陆地生态系统碳监测卫星远红波段叶绿素荧光反演算法设计

论文摘要

太阳诱导叶绿素荧光（Solar-Induced Chlorophyll Fluorescence,SIF）是陆表植被在自然光照条件下进行光合作用时释放的一种光信号。SIF携带有重要的光合作用信息,通过卫星遥感的方法探测区域—全球SIF信号为大尺度植被光合作用监测打开了新世界的大门。我国预计于2020年前后发射的陆地生态系统碳卫星（陆碳卫星）将搭载超光谱分辨率载荷,有望成为全球范围内第一个针对陆表植被SIF进行专门观测的卫星传感器。数据驱动算法是陆碳卫星远红波段SIF反演的主算法,作为一种半经验算法,需结合传感器指标进行参数优化。依据陆碳卫星超光谱载荷的设计指标,基于仿真数据进行了端对端反演模拟,讨论了不同潜在反演窗口下SIF反演的精度（精密度与准确度）,确定了不同反演窗口所需的主成分个数（nv）,分析了不同反演窗口内反演精度对荧光波形函数（hF）的敏感性。结果表明:随着反演窗口的拓宽,SIF反演的精密度（鲁棒性）提升,但准确度下降,且对nv及hF的敏感性增强。综合考虑各因素,确定了735～758 nm作为陆碳卫星远红波段SIF反演的主窗口,同时nv取6,hF设置为单峰高斯函数（μ=740 nm,σ=30 nm）。基于近地表和航空遥感数据的SIF反演结果验证了所设计算法的可行性和合理性。研究结果将为陆碳卫星升空后SIF的反演及产品发布提供重要参考。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王思恒,黄长平,张立福,高显连,付安民

关键词: 太阳诱导叶绿素荧光,陆地生态系统碳监测卫星,数据驱动算法,高光谱遥感

来源: 遥感技术与应用 2019年03期

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 环境科学与资源利用

单位: 中国科学院遥感与数字地球研究所,中国科学院大学,国家林业和草原局调查规划设计院

基金: 国家重点研发计划项目“星机地协同的大地震灾后灾情快速调查关键技术研究”(2017YFC1500900),空基科研星工程先期攻关项目“陆地生态系统碳监测卫星林业产品地面数据处理及反演技术研究”(2016K-10),中国科学院青年创新促进会项目(2017086)

分类号: X87

页码: 476-487

总页数: 12

文件大小: 7803K

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