遥感地学应用植物遥感
遥感地学分析—植被遥感原理
（一）单张叶片光谱特性及影响因素
❖ 3、叶片反射波谱的影响因素 ❖ 1）叶片生化组分
❖ 叶绿素a、b，导致0.45μm与0.67μm为中心形 成两个强烈的吸收带；
❖ 胡萝卜素、叶黄素导致0.43μm-0.48μm范围内 形成强烈的吸收带。
❖ 两吸收谷间（0.54μm附近）吸收相对较少， 形成绿色反射峰（10%-20%）。
✓ 等面叶的组织分化不明显。
（一）单张叶片光谱 特性及影响因素
❖ 1、植物叶片结构
✓ 叶片一般具有三部分：表皮、叶肉和叶脉 ✓ 表皮：包围整个叶片，由一层或多层组成。表
皮细胞扁平，排列紧密，通常不含叶绿体，外 表常有一层角质层。
（一）单张叶片光谱
特性及影响因素
❖ 1、植物叶片结构
✓ 叶肉：为表皮内的同化薄壁组织，有两种： （1）栅栏组织：紧靠上表皮下方，呈圆柱状，
叶方位角：法线在水平面上的投影与正北方向 的交角称为叶子在该点的方位角。
（二）植被冠层光谱特性及影响因素
❖ 2、植被冠层影响因素-植被结构
各参数的描述，如：
同一叶子的不同部位，其倾角和方位角可能有很大 差异，测量时，根据叶片弯曲程度将叶片分成几部 分，对每一部分进行测量。
一个冠层内叶倾角的分布模式可以从0 ° （水平叶 ）到90 ° （垂直叶），一般用间隔为10°作出的叶 倾角分布频率图来表示。
植被遥感研究的主要内容：
• （1）通过遥感影像从土壤背景中区分出植被覆盖 区域，并对植被类型进行划分，区分是森林还是 草场或者农田，进而可以问是什么类型的森林， 什么类型的草场，什么样的农作物，如此等等。
• （2）能否从遥感数据中反演出植被的各种重要参 数，例如叶面积指数（LAI）、叶子宽度、平均叶 倾角、植被层平均高度、树冠形状等等，这一类 问题属于更深层次的遥感数据定量分析方法与反 演技术。
遥感技术与测绘技术在植物生长监测中的应用
遥感技术与测绘技术在植物生长监测中的应用植物生长监测在农业、林业以及环境保护等领域具有重要的意义。
传统的植物生长监测往往依赖于人工的观测和统计，费时费力且精度有限。
然而，随着遥感技术和测绘技术的发展，植物生长监测进入了一个新的时代。
本文将介绍遥感技术和测绘技术在植物生长监测中的应用。
一、遥感技术在植物生长监测中的应用遥感技术通过卫星、飞机或无人机等对地球表面进行遥感探测，获取大量的地理信息。
在植物生长监测中，遥感技术可以提供丰富的植被指数、地表温度、光谱信息等。
1.1 植被指数的应用植被指数是衡量植被覆盖状况的重要指标之一。
常用的植被指数包括归一化植被指数（NDVI）和叶绿素指数（CI）。
通过遥感数据获取的植被指数可以帮助我们了解植物的生长状况，如植被覆盖率、植物的生长势、干旱程度等。
这对于农业、林业和生态环境评估等方面具有重要意义。
1.2 地表温度的应用地表温度是指地表上空一定高度处的温度。
在植物生长监测中，地表温度可以反映植物的生理状态和水分蒸发情况。
通过遥感技术获取的地表温度数据可以帮助我们了解植物的适应能力、蒸腾作用和水分利用效率等方面的信息。
这对于农业灌溉和水资源管理等方面具有重要意义。
1.3 光谱信息的应用光谱信息是指物体对不同波段光的反射和吸收特性。
不同植物在不同波段的光谱特征存在差异，因此可以利用遥感技术获取的光谱信息来判断植物的种类、健康状况以及养分含量等。
这对于植物分类、病虫害监测以及农作物施肥等方面具有重要意义。
二、测绘技术在植物生长监测中的应用测绘技术是指通过测量和绘制地图来获取地理信息的技术手段。
在植物生长监测中，测绘技术可以提供植物高度、冠层结构以及土地利用信息等。
2.1 植物高度的应用植物高度是评估植物生长状况和生物量的重要参数之一。
利用激光雷达和全站仪等测绘设备，可以对植物的高度进行精确测量。
植物高度信息可以用于农业、林业和城市绿化等领域的规划和管理。
2.2 冠层结构的应用冠层结构是指植物的树冠形态和枝叶分布特点。
植被遥感的原理和应用
植被遥感的原理和应用1. 植被遥感的原理植被遥感是指利用遥感技术获取关于植被的信息。
主要通过感知、识别和解译植被的光谱、空间和时间特征，从而实现对植被生态系统的监测和评估。
植被遥感的原理可以概括为以下几点：•光谱反射特性：植被对不同波段的电磁辐射有不同的反射特性。
通过测量植被对可见光和红外辐射的反射率，可以获取与植被生理和结构特征相关的信息。
•植被指数：植被指数是通过计算植被光谱特征之间的关系得到的一种指标。
常用的植被指数有归一化植被指数（NDVI）、差值植被指数（DVI）等。
植被指数可以反映植被的生长状况和叶绿素含量等信息。
•植被分类：通过分析植被光谱特征的差异，可以将植被进行分类和识别。
常用的植被分类方法包括基于光谱特征的有监督分类和无监督分类等。
•时序变化：植被在不同季节和年份的生长状态存在差异，通过观测植被的时序变化，可以获取植被的生长过程和季节变化规律。
2. 植被遥感的应用植被遥感可以广泛应用于农林牧渔、环境保护、地质勘察和城市规划等领域。
以下是一些植被遥感的具体应用：•农业管理：植被遥感可以用于农作物的监测和评价。
