日光誘導葉綠素熒光(SIF，Solar-Induced chlorophyll Fluorescence)反演機理：太陽輻射譜線經過太陽大氣和地球大氣中各成分的吸收，到達傳感器時存在寬度不等(0.1nm-10nm)、深度不同的吸收穀，稱為夫琅和費暗線(Fraunhofer Lines)。SIF作為地表發射信號，疊加於反射信息之上，改變了夫琅和費暗線的深度，利用SIF對夫琅和費暗線的“井”填充效應，通過比對原始暗線深度及經SIF填充後的暗線深度，可以實現SIF的遙感反演。由於反演SIF至少利用一條夫琅和費暗線，且對於任意一條暗線，傳感器的光譜分辨率愈高，觀測得到的原始暗線深度愈深，SIF對暗線的填充效應愈明顯，則SIF反演的魯棒性愈強。因此，SIF的遙感反演需要在高光譜分辨率條件下實現，其核心問題為如何準確得到未被熒光填充的原始暗線和被熒光填充後的暗線。
日光誘導葉綠素熒光 SIF(Sun/Solar-induced Chlorophyll Fluorescence)是植物在太陽光照條件下，由光合中心發射出的光譜信號(650—800 nm)，具有紅光(690 nm左右)和近紅外(740 nm左右)兩個波峰，能直接反映植物實際光合作用的動態變化。
SIFyaoganshijinnianxunsufazhanqilaidezhibeiyaoganjishu，kemibudangqianzhibeiyaoganguancedebuzu，weiludishengtaixitongtanxunhuanhezhibeijiancedengtigonglexindesiluhejishu。
以基於“綠度”觀測的植被指數(如NDVI)為代表的植被遙感在過去30年極大地促進了從宏觀尺度上來理解和認識地球生物圈，但其隻能通過“綠度”來探測植物“潛在光合作用”。
葉綠素熒光在植被光合生理探測方麵具有獨特的技術優勢，是“實際光合作用”的直接探測方法。可以說植被葉綠素熒光遙感是近10年來植被遙感領域最具突破性的研究前沿。隨著研究和技術的發展，SIF遙感最近10幾年來得到了長足的進步。SIF是光下測量葉綠素熒光的典型代表，通過測量上行輻亮度對下行太陽光譜Fraunhofer暗線的填充來反演植被發出的葉綠素熒光強度，通常會得到如下的光譜曲線。
圖1 反演植被發出的葉綠素熒光強度
• 成像光譜範圍：670-780nm（650- 800nm）
• 成像傳感器：SCMOS（製冷/非製冷）
• 光譜分辨率：0.3~0.4nm
• 光譜采樣間隔：0.1nm
• 光譜波段數：100~1000個波段
• SNR：優於1000:1（峰值信噪比）
• 入射狹縫寬度：30μm
• 成像鏡頭：25mm定焦鏡頭
• 空間圖像分辨率：≥1200*1000
• 幀頻：1fps~100fps
• 接口：USB3.0
• 重量：＜2.27Kg;
• 動曝光、自動對焦、自動掃描速度匹配
• Shutter快門
• 輻射度、均勻性、鏡頭、反射率校準
• 太陽光實時采集（餘弦校正器）
• 內置電池
• 內置推掃成像
• 輔助攝像監控
• 紅外熱成像
• 實時反演輸出
圖2 係統硬件及軟件界麵
• 反射光譜數據存儲及輸出
• 高光譜數據立方體圖
• 實時太陽光譜采集/校正
• 植被指數：歸一化指數N DV I、比值指數SR、改進的葉綠素吸收反射指數MCARI、改進的葉綠素吸收反射指數1MCARI1、最優化土壤調整植被指數OSAVI等，也支持自定義波段計算公式。
反演模型：
SIFchengxiangguangpuyiderushexiafengquyuzhong，shejiyouzhuanmenweiguangxianshoujishishicankaoguangyuanqiangduxinxidejiegou，yuxianxiaozhengmozuhuiduishoujilaizigefangdeguangjinxingyunhuahou，zaijingguangxianchuandaodaorushexiafengdeqianduan，quebaozaijinxingsaomiaochengxiangshi，meiyizhenpindouhuijiluqiduliqieyuzhitongbuduiyingdecankaoguangyuanxinxi。bimianyinguangqiangbianhuaeryinqidexiaozhunwucha，quebaoxiaozhundexiangduidulixing，weidingliangyanjiudengtigongzhichi。
圖3 實時光纖光強采集
在軟件界麵上，可對自定義光譜起始波段、終止波段、采用間隔的參數設置；且(qie)支(zhi)持(chi)多(duo)個(ge)類(lei)似(si)的(de)操(cao)作(zuo)，對(dui)感(gan)興(xing)趣(qu)區(qu)域(yu)和(he)光(guang)譜(pu)細(xi)分(fen)精(jing)度(du)進(jin)行(xing)設(she)置(zhi)，對(dui)非(fei)感(gan)興(xing)趣(qu)區(qu)域(yu)進(jin)行(xing)波(bo)段(duan)數(shu)量(liang)縮(suo)減(jian)，進(jin)而(er)增(zeng)加(jia)有(you)效(xiao)信(xin)號(hao)的(de)提(ti)取(qu)和(he)減(jian)少(shao)冗(rong)餘(yu)數(shu)據(ju)量(liang)，提(ti)升(sheng)采(cai)集(ji)效(xiao)率(lv)的(de)同(tong)時(shi)又(you)保(bao)證(zheng)了(le)數(shu)據(ju)精(jing)度(du)。
圖4 波段自定義設置界麵
反射率校正功能：
• 利用標準白板、灰布等可作為參考板，對采集的原始DN值數據進行反射率校準；
• 利用餘弦校正模組實時采集的光照強度、暗背景等數據進行反射率校準；
輻射度校正功能：
• 相對輻射度校準；
• 絕對輻射度校準；
通常情況下，SIFchengxiangxitongshizaiguangzhaofeichanghaodeqingkuangxiajinxingshujucaijide，eroufaxingdeyuncengdengdailaiduipaishemubiaoquyuhexitongduiguangzhaocaijidebuyizhixing，keyiliyongshishicaijidemeiyizhenpinzhongduiyingdecankaoguangyuanxinxi，yumubiaoyingxiangjinxingguangqiangxiuzhengjisuanfachuli。
*紅色區域為光強傳感器記錄的參考光源的影像區域 （占據多個像素點）；
*黃色區域為需要進行校準的目標區域；
*獨特的軟件數據分析功能；
圖5 實時光強校正數據處理
首先，需要對原始的DN值數據進行實時反射率校正處理，係統軟件設置有存儲對應白幀和暗背景數據的文件夾，在執行采集之後，會自動進行反射率校準；其次，結合選擇的數學模型，可輸出對應的模型指標的反演結果。
圖6 實時反演
實測數據及反演輸出結果。
圖7 實測圖像及光譜
圖8 反演圖
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