本發(fā)明涉及遙感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種植被光合有效輻射吸收率(FAPAR)的遙感估算方法及裝置。

背景技術(shù)：

由可見(jiàn)光和近紅外波段反射率組成的植被指數(shù)，因可見(jiàn)光波段與近紅外波段對(duì)于植被光能輻射的響應(yīng)極為突出，在植被光合有效輻射吸收率的遙感估算中被廣泛應(yīng)用，然而隨著植被覆蓋度高低的變化，這些植被指數(shù)估算FAPAR的總體精度不同程度的受到土壤背景(植被覆蓋度較低時(shí)，植被覆蓋均勻性較差，土壤對(duì)光譜干擾較大)或飽和現(xiàn)象(這些植被指數(shù)以“紅波段吸收峰”與“紅邊”位置的波段組合最為常見(jiàn)，“紅波段吸收峰”峰值點(diǎn)反射率在植被覆蓋度較高時(shí)趨向飽和，對(duì)FAPAR的敏感性較弱)的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種植被光合有效輻射吸收率的遙感估算方法及裝置，以提高植被光合有效輻射吸收率的遙感估算精度。

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種植被光合有效輻射吸收率的遙感估算方法，所述方法包括：

以微分法對(duì)原始光譜曲線進(jìn)行前置處理，對(duì)原始光譜曲線波段上各采樣點(diǎn)按公式：計(jì)算其二階微分量，從而得到二階微分曲線，并利用二階微分曲線對(duì)原始光譜曲線進(jìn)行去噪預(yù)處理，其中，λ_ι代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的波長(zhǎng)；R_i代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的原始光譜反射率；SDR_i代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的二階微分，i＝1，2......N，N為樣本點(diǎn)數(shù)，即二階微分曲線在波段上的總點(diǎn)數(shù)；

對(duì)去噪預(yù)處理后的光譜曲線進(jìn)行去包絡(luò)線處理，得到去包絡(luò)線后的光譜曲線；

利用所述去包絡(luò)線后的光譜曲線，識(shí)別特征吸收峰并提取其光譜吸收指數(shù)SAI；

根據(jù)所述特征吸收峰SAI的，獲取融入可見(jiàn)光-近紅外高光譜吸收特征的新型植被指數(shù)，從而進(jìn)行植被光合有效輻射吸收率FAPAR的遙感估算。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種植被光合有效輻射吸收率的遙感估算裝置，所述裝置包括：

微分處理單元，用于以微分法對(duì)原始光譜曲線進(jìn)行前置處理，對(duì)原始光譜曲線波段上各采樣點(diǎn)按公式：計(jì)算其二階微分量，從而得到二階微分曲線，并利用二階微分曲線對(duì)原始光譜曲線進(jìn)行去噪預(yù)處理，其中，λ_ι代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的波長(zhǎng)；R_i代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的原始光譜反射率；SDR_i代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的二階微分，i＝1，2......N，N為樣本點(diǎn)數(shù)，即二階微分曲線在波段上的總點(diǎn)數(shù)；

去包絡(luò)線處理單元，用于對(duì)去噪預(yù)處理后的光譜曲線進(jìn)行去包絡(luò)線處理，得到去包絡(luò)線后的光譜曲線；

SAI提取單元，用于利用所述去包絡(luò)線后的光譜曲線，識(shí)別特征吸收峰并提取其光譜吸收指數(shù)SAI；

FAPAR估算單元，用于根據(jù)所述特征吸收峰SAI的，獲取融入可見(jiàn)光-近紅外高光譜吸收特征的新型植被指數(shù)，從而進(jìn)行植被光合有效輻射吸收率的遙感估算。