通过监测植被生长状况和叶面积指数变化，可以实现农作物的施肥、灌溉和病虫害防治等管理工作。
•生态环境监测：植被遥感可以用于湿地、森林和草原等生态系统的监测和评估。
通过监测植被覆盖度、植被类型和植被退化状况等指标，可以了解生态系统的健康状况和环境变化趋势。
•火灾监测：植被遥感可以通过监测植被的温度和湿度等指标，实现对火灾的预警和监测。
及时发现火点并采取措施可以有效减少火灾的危害和损失。
•城市绿化规划：植被遥感可以用于城市的绿化规划和管理。
通过分析城市植被覆盖度和类型分布，可以优化城市绿地布局和植被种植结构，改善城市环境质量。
•土地利用变化：植被遥感可以用于监测土地利用变化和评估土地资源的可持续利用。
通过比较不同时间段的遥感影像，可以分析土地利用类型的变化和转移。
3. 总结植被遥感是一种重要的环境监测和资源管理技术。
第五章植被遥感 ppt课件
Geography Analysis for Remote Sensing
第5章 植被遥感
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
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中植被覆盖度时（25—80%）， NDVI值 随生物量的增 加呈线性迅速增加；
高植被覆盖度时（＞80%）， NDVI值 增加延缓而呈现 饱和状态，对植被检测灵敏度下降。
实验表明，作物生长初期NDVI将过高估计植被覆盖 度，而作物生长结束季节，NDVI值偏低。
NDVI 更适用于植被发育中期或中等覆盖度植被检测。
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比值植被指数可提供植被反射的重要信息，是植被长 势、丰度的度量方法之一
同理，可见光绿波段（叶绿素引起的反射）与红波段 之比G/R，也是有效的。
比值植被指数可从多种遥感系统中得到。
但主要用于Landsat的MSS、TM和气象卫星的 AVHRR。
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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
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近红外波段的变化
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不同类型植物光谱曲线的差异
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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
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2. 归一化植被指数（NDVI）
遥感图像的地学应用研究
遥感图像的地学应用研究随着遥感技术的快速发展，遥感图像在地球科学领域中的应用日益广泛。
遥感技术可以获取全球各地的高分辨率图像，为地球科学研究提供了广阔的数据平台。
本文将探讨将遥感图像应用于地球科学领域的重要性和方法。
一、遥感图像在土地利用/土地覆盖方面的应用遥感技术已成为土地利用和土地覆盖研究的主要工具。
通过分析遥感图像中的光谱信息，可以实现对不同土地类型的识别。
遥感图像可以提供土地的分类和评估信息，以便更好地管理和保护土地资源。
例如，植被覆盖度和变化可以通过遥感图像的光谱分析来确定。
土地利用信息可以指导城乡规划和环境保护。
二、遥感图像在地表形态和地貌方面的应用遥感技术可以提供高分辨率的地表形态和地貌信息。
地表形态和地貌可以通过遥感图像中的数字高程模型（DEM）来显示和分析。
DEM可以提供地球表面的三维信息，包括海拔高度、地面坡度和地形开阔程度等。
DEM可以用于测量洪水的深度、流速和流向，进而为水文学研究提供数据。
在地质研究中，DEM可以用于地质褶皱和断层的分析。
三、遥感图像在海洋和海底地质方面的应用遥感图像可以用于海洋岩石和海底地形等方面的分析。
卫星遥感技术可以用于波浪、风、海气等海面参数的测量。
海底地形的研究可以通过船载声纳测量、遥感光学成像、多波束测深和地震反射等方法来实现。
遥感技术可以提供海洋气象、海浪和海水参数等重要信息。
此外，遥感技术还可以用于海岸侵蚀、海洋生态系统和海洋污染等研究。
四、综合应用综合应用是遥感技术在地球科学领域中的核心，可以通过结合不同的遥感数据来识别和分析地球表面的不同特征。
例如，在自然灾害的应急响应方面，卫星遥感技术可以实现对地震、火山、洪水和风暴等灾害影响的实时监测和评估。
在天气预测和气象学方面，遥感技术可以用来获取气象参数，以便进行天气预报和研究气候变化。
总之，遥感图像已成为地球科学领域中的重要工具。
通过分析遥感数据，可以获得有关地球表面的信息和数据，方便地球科学家进行对地球进行研究与监测。
遥感技术在地理学中的应用
遥感技术在地理学中的应用地理学作为一门研究地球表面和人类活动的学科，一直以来都依赖于各种数据和技术来进行研究和分析。
