无人机载叶绿素荧光成像系统
叶绿素荧光成像光谱仪系统介绍
日光诱导叶绿素荧光 SIF(Sun/Solar-induced Chlorophyll Fluorescence)是植物在太阳光照条件下，由光合中心发射出的光谱信号(650—800nm)，具有红光(690nm左右)和近红外(740nm左右)两个波峰，能直接反映植物实际光合作用的动态变化。SIF遥感是近年迅速发展起来的植被遥感技术，可弥补当前植被遥感观测的不足，为陆地生态系统碳循环和植被监测等提供了新的思路和技术。
以基于“绿度”观测的植被指数(如NDVI)为代表的植被遥感在过去30年极大地促进了从宏观尺度上来理解和认识地球生物圈，但其只能通过“绿度”来探测植物“潜在光合作用”。叶绿素荧光在植被光合生理探测方面具有独特的技术优势，是“实际光合作用”的直接探测方法。
可以说植被叶绿素荧光遥感是近10年来植被遥感领域*具突破性的研究前沿。随着研究和技术的发展，SIF遥感*近10几年来得到了长足的进步。
SIF是光下测量叶绿素荧光的典型代表，通过测量上行辐亮度对下行太阳光谱Fraunhofer暗线的填充来反演植被发出的叶绿素荧光强度，通常会得到如下的光谱曲线。
图1 反演植被发出的叶绿素荧光强度
主要功能：
· Shutter快门
· 辐射度、均匀性、镜头、反射率校准
· 太阳光实时采集（余弦校正器）
· 镜头推扫成像
· 辅助摄像监控（实时观察测试区域）
· 增稳云台
· 自动航点规划采集
技术指标：
· 成像光谱范围：670-780nm（650-800nm）
· 成像传感器：SCMOS
· 光谱分辨率：0.35nm
· 自动曝光、自动扫描速度匹配
系统硬件及软件界面：
图2 系统硬件及软件界面
技术特点：
原始数据展示：
反射率校正功能：利用标准白板、灰布等可作为参考板，对采集的原始DN值数据进行反射率校准，也可进行批量数据处理。
图3 SIF高光谱图像及光谱数据
数据反演应用：
首先，需要对原始的DN值数据进行实时反射率校正处理，系统软件设置有存储对应白帧和暗背景数据的文件夹，在执行采集之后，进行反射率校准；其次，结合选择的数学模型，可输出对应的模型指标的反演结果。
图4 反演结果