上述技術(shù)方案具有如下有益效果：通過(guò)一定的數(shù)學(xué)變換，優(yōu)化組合對(duì)高覆蓋度區(qū)域植被FAPAR變化敏感的可見(jiàn)光-近紅外高光譜吸收特征參數(shù)，構(gòu)建融入可見(jiàn)光-近紅外高光吸收特征的新型植被指數(shù)，提高常規(guī)可見(jiàn)光-近紅外植被指數(shù)的總體估算精度，從而提高植被光合有效輻射吸收率的遙感估算精度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種植被光合有效輻射吸收率的遙感估算方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例原始光譜曲線圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例特征吸收峰分布圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例吸收峰結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例一種植被光合有效輻射吸收率的遙感估算裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例各變量最佳模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的擬合圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例一種植被光合有效輻射吸收率的遙感估算方法流程圖，所述方法包括：

101、以微分法對(duì)原始光譜曲線進(jìn)行前置處理，對(duì)原始光譜曲線波段上各采樣點(diǎn)按公式：計(jì)算其二階微分量，從而得到二階微分曲線，并利用二階微分曲線對(duì)原始光譜曲線進(jìn)行去噪預(yù)處理，其中，λ_ι代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的波長(zhǎng)；R_i代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的原始光譜反射率；SDR_i代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的二階微分，i＝1，2......N，N為樣本點(diǎn)數(shù)，即二階微分曲線在波段上的總點(diǎn)數(shù)；如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例原始光譜曲線圖。

102、對(duì)去噪預(yù)處理后的光譜曲線進(jìn)行去包絡(luò)線處理，得到去包絡(luò)線后的光譜曲線；

103、利用所述去包絡(luò)線后的光譜曲線，識(shí)別特征吸收峰并提取其光譜吸收指數(shù)SAI；

104、根據(jù)所述特征吸收峰SAI的，獲取融入可見(jiàn)光-近紅外高光譜吸收特征的新型植被指數(shù)，從而進(jìn)行植被光合有效輻射吸收率FAPAR的遙感估算。

優(yōu)選地，所述去噪預(yù)處理具體包括以下步驟：

如果二階微分曲線在波段上某采樣點(diǎn)的數(shù)值小于或等于反射率，即SDR_i≤R_i，則該采樣點(diǎn)為真實(shí)曲線所經(jīng)過(guò)的點(diǎn)(λ_ι，R_i)，將其保留；反之，如果該采樣點(diǎn)的值大于反射率，即SDR_i＞R_i，則為噪聲，將其去掉；對(duì)于波段上保留的采樣點(diǎn)進(jìn)行平滑操作，根據(jù)下式重新計(jì)算波段上保留的采樣點(diǎn)的反射率，

其中，w是窗口選擇的點(diǎn)的個(gè)數(shù)，N是樣本點(diǎn)數(shù)，即二階微分曲線在波段上的總點(diǎn)數(shù)。

優(yōu)選地，所述對(duì)去噪預(yù)處理后的光譜曲線進(jìn)行去包絡(luò)線處理具體包括以下步驟：

設(shè)所述去噪預(yù)處理后得到的R_i組成數(shù)組R_i，i＝1，2......N；

波段上的采樣點(diǎn)波長(zhǎng)組成數(shù)組λ_i，i＝1，2......N；

A.i：＝1，將R₁，λ₁加入到包絡(luò)線節(jié)點(diǎn)表中；

B.求新的包絡(luò)節(jié)點(diǎn)，如i＝N，則結(jié)束，否則j：＝i+1；

C.連接i，j；檢查(i，j)直線與反射率曲線的交點(diǎn)，如果j＝N則結(jié)束，將R_j，λ_j加入到包絡(luò)線節(jié)點(diǎn)表中，否則：

a.m＝j(luò)+1；

b.如果m＝N則完成檢查，j是包絡(luò)線上的點(diǎn)，將R_j，λ_j加入到包絡(luò)線的節(jié)點(diǎn)表中，i＝j(luò)轉(zhuǎn)到B；

c.否則，求i，j與λ_m的交點(diǎn)R1_m；

d.如果R_m＜R1_m，則j不是包絡(luò)線上的點(diǎn)，j：＝j(luò)+1轉(zhuǎn)到B；如果R_m≤R1_m則i，j與光譜曲線最多有一個(gè)交點(diǎn)，m：＝m+1，轉(zhuǎn)到b；