而遥感技术作为一种获取地球表面信息的方法，对于地理学的发展和研究起到了重要的作用。
本文将从不同的角度来探讨遥感技术在地理学中的应用。
首先，遥感技术在地理学中的应用最为直观的就是地貌研究。
地貌是地球表面的形态特征，通过遥感技术可以获取到高分辨率的卫星影像，从而对地貌进行详细的观察和分析。
比如，通过对河流的遥感影像进行解译，可以了解到河流的形态、流速、水位等信息，进而推断出河流的演化过程和河流对周围环境的影响。
此外，遥感技术还可以用于研究山地地貌、海岸地貌、冰川地貌等，为地理学家提供了丰富的研究素材。
其次，遥感技术在地理学中的应用还包括土地利用和覆盖研究。
土地利用和覆盖是地球表面上不同土地类型和植被覆盖的空间分布情况，通过遥感技术可以获取到大范围的土地利用和覆盖数据。
这些数据可以用来分析农业发展、城市扩张、森林退化等问题，为制定相关政策和规划提供科学依据。
例如，通过遥感技术可以监测农田的利用情况，及时发现土地退化和农田面积变化等问题，为农业生产提供参考。
此外，遥感技术在地理学中的应用还涉及到环境监测和灾害预警。
通过遥感技术可以获取到大范围的环境数据，包括大气污染、水质状况、植被健康等。
这些数据可以用来监测环境变化和污染情况，为环境保护和治理提供参考。
同时，遥感技术还可以用于灾害预警和监测。
例如，在地震、洪水等自然灾害发生前，通过对遥感影像的分析，可以提前预警并采取相应的措施，减少灾害造成的损失。
最后，遥感技术在地理学中的应用还包括人文地理研究。
人文地理研究主要关注人类活动对地球表面的影响和相互关系。
通过遥感技术可以获取到城市扩张、交通网络、人口分布等数据，为人文地理学家提供了丰富的研究素材。
例如，通过遥感影像可以观察到城市的空间分布和发展趋势，进而分析城市化对土地利用和环境的影响。
此外，遥感技术还可以用于文化遗产保护和历史地理研究，通过对遥感影像的解译可以发现隐藏在地表下的古代城市遗址和文化遗产，为人类历史研究提供重要线索。
遥感技术在农业和畜牧业中的应用
遥感技术在农业和畜牧业中的应用遥感技术是指利用卫星、飞机等远距离地观测地面或海洋及大气的技术。
这一技术在农业和畜牧业中的应用越来越广泛，它可以提供可信的数据，以更好地了解农业和畜牧业的状态，以及在适当的时候采取相应的措施。
一、农业领域的应用1.土地利用和耕地监测：遥感技术可以用来监测农作物的种植情况、土地的物理性质、畜牧业生产的状态等信息，以便于合理利用农业土地。
2.农作物生长状况的监测：遥感资料可以用来监测土壤水分、植被生长状况及土地利用变化等因素，从而可以更好地监测农作物的生长情况。
3.水资源管理：遥感技术可以用来监测水资源的利用情况，从而更好地控制灌溉和供水的用量。
4.监测灾害：通过遥感技术可以及时监测和预测天气情况和自然灾害情况，以帮助农业生产者在采取必要的预防措施时能够更及时地采取措施。
5.施肥管理：遥感技术可以监测土壤营养状态和农作物的需求，从而更合理地施肥。
6.肥料中毒预警：通过遥感技术可以及时监测到植物中肥料浓度的增加，从而更好地预防肥料中毒等问题的发生。
7.气象监测：遥感技术可以在更大范围内获取气象信息，从而帮助面对种种气象问题的农民来做出更准确的决策，有利于农民获得更多收益。
1.动物健康监测：遥感技术可以用来监测饲养动物的健康、喂养情况和运动量，从而更好地帮助畜牧业生产者调节喂养量。
2.林地管理：遥感技术可以监测森林覆盖率和滞留湿地面积的变化，从而更好地帮助畜牧业生产者获得更多的资源。
3.饲草质量：遥感技术可以监测饲草的成分和质量，从而更好地帮助畜牧业生产者了解饲料质量变化，从而调整饲料与动物的搭配。
4.航空影像：遥感技术可以通过航空影像监测畜牧基地的生态环境。
5.疫省监测：遥感技术可以监测和预测动物和畜牧业疫情发生的可能性，从而更好地帮助畜牧业生产者预防和应对疫病的流行。
总之，遥感技术在农业和畜牧业中的应用范围非常广泛，许多应用都涵盖了许多不同的领域，不仅能够提高农业和畜牧业的生产效益，而且为减轻环境破坏和提高可持续发展做出了贡献。
遥感技术在农业和畜牧业中的应用
遥感技术在农业和畜牧业中的应用遥感技术是利用卫星、航空器和地面观测仪器获取地球表面信息的一种先进技术。
在农业和畜牧业中，遥感技术可以帮助分析和优化土地利用，监测植被覆盖和植物生长状况，预测气象灾害和水资源状况，提高农作物和畜牧业生产效益等方面起到了重要作用。
1. 土地利用分析土地利用是农业和畜牧业生产的基础，遥感技术可以快速获取地表信息和精度高的图像数据，以便进行土地分类、土地资源调查和规划。
例如，卫星遥感可以在较大范围内监测土地利用状况，提供土地类型、土地覆盖和利用信息等，帮助农业和畜牧业生产者大规模种植作物、饲养牲畜。
2. 植被监测植被是农业生产和畜牧业发展中不可或缺的重要因素之一。
遥感技术可以对植被覆盖、类型、结构、生长状态等进行监测。
例如，可以通过遥感技术提供的植被VI指数等数据了解农田耕作状态，监测作物生长状况和发现农作物的病害等问题。
类似的，可以利用卫星遥感技术监测草原植被变化、干旱区植被变化等，为畜牧业发展提供支持。
