT
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
不同种类的植物有不同的适宜生态条件，如温度、 水分、土壤、地貌等。
比如：（我国北方山坡的阴阳面差异性）
山地阴坡---易生长适应温度变化不大，湿度较大的环 境的生物
山地阳坡---易生长适应温度变化不大，湿度要求不高 的环境的生物
25
同一地理环境植被的垂直分带性
（以山西省太原以南地区植物的垂直分带性为例）
海拔
2500m以上 2200~2500m 1600m~2200m 1200m~1600m 700m~1200m
植物群落
山地草甸 云松、红桦 华北落叶松、云杉、白桦、杨树 刺槐、蒙古栎、辽东栎、杨 杨、栎树
26
27
4. 根据植被冠层形态区分植被
在高分辨率的遥感影像上，根据植被顶部及部 分侧面形状、阴影、群落结构等区分植被类型。
1. 叶绿素 植被叶子中含有 多种色素，如叶 青素、叶红素、 叶绿素等，在可 见光范围内，其 反射峰值落在相 应的波长范围内 。
7
叶绿素a和叶绿素b导致以0.45μm和0.67μm为中心形成两 个强烈的吸收带。
8
不同生长状态的橡树叶子
不同橡树叶子的反射特性9
2. 叶子的组织构造
绿色植物的叶子是由上表皮、叶绿素颗粒组成的栅 栏组织和多孔薄壁细胞组织（海绵组织）构成的。
随着人们对于全球变化研究的深入，以遥感信息 推算区域尺度乃至全球尺度的植被指数日益成为 令人关注的问题。
31
植被指数的百度文库念
遥感图像上的植被信息，主要通过绿色植物叶子 和植被冠层的光谱特性及其差异、变化而反映的， 不同光谱通道所获得的植被信息可与植被的不同 要素或某种特征状态有各种不同的相关性，
（一）单张叶片光谱特性
单张叶片分为表皮 、叶脉和叶肉组成
4
单张叶片的反射、吸收和透射特性
反射辐射
入射辐射-散射辐射=吸收辐射，用于增加植物体温和光合作用
5
植物叶片的反射、透射和吸 收特性随种类、生长期、病 害及入射波长不同而变化， 故可依据此识别植被、诊断
病害及估产。
6
（二）影响植被叶片光谱的因素
叶子在1.45μm、1.95μm和2.6~2.7μm处各有一 个吸收谷，这主要是由于叶子的细胞液、细胞膜 及吸收水分子所形成的。
16
4. 植被覆盖度
17
一般而言，植 被覆盖程度越 大，光谱特征 形态受背景下 垫面的影响越 小
18
二、不同类型植被区分
植被具有典型的波谱特征，将其余其它典型地 物，如人工建筑、裸土、水域等区分容易，但 对植被类型划分却有一定难度。
在近红外光区，草本植 物的反射高于阔叶树， 阔叶树高于针叶树
20
2. 根据植物的物候差异来区分植物
冬季多数植物凋零----长年常绿植被 同种植被在不同季节的波谱特征差异 不同植物生长期的不同，光谱特征也有差异
21
植物季节性规律
22
各种作物的生 长期和收获期 的差异
23
24
3. 根据植物的生态条件的不同来区分植被
10
根据叶子的结构可分为结构稀疏（典型的双子叶 植物）和结构紧凑（典型的单子叶植物）。
苹果、棉花、向日葵 小麦、水稻、竹子
11
近红外波段的变化
12
不同类型植物光谱曲线的差异
13
叶子年龄的增长
随着叶龄的增长，背腹性叶子的叶肉间空隙增多
新叶
成熟叶片
衰老叶片
14
近红外波段反射率的变化
15
3. 叶片含水量
遥感地学分析
Geography Analysis for Remote Sensing
第5章 植被遥感
1
2
主要内容
一、植被遥感原理 二、植被分类 三、植被生态参数 四、植被指数与地表参数的关系 五、中国及中亚地区荒漠化遥感监测研究
3
一、植被遥感原理
植被遥感不仅依赖于对单张植物叶片的光谱特性的 认识，还需要进一步认识植被冠层的光谱特性。
不同植被类型，因组织结构、季相、生态条件 等不同而具有不同的光谱特征和冠层形态特征。 如：
正常针叶林为红到品红，枯萎为暗红色，即将枯死时 为青色。
故可根据植被光谱、季相、生态环境、冠层形 态进行植被类型识别。
19
1. 根据植被光谱划分
不同植物由于叶子的组 织结构和所含色素的不 同，具有不同的光谱特 征。
