日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒?/span> SIF(Sun/Solar-induced Chlorophyl Fluorescence)是植物在太陽(yáng)光照條件下，由光合中心發(fā)射出的光譜信號(hào)(650-800 nm)，具有紅光(690 nm左右)和近紅外(740 nm左右)兩個(gè)波峰，能直接反映植物實(shí)際光合作用的動(dòng)態(tài)變化。SIF遙感是近年迅速發(fā)展起來(lái)的植被遙感技術(shù)，可彌補(bǔ)當(dāng)前植被遙感觀測(cè)的不足，為陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和植被監(jiān)測(cè)等提供了新的思路和技術(shù)。

以基于“綠度"觀測(cè)的植被指數(shù)(如NDVI)為代表的植被遙感在過(guò)去30年極大地促進(jìn)了從宏觀尺度上來(lái)理解和認(rèn)識(shí)地球生物圈，但其只能通過(guò)“綠度"來(lái)探測(cè)植物“潛在光合作用"。葉綠素?zé)晒庠谥脖还夂仙硖綔y(cè)方面具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是“實(shí)際光合作用"的直接探測(cè)方法。

SIF是光下測(cè)量葉綠素?zé)晒獾牡湫痛?，通過(guò)測(cè)量上行輻亮度對(duì)下行太陽(yáng)光譜Fraunhofer暗線的填充來(lái)反演植被發(fā)出的葉綠素?zé)晒鈴?qiáng)度，通常會(huì)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(dòng)曝光、自動(dòng)掃描速度匹配

lShutter快門(mén)

l輻射度、均勻性、鏡頭、反射率校準(zhǔn)

l太陽(yáng)光實(shí)時(shí)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(shí)觀察測(cè)試區(qū)域)

l增穩(wěn)云臺(tái)

l自動(dòng)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(mǎn)足熒光弱信號(hào)探測(cè)的要求；

l采用自主研發(fā)技術(shù)—懸停內(nèi)置推掃；

l無(wú)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(kāi)發(fā)，融合一體的操作軟件界面；

l無(wú)人機(jī)、云臺(tái)和高光譜成像儀一體化的設(shè)計(jì)

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(dòng)

l掃描速度匹配：自動(dòng)

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(duì)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(duì)原始的DN值數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)反射率校正處理，系統(tǒng)軟件設(shè)置有存儲(chǔ)對(duì)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(duì)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(cè)量，植物制圖和植被健康特征，農(nóng)作物生長(zhǎng)評(píng)估，大尺度、高通量植物葉綠素?zé)晒獬上駵y(cè)量分析。