D.得到光譜曲線的包絡(luò)線節(jié)點(diǎn)后，將相鄰的節(jié)點(diǎn)用直線段依次相連，求出λ_i，i＝1，2......N所對(duì)應(yīng)的折線段上的點(diǎn)的函數(shù)值h_i，i＝1，2......N，從而得到該光譜曲線的包絡(luò)線，顯然有R_i≤h_i；

E.對(duì)求出的包絡(luò)線按公式對(duì)光譜曲線進(jìn)行包絡(luò)線消除。

優(yōu)選地，所述利用所述去包絡(luò)線后的光譜曲線，識(shí)別特征吸收峰并提取其光譜吸收指數(shù)SAI具體包括以下步驟：

去包絡(luò)化后的光譜曲線有明顯的波峰和波谷特征，選擇表征葉綠素光合有效輻射強(qiáng)吸收的藍(lán)波段吸收峰M0、紅波段吸收峰M1以及對(duì)葉片水分含量敏感的近紅外波段吸收峰M2與M3作為對(duì)植被光合有效輻射吸收率敏感的特征吸收峰；

其中，S1是一個(gè)吸收峰右肩、S2是一個(gè)吸收峰左肩、M是一個(gè)吸收峰峰值點(diǎn)，令：

R₁、λ₁分別為吸收峰右肩S1的反射率和波長(zhǎng)位置；

R_M、λ_M分別為吸收峰峰值點(diǎn)M的反射率和波長(zhǎng)位置；

R₂、λ₂分別為吸收峰左肩S2的反射率和波長(zhǎng)位置；

對(duì)特征吸收峰的光譜吸收指數(shù)SAI進(jìn)行如下公式提?。?/p>

SAI＝[(λ_m-λ₂)/(λ₁-λ₂)×R₁+(1-(λ_m-λ₂)/(λ₁-λ₂))×R₂]/R_m (公式1)。

如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例特征吸收峰分布圖。如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例吸收峰結(jié)構(gòu)圖，其中，S1、S2、M可以分別是一個(gè)吸收峰的右肩、左肩與峰值點(diǎn)。令：

R₁、λ₁為吸收峰右肩S1的反射率和波長(zhǎng)位置；

R_M、λ_M為吸收峰峰值點(diǎn)M的反射率和波長(zhǎng)位置；

R₂、λ₂為吸收峰左肩S2的反射率和波長(zhǎng)位置。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述特征吸收峰SAI的，獲取融入可見(jiàn)光-近紅外高光譜吸收特征的新型植被指數(shù)具體包括以下步驟：

通過(guò)對(duì)特征吸收峰SAI進(jìn)行數(shù)學(xué)變化，構(gòu)建新型植被指數(shù)：

其中，SAI_Mx為吸收峰Mx的SAI值，其分子與分母均包含C1與C2，其中，C1由對(duì)葉綠素濃度敏感的藍(lán)波段吸收峰M0、紅波段吸收峰M1的SAI的乘積構(gòu)成，C2由對(duì)葉片水分含量敏感的近紅外波段吸收峰M2與M3的SAI的乘積構(gòu)成。

對(duì)應(yīng)于上述方法實(shí)施例，如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例一種植被光合有效輻射吸收率的遙感估算裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置包括：

微分處理單元51，用于以微分法對(duì)原始光譜曲線進(jìn)行前置處理，對(duì)原始光譜曲線波段上各采樣點(diǎn)按公式：計(jì)算其二階微分量，從而得到二階微分曲線，并利用二階微分曲線對(duì)原始光譜曲線進(jìn)行去噪預(yù)處理，其中，λ_ι代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的波長(zhǎng)；R_i代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的原始光譜反射率；SDR_i代表波段上第i個(gè)采樣點(diǎn)的二階微分，i＝1，2......N，N為樣本點(diǎn)數(shù)，即二階微分曲線在波段上的總點(diǎn)數(shù)；

