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苹果树冠层光谱反射率是苹果树的本质属性之一,对其生长监测、营养反演及估产等方面具有重要作用。在利用卫星多光谱遥感反演苹果树冠层反射率时,由于受大气、地形、土壤、苹果树郁闭度等因素的影响,将会导致苹果树冠层实际光谱反射率与传感器的测量值不一致,使遥感影像不能反映苹果树冠层的真实信息。因此,研究科学的去除或者削弱大气、地形以及混合像元中非目标地物对遥感影像的影响,精确有效地反演苹果树冠层的真实反射率,对于快速、无损及大面积地监测苹果树生长状况及实现果树的科学管理具有重要理论与现实意义。以山东省烟台栖霞市果园为研究区,利用Landsat8和SPOT-5多光谱遥感影像,结合地面实测高光谱数据和DEM数据,首先对遥感影像进行了正射校正、几何精校正、辐射定标和大气校正等预处理;然后分别以余弦校正模型、C校正模型、SCS校正模型、SCS+C校正模型、改进的C+坡度校正模型和SCS+C+坡度校正模型,对Landsat8和SPOT-5遥感影像进行了地形辐射校正的对比研究;最后经过混合像元分解,提取了苹果树冠层的反演反射率。主要研究结果如下:(1)选出了最优的地形辐射校正模型由于研究区属于低山丘陵区,地形对Landsat8和SPOT-5影像的影响显著。阳坡接收到的太阳光照较强,反射率较高,而阴坡太阳接收到的太阳光照不足,导致地物的反射率偏低,因此,阴阳坡面的反射率存在较大的差异。通过余弦校正模型、C校正模型、SCS校正模型、SCS+C校正模型、改进的C+坡度校正模型和SCS+C+坡度校正模型校正后,影像Landsat8和SPOT-5的空间纹理信息均得到了提高,尤其是阴影区域的地表信息得到很大的恢复,阴影区域中部分模糊的地表信息变的清晰可见。地形辐射校正后得到的地表反演反射率普遍高于大气校正后得到的地表反演反射率。从6种地形辐射校正后影像的目视效果、直方图的地形辐射校正效果看,SCS+C+坡度校正效果最好,C+坡度校正次之,而余弦校正和SCS校正都出现了过度校正现象。(2)明晰了Landsat8和SPOT-5混合像元分解各波段变化特征利用转换型土壤调整植被指数TSAVI提取研究区植被覆盖度,并结合采集研究区土壤的高光谱数据,对Landsat8和SPOT-5影像进行了混合像元分解。对于Landsat8,混合像元分解使得1、2、3、4、6、7等波段的冠层反演反射率比地表反演反射率分别降低了5.405%,7.692%,12.284%,9.324%,8.923%和20.401%,而第5波段的冠层反演反射率比地表反演反射率提高了26.543%;对于SPOT-5混合像元分解使得1、2、4波段的冠层反演反射率低于地表反演反射率2.357%、5.287%、5.753%,而第3段的冠层反演反射率高于地表反演反射率36.208%。混合像元分解后得到的冠层反演反射率较地表反演反射率更接近冠层实测反射率。(3)SPOT-5的反演反射率效果优于Landsat8由于Landsat8的第3、4、5、6波段分别与SPOT-5的第1、2、3、4波段相对应,因此将它们的反演精度进行比较分析。比较分析表明,Landsat8和SPOT-5冠层反演反射率在样本间表现出相似的变化趋势;SPOT-5第1、2、3、4波段的相关系数分别比Landsat8第3、4、5、6波段的相关系数高0.218、0.121、0.172、0.158,说明基于SPOT-5影像的反演反射率与实测值的相关性高于Landsat8影像的相关性;基于SPOT-5各波段的均方根误差分别比Landsat8相应波段低0.003、0.001、0.014、0.042,说明高空间分辨率的SPOT-5影像反射率反演效果优于Landsat8。对于Landsat8,第5波段的反射率相对误差最小,为5.010%,第5波段反射率反演效果最好;对于SPOT-5,第4波段的冠层反演反射率反射率相对误差最小,为4.778%,因此,对于第4波段冠层反射率反演效果最好。