一、植被判读

卫星图像上植被不是以个体的形态表现的，而是群体的分布范围。由于植被类型、疏密程度、生长状况等不同，在图像上往往形成色调差异。因此，在判读时主要可根据植物的光谱特性和影响植物光谱的各种因素作综合判读。

（一）植物的光谱特性

图 6-24 表示绿色植物的反射光谱曲线。在可见光波段植物中各种色素是影响光谱效应的主要因素。在近红外波段可分成两大部分，在 0.76—1.3μm 波段内，植物叶子很少吸收辐射能量，植物叶子的组织结构起着决定因素，而在 1.4μm、1.9μm 和 2.73μm 处为水的吸收带，在此波段内植物叶片水分含量是主要因素。

植物所含色素的种类是很多的，一般以叶绿素为主，它使植物叶片呈现绿色。在 0.45μm 和 0.65μm 处有两个吸收带，而在 0.54μm 处有一个小的反射峰。除叶绿素外，叶片中还有叶青素、叶黄素和花青苷等。在植物的生长期以叶绿素为主，其它色素少，因此表现为绿色。秋季植物进入衰老期叶绿素逐渐消失，当叶红素和叶黄素为主时，叶子呈现黄色。以花青苷红颜色的色素为主时，叶片呈现鲜红色。各种植物万紫千红，五彩缤纷的花朵是由不同的花青素形成的。总之，植物在可见光波段的光谱曲线特点是由植物中的各种色素决定的。
植物叶片对近红外 0.76—1.3μm 波段吸收很少，总量不超过 5%，而反射率和透射率可高达 45—50%。反射率和透射率的大小主要受叶片的组织结构控制，植物叶片组织结构是各不相同的，故它们反射和透射的强弱也有较大差异。

阔叶树的叶片中有海绵薄壁组织，能反射红外光，并使部分红外光透过表皮和栅状组织；针叶树的叶片中没有海绵组织，因此对红外光反射较差。禾本科草本植物的叶片组织比较均一，没有栅状组织和海绵组织的区别，而细胞壁多角质化和含有硅质等原因，透光性较阔叶树差。另外叶片的形状、排列、密度、枝叶的比例等，对近红外光的第二反射，透射也有很大影响，使植物的反射总量，因品种不同而异。阔叶树反射最强，草本植物次之，针叶树最弱。当植物老化或受到伤害时，反射率则明显降低。

植物的含水量影响 1.3—2.73μm 波段的反射率。含水量大时，1.3μ m、1.9μm 和 2.73μm 三个主要吸收带反射率明显降低。如植物失去水分，三个吸收带表现出反射率显著增高。图 6- 25 表示水分含量对玉米叶子反射率的影响。

从植物反射光谱曲线的特点可以看出：所有绿色植物在可见光波段以吸收为主；在近红外波段以反射为主；并且在 1.3μm，1.9μm、2.73μm 有三处明显的水分吸收带。图 6-26 是 700 多种植物的光谱曲线，从图中可以看出，绿色植物都具有这种光谱特征。各种植物因本身特点，其反射率在不同波段又不相同，它们在可见光波段差别较小，而在近红外波段它们之间差别较大。

（二）影响植被光谱特征的因素

植物的疏密程度。当植物叶子密度不大时，图像上可反映出地面的信息，因此植物的枝叶对地面覆盖程度不同，地面背景在植物色调中占的比重也不相同。一般认为叶面指数（指在单位面积的地面上，植物群丛所有叶子的面积的累加总面积与覆盖地面面积之比）大于 5 时才可能消除地面背景的

影响。一般植物的叶面指数都在 4 左右（叶面指数又和植物的高低有关）。

图 6-27 为棉花叶片不同层次的光谱曲线。可看出叶子疏密对光谱特征的影响。

物候期的影响。植物在不同生长阶段叶片的组织结构不同，叶片的颜色不同，这些都可引起图像色调的变化。叶片随着叶龄的增长，植物的栅状细胞由生长到死亡，在近红外波段的反射也由强到弱。因此，同一植物不同季节的光谱特性是有变化的。不同的乔木、灌木、草木植物的光谱特性变化也是不一样的。夏季差异较小，春季和秋季差异明显。因而，不同时期卫星图像上的色调有明显的差别。图 6-28 为针叶树与阔叶树光谱曲线的季节差异。
下垫面的影响。植物下垫面的土壤性质和色调对卫星图像上植物的色调有一定的影响。因为在一般情况下叶面指数都小于 5，不能将太阳光全部吸收和反射，总有一部分光会照射到地面。地面情况不同，对光的吸收，反射亦不同，直接影响植物图像的色调。
病虫害的影响。植物受到病虫害和人为伤害时，首先作用于叶片组织，在近红外波段表现出反射强度明显减弱。很多实例证明，当植物遭受病虫和人为伤害的初期，形态和颜色尚未发生变化时，近红外波段反射强度已有明显的改变。

（三）植被判读的特点

植被判读主要根据植物光谱特性进行，而植物光谱特征随时间和环境的不同而变化，所以在判读时一定要充分运用已有植物群落及其物候期的资料，结合现场调查，补充和验证由于条件变化对光谱特性产生的影响。
植物的生长发育与气候密切相关，可根据气候分区和植被区划等资料，先在卫星图像上大致确定各种植被类型和生长情况，然后再通过实地考察来验证。
植物具有物候期的特点，判读时应充分运用卫星图像多时相的优越性，选取各种植物光谱特性相差最大的时间和不同物候期的卫星图像进行对比，这对判读是非常有利的。例如：春末秋初是各种落叶植物叶片变化最大的时期，对判读植被是有利的。运用植物生长季节图像和冬季图像对比，可以清楚地判读落叶林和常绿林。判读各种农作物时应根据各地物候期的特点选取适当的卫星图像。
卫星图像是多波段成像，可以运用多波段的特点对图像进行增强处

理，以突出要判读的植被特点。0.47—0.51μm 和 0.58—0.62μm 是人眼辨色敏感区，波长每变化 1 纳米就可以观察出来，因此在彩色合成图像时，应充分利用植物颜色在这个区间的变化，增强判读的效果。

（四）植被的判读

植被判读主要根据其色调变化进行。由于植物品种和环境条件不同，植物的色调在不同波段的卫星图像上是各有特色的，虽然受环境影响会有一些变化，但总的趋势一般较稳定。

植物在 TM2、TM3 波段的卫星图像上一般是深色调，TM4 波段图像上浅色调，其中阔叶林比针叶林更浅一些。
在标准假彩色图像上植物一般表现为红色，幼嫩的植物呈粉红色，长

势好的为红色，成熟的为鲜红色，受到伤害的植物呈暗红色，干枯的植物为青色。

阔叶树和针叶树相比，前者的颜色显得鲜红，后者则较深些；灌丛的颜色淡一些；水稻呈暗红色。

植被判读中，除图像色调色彩标志的运用外，还要结合植物的地带性和垂直分带特点，植被生长发育特点，以及当地地形、土壤、水文、地质特点进行判读。