植被跟太阳辐射的相互关系有别于其他物质，如裸⼟、⽔体等，⽐如植被的“红边”现象，即在<700nm附近强吸
收，>700nm⾼反射。很多因素影响植被对太阳辐射的吸收和反射，包括波长、⽔分含量、⾊素、养分、碳等。
研究植被的波长范围⼀般为400 nm to 2500 nm，这也是传感器设计选择的波长范围。这个波长范围可范围以下四个部分： 可见光（Visible）：400 nm to 700 nm
近红外（Near-infrared——NIR）：700 nm to 1300 nm
短波红外1（Shortwave infrared 1—— SWIR-1）：1300 nm to 1900 nm
短波红外2（Shortwave infrared 2——SWIR-2）：1900 nm to 2500 nm
其中NIR和SWIR-1的过渡区（1400nm附近）是⼤⽓⽔的强吸收范围，卫星或者航空传感器⼀般不获取这范围的反射
值。SWIR-1 和 SWIR-2的过渡区（1900nm附近）也是⼤⽓⽔的强吸收范围。
卡波940植被可分为三个部分组成：
植物叶⽚（Plant Foliage）
⾮光合作⽤植被(Non-Photosynthetic Vegetation)
这三个部分是植被分析的基础，下⾯对他们详细介绍。
1、植物叶⽚（Plant Foliage）
植物叶⽚包括叶、叶柄以及其他绿⾊物质，不同种类的叶⽚具有不同的形状和化学成份。对波谱特征产⽣重要影响的主要化学成份包括：⾊素（Pigments）、⽔分（Water）、碳（Carbon）、氮（Nitrogen），这也是遥感反演的基础，如⽤植被指数来估算叶⼦的化学成份。
⾊素（Pigments）
叶⾊素主要包括叶绿素、叶黄素和花青素。这些都是植被的健康的指标，⽐如含⾼浓度叶绿素的植被
⼀般很健康，相反，叶黄素和花青素常常出现在健康较差的植被，濒临死亡的植被出现红⾊、黄⾊或棕⾊。山西卫生厅
叶⾊素只影响可见光部分（400nm~700nm），图1为⼏种叶⾊素在可见光范围的相对光谱吸收特征。 图1部分叶⾊素的相对光谱吸收特征
⽔分（Water）血神经
叶⼦的⼏何特性、冠层结构和对⽔的需求影响植被的⽔分含量。⽔分对植被反射率的影响波段范围
在NIR和SWIR（图2）。在1400nm和1900nm附近有吸收波⾕，但是传感器⼀般会避开这两个波段范围。
高温超导电机
在970nm和1190nm附近也有强吸收特征，可利⽤这两个波段范围监测植被⽔分。
碳（Carbon）
植物中的碳是以很多形式存在，包括糖，淀粉，纤维素和⽊质素等。纤维素和⽊质素的吸收特征表现在短波光谱范围内容（图3）。
图2叶⽚⽔和碳（纤维素和⽊质素）相对光谱吸收特征
氮（Nitrogen）
叶⼦中的氮元素⼀般包含在叶绿素、蛋⽩质以及其他分⼦中。植被指数（VI）对包含在叶绿素中的氮元素很敏感（⼤约
含6％氮）。包含在蛋⽩质中的氮元素在1500nm~1720 nm范围内对叶⽚波谱特征影响⽐较⼤。
从上可以看出，植被与辐射的相互作⽤主要体现在叶⽚的波谱特征，因此，在可见光谱段内，主要太阳辐射的吸收来⾃叶绿素、叶黄素和花青素，形成450nm和670nm附近的吸收⾕；在近红外谱段内，主要太阳辐射的吸收来⾃⽔分，形
成970nm和1190nm两个⽔吸收带；在短波红外谱段内，除了⽔分，各种形式存在的碳和氮也对太阳辐射的吸收有⼀定的贡献，形成1400nm和1900nm吸收⾕。图3是叶⽚反射率与透射光谱（Transmittance Spectra）对⽐例⼦，⽊本植被和草本植被在⾊素、⽔分、氮等含量不⼀样，反射率与透射光谱关系也不⼀样。
图3⽊本植物(A)和草本植物(B)的叶⽚反射率与透射光谱
2、植被冠层（Plant Canopies）
单⽚叶⼦的反射特性对植被冠层光谱特征是重要的，此外，叶⼦数量和冠层结构对植被冠层的散射、吸收也有重要的影响。⽐如不同的⽣态系统中，森林、草原、或农业⽤地等都具有不同的反射特性，虽然它们单个叶⼦很类似。
有很多植被模型⽤于描述冠层光谱特征。两个最重要的是叶⾯积指数（LAI）和叶倾叶⾓分布（LAD）。LAI指每单位⾯积地上绿叶⾯积，这表现了冠层中绿⾊植被的总数；LAD描述了树叶所有类型的定向，常⽤平均叶倾⾓（MLA）近似。MLA表⽰冠层中的每个叶⽚⾓度与⽔平⽅向的差值的平均值。
图4表⽰LAI和LAD对植被冠层的影响效果，MLA近似LAD。在近红外谱段内，植被强反射太阳辐射，植被冠层在可见光和SWIR-2是强吸收。使⽤可见光和SWIR-2的植被指数对上层林冠⾮常敏感。
立体裁剪
图4 LAI (A)和MLA (B)的增减对植被冠层的影响
3、⾮光合作⽤植被(Non-Photosynthetic Vegetation)
在⾃然界⾥，还包括占了全球植被覆盖⼀半的衰⽼或死亡植被，它们被称为⾮光合作⽤植被（简称NPV）。NPV的冠层也具有⽊本森林结构，如树⼲，茎，和树枝等。
NPV主要包含碳元素，以淀粉，纤维素和⽊质素形式存在，NPV的光谱特征主要受这些物质⽀配。在
投影寻踪短波红外内的波动⽐较⼤，与绿⾊植被相反，SWIR-1 和SWIR-2范围内散射占主导。图5显⽰了绿⾊植被和NPV冠层光谱特征。
图5 透射绿⾊植被和⼲植被的冠层反射特性的变化（400nm~2500nm）
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