《農業工程學報》2016年第32卷第10期刊載了南京信息工程大學等單位郭建茂、王遷、童應詳、費敦悅與劉俊偉的論文——「太陽輻射強度與觀測角度對冬小麥冠層反射高光譜的影響」。該研究由國家自然科學基金（41071282）等資助。
植被高光譜測量是一個需要綜合考慮各種影響因素的複雜過程，如太陽高度角、太陽方位角等。國內外已有不少學者測量和分析了植被冠層光譜反射率隨觀測角度、太陽天頂角及季節的變化規律，但系統性地對作物反射光譜隨角度與波段的敏感性分析涉及較少。針對這一問題以及當前遙感應用大多基於垂直觀測的現狀，該文採用地面自動遙感平臺，獲取了大量的多角度高光譜遙感數據，分析了多種因素對冠層反射光譜的影響，並對最常用的2種植被指數NDVI與EVI進行了對比分析，以期為觀測角度的選擇和植被指數的應用提供理論參考。
該地面自動遙感平臺，包括集成控制和外置兩部分：集成控制部分與電腦相連，可實現在線實時操作和監控；外置部分由旋轉裝置和光譜儀探頭組成，安裝在專用支架橫臂上，橫臂指向正南且保持水平，高度為2m。光譜儀探頭，搭載於旋轉裝置PTU，PTU可實現水平360 °和垂直-80°～30°範圍內旋轉並精確記錄位置。
該文將平臺獲取的實測光譜反射率與通過PROSAIL輻射傳輸模型模擬的觀測實況條件下的冠層反射率進行比對，發現實測光譜與模擬光譜的波動形式大致相同，且與Hilker等人的結果相似，證明了該平臺獲取的光譜數據是合理有效的。
該文通過比較晴天與陰天的小麥冠層反射光譜，說明了太陽輻射是影響可見光波段光譜變化的主要原因，即隨著太陽輻射強度持續增加，冬小麥冠層反射絕對輻射，太陽絕對輻射隨之增加，導致冠層在可見光波段範圍內反射率的持續增長。
該文通過比較多角度小麥冠層反射光譜，說明了在短時間內太陽輻射和作物狀態基本不變的條件下，是由於觀測角度的不同而導致反射光譜不同，而且有些差別是比較大的。均可用「熱點效應」加「鏡面反射」的原理來解釋：（1）當觀測方向與太陽入射方向在同一側，與太陽入射方向重合的部分為最強點；反之亦然。（2）由於觀測冬小麥長勢均一，地面完全覆蓋，所以觀測面可以近似看成一個鏡面。
該文通過比較多角度植被指數NDVI與EVI，發現與冠層反射光譜變化類似，植被指數NDVI與EVI也呈現明顯的變化特徵，而且各自的變化幅度均很大；受紅光和近紅外波段的影響，NDVI與EVI變化趨勢非常一致，通過相關性分析可知，2者相關係數R2＞0.72，P＜0.01呈極顯著的線性相關。
該文只是在生長狀況均一、已經全部覆蓋的冬小麥生長的後期進行了試驗觀測，僅選取了部分數據且數據的分析也不是非常充分。因此在後續的研究中, 需進一步利用數據、採用不同方法來進行分析；需進一步考慮作物品種、作物種類以及作物生育期的影響因素來驗證研究結果。
長按識別二維碼 關注「農業工程學報」