遙感地學分析及原理

遙感地學分析：是建立在地學規律基礎上的遙感資訊處理和分析模型，其結合物理手段、數學方法和地學分析等綜合型應用技術和理論，通過對遙感資訊的處理和分析，獲得能反映地球區域分異規律和地學發展過程的有效資訊的理論方法。

熱慣量：由於系統本身有一定的熱容量，系統傳熱介質具有一定的導熱能力，所以當系統被加熱或冷卻時，系統溫度上公升或下降往往需要經過一定的時間，這種性質成為系統的熱慣量(thermal inertia)。

葉方位角：法線在水平面上的投影與正北方向的交角稱為葉子在該點的方位角。

紅邊：反射光譜的一階微分最大值所對應的光譜位置，對應紅光區外葉綠素吸收減少部位（約<0.7um）到近紅外高反射肩（>0.

7um）之間，健康植物的光譜響應陡然增加的（量度增加約10倍）的這一窄條區。通常位於0.68~0.

75m之間。

光合有效輻射：植物光合作用所能利用的僅僅是太陽光的可見光部分（0.4~0.7um），這個波長範圍的太陽輻射也稱為光合有效輻射。這部分大約佔太陽輻射的47%~50%左右。

光譜解析度——感測器所選用的波段數量的多少、各波段的波長位置、及波長間隔的大小，即通道數、每個通道中心波長，及頻寬，共同決定光譜解析度。

水體光譜反射特性可能包括來自三方面的貢獻：水的表面反射、水體底部物質的反射和水中懸浮物質的反射。

雙子葉植物反射率高於單子葉植物反射率

遙感器接收到的光包括天空散射光、水面反射光和水中光

亮度溫度:遙感器在衛星高度所觀測到的熱輻射強度相對應的溫度。

亮度溫度、地表比輻射率、大氣透射率（水汽含量）是進行地表溫度反演主要考慮的三大引數。

1、植被遙感中ndvi應用最廣泛？

①ndvi是對植被生長狀態及植被覆蓋度的最佳指示因子。ndvi 與 lai、綠色生物量、植被覆蓋度、光合作用等植被引數有關；ndvi的時間變化曲線可反映季節和人為活動變化；甚至整個生長期的ndvi對半乾旱區降雨量、對大氣co2濃度隨季節和緯度變化均敏感。

②ndvi經比值處理，可部分消除與太陽高度角、衛星觀測角、地形、大氣程輻射（雲 / 陰影和大氣條件有關的輻照度條件變化）等的影響。

③ndvi介於-1和1之間，負值表示地面覆蓋為雲、水、雪等，對可見光高反射；0表示岩石或裸土等，nir和r近似相等；正值表示有植被覆蓋，且隨覆蓋度增大而增大。幾種典型的地面覆蓋型別在大尺度ndvi圖象上區分鮮明，植被得到有效的突出。因此，ndvi 特別適用於全球或各大陸等大尺度的植被動態監測。

2、植被指數影響因素。

①物候期、農事歷。物候期指自然植物在其生長發育過程中，其生理、外形、結構等的季節性變化，可通過遙感加以監測。對於農作區，物候期表現為地方農事歷，即耕作、播種、發芽、生長、成熟、收穫、休閒等季相迴圈週期。

它是由作物的生長特點、地方氣候、地方農業耕作方式與習慣等決定的。可見，植被指數提取中遙感資料時相選擇的重要性。

②大氣效應。大氣對組成植被指數的r、nir波段有不同的衰減係數。大氣散射一般使植被的紅光輻射增強（上行程輻射增強）、但大氣散射和吸收使近紅外輻射降低，兩者對比度下降。

因此，大氣對植被指數的總效應是使植被指數訊號下降。但其對不同植被指數影響程度卻有很大的不同。

③太陽高度角等。太陽天頂角（θ）、方位角及觀察角的影響主要反映在大氣路徑長度和地表二向反射（brdf）效應，使植被指數值變化較大，致使不同時相的植被指數缺乏可比性。地表的方向反射（brdf）變化與植被冠層結構有關，而冠層結構受太陽高度角的影響。

③地形效應。在地形起伏的山區、地形的陰影效應，往往掩蓋了部分植被，使植被指數發生變化。最簡便的方法——比值法或比值合成法可以消除部分陰影的影響，提高植被資訊提取的能力。

④遙感器。遙感器本身的輻射定標以及多種遙感器間光譜波段響應函式、空間解析度、視場角等的差異，均會對植被指數的植被檢測能力和數值的可比性發生影響。因而需要對遙感資料進行輻射糾正，以及各波段光譜響應函式間的糾正處理，以保證多源資料的綜合分析和大尺度植被遙感動態監測的可靠性。

3、植被指數與植被覆蓋度的地面測量方法。（取樣法）

①植被覆蓋度指植被冠層的垂直投影面積與土壤總面積之比。即植/土比。

植被覆蓋度的地面測量法：

取樣法，通過各種測量方法獲得樣地內植被出現的概率，將其作為研究樣地的植被覆蓋度。特點是操作複雜，測量周期長，受條件限制多，效率低但精度較高。包括樣線法、樣點法、陰影法、樹冠投影法。

①樣線法：在植被研究區內選定樣線，可選擇不止一條，以空間上垂直交叉的形式設定。將植株接觸樣線的長度佔樣線總長的百分比作為樣線所在區域的植被覆蓋度，再把幾條樣線結果平均後得到樣方的覆蓋度。

楊線法相當於以線估面。

②樣點法：在空間上取樣，每個樣點只對應著很小的空間範圍，樣點只有植被和非植被兩種情況，通過多個樣點的統計獲得樣方的植被覆蓋度。相當於以點估面。

幾種代表性測量方法：針刺法(將一根根樣針在植被中垂直放下，接觸到植物枝葉的樣針數與總樣針數之比，即為植被覆蓋度。（草地））、正方形視點框架法(該框架由兩根上下對齊並等距鑽有十個小孔的水平杆構成，觀測者從上端水平杆的小孔向下看，以觀察到植被的小孔數占總孔數的百分比作為植被覆蓋度。

)、抬頭望法(用於森林鬱閉度測算。以樣地兩條對角線上的林木作為調查物件，沿著對角線走一步抬頭看一次天，將能看見林冠的次數佔抬頭總次數的百分比作為林地鬱閉度。(喬木林))。

③稱尺測法，把一把標有刻度的尺子放置在地面，平行於作物的行方向，沿垂直於行的方向每隔一定距離依次移動，分別讀取尺子上陰影長度，總陰影長度佔尺子總長度的百分比即為植被覆蓋度。該法一般多適用於行播作物，且要盡量在正午時測量。（灌木林或行播作物）④樹冠投影法：

用於喬木等高大植被鬱閉度的估算。在樣方內將每株林木進行空間定位，再將每株樹木的樹冠投影進行測量，按照一定比例尺標在繪圖紙上。根據樹木投影總面積和樣方總面積來獲得樣方的鬱閉度。

（林地）