叶绿素荧光遥感探测的研究

叶绿素荧光动力学是用于评价光和机构的功能和环境胁迫对植物影响的。通过植物光合过程中荧光特性的探测，可以了解植物的生长，病害等状况，除了植物自身的生理、生化因素影响外，叶绿素荧光还与外部环境有关、如光照、温度、湿度等。
日光诱导荧光技术
按照测定方式分叶绿素荧光动力学技术、激光诱导荧光技术和日光诱导荧光技术。日光诱导荧光技术就是运用高光谱遥感技术调查植物。测定后可以的到三个参数：1、生物物理参数，用来估测叶面积指数、吸收性、光合有效辐射、冠层郁闭度等。2、生物化学参数，用来估测植物生产率、植物N素营养水平、掉落物分解率等。3、从夫琅禾费暗线中得到的叶绿素荧光信号或通过荧光敏感植被估测荧光动力学参数。
利用其物理参数和化学参数可以在区域尺度上估测植物的叶面积指数和生物量；冠层的色素；木质素；纤维素；水分含量等。建立生态学模型或作物生长模型，以实现农场的辅助管理。然而，在农作物生产实践中，对作物的生物或非生物胁迫因子的早期检测中叶高光谱遥感技术，无法检测物理参数和化学参数，原因是在环境胁迫或者病源侵害早期，植物的生化组分含量不会发生显著的改变，冠层的形态结构也不会发生变化，因此遥感数据无法有效反映出这些胁迫因子对植物造成的影响。而叶绿素荧光是植物光合机构功能受损的早期探针，在作物受胁迫因子伤害时有早期预报的能力，是解决这类问题的有效探测手段。现在有很多运用叶绿素荧光遥感技术在大气层外对植被叶绿素荧光进行探测。
叶绿素荧光的光谱特证
叶绿素荧光遥感的探测对象是夫琅禾费暗线中的稳态叶绿素荧光辐亮度，其荧光特征来自于植物叶片的光下荧光发射现象，属于稳态荧光发射光谱的谱线强度。在稳态荧光光谱上，存在3个明显的发射峰，其一是位于蓝绿光波段的发射峰。其二是位于红光波段的发射峰，其三是位于远红波段的发射峰。红光波段的发射峰与光系统II反应中心电子传递效率有关，远红光波段的发射峰与光系统I、光系统II天线色素分子的电子传递效率有关。
叶绿素荧光遥感探测方法
叶绿素荧光光谱叠加在植物表观反射光谱上，使得蓝绿光波段内的反射率发生微小变动，植被指数与荧光参数之间存在相关关系，在建立荧光参数和高光谱植被指数的回归方程后，植物光合机构的运转状况可以由高光谱植被指数的变化情况反映出来。也就是荧光动力学参数中光系统II有效辐射利用率的动力学参数。
夫琅禾费暗线检测法是通过地表太阳光谱的辐照度和冠层反射光谱的辐亮度，来得到叶绿素辐亮度的数据。这种方法的目的是直接提取叶绿素荧光光谱在夫琅禾费暗线位置上的谱线强度，随着检测法研究的深入，荧光遥感探测器的科学原型及商品化仪器逐步被开发出来，每个遥感探测器所提取的谱线位置都不一样。但其荧光遥感探测器的原型仅仅被少数研究者使用，应用于叶绿素荧光遥感探测的商品化仪器是高分辨率成像光谱仪和地物光谱仪。夫琅禾费暗线检测法虽然可以提取到叶绿素荧光信号，并以数值形式或图像形式表示出来，但这类检测方法不能获取叶绿素荧光光谱曲线，由于在整个可见波段内研究荧光光谱的形状对特征发射峰产生的机理而非常重要，因此在叶绿素荧光遥感的机理性研究和应用性研究中，使用完整的光学系统获取叶绿素荧光光谱显得十分重要。