Remote Sensing of Environment刊载了植被生理定量遥感新进展
来源： 作者：孙涛，唐子竣，向友珍 发布日期：2025-12-18 浏览次数：
近期，杏吧探花 向友珍教授团队在植被生理定量遥感领域取得重要进展。该研究在国际遥感领域顶级期刊《Remote Sensing of Environment》上发表题为“Development of an interference mitigation chlorophyll index for mitigating soil and canopy dependence to improve vegetation chlorophyll content monitoring”的研究论文。2024级博士研究生孙涛、2023级博士研究生唐子竣为共同第一作者，向友珍教授、陆军胜副教授和蔡耀辉教授为共同通讯作者。该研究针对植被叶绿素含量遥感监测中的土壤背景和树冠结构干扰的瓶颈问题，提出了机理型叶绿素光谱指数，为全球植被健康诊断提供了科学支撑。
该项研究得到了国家研发计划项目《西北绿洲农业精量微灌水肥协同调控技术与设备》（2022YFD1900401）、国家自然科学基金项目（42125705、52179045和52309053）和旱区农业新疆研究院农业科技创新专项（XJHQNY-2025）等项目的联合资助。
叶绿素含量是表征植被光合性能与生理状态的核心指标，但从冠顶反射率（TOC）准确提取叶片叶绿素含量受土壤背景和树冠结构干扰，导致传统叶绿素光谱指数在不同物种、环境条件下稳定性不足。针对这一关键瓶颈，研究团队基于植被和土壤光谱特征与冠层辐射传输机理，通过严谨的理论推导和广泛的实证验证，创新提出干扰抑制叶绿素指数 IMCI (Interference Mitigation Chlorophyll Index)。
研究介绍了开发 IMCI 的核心步骤：首先，利用植被在598nm与 694nm 处反射率近似相等而土壤反射率不同的特性，并结合土壤在 590-750nm 波段近线性谱形，对冠层顶层反射中的土壤单次散射项进行估计与校正，获得土壤校正后的冠层光谱；其次，利用红边近线性几何特征构建植被单次散射代理量，形成IMCI基本表达式；最后，建立 IMCI与红边位移的定量关系，从机理层面解释了其对叶绿素变化的敏感性。
对多物种和多尺度样本的评估结果表明，IMCI有效减少了土壤背景诱导的叶绿素含量高估，同时保持叶片与冠层的尺度一致性。IMCI估测与实测叶绿素含量表现出高度一致性，决定系数R2达0.87~0.97，RMSE为2.87~6.47 μg·cm-2。不同空间分辨率高光谱影像测试进一步证实了其在异质冠层场景下的鲁棒性。这一成果为地面-机载-星载多尺度平台的植被定量监测，以及作物与森林的健康状况诊断，提供了重要的理论和方法基础。
论文链接：//doi.org/10.1016/j.rse.2025.115202
欢迎交流：[email protected]
