日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒?/span> SIF(Sun/Solar-induced Chlorophyl Fluorescence)是植物在太陽光照條件下，由光合中心發(fā)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(shí)際光合作用的動態(tài)變化。SIF遙感是近年迅速發(fā)展起來的植被遙感技術(shù)，可彌補(bǔ)當(dāng)前植被遙感觀測的不足，為陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和植被監(jiān)測等提供了新的思路和技術(shù)。
以基于“綠度”觀測的植被指數(shù)(如NDVI)為代表的植被遙感在過去30年極大地促進(jìn)了從宏觀尺度上來理解和認(rèn)識地球生物圈，但其只能通過“綠度”來探測植物“潛在光合作用”。葉綠素?zé)晒庠谥脖还夂仙硖綔y方面具有的技術(shù)優(yōu)勢是“實(shí)際光合作用”的直接探測方法。
SIF是光下測量葉綠素?zé)晒獾牡湫痛?，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(fā)出的葉綠素?zé)晒鈴?qiáng)度，通常會得到如下的光譜曲線。
圖1 反演植物發(fā)出的葉綠素?zé)晒鈴?qiáng)度
主要功能:
l自動曝光、自動掃描速度匹配
lShutter快門
l輻射度、均勻性、鏡頭、反射率校準(zhǔn)
l太陽光實(shí)時采集(余弦校正器)
l鏡頭推掃成像
l輔助攝像監(jiān)控(實(shí)時觀察測試區(qū)域)
l增穩(wěn)云臺
l自動航點(diǎn)規(guī)劃采集
技術(shù)特點(diǎn)：
l極優(yōu)的光學(xué)性能，滿足熒光弱信號探測的要求；
l采用自主研發(fā)技術(shù)—懸停內(nèi)置推掃；
l無需配置慣導(dǎo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像大面積拼接；
l深度PSDK開發(fā)，融合一體的操作軟件界面；
l無人機(jī)、云臺和高光譜成像儀一體化的設(shè)計
技術(shù)參數(shù):
l成像光譜范圍：670-780nm（650-800nm）
l成像傳感器：SCMOS（非制冷）
l*光譜分辨率：0.35 nm
l曝光方式：自動
l掃描速度匹配：自動
l*光譜采樣間隔：0.1nm
l空間像素：1200
l光譜波段數(shù)：≥512
l*SNR：優(yōu)于1000:1（峰值信噪比）
l入射狹縫寬度：30μm
l成像鏡頭：25mm定焦鏡頭
l空間圖像分辨率：≥1200*1000
l*幀頻：1fps~200fps
l接口：Type-C
l重量：＜2.27Kg;
系統(tǒng)硬件及軟件界面：
圖2 系統(tǒng)硬件及軟件界面
原始數(shù)據(jù)展示：
反射率校正功能：利用標(biāo)準(zhǔn)白板、灰布等可作為參考板，對采集的原始DN值數(shù)據(jù)進(jìn)行反射率校準(zhǔn)，也可進(jìn)行批量數(shù)據(jù)處理。
圖3 SIF高光譜圖像及光譜數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)反演應(yīng)用：
首先，需要對原始的DN值數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時反射率校正處理，系統(tǒng)軟件設(shè)置有存儲對應(yīng)白幀和暗背景數(shù)據(jù)的文件夾，在執(zhí)行采集之后，進(jìn)行反射率校準(zhǔn)；其次，結(jié)合選擇的數(shù)學(xué)模型，可輸出對應(yīng)的模型指標(biāo)的反演結(jié)果。
圖4 反演結(jié)果
應(yīng)用領(lǐng)域：
植物光合作用和熒光測量，植物制圖和植被健康特征，農(nóng)作物生長評估，大尺度、高通量植物葉綠素?zé)晒獬上駵y量分析。