3. 气象预测气象灾害是农业生产的重大威胁，也是畜牧业生产不可忽视的因素。
遥感技术可以通过监测大气、云层、降雨等数据来预测天气条件和气象灾害，并及时预警和预防。
同时，遥感技术还可以对气候变化过程进行长时间的监测，为农业和畜牧业生产提供科技保障。
4. 水资源管理水资源管理是农业生产和畜牧业发展的重要环节，遥感技术可以通过获取地表水和地下水的信息，为灌溉和养殖提供科学依据。
例如，搭载了高分辨率遥感传感器的卫星可以监测排水系统的效果，了解水资源污染和利用情况，帮助农业和畜牧业生产者实现可持续发展。
总之，遥感技术在农业和畜牧业中的应用涉及多个领域，从土地资源管理到气象预测，从植被监测到水资源管理，遥感技术的应用正在为农业和畜牧业的可持续发展提供越来越多的科技支持。
遥感技术在林业中的应用
遥感技术在林业中的应用遥感技术是利用卫星、飞机等远距离的感知设备收集地球表面的信息，包括自然资源、环境、气候等方面的数据，然后对这些数据进行解译和分析，以便更好地理解和管理地球。
在林业中，遥感技术可以提供大量的数据和信息，用于森林资源调查、病虫害监测、森林火灾预警等方面应用。
一、森林资源调查使用遥感技术进行森林资源调查，可以获取大量的数据和信息，包括森林覆盖率、植被类型、生长状态、林分结构、森林地形、土地利用类型等。
这些信息可以帮助森林资源管理者更好地了解森林植被的分布和状态，指导森林资源的合理开发和利用。
二、病虫害监测利用遥感技术，可以快速准确地发现植物的病虫害及其发展状况。
通过对遥感图像进行分析，可以识别出不同颜色、形状和纹路的植物，以及它们的生长状况和植物病虫害的发展情况。
这为林业管理者提供了及时的信息，以便采取应对措施，遏制病虫害的扩散。
三、森林火灾预警森林火灾对生态环境的破坏非常大，利用遥感技术可以预警森林火灾的发生，及时采取扑救措施。
通过遥感图像分析，可以识别出林地中的热点区域，并对火情进行实时监测，达到及时发现森林火灾的目的。
四、林火后的恢复评估对于林火发生后的恢复评估，遥感技术也有很重要的应用。
通过遥感图像的比较分析，可以了解林地的植被恢复情况和林地的破坏损失情况等。
这可以为林地的恢复和重建提供科学依据。
五、林业管制遥感技术也可以为林业管制提供信息支持，例如通过遥感图像识别出非法采伐或砍伐行为，及时进行打击。
此外，遥感技术可以为森林生态保护提供科学依据，协助林业管理者制定科学的森林保护政策。
综上所述，遥感技术在林业中的应用广泛且重要。
随着遥感技术的不断提升和发展，它将为森林资源的保护和合理开发提供更多的有力支持。
环境遥感技术及应用植被遥感
归一化植被指数（NDVI） 归一化指数 （NDVI）被定义为近红外波段与可见光红 波段数值之差和这两个波段数值之和的比 值。即：
N D ( D N V N ID R IR )/N D (N N ID RR )N
实际上，NDVI是简单比值RVI经非线性的归一化处 理所得。在植被遥感中，NDVI的应用最为广泛。 它是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子， 与植被分布密度呈线性相关。因此又被认为是反映 生物量和植被监测表征地表植被覆盖，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。在环境领域，通过植被指数来反演土地利用和土 地覆盖的变化，逐渐成为实现对全球环境变化的研究重 要手段；生态领域，随着斑块水平的生态系统研究成果 拓展到区域乃至全球的空间尺度上，植被指数成了空间 尺度拓展的连接点；在农业领域，植被指数广泛应用在 农作物分布及长势监测、产量估算、农田灾害监测及预 警、区域环境评价以及各种生物参数的提取。总之，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。
因此，比值植被指数能增强植被与土壤背 景之间的辐射差异。土壤一般有近于1的比 值，而植被则会表现出高于2的比值。可见，
比值植被指数可提供植被反射的重要信息，
是植被长势、丰度的度量方法之一。同理，
可见光绿波段（叶绿素引起的反射）与红 波段之比G/R，也是有效的。比值植被指数
7植被遥感
主要内容
植被遥感原理 植被遥感解译 植被指数与植被覆盖信息提取
植被是生长在地球表层内各种植物类型的总 称，它是地球表层内重要的再生资源。
植被遥感是遥感应用的重要内容，也是地学 遥感理论研究和信息提取定量方法研究较为 成熟的领域之一。
植被遥感的主要内容有：植被遥感原理、基 于林业的植被遥感、基于农业的植被遥感、 植被多光谱遥感与植被指数信息提取、植被 指数与生物物理量以及地表生态环境的关联 研究、全球植被覆盖遥感监测与生物多样性 监测，等。
可见光两个吸收带、一个窄反射峰，近红外 宽反射峰，短波红外三个强吸收带。
总的来说，健康绿色植物的基本光谱特征：
光谱曲线总的“峰-谷”形态变化是基本相似的，说 明植物的光谱特性取决于其生物物理结构特征。
不同植物类别由于叶片的色素含量、细胞结构、含水 量的不同，其光谱曲线形态总是存在着一定的差异； 这就是植被遥感的理论基础和图像认知依据，也是进 行植被分类、长势监测、作物估产、病虫害预测等专 题研究的波谱分析依据。