去包絡(luò)線處理單元52，用于對(duì)去噪預(yù)處理后的光譜曲線進(jìn)行去包絡(luò)線處理，得到去包絡(luò)線后的光譜曲線；

SAI提取單元53，用于利用所述去包絡(luò)線后的光譜曲線，識(shí)別特征吸收峰并提取其光譜吸收指數(shù)SAI；

FAPAR估算單元54，用于根據(jù)所述特征吸收峰SAI的，獲取融入可見(jiàn)光-近紅外高光譜吸收特征的新型植被指數(shù)，從而進(jìn)行植被光合有效輻射吸收率的遙感估算。

優(yōu)選地，所述微分處理單元51的去噪預(yù)處理具體包括以下步驟：

如果二階微分曲線在波段上某采樣點(diǎn)的數(shù)值小于或等于反射率，即SDR_i≤R_i，則該采樣點(diǎn)為真實(shí)曲線所經(jīng)過(guò)的點(diǎn)(λ_ι，R_i)，將其保留；反之，如果該采樣點(diǎn)的值大于反射率，即SDR_i＞R_i，則為噪聲，將其去掉；對(duì)于波段上保留的采樣點(diǎn)進(jìn)行平滑操作，根據(jù)下式重新計(jì)算波段上保留的采樣點(diǎn)的反射率，

其中，w是窗口選擇的點(diǎn)的個(gè)數(shù)，N是樣本點(diǎn)數(shù)，即二階微分曲線在波段上的總點(diǎn)數(shù)。

優(yōu)選地，所述去包絡(luò)線處理單元52，具體用于：

設(shè)所述去噪預(yù)處理后得到的R_i組成數(shù)組R_i，i＝1，2......N；

波段上的采樣點(diǎn)波長(zhǎng)組成數(shù)組λ_i，i＝1，2......N；

A.i：＝1，將R₁，λ₁加入到包絡(luò)線節(jié)點(diǎn)表中；

B.求新的包絡(luò)節(jié)點(diǎn)，如i＝N，則結(jié)束，否則j：＝i+1；

C.連接i，j；檢查(i，j)直線與反射率曲線的交點(diǎn)，如果j＝N則結(jié)束，將R_j，λ_j加入到包絡(luò)線節(jié)點(diǎn)表中，否則：

a.m＝j(luò)+1；

b.如果m＝N則完成檢查，j是包絡(luò)線上的點(diǎn)，將R_j，λ_j加入到包絡(luò)線的節(jié)點(diǎn)表中，i＝j(luò)轉(zhuǎn)到B；

c.否則，求i，j與λ_m的交點(diǎn)R1_m；

d.如果R_m＜R1_m，則j不是包絡(luò)線上的點(diǎn)，j：＝j(luò)+1轉(zhuǎn)到B；如果R_m≤R1_m則i，j與光譜曲線最多有一個(gè)交點(diǎn)，m：＝m+1，轉(zhuǎn)到b；

D.得到光譜曲線的包絡(luò)線節(jié)點(diǎn)后，將相鄰的節(jié)點(diǎn)用直線段依次相連，求出λ_i，i＝1，2......N所對(duì)應(yīng)的折線段上的點(diǎn)的函數(shù)值h_i，i＝1，2......N，從而得到該光譜曲線的包絡(luò)線，顯然有R_i≤h_i；

E.對(duì)求出的包絡(luò)線按公式對(duì)光譜曲線進(jìn)行包絡(luò)線消除。

優(yōu)選地，所述SAI提取單元53，具體用于：

去包絡(luò)化后的光譜曲線有明顯的波峰和波谷特征，選擇表征葉綠素光合有效輻射強(qiáng)吸收的藍(lán)波段吸收峰M0、紅波段吸收峰M1以及對(duì)葉片水分含量敏感的近紅外波段吸收峰M2與M3作為對(duì)植被光合有效輻射吸收率敏感的特征吸收峰；

