基于Hyperion高光谱数据的温带森林不同冠层结构的光谱特征分析

摘要：

冠层是植被进行生态过程的主要层次，森林冠层结构影响冠层生化组分的遥感反演，因此对其光谱特征的分析有助于提高冠层生化组分反演的精度。以长白山温带阔叶红松林为研究对象，利用 Hyperion高光谱数据提取不同林冠反射率，运用连续统去除和光谱一阶微分法进行光谱变换，定量分析森林冠层的光谱特征。通过计算样方阔叶树种优势度（BFDI），以及一系列光谱指数（NIR ，NDVI ，EVI ，NDNI ，SPRI*NDVI和SPRI*EVI），探讨冠层结构组成对其光谱特征及光谱指数的影响。结果表明：（1）相比阔叶林冠层，针阔混交林、美人松林和樟子松林冠层光谱的红边有左移趋势，斜率明显下降，蓝边、黄边斜率特征也相应减弱，近红外波段反射率明显下降，可见光波段的归一化反射率有上升趋势，表明不同林冠，尤其针叶林与阔叶林林冠之间的光谱特征差异明显。（2）BFDI对冠层NIR反射率和三边斜率有明显的影响，与光谱指数显著相关（P＜0.01），表明BFDI影响森林光谱指数。BFDI与NDVI ，EVI ，SPRI*EVI ，NIR ，SPRI*NDVI ，NDNI的 R2分别达到0.90，0.83，0.83，0.81，0.68，0.59，揭示了BFDI对于冠层绿度、叶面积指数、植被生产力以及冠层叶氮浓度等植被参数存在一定影响。研究表明，利用星载高光谱数据结合地面样方调查可以很好地阐明林冠结构组成对于光谱特征的影响，也对优化植被冠层生化组分和森林生态系统生产力的遥感反演具有借鉴意义。

关键词：Hyperion、光谱曲线、光谱指数、冠层结构、阔叶树种优势度、长白山

分类号：TP79(遥感技术)

资助基金：国家重点基础研究计划项目2010CB950701，2010CB833503;中国科学院战略性先导科技专项XDA05050602

在线出版日期：2015-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1980-1985