3.植被物候特征与植被长势分析
植被物候特征和长势的解译需要利用多 时相的遥感数据，即基于波谱时差变化 信息，并利用图像处理算法进行信息提 取。
植被长势分析还需要对植物病虫害进行 遥感监测。
主要内容
植被遥感原理 植被遥感解译 植被指数与植被覆盖信息提取
植被指数
植被指数是植被定量遥感的特征参数，它是 将遥感图像光谱数据经数学方法处理后生成 的能够揭示植被生物物理学的一种特征参数 值。
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 态及图像纹理标志位基本依据进行。
2. 植被地带性分布及植被区划解译
植被覆盖类型具有特定的地带性，可分为水 平地带性和垂直地带性。植被的地带性对植 被遥感解译具有一定的指导意义。
如何利用遥感数据进行植被物候监测
如何利用遥感数据进行植被物候监测遥感数据是通过卫星、飞机或无人机获取的远距离图像信息，它在植被物候监测中起着重要的作用。
植被物候是指植物在一年中不同季节的生长状况和发育进程。
通过利用遥感数据，我们可以获得大范围、高分辨率的植被信息，帮助我们更好地了解和管理自然资源。
本文将探讨如何利用遥感数据进行植被物候监测，以及在农业、环境保护等领域的应用。
首先，利用遥感数据进行植被物候监测需要选择合适的传感器。
目前在卫星遥感中，常用的传感器有MODIS、Landsat和Sentinel等。
这些传感器可以提供不同波段的遥感图像，包括可见光、红外和热红外波段。
这些波段可以捕捉植物叶绿素的含量、生长状态和叶面积指数等信息，从而揭示植物的生长过程。
其次，针对不同植被物候阶段，我们可以采用不同的遥感指标来监测植被的变化。
例如，在植物生长初期，可以利用归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）来反映植物叶绿素的含量和光合活性。
随着植物的生长，可以使用水体指数（Water Index）来监测植物的水分状况，以及叶面积指数（Leaf Area Index，LAI）来评估植物的叶面积。
这些指标可以帮助我们了解植物的生长状态，判断植被的健康状况。
第三，借助遥感技术，我们可以进行植被物候的定量分析。
通过对遥感图像的处理和分析，可以提取出植被的生长曲线和指标变化。
例如，通过对多个时相的遥感图像进行叠加和比较，可以获取时间序列上的植被生长信息。
这些信息有助于了解植物在不同季节的生长速度和发育情况，为农业生产、生态环境监测等提供科学依据。
除了植被物候监测，遥感数据还可以应用于其他领域。
在农业方面，可以利用遥感数据监测农作物的生长状态和产量预测。
通过分析植株的叶面积、植被覆盖率和病虫害检测等指标，可以及时采取措施，提高农作物的产量和品质。
在环境保护方面，遥感数据可以用于监测森林覆盖变化、湿地退化等环境问题，为生态恢复和保护提供科学依据。
遥感技术在农业中的应用
遥感技术在农业中的应用李金帅（长安大学，陕西西安710064）摘要：我国作为农业大国，自身国民经济的发展与农业的发展密切相关。
农作物的生长发育一直是人们关注的话题。
农作物生长发育的影响因素很多，如栽植技术、气候因素等，栽植技术可以人为影响，但人类无法作用于气象条件。
因此，农业的发展需要遥感技术的参与，遥感技术的大力发展，以及其在农业领域的广泛应用，促进了农业的发展和进步。
本文通过了解遥感技术的应用范围，从遥感技术的应用和发展探讨农业遥感的研究进展和技术发展，并进一步改善农业技术的应用系统，为中国农业遥感的发展方向提供参考。
关键词：遥感技术；农业；应用进展中图分类号：S-1文献标识码：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20210615018引言遥感技术是一种获取地表物体几何和物理性质的技术。
早期的遥感图像的解译，通常通过目视判读方法，随着计算机的加速发展，解译方法得到了快速发展，一种使用计算机对原始遥感影像进行图像增强、图像变化、辐射校正、几何校正等一系列的预处理，然后通过相应的遥感处理软件进行进一步精处理，对结果进行处理，最终通过专业技术人员的经验进行解译，直接对解译结果进行处理，生成具有处理特征的遥感影像[1]°目前，遥感可分为高光谱遥感和多光谱遥感。
高光谱遥感不仅可以探测到被遮盖的地物，而且可以准确地估计植物生态系统的物理和化学参数的变化，包括土壤水分、土壤特性、植被干物质、土壤生物化学参数、土地利用动态监测变化等。
多光谱遥感是利用具有2个及2个以上光谱通道，采用多种传感器对地物进行同步成像的一种遥感技术；将地物反射的电磁波信息划分为若干个光谱波段，用于接收和记录地物信息[2,3]°当前遥感技术的发展使得遥感应用领域逐渐扩大，有林业遥感、资源遥感、遥感地质、气象遥感、灾害遥感、军事遥感、农业遥感等，尤其在农业遥感领域得到了广泛的应用，从早期的农业墒情监测和农作物面积变化监测,再到农业资源利用监测，以及利用无人机对区域水资源和农业干旱的监测与评价等。
遥感技术在植物保护中应用
＞90
TM1-4、SPOT的HRV
80 80