其中，S1是一個(gè)吸收峰右肩、S2是一個(gè)吸收峰左肩、M是一個(gè)吸收峰峰值點(diǎn)，令：

R₁、λ₁分別為吸收峰右肩S1的反射率和波長(zhǎng)位置；

R_M、λ_M分別為吸收峰峰值點(diǎn)M的反射率和波長(zhǎng)位置；

R₂、λ₂分別為吸收峰左肩S2的反射率和波長(zhǎng)位置；

對(duì)特征吸收峰的光譜吸收指數(shù)SAI進(jìn)行如下公式提?。?/p>

SAI＝[(λ_m-λ₂)/(λ₁-λ₂)×R₁+(1-(λ_m-λ₂)/(λ₁-λ₂))×R₂]/R_m。

優(yōu)選地，所述FAPAR估算單元54，具體用于：

通過(guò)對(duì)特征吸收峰SAI進(jìn)行數(shù)學(xué)變化，構(gòu)建新型植被指數(shù)：

$\mathrm{SAIVI}=\frac{C_1-C_2}{C_1+C_2}=\frac{{\mathrm{SAI}}_{M0}\×{\mathrm{SAI}}_{M1}-{\mathrm{SAI}}_{M2}\×{\mathrm{SAI}}_{M3}}{{\mathrm{SAI}}_{M0}\×{\mathrm{SAI}}_{M1}+{\mathrm{SAI}}_{M2}\×{\mathrm{SAI}}_{M3}},$

其中，SAI_Mx為吸收峰Mx的SAI值，其分子與分母均包含C1與C2，其中，C1由對(duì)葉綠素濃度敏感的藍(lán)波段吸收峰M0、紅波段吸收峰M1的SAI的乘積構(gòu)成，C2由對(duì)葉片水分含量敏感的近紅外波段吸收峰M2與M3的SAI的乘積構(gòu)成。

本發(fā)明實(shí)施例上述技術(shù)方案具有如下有益效果：通過(guò)一定的數(shù)學(xué)變換，優(yōu)化組合對(duì)高覆蓋度區(qū)域植被FAPAR變化敏感的可見(jiàn)光-近紅外高光譜吸收特征參數(shù)，構(gòu)建融入可見(jiàn)光-近紅外高光吸收特征的新型植被指數(shù)，提高常規(guī)可見(jiàn)光-近紅外植被指數(shù)的總體估算精度，從而提高植被光合有效輻射吸收率的遙感估算精度。

以下舉應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行植被指數(shù)與FAPAR的相關(guān)分析：

對(duì)研究區(qū)94個(gè)不同覆蓋度級(jí)別樣方的MCARI2、EVI、OSAVI、MSAVI、TCI、REP、ARVI等常規(guī)植被指數(shù)以及新型植被指數(shù)SAI-VI與FAPAR值采用皮爾遜積矩相關(guān)系數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析，可得，常規(guī)植被指數(shù)中的MCARI2、EVI、OSAVI、MSAVI、TCI、ARVI以及新型植被指數(shù)SAI-VI與FAPAR值的皮爾遜積矩相關(guān)系數(shù)均通過(guò)了0.01極顯著檢驗(yàn)水平，新型植被指數(shù)SAI-VI與FAPAR值存在最大相關(guān)系數(shù)＝0.801(表1)。

表1天然草地典型群落冠層常規(guī)、新型植被指數(shù)與FAPAR的相關(guān)分析

注：n＝94，**表示通過(guò)0.01顯著性檢驗(yàn).*表示通過(guò)0.05顯著性檢驗(yàn)

以下進(jìn)行線性與非線性擬合：

從表1中選出通過(guò)0.01極顯著性檢驗(yàn)且相關(guān)系數(shù)大于0.6的8個(gè)指數(shù)為自變量，F(xiàn)APAR為因變量，對(duì)62個(gè)建模樣本進(jìn)行線性與非線性回歸分析，主要回歸模型有：

