陸地生態(tài)系統(tǒng)高光譜觀測方法與應用

目錄
前言
第1章 陸地生態(tài)系統(tǒng)光譜觀測與光合作用 1
1.1 生態(tài)系統(tǒng)光合作用 1
1.2 生態(tài)系統(tǒng)光合作用觀測與模擬 2
1.2.1 葉片尺度光合作用觀測 2
1.2.2 渦度相關(guān)通量觀測 3
1.2.3 光合作用模擬模型 6
1.3 生態(tài)系統(tǒng)光譜觀測 8
參考文獻 12
第2章 陸地生態(tài)系統(tǒng)光能利用效率觀測與模擬 15
2.1 生態(tài)系統(tǒng)光能利用效率概念 15
2.1.1 表觀量子效率 15
2.1.2 輻射利用效率 15
2.1.3 光能利用效率 16
2.2 光能利用效率的測定與計算方法 17
2.2.1 生物量收獲法 17
2.2.2 渦度相關(guān)實測法 17
2.2.3 便攜式光合儀測定法 18
2.2.4 量子效率修正法 18
2.2.5 模型反演法 19
2.2.6 間接估測法 20
2.3 光能利用效率影響因素及其模型 21
2.3.1 光能利用效率影響因素 21
2.3.2 生態(tài)系統(tǒng)光能利用效率變異特征 26
2.3.3 光能利用效率模型 30
參考文獻 36
第3章 植被冠層多角度高光譜觀測：多角度觀測和PRI 47
3.1 冠層光譜多角度觀測必要性 47
3.2 冠層光譜多角度觀測方法 47
3.2.1 自動多角度光譜觀測系統(tǒng) 47
3.2.2 雙光譜儀自動多角度觀測系統(tǒng) 52
3.3 基于多角度觀測的PRI角度效應 53
3.3.1 PRI的角度效應分析 53
3.3.2 多角度觀測PRI與LUE 53
3.3.3 角度校正的PRI與LUE 61
參考文獻 63
第4章 植被冠層日光誘導葉綠素熒光近地面觀測技術(shù)及規(guī)范 64
4.1 植被葉綠素熒光遙感原理介紹 64
4.2 近地面植被冠層葉綠素熒光觀測 65
4.2.1 植被冠層葉綠素熒光觀測原理及方法 65
4.2.2 塔基植被葉綠素熒光遙感自動觀測系統(tǒng) 66
4.2.3 植被葉綠素熒光多角度觀測 68
4.2.4 地面葉綠素熒光聯(lián)網(wǎng)觀測 68
4.3 近地面葉綠素熒光觀測技術(shù)規(guī)范 70
4.3.1 葉綠素熒光自動觀測系統(tǒng)儀器標準 70
4.3.2 植被葉綠素熒光觀測系統(tǒng)野外安裝規(guī)范 71
4.3.3 植被冠層葉綠素熒光觀測方式規(guī)范 72
4.3.4 植被葉綠素熒光野外觀測系統(tǒng)輻射定標規(guī)范 73
參考文獻 75
第5章 植被日光誘導葉綠素熒光遙感反演方法 77
5.1 吸收波段的葉綠素熒光填充效應 77
5.2 單波段葉綠素熒光反演算法 77
5.2.1 標準FLD反演算法 77
5.2.2 3FLD反演算法 78
5.2.3 iFLD反演算法 79
5.2.4 pFLD反演算法 81
5.3 全波段葉綠素熒光反演算法 82
5.3.1 用于熒光信號分離的吸收波段選擇 83
5.3.2 基于主成分分析的反射率與葉綠素熒光光譜重建 83
5.3.3 吸收波段反射率與熒光光譜的*小二乘擬合 84
5.4 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的葉綠素熒光反演算法 86
參考文獻 88
第6章 近地面高光譜及葉綠素熒光數(shù)據(jù)處理方法 90
6.1 近地面高光譜及葉綠素熒光數(shù)據(jù)處理基本流程 90
6.2 植被冠層高頻觀測光譜的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 91
6.3 近地面葉綠素熒光反演的大氣校正 92
6.3.1 塔基平臺上下行大氣輻射傳輸過程分析 92
6.3.2 基于查找表的塔基平臺上下行大氣透過率估算方法 93
6.3.3 溫度與氣壓對大氣透過率影響的校正 96
6.3.4 基于光譜數(shù)據(jù)的氣溶膠光學厚度估算方法 98
6.3.5 近地面葉綠素熒光反演的大氣校正效果驗證 99
6.4 數(shù)據(jù)預處理與反演方法選擇 101
6.4.1 暗電流與非線性校正、波長校正、絕對輻射定標 101
6.4.2 光譜數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 102
6.4.3 SIF反演算法選擇 103
6.4.4 SIF反演不確定性 103
參考文獻 104
第7章 日光誘導葉綠素熒光方向校正與尺度轉(zhuǎn)換 107
7.1 葉綠素熒光方向性測量與建模 107
7.1.1 葉綠素熒光方向性物理機制 107
7.1.2 葉綠素熒光方向性測量與特征 108
7.1.3 葉綠素熒光方向性校正模型與方法 115
7.2 光系統(tǒng)水平葉綠素熒光降尺度模型與方法 120
7.2.1 葉綠素熒光的冠層輻射傳輸原理 120
7.2.2 基于隨機森林方法的熒光冠層逃逸系數(shù)估算 122
7.2.3 光系統(tǒng)水平葉綠素熒光降尺度結(jié)果驗證 124
7.3 葉綠素熒光時間升尺度模型與方法 127
7.3.1 葉綠素熒光時序變化的驅(qū)動變量分析 127
7.3.2 葉綠素熒光的時間尺度擴展模型與驗證 130
7.3.3 GOME-2葉綠素熒光時間升尺度產(chǎn)品 132
參考文獻 133
第8章 衛(wèi)星日光誘導葉綠素熒光遙感觀測與數(shù)據(jù)處理 137
8.1 全球衛(wèi)星葉綠素熒光遙感反演介紹 137
8.2 全球主要衛(wèi)星葉綠素熒光遙感數(shù)據(jù) 140
8.2.1 日本GOSAT及GOSAT-2衛(wèi)星葉綠素熒光數(shù)據(jù) 140
8.2.2 歐盟SCIAMACHY、GOME-2及TROPOMI衛(wèi)星葉綠素熒光遙感數(shù)據(jù) 141
8.2.3 美國OCO-2及OCO-3衛(wèi)星葉綠素熒光遙感數(shù)據(jù) 142
8.2.4 中國TanSat衛(wèi)星葉綠素熒光遙感反演及驗證 144
參考文獻 150
第9章 日光誘導葉綠素熒光遙感生態(tài)應用 154
9.1 植被葉綠素熒光遙感探測光合作用原理 154
9.2 基于葉綠素熒光的生態(tài)系統(tǒng)總初級生產(chǎn)力模擬 155
9.2.1 不同生態(tài)系統(tǒng)葉綠素熒光與GPP的關(guān)系 155
9.2.2 植被冠層結(jié)構(gòu)對葉綠素熒光的影響 156
9.2.3 植被冠層SIF與GPP不同時間尺度耦合特征 158
9.3 植被葉綠素熒光遙感在農(nóng)業(yè)監(jiān)測中的應用 166
9.3.1 基于葉綠素熒光遙感的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力及產(chǎn)量監(jiān)測 166
9.3.2 衛(wèi)星葉綠素熒光遙感在農(nóng)業(yè)氣象災害監(jiān)測中的應用 170
參考文獻 178