TM5 TM7 NOAA的AVHRR
60～70 100
TM6
BACK
Radarsat
常见地物的光谱曲线比较
返回
亮度系数
亮度系数（P）：在相同照度条件下，某物体的亮度与绝对白体理想表面的亮 度之比。 亮度系数的特点：
（1）亮度系数的范围0≤P ≤1；
（2）相同地物，由于干湿程度不同，亮度系数也不同； （3）亮度系数与物体表面的颜色有关； （4）表面光滑的物体比粗糙的物体亮度系数大； （5）许多性质完全不同的物体具有相同的亮度系数。
To be
§4 地球资源卫星数据
二、 SPOT数据
1978年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体某些 国家，设计、研制了一颗名为“地球观测实验系 统”(SPOT)的卫星，也叫做“地球观测实验卫星”。 SPOT1，1986年2月发射，至今还在运行。
SPOT2，1990年1月发射，至今还在运行。
SPOT3，1993年9月发射，1997年11月14日停止运行。 SPOT4，1998年3月发射，至今还在运行。 SPOT5, 2002年5月4日凌晨当地时间1时31分，在法属圭 亚那卫星发射中心由阿里亚娜4号火箭运载成功发射。
高高度、长寿命卫星：约3600 km，通天遥感数据。
按电磁波段分
可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥感数据等。
按传感器的工作方式分
主动遥感、被动遥感数据。
遥感的电磁波原理
电磁波 交互变化的电磁场在空间的传播。 描述电磁波特性的指标 波长、频率、振幅、位相等。 电磁波的特性
BACK
遥感数据获取原理
分析结果、图表 输出
用户应用处理 接收 预处理
利用遥感技术分析农作物生长环境
湿度条件分析
湿度对农作物生长的影响：适宜的湿度条件促进农作物生长，过湿或过干都会对农作物造成不 利影响。
遥感技术在湿度分析中的应用：利用遥感技术监测土壤湿度、空气湿度等数据，为农作物生长 环境的湿度条件分析提供支持。
湿度与其他环境因素的相互作用：湿度与光照、温度等环境因素相互影响，共同作用于农作物 的生长。
遥感技术的起源 可以追溯到20世 纪初，当时主要 用于军事侦察和
地图制作。
20世纪60年代， 随着卫星技术的 发展，遥感技术 开始广泛应用于 地球观测和环境
监测。
20世纪90年代， 高光谱遥感技术 的出现，使得遥 感技术能够提供 更详细的地物信 息，在农业、林 业、地质等领域 得到广泛应用。
如今，随着人工 智能和机器学习 技术的发展，遥 感技术正与这些 技术相结合，实 现智能化、自动 化的遥感信息处
THANK： 遥感技术可以提 供准确的温度信 息，帮助种植者 制定合理的农业 管理措施，提高 农作物的产量和 品质。
遥感技术在湿度条件分析中的应用
遥感技术能够监测土壤湿度和大气湿度
通过遥感影像分析，可以评估作物需水和灌溉情况
遥感技术可监测气象条件对湿度的影响，从而预测作物生长状况 利用遥感数据，可以评估农作物生长环境的湿度条件，为农业管理提供决 策依据
检测病虫害： 遥感技术可以 检测农作物病 虫害的发生情 况，为防治提 供及时的信息。
评估气候变化 影响：遥感技 术可以监测气 候变化对农作 物生长的影响， 为应对气候变 化提供依据。
遥感技术在农业生产决策中的应用
监测土壤湿度和 养分分布
评估气候变化对 农作物生长的影 响
预测病虫害发生 和传播趋势
优化农业资源配 置和提高产量
遥感技术在植被监测中的应用
遥感技术在植被监测中的应用植被是地球上最重要的生态系统之一，它不仅影响着全球的水循环、碳循环和气候变化，还为人类提供了食物、水果、药材等资源。
因此，对植被的监测与评估显得格外重要。
目前，遥感技术在植被监测中得到了广泛应用，成为了监测植被的重要手段。
第一部分：遥感技术概论遥感是指利用各种遥感设备对地球或天体物体进行观测并从遥远的地方获取信息的一种技术。
在遥感技术中，主要涉及到传感器、图像处理、遥感数据和信息应用四个方面。
其中，传感器是遥感技术的核心，它可以通过不同的波段来获取地球表面的信息，如光学、红外、微波等。
第二部分：遥感在植被监测中的应用遥感在植被监测中的应用主要有以下几方面：1.植被覆盖度监测植被覆盖度是指某一区域植被所占比例。
通过遥感技术可以获取到相应的卫星影像，然后进行遥感信息提取。
植被监测的流程通常包括影像预处理、分类、评价等步骤，这些步骤的完成需要依赖于遥感图像处理软件。
通过人工和半自动化的方法，可以准确地测定出某个区域的植被覆盖程度。
2.植被生长状态监测植物的生长状态与其植被指数（Vegetation Index, VI）有着密切的关系。
植被指数通常由反射比计算而来，主要包括地表反照率、叶面积指数和叶绿素含量。
植被指数可以有效地反映植被的生长状态，因此被广泛应用于植被监测。
遥感技术通过实时地获取植被指数信息，可以实现对植物生长状态的快速、准确监测。
3.植被类型与分布监测不同类型的植被对环境的要求不同，因此其对气候、水循环、土壤和微生物等的影响也不同。
通过遥感技术可以获取到不同类型的植被信息，通过遥感图像处理软件对遥感图像进行分类，可以准确地测定出某个区域的植被类型和分布。
