植被光谱特征及常用卫星参数

植被光谱特征

400~700nm波段，植被强吸收波段，反射和透射都很低。由于植物色素吸收，特别是叶绿素a、b的强吸收，在可见光波段形成两个反射率很低的吸收谷（450nm蓝光和660nm红光附近）和一个反射峰（550nm的绿光处），呈现出其独特的光谱特征，即“蓝边”、“绿峰”、“黄边”、“红谷”等区别于土壤、岩石、水体的独特光谱特征。

700nm~780nm波段，是叶绿素在红波段的强吸收到近红外波段多次散射形成的高反射平台的过渡波段，又称为植被反射率红边。红边是植被营养、长势、水分、叶面积等的指示性特征，并得到了广泛应用与证实。当植被生物量大、色素含量高、生长力旺盛时，红边位置会向长波方向移动（红移）；而当遇病虫害、污染、叶片老化等因素发生时，红边位置会向短波方向移动（蓝移）。

780nm~1350nm波段，叶片内部结构能够解释其光谱反射率特性。由于光线在叶片内部的多次散射形成，且色素和纤维素在该波段来说是近似是透明的（多次散射最多10%被吸收），即便是叶片含水量也只是在970nm、1200nm附近有两个微弱的吸收特征，所以多次散射的结果便是近50%的光线被反射，近50%被透射。该波段植被反射率较高且相对平稳，因此称反射率平台（又称为反射率红肩）的光谱反射率强度取决于叶片内部结构，特别是叶肉与细胞间空隙的相对厚度。但叶片内部结构影响叶片光谱反射率的机理比较复杂，已有研究表明，当细胞层越多，光谱反射率越高；细胞形状、成分的各向异性及差异越明显，光谱反射率也越高。当冠层叶片呈多层分布时，由于被透射光线可以多次反射，因此，在该波段随叶面积指数增大反射率也增高。

1350nm~2500nm波段，叶片水分吸收主导了该波段的光谱反射率特性。由于1450nm、1940nm、2700nm的强吸收特征，这些吸收光谱位置中间，形成2个主要反射峰，位于1650nm和2200nm附近。由于叶片水分的吸收波段受到大气中水汽的强烈干扰，而将大气水汽和植被水分对光谱反射率的贡献相分离的难度很大，虽取得了部分进展，但仍满足不了植被含水量的定量遥感需求。

NDVI——归一化植被指数：取值为0-1（通常为0.2-0.8）

NDVI=(近红外反射率NIR－红光反射率R)/( 近红外反射率NIR+红光反射率R)。

NDVI能较好反映植被群体大小及生长状态：NDVI值大，则表明植被相对群体较大、生长状态好；NDVI值小，则表明植被相对群体较小、生长状态差。

常用卫星参数

美国陆地卫星5号

多光谱传感器（TM）7个波段（蓝、绿、红、近红外、短波红外、中红外、热红外）；空间分辨率除热红外波段为120米外，其余波段为30米（属于中分辨率）；幅宽185公里，重访周期16天

法国卫星SPOT5

多光谱传感器4个波段（绿、红、近红外、短波红外）；空间分辨率10米，幅宽60公里，重访周期理论上40多天，因探测器能偏转角度，重访周期可以5天。

全色传感器空间分辨率为5米，经过地面处理可达2.5米。

北京一号

多光谱传感器3个波段（绿、红、近红外）空间分辨率为32米（属于中分辨率），幅宽600公里，重访周期理论上5天，因具有侧摆功能，重访周期可以2-3天。

高分辨率全色传感器空间分辨率为4米（属于高分辨率），幅宽24公里，重访周期理论上120多天，因具有侧摆功能，重访周期可以20多天。

环境减灾小卫星HJ-1AB

A、B星各2台多光谱传感器，4个波段（蓝、绿、红、近红外）空间分辨率为30米（属于中分辨率），幅宽700公里（每颗卫星上2台传感器合起来），重访周期理论上4天，因A、B共2颗卫星4台传感器合起来重访周期可以2天。

A星载有1台超光谱成像仪，115个谱段，光谱分辨率为5纳米，地面分辨率为100米，幅宽50公里，重访周期理论上60多天。

B星载有1台红外相机，4个波段（近红外、短波红外、中红外、热红外），空间分辨率除热红外谱段为300米外，其余谱段为150米。重访周期理论上4天。

注：蓝、绿、红可见光波段及近红外波段主要用于监测植被长势、产量、品质等；短波红外波段用于监测水分干旱等；中红外谱段对森林火灾及走势、秸秆焚烧环境监测等具有很好作用，同时具有夜间观测能力；热红外波段用于干旱监测、地震预报，进行城市热岛效应监测，水体热污染监测等。