《遥感概论》PPT课件
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植物冠层的波谱特性，
除了受植物冠层本身组
分——叶子的光学特性
的控制，还受植物冠层
的形状结构、辐照及观
测方向等的影响。因此，
植被的波谱特性与覆盖
度、生物量密切相关。
右图显示紫苜蓿在整个
生长周期光谱反射率的
变化。植被覆盖度从0
（裸地）→近100（几
乎全覆盖），光谱特征
从裸地光谱到植物光谱
占主导地位，生物量也
2.3 植被物候特征与植被长势分析
• 利用遥感多时相图像数据，可以对植被的 物候特征及其生长过程进行解译和分析。
• 应根据作物生长规律，选择恰当时期的影 像进行分析
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32
植物病虫害的遥感监测
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33
植物在生长过程中受到病虫害侵袭后，内部 结构、叶绿素和水分含量就会发生不同程 度的变化，其反射光谱特性也随之变化， 病虫害越严重变化越大。
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4
1.1 植物的光谱特征
可见 光波 段
近红 外波 段
短波红外
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5
1.1 植物的光谱特征
1、在可见光波段，植被的反射率主要受叶绿 素含量的影响；
2、在近红外波段，植被反射率主要受叶子内 部结构的影响；
3、在短波红外波段，植被反射率主要受叶子 水分含量的影响。
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6
影响植被光谱特征的因素
针叶树
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阔叶树
13
植被冠层
樟树
白杨树
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14
显然，不同的植被结构对于阳光的反 射特性会有所不同，从而在遥感影像 上呈现出不同的特征。
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15
植冠结构的常用特征参数
• 叶面积指数（LAI） • 叶面积体密度（FAVD） • 空隙率 • 叶倾角分布函数
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16
叶面积指数（LAI）
• 叶面积指数（leaf area index）又叫叶面积 系数，是指单位土地面积上植物叶片总面 积占土地面积的倍数。即：
叶面积指数=叶片总面积/土地面积。
叶面积指数是反映作物群体大小的较好的动 态指标。在一定的范围内，作物的产量随 叶面积指数的增大而提高。当叶面积指数 增加到一定的限度后，田间郁闭，光照不 足，光合效率减弱，产量反而下降。
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10
叶子含水量的影响
植物叶子含水量的增加，将使整个光谱反射率降 低，反射光谱曲线的波状形态变得更为明显，特 别是在近红外波段，几个谷更为突出。
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11
水分含量对植被反射率的影响（以木兰为例）
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12
1.2植被结构与光谱特征参数
• 植被结构包括：叶子的形状和大小，植被 冠层的形状和大小等。
逐渐增加。
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二、植被遥感解译
• 植被覆盖类型解译 • 植被地带性及植被区划解译 • 植被物候特征与植被长势分析
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2.1 植被覆盖类型解译
• 主要植被覆盖类型有：针叶林、阔叶林、 灌丛和萌生矮林、荒漠和旱生灌丛、草原、 草甸、草本沼泽等。
• 对植被类型的图像解译是以覆盖层的植冠 的光谱特征组合、植冠构图的几何形态及 图像纹理标志为基本依据进行的。
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1.3 植被冠层反射
• 对于可见光波段，冠层 的反射率小于单片叶子， 原因在于叶片之间互相 遮挡造成阴影，降低了 可见光波段的反射率。
• 对于近红外波段，冠层 反射率大于单片叶子， 原因在于，近红外光能 透过叶片并反射回来。
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多层棉叶的反射率
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在植物冠层， 多层叶子提供 了多次透射、 反射的机会。 因此，在冠部 近红外反射随 叶子层数的增 加而增加。试 验证明，约8层 叶的近红外反 射率达最大值。
第七章 地理遥感
第四节 植被遥感
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1
第四节 植被遥感
植被调查是遥感的重要应用领域。 以确定植被的分布、类型、长势为主。 植被判读的原理是植物的光谱特性。
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2
第四节 植被遥感
• 植被遥感原理 • 植被遥感解译 • 植被指数与植被模型概念
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3
一、植被遥感原理
• 植物的光谱特征 • 植被结构与光谱特征参数 • 植被冠层反射
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1.3 植被冠层反射
• 单片叶子的光学特性对植被冠层光谱特性 是重要的，但并不能完全解释植被冠层的 光谱反射。
• 植被冠层是由许多离散的叶子组成，这些 叶子的大小、形状、方位、覆盖范围是变 化的。
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互相遮挡， 造成阴影