第三部分：遥感技术的优势遥感技术在植被监测中的应用，主要具有以下几个优势：1.高效性：遥感技术能够快速、准确地获取遥感信息，从而实现对植被的快速监测和评估。
2.可靠性：通过遥感技术获取的遥感信息具有高度的可靠性和准确性，从而为决策者提供了科学的参考依据。
遥感技术的应用
遥感技术的应用遥感技术的应用范围很广，下面简要介绍其在农业、林业、地质、矿产、水文和水资源、海洋、环境监测等方面的应用。
1．农业、林业方面的应用在农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物，计算其种植面积，并根据作物生长情况估计产量。
例如，美国利用卫星遥感资料对世界小麦产量进行估算，精度达90％。
这种大面积的估产对于国际贸易、储运、加工等都有重要意义。
在作物生长过程中，可以利用遥感技术分析其长势，及时进行灌溉、施肥和收割等。
当农作物受灾时，可以实时监测。
在林业方面，利用遥感技术可以清查森林资源，监测森林火灾和病虫害。
火灾是林业的大敌。
利用航空红外遥感技术，不仅能发现已燃烧起来的烈火，而且可以探测到面积小于0.1～0.3平方米小火情，还能及时预报由于自燃尚未起火的隐伏火情。
利用卫星遥感，一次就可探测到上千平方千米范围内所发生的林火现象。
遥感技术在我国扑灭大兴安岭特大林火中起了很大的作用。
遥感技术在土地资源和土壤调查中也获得普遍应用。
2．地质、矿产方面的应用遥感技术为地质研究和勘查提供了先进的手段，可为矿产资源调查提供重要依据与线索，为高寒、荒漠和热带雨林地区的地质工作提供有价值的资料。
特别是卫星遥感，为大区域甚至全球范围的地质研究创造了有利的条件。
常规的地质勘查工作都从点、线观测着手，待汇集了大量的资料后才能描述一个地区的地质特征，进而进行分析研究。
利用遥感资料就可以首先从分析研究地区的遥感资料入手，然后有重点地选择若干点进行野外观测与验证。
这样，不仅大大减少了野外工作量，节省人力、物力，还加快了速度，提高了精度。
这对区域地质填图是特别适宜的。
在地质构造方面，由于遥感图像具有广阔的视域和逼真的影像，能真实地反映各种地质现象间的关系，因此，利用遥感图像进行地质构造分析，常能发现地面常规工作不能发现的地质构造，尤其是对于第四纪松散沉积物覆盖下的一些隐伏构造，反映得相当清晰。
遥感技术在矿产资源调查方面的应用，主要是根据矿床成因类型，结合地球物理特征，寻找成矿线索或缩小找矿范围。
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两个反射峰、五个吸收谷
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在地表景物中，通常只有植物在近红外波段有 很高的反射率，所以在彩色红外航空像片或包 含近红外波段的假彩色合成遥感图像上可以很 容易区分植被和其他景物。
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3.1.2
影响植物光谱的因素
叶子的颜色 叶子的组织结构 叶子的含水量 植物的覆盖度
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叶子的颜色
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3.4 植被指数
植被指数
植被指数的种类
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3.4.1 植被指数（Vegetation Index, VI） 选用多个特征波段的遥感数据，经 加、减、乘、除等线性或非线性组合运 算，产生某些对植被长势、生物量等有 一定指示意义的专题数值，称为植被指 数。
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植被指数计算
在植被指数的计算中，通常选用R波段和 NIR波段。
感器收到的反射光不仅是植被本身的光谱信息，而且还包含 部分下垫面的反射光，是两者的叠加。
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“红移”与“蓝移” “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，通常位于0.68~0.75µ m 之间。当绿色植物叶绿素含量高，生长旺盛时， “红边”会向波长增加的方向偏移，称“红 移”。 当植物由于受金属元素“毒害”、感染病 虫害、污染受害或者缺水缺 肥等原因而“失 绿”时，则“红边”会向波长短的方向移动， 称“蓝移”。 因此，根据“红边”位移量可以精确地估 计叶绿素含量或探测叶片的生化组分。
（3）能否准确的估算出与植被光合作用有关的若干物 理量，例如植被表面水分蒸腾量、光合作用强度（干 物资生产率）、叶表面温度等。
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.
