花青素对植物反射特性的影响及遥感估算:叶片尺度

文献类型： 中文期刊

第一作者： 梁守真

作者： 梁守真;隋学艳;王猛;王菲;韩冬锐;王国良;李洪忠;马万栋

作者机构：

关键词： 花青素;敏感性分析;辐射传输模型;遥感

期刊名称： 光谱学与光谱分析

ISSN：

年卷期： 2024 年 001 期

页码： 275-282

收录情况： EI ; SCI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 花青素是植物三大色素之一，与植物的生长发育、生长状态以及生长环境状况密切相关，花青素动态变化对生态环境的监测和预警具有重要意义。对叶片光学特性与色素关系的深入理解是估算色素浓度的前提，然而花青素对叶片光学属性的影响并未能得到系统地分析，极大地限制了植物花青素的反演和监测。该研究从机理出发，采用包含花青素参数的新一代植物叶片辐射传输模型PROSPECT-D,结合改进的Sobol’算法，获取输入参数协同变化条件下叶片的光学表现，计算模型参数的全局敏感性指数，全面分析花青素对叶片光学属性的影响，探索花青素的光学敏感波谱区间，在此基础上，以地面实测的叶片波谱和色素数据为样本，发展并探讨叶片尺度花青素的遥感反演方法。结果表明，Sobol’全局敏感性分析结果受样本量变化的影响，总敏感性指数在样本数为3 000时达到稳定；花青素主要影响400～689 nm波谱范围的叶片反射特性，叶片对光子的反射能力随花青素含量的增加而降低；叶绿素、类胡萝卜素与花青素对叶片的反射存在协同作用，在467～589 nm波谱区间，花青素对叶片反射的贡献高于其他参数，花青素总敏感性指数在509 nm处最高（86.64%）;基于叶绿素、类胡萝卜素对叶片反射能力的贡献程度，花青素的波谱敏感区间可分为三个部分：467～505 nm（花青素、叶绿素、类胡萝卜素共同影响区）、 506～541 nm（花青素、类胡萝卜素影响区）、 542～589 nm（花青素、叶绿素影响区）;叶片花青素含量与敏感区间的高光谱窄波段、波谱指数之间存在显著的线性关系。在所有的窄波段中，样本花青素含量与560 nm的叶片反射率的相关性最好，相关系数为0.948,但由于花青素与叶绿素、类胡萝卜素光谱吸收波段重叠，考虑其他色素干扰的波谱指数ARI、 mARI（Sentinel-2波段参考）与花青素表现出了好的相关性（相关系数分别为0.953 2, 0.953 6）,但由于波段设置的差异，不同卫星的波谱指数表现并不一致。该研究可为未来更大范围的花青素遥感估算奠定重要的理论基础。

分类号： Q948%TP79

  • 相关文献

[1]基于多时相冠层结构参数对冠层光谱的敏感性分析. 齐腊,赵春江,黄文江,刘含海. 2009

[2]陆地观测卫星图像模拟技术研究. 徐大琦,杜永明,林军,杨贵军,刘强,柳钦火,沈占锋. 2015

[3]基于深度动态学习神经网络和辐射传输模型地表温度反演算法研究. 毛克彪,杨军,韩秀珍,唐世浩,袁紫晋,高春雨. 2018

[4]基于PROSAIL模型的温性草甸草原FPAR遥感反演. 李刚,张华,王道龙,张宏斌,辛晓平. 2014

[5]基于EFAST方法的AquaCrop作物模型参数全局敏感性分析. 邢会敏,相诗尧,徐新刚,陈宜金,冯海宽,杨贵军,陈召霞. 2017

[6]基于EFAST方法的WOFOST作物模型参数敏感性分析. 陈艳玲,顾晓鹤,宫阿都. 2018

[7]CERES-Wheat作物模型参数全局敏感性分析. 姜志伟,陈仲新,周清波,任建强. 2011

[8]麦玉苕空行利用方式及配套技术体系的研究. 李大祥,杨文元. 1993

[9]马铃薯光周期敏感性研究. 马永珍,王芳,王舰. 2020

[10]不同草地类型净初级生产力(NPP)模拟及其敏感性分析. 张美玲,陈全功,蒋文兰. 2021

[11]红外光谱指数反演大田冬小麦覆盖度及敏感性分析. 李存军,赵春江,刘良云,王纪华,王人潮. 2004

[12]不同培肥茶园土壤微生物量碳氮及相关参数的变化与敏感性分析. 王利民,邱珊莲,林新坚,黄东风,李卫华,邱孝煊. 2012

[13]新疆向日葵品种产量敏感性分析. 王启杰,王鹏,刘胜利,柳延涛,董红业,吕增帅,赵刚,姜艳. 2023

[14]高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒样品对细胞的敏感性. 张春玲,邹勇,张婉华,周宗清,李春华,蒋凤英. 2011

[15]中国MODIS地表温度产品验证. 高懋芳,覃志豪. 2006

[16]SWIM模型在东北黑土区流域的适用性评价——以乌裕尔河中上游流域为例. 杨志远,高超,臧淑英,杨秀春. 2017

[17]枸杞枝条炭化还田的碳足迹及不确定性分析. 于嘉文,宋明丹,蒋福祯,韩梅,李正鹏. 2023

[18]基于Catch-MSY模型的西北太平洋日本鲭资源评估及敏感性分析. 石永闯,陈云云,樊伟,伍玉梅,赵国庆,杨超. 2023

[19]利用AquaCrop模型模拟旱作覆膜春玉米耗水和产量. 刘琦,龚道枝,郝卫平,王罕博,高翔,梅旭荣. 2015

[20]果园机械化经济效益分析-以江苏烨佳梨园为例. 吕雍琪,张宗毅,吕晓兰. 2021

作者其他论文 更多>>

微信小程序