植物反射波谱特征.doc

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。