烏蘭布和沙漠位于內蒙古西部，地處我國西北荒漠和半荒漠的前沿地帶，地理區域為東經106°09'～106°57'，北緯39°16'～40°57'之間。是我國的主要沙漠之一。氣候屬中溫帶典型的大陸性氣候，年平均降水量102.9mm，年均氣溫7.8℃，年均蒸發量2258.8mm，無霜期168d，光照3181h。烏蘭布和沙漠植物基本上都是沙生、旱生、鹽生類灌木和小灌木組成。

植被光譜的基本特征

(1)在可見光波段(400～670nm)有1個小的反射峰，兩側有2個吸收帶，即在450nm和670nm波段為反射低谷。

(2)在近紅外波段(680～740nm)有一反射的“陡坡”即為紅邊，1100nm附近有一峰值，形成植被的獨有特征。

(3)由于葉子內部的液態水分的強烈吸收作用，在1400nm處有明顯的低谷。(4)此外在1600nm處也有反射峰。

圖1植被反射光譜曲線

總結

植被種類對光譜的影響

圖2不同植被反射光譜曲線

圖2是研究區域內所測的白刺、稗草、紅柳、花棒、梭梭、油松苗的光譜反射曲線，其光譜特性與上面各波長處的分析基本一致。在波長為550nm附近，都存在1個10%左右的反射峰。在波長為670nm附近，有明顯的吸收谷，這可能由葉子色素特別是葉綠素所決定。在800nm左右是一個相對平坦的、反射率高的區域，它可能由植被的細胞構造所決定，6條曲線的反射峰值出現的位置基本相同，都在1100nm附近，在波長為740～1280nm的區域，都有一段相對平坦但反射率較高的區域。

植被與板結地的反射光譜

白刺包與白刺包間板結地反射光譜特性曲線，白刺遵循植被特有的反射率光譜特性變化規律，見圖3。而白刺包間板結地為表面硬化的沙質土壤的反射率光譜特性，在350～550nm之間二者反射率變化基本一致，在550nm之后由圖可以直接看出二者的區別。

圖3白刺包與白刺包間板結地反射光譜曲線

植被與生物結皮反射光譜

緣紅柳與生物結皮反射光譜，生物結皮在整個可見光～短波紅外范圍內具有較小的反射率值，且在600～750nm范圍內由于光合色素的吸收作用，具有比紅柳光譜斜率更小的反射光譜曲線，生物結皮在600～750nm具有明顯的吸收特征。

圖4紅柳與生物結皮反射光譜

植被與水體的反射光譜

由圖6可以看出水體在560nm附近出現波峰即反射率達到最大值與紅柳的最大反射率差距較大，水體從680nm以后近紅外光區反射率逐漸減小，在1470nm處吸收率幾乎達到最大值，而紅柳則依照植被的反射率光譜特性一直增加到1100nm附近達到最大值后才降低，這與水體反射率截然不用，從這兩點我們可以區分紅柳與水渠水體的反射光譜。

圖5紅柳與水渠水體的反射光譜

植被與道路的反射光譜

在350～580nm之間二者反射率變化都比較大，但硬土路的斜率更大，波長在680nm硬土路的反射率持續增加到2090nm處達到最大，而新修柏油路則幾乎不增加，由此可以區分新修柏油路與硬土路的反射光譜，二者反射率曲線隨波長的增加也持續增加或緩慢增加即變化幅度很小與植被的反射光譜特性截然不同，見圖6。

圖6植被與道路的反射光譜

結論

(1)植被的反射光譜曲線變化基本一致，可區分的波段在680～740nm的紅邊斜率以及740～1280nm的反射峰值。

(2)由于白刺包的擋風、積水等作用使的在其包間產生板結地，白刺包與白刺包間板結地在350～550nm之間二者反射率曲線變化基本一致，在550nm之后二者的曲線變化截然不同。

(3)生物結皮在600～750nm范圍內由于光合色素的吸收作用具有比紅柳光譜斜率更小的反射光譜曲線，同時，生物土壤結皮并不像綠色植被一樣顯示出550nm的反射峰。以上兩點可用來區分植被與生物結皮的反射光譜曲線。

(4)水體在560nm附近出現波峰即反射率達到最大值與紅柳的最大反射率差距盛大，水體從680nm以后近紅外光區反射率逐漸減小，在1470nm處吸收率幾乎達到最大值，而植被(紅柳)則依照植被的反射率光譜特性一直增加到1100nm附近達到最大值后才降低，這與水體反射率截然不用，從這兩點我們可以區分植被(紅柳)與水渠水體的反射光譜。

(5)新修柏油路與硬土路在350～580nm之間二者反射率變化都比較大，但硬土路的斜率更大，波長在680nm硬土路的反射率持續增加在2090nm處達到最大，而新修柏油路則幾乎不增加。

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審核編輯 黃宇