線性函數(shù)：y＝a+bx；

拋物線：y＝a+bx+cx²；

對(duì)數(shù)函數(shù)：y＝a+b*ln(x)；

指數(shù)函數(shù)：y＝a*exp(bx)；

式中，y代表FAPAR擬合值，x代表植被指數(shù)，a和b為常數(shù)。

建立各變量的最佳模型，在置信水平α＝0.01下查F分布表得：F_0.01(1，60)＝7.08，全部回歸方程的F值均大于7.08，即全部回歸方程在置信水平α＝0.01下是顯著的，各植被指數(shù)估算結(jié)果都達(dá)到極顯著水平(表2)。

表2 FAPAR估算的單變量最佳擬合模型

注：**表示通過(guò)0.01顯著性檢驗(yàn)。

由表2，以SAI-VI為變量的指數(shù)方程，建模與檢驗(yàn)判定系數(shù)(R²)均超過(guò)0.75，高于其他植被指數(shù)，且F檢驗(yàn)值最大。

進(jìn)行精度驗(yàn)證：

為進(jìn)一步驗(yàn)證新型植被指數(shù)SAI-VI的模型精度，將全部參與建模的植被指數(shù)的FAPAR實(shí)測(cè)值與模型預(yù)測(cè)值進(jìn)行擬合(如圖6所示，為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例各變量最佳模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的擬合圖)，經(jīng)公式3與公式4運(yùn)算：

式中：x是樣本冠層光譜吸收特征參數(shù)，y是檢驗(yàn)樣本冠層FAPAR實(shí)測(cè)值，y′是檢驗(yàn)樣本冠層FAPAR預(yù)測(cè)值，n是樣本數(shù)。

32個(gè)檢驗(yàn)樣本中，SAI-VI模型的FAPAR預(yù)測(cè)值平均RMSE＝0.125，平均MEC＝0.384，均為最低，預(yù)測(cè)精度高于其余全部參與建模的不同作用類(lèi)型的植被指數(shù)。

可見(jiàn)，相比5種與FAPAR有較好相關(guān)性的具有不同作用類(lèi)型的可見(jiàn)光-近紅外植被指數(shù)，其與FAPAR值的相關(guān)性更高(存在最大相關(guān)系數(shù)＝0.801)，以其為變量的指數(shù)模型預(yù)測(cè)FAPAR精度更高且穩(wěn)定性較好(建模與檢驗(yàn)的判定系數(shù)均最高且超過(guò)0.75，RMSE與MEC值也相應(yīng)最小)。原因主要為：

首先，有研究發(fā)現(xiàn)，作為譜帶深度的另一種度量方式的光譜吸收指數(shù)SAI，用譜帶谷底的光譜強(qiáng)度對(duì)吸收深度作歸一化，減少了照度等變化所帶來(lái)的干擾，不僅和植被葉綠素濃度存在較好的相關(guān)性，而且，在植被覆蓋度較高時(shí)，“紅波段吸收峰”SAI對(duì)FAPAR的飽和性相比“紅波段吸收峰”峰值點(diǎn)反射率有明顯提升，由于葉綠素對(duì)植被光合有效輻射的吸收起核心作用，水分又是植被光合作用的基礎(chǔ)反應(yīng)物質(zhì)，新型植被指數(shù)SAI-VI通過(guò)優(yōu)化組合對(duì)葉綠素濃度敏感的藍(lán)波段吸收峰、紅波段吸收峰以及對(duì)葉片水分含量敏感的近紅外波段特征吸收峰的SAI，有效的綜合了對(duì)FAPAR敏感的光譜吸收特征信息，將之替代光譜反射率能表達(dá)植被光合有效輻射吸收特征的更多細(xì)節(jié)信息；再則，SAI-VI借鑒可見(jiàn)光-近紅外植被指數(shù)的數(shù)學(xué)形式，強(qiáng)化了可見(jiàn)光波段與近紅外波段光譜吸收特征的差別，相比單一光譜吸收特征參數(shù)SAI，降低土壤背景影響的同時(shí)提升了對(duì)FAPAR的飽和性，進(jìn)一步增強(qiáng)了對(duì)FAPAR變化的敏感度。

