实习三 植被冠层反射率模型
一、实习目的
学习和掌握叶片反射率模型PROSPECT和冠层反射率模型Sail的使用。
二、实习内容
（1）熟悉Prospect和Sail模型的输入参数和输出结果；
（2）利用实测数据进行叶片反射率和冠层二向反射率的模拟； （3）利用模型进行一些基本原理的验证。
三、实习步骤 （1）叶片反射率
1、安装WinSail程序，打开Prospect，点击Options——Winsail (multiple wavelength ) generation mode，波长范围为400——2400nm，所以在Lower wavelength中输入400，在Upper wavelength中输入2400，wavelength increment（波长间隔）中输入5，叶片叶肉结构Leaf mesophyll structure index，输入1.3。2、利用Prospect模型分别模拟苜蓿、莴苣、玉米、向日葵和水稻五种作物的叶片反射率和透射率。分别在Chlorophyll content （叶绿素含量）、Water content （含水量）、Dry matter content （干物质）中输入5中作物对应的参数，最后点击Calculate multiple Rf/Tr values (%)，得出各自的运行结果。
3、将五组数据导入到excel表格中，每组数据对应两个数值，即叶片反射率Ref和透射率Tr，将透射率删除，插入图表，绘制各作物的叶片反射率光谱曲线，横轴表示波长，纵轴表示反射率，光谱曲线如下图所示：
5种作物叶片反射率反射率50403020100400800120016002000波长（nm）2400
苜蓿Ref莴苣Ref向日葵Ref玉米Ref水稻Ref（2）冠层反射率
1、运行Winsail程序，分别输入太阳赤纬、纬度等相关参数，在Leaf Reflectance/Transmittance中导入刚刚利用Prospect求出的各作物的叶片反射率，Background Spectrum选择SOIL_SAIL，Background reflectance选择rsoil.dat，最后点击运行。
2、将所得结果保存后，打开excel表格，将叶面积指数为1.5时对应的冠层反射率导入到表格中，同样的方式插入图表，得到作物冠层反射率光谱曲线如下表所示：
冠层反射率40各作物冠层反射率30LI1.50苜蓿LI1.50莴苣20LI1.50玉米LI1.50向日葵LI1.50水稻10波长（nm）04008001200160020002400
（3）构建5种作物叶面积指数LAI与冠层植被指数NDVI的关系 NIR-R
1、利用公式NDVI= ，计算出各作物的NDVI值。 NIR+R
2、在excel表格中，通过插入图表，得出NDVI和LAI的大致关系，然后插入趋势线，并将公式和相应的R^2显示。通过比较可知，指数模型的趋势拟合效果较好，如下图所示：
LAI3.532.521.510.500
苜蓿的LAI与NDVI的关系y = 5E-06e2R = 0.93913.998xLAI指数 (LAI)NDVI0.20.40.60.81
LAI3.532.521.510.5000.2莴苣的LAI与NDVI的关系y = 6E-06e14.598xR2 = 0.969LAI指数 (LAI)NDVI0.40.60.81
向日葵LAI与NDVI的关系LAI3.532.521.510.500LAI3.532.521.510.50NDVIy = 5E-06e14.282xR2 = 0.9438LAI指数 (LAI)NDVI0.20.40.60.81
玉米LAI与NDVI的关系y = 5E-06e14.106x2R = 0.9353LAI指数 (LAI)0
0.20.40.60.81
LAI3.532.521.510.5000.2水稻LAI与NDVI的关系y = 5E-06e2R = 0.953814.418xLAI指数 (LAI)NDVI0.40.60.81