草本植物表现为大片均匀的色调，因其低矮无 阴影；
灌木呈不均匀细颗粒结构，灌木一般不高，阴 影不明显；
28
（1）针叶林（云杉、松树林）
在比例尺为1：1万或1：15000的影片上，针叶林一般 是深灰色颗粒状图型，随比例尺进一步变小，表现为 暗色调均匀的细粒状影纹
（2）阔叶林（山杨、白桦）
其影像色调比针叶林浅，一般呈灰色或浅灰色颗粒状 或粗圆粒状图型，在秋季影片上，不同树种的树冠颜 色有较大差异，因而形成色调混杂的影像。
（3）针阔混交林
29
（4）灌丛 多呈密集的细粒状结构，色调浅灰，因其覆盖度 比森林低，又有植株阴影，故多呈均匀的浅色或 灰色色调。
30
三、植被生态参数
植被指数是遥感领域中用来表征地表植被覆盖， 生长状况的一个简单、有效的度量参数。
随着遥感技术的发展，植被指数在环境、生态、 农业等领域有了广泛的应用。
它用一种简单有效的形式来实现对植物状态信 息的表达，以定性和定量地评价植被覆盖、生 长活力及生物量等。
33
以美国陆地卫星Landsat TM传感器获取的遥 感数据为例，植被指数就是由第三波段的红 光波段（Red）和第四波段的近红外波段进行 运算而得到可以表征植被状况的植被指数。
34
35
植被指数的类型
如叶子光谱特性中，可见光谱段受叶子叶绿素含量的 控制
近红外谱段受叶内细胞结构的控制 中红外谱段受叶细胞内水分含量的控制
32
但是，对于复杂的植被遥感，仅用个别波段或 多个单波段数据分析对比来提取植被信息是相 当局限的。因而往往选用多光谱遥感数据经分 析运算（加、减、乘、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 定指示意义的数值——即所谓的“植被指数”。
36
37
植被指数类型
在植被指数中，通常选用对绿色植物强吸收的可见光红 波段和对绿色植物高反射的近红外波段构建。
38
植被指数类型
比值植被指数（RVI） 归一化植被指数（NDVI） 土壤修正植被指数（SAVI） 转换土壤调整植被指数（TSAVI） 修改型二次土壤调节植被指数 （MSAVI） 差值植被指数（DVI） 绿度植被指数（GVI） 垂直植被指数（PVI）
比如：（我国北方山坡的阴阳面差异性）
山地阴坡---易生长适应温度变化不大，湿度较大的环 境的生物
山地阳坡---易生长适应温度变化不大，湿度要求不高 的环境的生物
25
同一地理环境植被的垂直分带性
（以山西省太原以南地区植物的垂直分带性为例）
海拔
2500m以上 2200~2500m 1600m~2200m 1200m~1600m 700m~1200m
植物群落
山地草甸 云松、红桦 华北落叶松、云杉、白桦、杨树 刺槐、蒙古栎、辽东栎、杨 杨、栎树
26
27
4. 根据植被冠层形态区分植被
在高分辨率的遥感影像上，根据植被顶部及部 分侧面形状、阴影、群落结构等区分植被类型。
1. 叶绿素 植被叶子中含有 多种色素，如叶 青素、叶红素、 叶绿素等，在可 见光范围内，其 反射峰值落在相 应的波长范围内 。
7
叶绿素a和叶绿素b导致以0.45μm和0.67μm为中心形成两 个强烈的吸收带。
8
不同生长状态的橡树叶子
不同橡树叶子的反射特性9
2. 叶子的组织构造
绿色植物的叶子是由上表皮、叶绿素颗粒组成的栅 栏组织和多孔薄壁细胞组织（海绵组织）构成的。
随着人们对于全球变化研究的深入，以遥感信息 推算区域尺度乃至全球尺度的植被指数日益成为 令人关注的问题。
31
植被指数的百度文库念
遥感图像上的植被信息，主要通过绿色植物叶子 和植被冠层的光谱特性及其差异、变化而反映的， 不同光谱通道所获得的植被信息可与植被的不同 要素或某种特征状态有各种不同的相关性，
（一）单张叶片光谱特性
单张叶片分为表皮 、叶脉和叶肉组成
4
单张叶片的反射、吸收和透射特性
反射辐射
入射辐射-散射辐射=吸收辐射，用于增加植物体温和光合作用
5
植物叶片的反射、透射和吸 收特性随种类、生长期、病 害及入射波长不同而变化， 故可依据此识别植被、诊断
病害及估产。
6
（二）影响植被叶片光谱的因素
