SIFT模型

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日光诱导叶绿素荧光(Solar-induced Chlorophyll Fluorescence, SIF)是植被状态的良好指示因子,但是当前还没有地形对SIF影响的研究。

(1)研究首先基于SCOPE-SIF模型提出了适用于坡面地表的荧光辐射传输模型SIFT (SIF with Topography),该模型考虑了地形效应与植物向重力生长特性的共同作用,与基于光线追踪模拟的DART具有很好的一致性。

不同模型模拟半球空间SIF@760 nm(W/m2/?m/sr)对比:(a) DART;(b) SIFT;(c) SCOPE-SIF。(d)主平面对比。太阳天顶角25度,方位角0度,坡度和坡向分别为45度和150度,球面型(spherical)叶倾角分布

在不同的大气状况、观测几何、地形条件、叶面积指数和叶倾角分布条件下进行了模拟和统计分析,结果表明忽略地形效应会给SIF模拟(640–850 nm)带来显著误差。

忽略地形效应时冠层荧光(W/m2/?m/sr)模拟结果在不同坡度下的百分比差异。横线表示统计结果的中位数,三角表示统计结果的平均数

(2)研究将适用于单一坡面的SIFT模型与Proy算法结合,来模拟崎岖地表情况下不同空间分辨率的SIF信号,包括冠层内所有叶片发射的SIF(??)和冠层顶部传感器观测的SIF(??)。地形参数信息来自于青藏高原东北部边缘地区,该区域包含了不同特征的地形条件(从缓坡到陡坡)。

区域地形参数:(a) 高程(米);(b) 坡度(度);(c) 坡向(度);(d)天空可视因子

统计了区域山地范围(下三角部分)内不同地形近似方法模拟SIF时的平均百分比误差,得到如下结论:

*忽略地形效应(假设水平地表)和单一坡假设(用一个坡度和坡向代替像元内地形起伏)会给SIF模拟带来误差

*忽略临近像元的贡献对SIF模拟的影响较小

区域山地范围内不同地形近似算法模拟??@760nm和??@760nm的平均百分比误差(Mean Percentage Error, MPE, %)。Res 为空间分辨率(米)

详细内容请参见论文

论文链接:

H. Shi and Z. Xiao, “SIFT: Modeling Solar-Induced Chlorophyll Fluorescence Over Sloping Terrain,” IEEE Geosci. Remote Sens. Lett., vol. 19, Art no. 3002405, 2022 (https://ieeexplore.ieee.org/document/9390221)

H. Shi and Z. Xiao, “Exploring Topographic Effects on Surface Parameters Over Rugged Terrains at Various Spatial Scales,” IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 60, Art no. 4404616, 2022 (https://ieeexplore.ieee.org/document/9503111)