2. 3. 4. 5. 6.
本章内容 植物的光谱特征 植被遥感判读 植物生长状况的解译 植被指数 植被指数与地表参数的关系 植被遥感应用
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3.1 植物的光谱特征
1.
1、不同植物由于叶子的组织 结构和所含色素不同，具 有不同的光谱特征。
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。
2、利用植物的物候期差异来 区分植物。 3、根据植物的生态条件区别 植物类型。
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3.3 植物生长状况的解译
健康的绿色植 物具有典型的
光谱特征。遭
受病虫害的植 物其反射光谱 曲线的波状特 征被拉平。
收，以进行光合作用。
对绿色光部分则部分吸收，部分反射，所以叶子呈绿色，并 形 成在0.55µm,附近的一个小反射峰值，而在0.33µm0.45µm及0.65µm附近有两个吸收谷。叶子的多孔薄壁细胞组 织（海绵组织）对0.8µm-1.3µm的近红外光强烈地反射，形成 光谱曲线上的最高峰区。其反射率可达40％，甚至高达60%， 吸收率不到15％。
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叶子的含水量
叶子在1.45µ m-1.95µm和2.6-2.7µm处各有一个吸收谷， 这主要由叶子的细胞液、细胞膜及吸收水分所形成。植物 叶子含水量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，几个吸 收谷更为突出。
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植物的覆盖度
当植被叶子的密度不大，不能形成对地面的全覆盖时，传
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比值植被指数可提供植被反射的重要信息，是 植被长势、丰度的度量方法之一。同理，可见 光绿波段（叶绿素引起的反射）与红波段之比 G/R，也是有效的。
比值植被指数可从多种遥感系统中得到。但主 要用于Landsat的MSS、TM和气象卫星的 AVHRR。
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RVI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（LAI）、叶干生物量 （DM）、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。在植被高密度覆 盖情况下，它对植被十分敏感，与生物量的相 关性最好。但当植被覆盖度小于50%时，它的 分辨能力显著下降。此外，RVI对大气状况很 敏感，大气效应大大地降低了它对植被检测的 灵敏度，尤其是当RVI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 （DN）转换成反射率（ρ）后再计算RVI，以 消除大气对两波段不同非线性衰减的影响。
植物叶子中含有多种色素，如叶青素、叶红素、 叶黄素、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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叶子的组织结构
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。
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叶子的组织结构 及光谱特征 叶绿素对紫外线和紫色 光的吸收率极高，对蓝
色光和红色光也强烈吸
建立植被指数的关键 增强植被信息的同时，使非植被信息最小
化。
由于植被光谱受到植被本身、土壤背景、环境 条件、大气状况、仪器定标等内外因素的影响， 因此植被指数往往具有明显的地域性和时效性。
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主 要 植 被 指 数
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3.4.2 植被指数的种类
1）比值植被指数：
RVI = NIR/R
由于绿色植物R值低、NIR值高，则RVI值高 （一般高于2）；而对于无植被的地面（如裸 土、人工特征物、水体）以及枯死或受胁迫植 被，因不显示这种特殊的光谱响应，则RVI值 低（一般近于1）。因此， RVI 能增强植被与 土壤背景之间的辐射差异。
健康植物的反射光谱特征 2. 影响植物光谱的因素
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3.1.1 健康植物的反射光谱特征
健康植物的波谱曲线有明显的特点，在可见 光的0.55µ m附近有一个反射率为10％~20％的 小反射峰。在0.45µ m和0.65µ m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0.8~1.3µ m之间形成 一个高的，反射率可达40％或更大的反射峰。 在1.45µ m，1.95µ m和2.6~2.7µm处有三个吸收 谷。
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研究者就发现生长在富含Cu，Mo等重金属元素土壤上的植 物，受金属元素“毒害”影响，其光谱反射特性会发生一些 变化，主要表现就是红边和绿峰会向短波区偏移10nm~20nm 不等（见图7.4）。这种矿化带植物光谱异常是植物遥感探矿 的有用指标。
矿区红杉林反射曲线的蓝移现象
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3.2 不同植物类型的区分
第 三 章 植物遥感
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植物遥感研究的主要内容：
（1）通过遥感影像从土壤背景中区分出植被覆盖区域， 并对植被类型进行划分，区分是森林还是草场或者农 田，并区分森林、草场、农作物的类型等。
（2）能否从遥感数据中反演出植被的各种重要参数，
例如叶面积指数（LAI）、叶子宽度、平均叶倾角、植 被层平均高度、树冠形状等等，这一类问题属于更深 层次的遥感数据定量分析方法与反演技术。