黑松冠層反射光譜方向特征分析

摘要： 松萎蔫病是松屬樹種的一種毀滅性病害,小范圍甚至單木水平的森林病蟲害的早期診斷對森林資源保護與可持續(xù)發(fā)展尤為重要。以感染松萎蔫病的黑松為研究對象,通過采集不同感病時期的黑松冠層的多角度光譜數(shù)據(jù),分析不同特征波段的方向反射特征,總結(jié)不同感病程度黑松的冠層特征波段反射率的變化規(guī)律。結(jié)果顯示:(1)在俯視觀測時,在主平面方向的后向散射方向的反射率大于前向散射方向的反射率,并且在后向散射方向,四個波段的四個感病時期約在40°的觀測天頂角出現(xiàn)熱點效應(yīng);無論在主平面還是主垂面,藍光波段(450 nm)與近紅外波段(810 nm)的黑松冠層0°天頂角反射率呈現(xiàn)出感病初期>健康>感病中期>感病末期的變化規(guī)律,紅光波段(680 nm)和綠光波段(560 nm)的黑松冠層0°天頂角反射率呈現(xiàn)出健康≈感病初期>感病中期≈感病末期的變化規(guī)律。在所有方位角,冠層反射率隨著觀測天頂角的增加而增大。(2)在仰視觀測時,在主平面方向的后向散射方向的反射率小于前向散射方向的反射率,并且在方位角為0°時, 4個波段反射率都是較大的;無論在主平面還是主垂面,藍光波段(450 nm)綠光波段(560 nm)和紅光波段(680 nm)的冠層反射率的大小呈現(xiàn)出感病初期>健康>感病末期>感病中期的變化規(guī)律,近紅外波段(810 nm)冠層反射率的大小呈現(xiàn)出感病初期>健康>感病中期>感病末期的變化規(guī)律;在所有方位角,冠層反射率隨著觀測仰角的增加而減小。(3)黑松冠層反射光譜在俯視和仰視觀測時,各個特征波段的二向性反射率的各向異性最強的是主平面,最弱的是主垂面,且主垂面的前向和后向反射率會呈現(xiàn)對稱性,即"鏡面反射";各個特征波段在感病末期,黑松冠層反射率隨觀測天頂角的變化幅度較大,其他幾個時期反射率隨觀測天頂角的變化幅度不明顯。研究結(jié)果顯示的樹冠的不同角度的波段反射方向性特征為以后不同尺度的無人機監(jiān)測的準確性與可靠性奠定基礎(chǔ),也為發(fā)展近地面便攜式森林病蟲害實時監(jiān)測系統(tǒng)打下了基礎(chǔ)。 （共6頁）