多重叶层
阴影的分布受光 照角度、叶片大 小和分布的影响。
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叶面积体密度（FAVD）
• 某一高度上单位体积内叶面积的总和。可 以反映叶子的浓密程度。
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18
空隙率
• 指植被冠层间的间隙率。空隙率越高，植 被越稀疏。
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叶倾角函数
叶倾角
不同的叶子倾角不 同，叶倾角函数反 映了叶子的方向分 布。而叶子的方向 分布会影响到它对 光的反射。
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三、植被指数与植被信息提取
• 植被指数的概念 • 植被指数信息模型
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3.1 植被指数ຫໍສະໝຸດ Baidu概念
• 红光和红外波段的不同组合统被称为植被 指数。
• 利用它们的比值、差分、线性组合等多种 组合来增强或揭示隐含的植物信息。
山地阴坡——易生长适应温度变化不大、湿 度较大的环境的植物；
山地阳坡——易生长适应温度变化大、湿度 要求不高环境的植物；
例如：华北山地 阴坡——多为乔木 阳坡——灌木 山脊较缓的地带——草本植物
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• 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）
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针叶林 火山灰
高山苔原
岳桦林 针阔混交林
长白山地区ETM7、p4p、t课2件波段假彩色合成影像
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2.3 植被地带性分布及植被区划解译
• 植被地带性是进行植被遥感和植被区划的 主要依据。
• 植被地带性可分为纬度地带性、经度地带 性和垂直地带性。
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比如：（我国北方山坡的阴阳面差异性）
• 色素含量 • 叶子的组织构造 • 叶子水分的含量
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色素含量的影响
• 植物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。
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8
不同生长状态 橡树叶子的反
射特性
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叶子的组织构造的影响
• 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。 叶子的多孔薄壁细胞组织（海绵组织）对 0.8～1.3μm的近红外光强烈地反射，形成光 谱曲线上的最高峰区。
植物冠层的波谱特性，
除了受植物冠层本身组
分——叶子的光学特性
的控制，还受植物冠层
的形状结构、辐照及观
测方向等的影响。因此，
植被的波谱特性与覆盖
度、生物量密切相关。
右图显示紫苜蓿在整个
生长周期光谱反射率的
变化。植被覆盖度从0
（裸地）→近100（几
乎全覆盖），光谱特征
从裸地光谱到植物光谱
占主导地位，生物量也
2.3 植被物候特征与植被长势分析
• 利用遥感多时相图像数据，可以对植被的 物候特征及其生长过程进行解译和分析。
• 应根据作物生长规律，选择恰当时期的影 像进行分析
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植物病虫害的遥感监测
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植物在生长过程中受到病虫害侵袭后，内部 结构、叶绿素和水分含量就会发生不同程 度的变化，其反射光谱特性也随之变化， 病虫害越严重变化越大。
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1.1 植物的光谱特征
可见 光波 段
近红 外波 段
短波红外
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1.1 植物的光谱特征
1、在可见光波段，植被的反射率主要受叶绿 素含量的影响；
2、在近红外波段，植被反射率主要受叶子内 部结构的影响；
3、在短波红外波段，植被反射率主要受叶子 水分含量的影响。
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影响植被光谱特征的因素
针叶树
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阔叶树
13
植被冠层
樟树
白杨树
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显然，不同的植被结构对于阳光的反 射特性会有所不同，从而在遥感影像 上呈现出不同的特征。
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植冠结构的常用特征参数
• 叶面积指数（LAI） • 叶面积体密度（FAVD） • 空隙率 • 叶倾角分布函数
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叶面积指数（LAI）
• 叶面积指数（leaf area index）又叫叶面积 系数，是指单位土地面积上植物叶片总面 积占土地面积的倍数。即：
叶面积指数=叶片总面积/土地面积。
叶面积指数是反映作物群体大小的较好的动 态指标。在一定的范围内，作物的产量随 叶面积指数的增大而提高。当叶面积指数 增加到一定的限度后，田间郁闭，光照不 足，光合效率减弱，产量反而下降。
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10
叶子含水量的影响
植物叶子含水量的增加，将使整个光谱反射率降 低，反射光谱曲线的波状形态变得更为明显，特 别是在近红外波段，几个谷更为突出。