本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例的數(shù)據(jù)獲取：分別于2014年7月下旬與2015年7月下旬在內(nèi)蒙古自治區(qū)中部與東部的草甸草原帶向典型草原帶過(guò)渡地帶選擇天然草地的典型群落布置1m*1m的樣方，進(jìn)行冠層光譜、光合有效輻射各分量以及植被覆蓋度的測(cè)定，共獲得94組有效數(shù)據(jù)集，樣方群落類(lèi)型以克氏針茅與大針茅為建群種。

常規(guī)植被指數(shù)的選取與計(jì)算：

選擇與FAPAR具有較好相關(guān)性的植被指數(shù)的七種植被指數(shù)(表3)，包括MCARI2、EVI、OSAVI、MSAVI、TCI、REP、ARVI等，其中R_NIR＝800nm，R_RED＝680nm，R_BULE＝450nm。

表3研究采用的常規(guī)植被指數(shù)的定義與來(lái)源

應(yīng)該明白，公開(kāi)的過(guò)程中的步驟的特定順序或?qū)哟问鞘纠苑椒ǖ膶?shí)例。基于設(shè)計(jì)偏好，應(yīng)該理解，過(guò)程中的步驟的特定順序或?qū)哟慰梢栽诓幻撾x本公開(kāi)的保護(hù)范圍的情況下得到重新安排。所附的方法權(quán)利要求以示例性的順序給出了各種步驟的要素，并且不是要限于所述的特定順序或?qū)哟巍?/p>

在上述的詳細(xì)描述中，各種特征一起組合在單個(gè)的實(shí)施方案中，以簡(jiǎn)化本公開(kāi)。不應(yīng)該將這種公開(kāi)方法解釋為反映了這樣的意圖，即，所要求保護(hù)的主題的實(shí)施方案需要比清楚地在每個(gè)權(quán)利要求中所陳述的特征更多的特征。相反，如所附的權(quán)利要求書(shū)所反映的那樣，本發(fā)明處于比所公開(kāi)的單個(gè)實(shí)施方案的全部特征少的狀態(tài)。因此，所附的權(quán)利要求書(shū)特此清楚地被并入詳細(xì)描述中，其中每項(xiàng)權(quán)利要求獨(dú)自作為本發(fā)明單獨(dú)的優(yōu)選實(shí)施方案。

為使本領(lǐng)域內(nèi)的任何技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明，上面對(duì)所公開(kāi)實(shí)施例進(jìn)行了描述。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)；這些實(shí)施例的各種修改方式都是顯而易見(jiàn)的，并且本文定義的一般原理也可以在不脫離本公開(kāi)的精神和保護(hù)范圍的基礎(chǔ)上適用于其它實(shí)施例。因此，本公開(kāi)并不限于本文給出的實(shí)施例，而是與本申請(qǐng)公開(kāi)的原理和新穎性特征的最廣范圍相一致。

