基于719 nm水汽吸收波段的日光诱导叶绿素荧光反演研究

编号 zgly0001675895

文献类型 期刊论文

文献题名 基于719 nm水汽吸收波段的日光诱导叶绿素荧光反演研究

作者 刘鸥阳  刘良云  胡姣婵  刘新杰  蒋金豹 

作者单位 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院  中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室 

母体文献 遥感技术与应用 

年卷期 2019年03期

年份 2019 

分类号 Q945.11 

关键词 日光诱导叶绿素荧光(SIF)  夫琅和费暗线  高光谱  FluorMOD模型  大气水汽吸收  大气氧气吸收 

文摘内容 日光诱导叶绿素荧光（SIF）是一种植物光合作用直接探测新方法。目前O2-A和O2-B吸收线波段的叶绿素荧光填充效应被广泛应用于探测近红外（760 nm）和红光波段（687 nm）的植被冠层SIF信号。SIF光谱范围为650～800 nm,虽然水吸收波段（719 nm）介于叶绿素荧光发射峰值690 nm和740 nm之间,且具备较强的光谱吸收特征,但该水汽吸收光谱特征尚未应用于冠层SIF探测,因此,基于模型模拟和野外实验观测数据,使用夫琅禾费暗线SIF反演法,评价了基于719 nm波段水吸收波段的SIF反演潜力,其中野外光谱数据采用ASD FieldSpec Pro便携式地物光谱仪（3 nm分辨率）测量。首先,利用FLD、3FLD、iFLD等3种经典的SIF反演方法,检验和对比分析了719水汽吸收波段的SIF反演性能,结果表明使用水吸收线比使用O2-B吸收线表现更优,反演RMSE为0.154 W/m2/μm/sr。其次,定量计算了水汽和氧气吸收波段SIF反演的敏感度和不确定性,结果表明,719水汽吸收波段与O2-B吸收线相比,其吸收线内外的反射率和荧光比值估算误差对SIF反演误差的贡献更小,但是显大于比02-A波段。最后,利用野外多角度和日变化观测实验数据,检验和分析了三个大气吸收波段的SIF反演结果,发现719 nm水吸收波段的冠层SIF与O2-A和O2-B氧气吸收波段具有相似的角度变化和日变化特征,表现为后视和热点方向的SIF高、前视和暗点方向的SIF低,以及中午SIF高、早晚SIF低。研究表明利用719 nm波段的水汽吸收波段的光谱信息,可以准确反演近地面冠层SIF信号,研究结果为近地面冠层SIF观测提供了一个新的波段。