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11
水分含量对植被反射率的影响（以木兰为例）
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1.2植被结构与光谱特征参数
• 植被结构包括：叶子的形状和大小，植被 冠层的形状和大小等。
逐渐增加。
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二、植被遥感解译
• 植被覆盖类型解译 • 植被地带性及植被区划解译 • 植被物候特征与植被长势分析
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2.1 植被覆盖类型解译
• 主要植被覆盖类型有：针叶林、阔叶林、 灌丛和萌生矮林、荒漠和旱生灌丛、草原、 草甸、草本沼泽等。
• 对植被类型的图像解译是以覆盖层的植冠 的光谱特征组合、植冠构图的几何形态及 图像纹理标志为基本依据进行的。
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1.3 植被冠层反射
• 对于可见光波段，冠层 的反射率小于单片叶子， 原因在于叶片之间互相 遮挡造成阴影，降低了 可见光波段的反射率。
• 对于近红外波段，冠层 反射率大于单片叶子， 原因在于，近红外光能 透过叶片并反射回来。
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多层棉叶的反射率
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在植物冠层， 多层叶子提供 了多次透射、 反射的机会。 因此，在冠部 近红外反射随 叶子层数的增 加而增加。试 验证明，约8层 叶的近红外反 射率达最大值。
第七章 地理遥感
第四节 植被遥感
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第四节 植被遥感
植被调查是遥感的重要应用领域。 以确定植被的分布、类型、长势为主。 植被判读的原理是植物的光谱特性。
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第四节 植被遥感
• 植被遥感原理 • 植被遥感解译 • 植被指数与植被模型概念
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一、植被遥感原理
• 植物的光谱特征 • 植被结构与光谱特征参数 • 植被冠层反射
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1.3 植被冠层反射
• 单片叶子的光学特性对植被冠层光谱特性 是重要的，但并不能完全解释植被冠层的 光谱反射。
• 植被冠层是由许多离散的叶子组成，这些 叶子的大小、形状、方位、覆盖范围是变 化的。
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21
互相遮挡， 造成阴影
多重叶层
阴影的分布受光 照角度、叶片大 小和分布的影响。
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叶面积体密度（FAVD）
• 某一高度上单位体积内叶面积的总和。可 以反映叶子的浓密程度。
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空隙率
• 指植被冠层间的间隙率。空隙率越高，植 被越稀疏。
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叶倾角函数
叶倾角
不同的叶子倾角不 同，叶倾角函数反 映了叶子的方向分 布。而叶子的方向 分布会影响到它对 光的反射。
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三、植被指数与植被信息提取
• 植被指数的概念 • 植被指数信息模型
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3.1 植被指数ຫໍສະໝຸດ Baidu概念
• 红光和红外波段的不同组合统被称为植被 指数。
• 利用它们的比值、差分、线性组合等多种 组合来增强或揭示隐含的植物信息。
山地阴坡——易生长适应温度变化不大、湿 度较大的环境的植物；
山地阳坡——易生长适应温度变化大、湿度 要求不高环境的植物；
例如：华北山地 阴坡——多为乔木 阳坡——灌木 山脊较缓的地带——草本植物
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• 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）
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针叶林 火山灰
高山苔原
岳桦林 针阔混交林
长白山地区ETM7、p4p、t课2件波段假彩色合成影像
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2.3 植被地带性分布及植被区划解译
• 植被地带性是进行植被遥感和植被区划的 主要依据。
• 植被地带性可分为纬度地带性、经度地带 性和垂直地带性。
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比如：（我国北方山坡的阴阳面差异性）
• 色素含量 • 叶子的组织构造 • 叶子水分的含量
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色素含量的影响
• 植物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。
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不同生长状态 橡树叶子的反
射特性
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叶子的组织构造的影响
• 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。 叶子的多孔薄壁细胞组织（海绵组织）对 0.8～1.3μm的近红外光强烈地反射，形成光 谱曲线上的最高峰区。