上文的描述包括一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的舉例。當(dāng)然，為了描述上述實(shí)施例而描述部件或方法的所有可能的結(jié)合是不可能的，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，各個(gè)實(shí)施例可以做進(jìn)一步的組合和排列。因此，本文中描述的實(shí)施例旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍內(nèi)的所有這樣的改變、修改和變型。此外，就說(shuō)明書(shū)或權(quán)利要求書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“包含”，該詞的涵蓋方式類(lèi)似于術(shù)語(yǔ)“包括”，就如同“包括，”在權(quán)利要求中用作銜接詞所解釋的那樣。此外，使用在權(quán)利要求書(shū)的說(shuō)明書(shū)中的任何一個(gè)術(shù)語(yǔ)“或者”是要表示“非排它性的或者”。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以了解到本發(fā)明實(shí)施例列出的各種說(shuō)明性邏輯塊(illustrative logical block)，單元，和步驟可以通過(guò)電子硬件、電腦軟件，或兩者的結(jié)合進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。為清楚展示硬件和軟件的可替換性(interchangeability)，上述的各種說(shuō)明性部件(illustrative components)，單元和步驟已經(jīng)通用地描述了它們的功能。這樣的功能是通過(guò)硬件還是軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)取決于特定的應(yīng)用和整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)于每種特定的應(yīng)用，可以使用各種方法實(shí)現(xiàn)所述的功能，但這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)被理解為超出本發(fā)明實(shí)施例保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例中所描述的各種說(shuō)明性的邏輯塊，或單元都可以通過(guò)通用處理器，數(shù)字信號(hào)處理器，專(zhuān)用集成電路(ASIC)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列或其它可編程邏輯裝置，離散門(mén)或晶體管邏輯，離散硬件部件，或上述任何組合的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)或操作所描述的功能。通用處理器可以為微處理器，可選地，該通用處理器也可以為任何傳統(tǒng)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器也可以通過(guò)計(jì)算裝置的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如數(shù)字信號(hào)處理器和微處理器，多個(gè)微處理器，一個(gè)或多個(gè)微處理器聯(lián)合一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器核，或任何其它類(lèi)似的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明實(shí)施例中所描述的方法或算法的步驟可以直接嵌入硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊、或者這兩者的結(jié)合。軟件模塊可以存儲(chǔ)于RAM存儲(chǔ)器、閃存、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤(pán)、可移動(dòng)磁盤(pán)、CD-ROM或本領(lǐng)域中其它任意形式的存儲(chǔ)媒介中。示例性地，存儲(chǔ)媒介可以與處理器連接，以使得處理器可以從存儲(chǔ)媒介中讀取信息，并可以向存儲(chǔ)媒介存寫(xiě)信息?？蛇x地，存儲(chǔ)媒介還可以集成到處理器中。處理器和存儲(chǔ)媒介可以設(shè)置于ASIC中，ASIC可以設(shè)置于用戶終端中?？蛇x地，處理器和存儲(chǔ)媒介也可以設(shè)置于用戶終端中的不同的部件中。

在一個(gè)或多個(gè)示例性的設(shè)計(jì)中，本發(fā)明實(shí)施例所描述的上述功能可以在硬件、軟件、固件或這三者的任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果在軟件中實(shí)現(xiàn)，這些功能可以存儲(chǔ)與電腦可讀的媒介上，或以一個(gè)或多個(gè)指令或代碼形式傳輸于電腦可讀的媒介上。電腦可讀媒介包括電腦存儲(chǔ)媒介和便于使得讓電腦程序從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到其它地方的通信媒介。存儲(chǔ)媒介可以是任何通用或特殊電腦可以接入訪問(wèn)的可用媒體。例如，這樣的電腦可讀媒體可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤(pán)存儲(chǔ)、磁盤(pán)存儲(chǔ)或其它磁性存儲(chǔ)裝置，或其它任何可以用于承載或存儲(chǔ)以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和其它可被通用或特殊電腦、或通用或特殊處理器讀取形式的程序代碼的媒介。此外，任何連接都可以被適當(dāng)?shù)囟x為電腦可讀媒介，例如，如果軟件是從一個(gè)網(wǎng)站站點(diǎn)、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程資源通過(guò)一個(gè)同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字用戶線(DSL)或以例如紅外、無(wú)線和微波等無(wú)線方式傳輸?shù)囊脖话谒x的電腦可讀媒介中。所述的碟片(disk)和磁盤(pán)(disc)包括壓縮磁盤(pán)、鐳射盤(pán)、光盤(pán)、DVD、軟盤(pán)和藍(lán)光光盤(pán)，磁盤(pán)通常以磁性復(fù)制數(shù)據(jù)，而碟片通常以激光進(jìn)行光學(xué)復(fù)制數(shù)據(jù)。上述的組合也可以包含在電腦可讀媒介中。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。