几种常见树种叶片光谱秋季变化特征分析

发布时间：2019-09-03 12:32

【摘要】：叶片随着时间生长产生变化,其光谱特征也会发生变化。研究相同树种叶片不同时间条件下的光谱变化规律以及不同树种叶片相同时间条件下的光谱特征,不仅为植被叶片光谱随时间变化的规律研究提供理论基础,也是高光谱遥感精确识别植被信息的关键。选取北京市10种常见树种,利用地物光谱仪观测各树种不同时间叶片光谱,同时将观测的光谱进行一阶微分处理和典型波段分析,对比相同时间不同树种叶片光谱的差异,分析相同树种不同时间的光谱变化规律,探索不同时相条件下高光谱遥感识别树种的有效波段。结果表明:不同树种叶片光谱均随时间的改变而产生显著变化,但差异规律各不相同;不同树种相同时间叶片光谱在部分波段存在显著差异,为高精度树种识别提供了理论依据和叶片基础光谱数据。
【图文】：

用美国ＰＰＳ公司生产的ＵｎｉＳｐｅｃ－ＳＣ单通道便携式光谱分析仪测量光谱，波长范围为３１０～１１３０ｎｍ，采样间隔为３．３ｎｍ，重采样间隔１ｎｍ，输出波段数为８２１。应用光谱仪的内置卤素光源在暗室中进行光谱测量，每个叶片样本测量１０次，以各波段的平均值作为叶片的光谱反射率。测量在９月１日至１１月１０日期间进行。２结果与讨论２．１相同时间不同树种叶片光谱差异分析从９月１日测得的１０种不同树种叶片的光谱曲线可以看出，各树种光谱曲线形态相似。４３０～５２０ｎｍ范围内北京杨（ＰＢ）的光谱反射率明显低于其他树种，银杏（ＧＢ）和北京杨（ＰＢ）与其他树种较容易区分；５２０～７６０ｎｍ范围内各树种光谱难以区分，不仅差异较小，而且光谱曲线之间交叉重叠严重；７６０～１０９０ｎｍ范围是区分各树种的最佳光谱波段，除了五角枫（ＡＴ）、臭椿（ＡＡ）、银杏（ＧＢ）与其他树种间的光谱差异相对较小外，其余树种较容易区分，，其中光谱反射率最大的是银杏（ＧＢ），其次是绦柳（ＳＭ），最小的是二球悬铃木（ＰＡ）（７６０～９７８ｎｍ）和北京杨（ＰＢ）（９７８～１０９０ｎｍ）。从一阶微分变换图中可知，峰值主要集中在５１５～５２５，７１０～７２０和１０５０～１０７０ｎｍ，其中７１０～７２０ｎｍ最为明显，属于红边位置，谷值主要集中在５６０～５８０ｎｍ。从树种光谱区分度来看，除９８０～１０９０ｎｍ范围北京杨（ＰＢ）光谱值明显低于其他树种，五角枫（ＡＴ）光谱值明显高于其他树种外，其余树种和波段均难以区分不同树种光谱。

用美国ＰＰＳ公司生产的ＵｎｉＳｐｅｃ－ＳＣ单通道便携式光谱分析仪测量光谱，波长范围为３１０～１１３０ｎｍ，采样间隔为３．３ｎｍ，重采样间隔１ｎｍ，输出波段数为８２１。应用光谱仪的内置卤素光源在暗室中进行光谱测量，每个叶片样本测量１０次，以各波段的平均值作为叶片的光谱反射率。测量在９月１日至１１月１０日期间进行。２结果与讨论２．１相同时间不同树种叶片光谱差异分析从９月１日测得的１０种不同树种叶片的光谱曲线可以看出，各树种光谱曲线形态相似。４３０～５２０ｎｍ范围内北京杨（ＰＢ）的光谱反射率明显低于其他树种，银杏（ＧＢ）和北京杨（ＰＢ）与其他树种较容易区分；５２０～７６０ｎｍ范围内各树种光谱难以区分，不仅差异较小，而且光谱曲线之间交叉重叠严重；７６０～１０９０ｎｍ范围是区分各树种的最佳光谱波段，除了五角枫（ＡＴ）、臭椿（ＡＡ）、银杏（ＧＢ）与其他树种间的光谱差异相对较小外，其余树种较容易区分，其中光谱反射率最大的是银杏（ＧＢ），其次是绦柳（ＳＭ），最小的是二球悬铃木（ＰＡ）（７６０～９７８ｎｍ）和北京杨（ＰＢ）（９７８～１０９０ｎｍ）。从一阶微分变换图中可知，峰值主要集中在５１５～５２５，７１０～７２０和１０５０～１０７０ｎｍ，其中７１０～７２０ｎｍ最为明显，属于红边位置，谷值主要集中在５６０～５８０ｎｍ。从树种光谱区分度来看，除９８０～１０９０ｎｍ范围北京杨（ＰＢ）光谱值明显低于其他树种，五角枫（ＡＴ）光谱值明显高于其他树种外，其余树种和波段均难以区分不同树种光谱。
【作者单位】： 滁州学院安徽省地理信息集成应用协同创新中心;南京市测绘勘察研究院有限公司;
【基金】：2016年安徽省地理信息集成应用协同创新中心开放基金项目(201116Y02) 滁州学院科学研究项目校级规划项目(2015GH13) 国家林业局948项目(2015-4-32) 安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2015A261,KJ2015A265,KJ2015A245) 安徽省高校优秀青年人才支持计划重点项目(gxyqZD2016334)资助
【分类号】：S718.4;O657.3

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本文编号：2531355