叶子在1.45μm、1.95μm和2.6~2.7μm处各有一 个吸收谷，这主要是由于叶子的细胞液、细胞膜 及吸收水分子所形成的。
16
4. 植被覆盖度
17
一般而言，植 被覆盖程度越 大，光谱特征 形态受背景下 垫面的影响越 小
18
二、不同类型植被区分
植被具有典型的波谱特征，将其余其它典型地 物，如人工建筑、裸土、水域等区分容易，但 对植被类型划分却有一定难度。
在近红外光区，草本植 物的反射高于阔叶树， 阔叶树高于针叶树
20
2. 根据植物的物候差异来区分植物
冬季多数植物凋零----长年常绿植被 同种植被在不同季节的波谱特征差异 不同植物生长期的不同，光谱特征也有差异
21
植物季节性规律
22
各种作物的生 长期和收获期 的差异
23
24
3. 根据植物的生态条件的不同来区分植被
10
根据叶子的结构可分为结构稀疏（典型的双子叶 植物）和结构紧凑（典型的单子叶植物）。
苹果、棉花、向日葵 小麦、水稻、竹子
11
近红外波段的变化
12
不同类型植物光谱曲线的差异
13
叶子年龄的增长
随着叶龄的增长，背腹性叶子的叶肉间空隙增多
新叶
成熟叶片
衰老叶片
14
近红外波段反射率的变化
15
3. 叶片含水量
遥感地学分析
Geography Analysis for Remote Sensing
第5章 植被遥感
1
2
主要内容
一、植被遥感原理 二、植被分类 三、植被生态参数 四、植被指数与地表参数的关系 五、中国及中亚地区荒漠化遥感监测研究
3
一、植被遥感原理
植被遥感不仅依赖于对单张植物叶片的光谱特性的 认识，还需要进一步认识植被冠层的光谱特性。
不同植被类型，因组织结构、季相、生态条件 等不同而具有不同的光谱特征和冠层形态特征。 如：
正常针叶林为红到品红，枯萎为暗红色，即将枯死时 为青色。
故可根据植被光谱、季相、生态环境、冠层形 态进行植被类型识别。
19
1. 根据植被光谱划分
不同植物由于叶子的组 织结构和所含色素的不 同，具有不同的光谱特 征。
草本植物表现为大片均匀的色调，因其低矮无 阴影；
灌木呈不均匀细颗粒结构，灌木一般不高，阴 影不明显；
28
（1）针叶林（云杉、松树林）
在比例尺为1：1万或1：15000的影片上，针叶林一般 是深灰色颗粒状图型，随比例尺进一步变小，表现为 暗色调均匀的细粒状影纹
（2）阔叶林（山杨、白桦）
其影像色调比针叶林浅，一般呈灰色或浅灰色颗粒状 或粗圆粒状图型，在秋季影片上，不同树种的树冠颜 色有较大差异，因而形成色调混杂的影像。
（3）针阔混交林
29
（4）灌丛 多呈密集的细粒状结构，色调浅灰，因其覆盖度 比森林低，又有植株阴影，故多呈均匀的浅色或 灰色色调。
30
三、植被生态参数
植被指数是遥感领域中用来表征地表植被覆盖， 生长状况的一个简单、有效的度量参数。
随着遥感技术的发展，植被指数在环境、生态、 农业等领域有了广泛的应用。
它用一种简单有效的形式来实现对植物状态信 息的表达，以定性和定量地评价植被覆盖、生 长活力及生物量等。
33
以美国陆地卫星Landsat TM传感器获取的遥 感数据为例，植被指数就是由第三波段的红 光波段（Red）和第四波段的近红外波段进行 运算而得到可以表征植被状况的植被指数。
34
35
植被指数的类型
如叶子光谱特性中，可见光谱段受叶子叶绿素含量的 控制
近红外谱段受叶内细胞结构的控制 中红外谱段受叶细胞内水分含量的控制
32
但是，对于复杂的植被遥感，仅用个别波段或 多个单波段数据分析对比来提取植被信息是相 当局限的。因而往往选用多光谱遥感数据经分 析运算（加、减、乘、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 定指示意义的数值——即所谓的“植被指数”。
36
37
植被指数类型
在植被指数中，通常选用对绿色植物强吸收的可见光红 波段和对绿色植物高反射的近红外波段构建。
38
植被指数类型
比值植被指数（RVI） 归一化植被指数（NDVI） 土壤修正植被指数（SAVI） 转换土壤调整植被指数（TSAVI） 修改型二次土壤调节植被指数 （MSAVI） 差值植被指数（DVI） 绿度植被指数（GVI） 垂直植被指数（PVI）