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預(yù)告|GeoInsider第30期：三維植被熒光-光學(xué)輻射傳輸建模與土壤、逃逸概率等關(guān)鍵問(wèn)題

2020-07-23 21:20 作者:GeoInsider 0人讀過(guò) | 我要投稿

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GeoInsider茶話會(huì)——每周五上午10點(diǎn)，聽(tīng)作者分享一篇地學(xué)經(jīng)典新論文!

報(bào)告預(yù)告信息將在“GeoInsider地球科學(xué)前沿進(jìn)展”微信公眾號(hào)發(fā)布
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GeoInsider Webinar

在線講座系列第30期

題目：VNIR/fluorescence radiative transfer modelling over 3D vegetation structures, and the corresponding soil and angular issues

報(bào)告人：Dr. Yelu Zeng, Carnegie Institution for Science in Stanford/ PNNL

　　　　曾也魯博士，斯坦?？▋?nèi)基所/PNNL，Joe Berry院士熒光課題組成員，灣區(qū)GeoInsider發(fā)起人

時(shí)間：北京時(shí)間 7月24日（周五）上午10:00

　　　加州時(shí)間 7月23日（周四）晚上7:00

　　　悉尼時(shí)間 7月24日（周五）中午12:00

參與方式：B站“GeoInsider”直播間平臺(tái)，直播間可現(xiàn)場(chǎng)留言提問(wèn)，進(jìn)入方式如下二選一：

(a)B站直播間鏈接：https://live.bilibili.com/22243531

(b)B站直播間二維碼：

摘要

葉綠素?zé)晒膺b感是當(dāng)前植被定量遙感與大尺度光合作用研究的熱點(diǎn)。由于植物光合激發(fā)的熒光在逃逸出冠層的過(guò)程中，不可避免的受到與光子碰撞的其它葉片的再吸收作用，加之地面儀器或衛(wèi)星只能觀測(cè)到某一瞬時(shí)視場(chǎng)角度下逃逸出的熒光光子，導(dǎo)致觀測(cè)到的熒光相比于植被光合激發(fā)的總的熒光，受到嚴(yán)重畸變。為了校正熒光數(shù)據(jù)的角度效應(yīng)，以及通過(guò)觀測(cè)計(jì)算出植被光合激發(fā)的總的熒光，我們推導(dǎo)了一個(gè)計(jì)算NIR波段逃逸概率的經(jīng)典公式fesc≈NIRv/FPAR。它的優(yōu)勢(shì)在于：1）簡(jiǎn)單實(shí)用，NIRv與FPAR都是容易測(cè)量的參數(shù)或有現(xiàn)成的衛(wèi)星產(chǎn)品(當(dāng)然，F(xiàn)PAR的衛(wèi)星產(chǎn)品精度不一定高)；2）NIRv能最大程度的去除土壤的干擾；3）能適用于多種情形下，如不同直散射光比例(晴天或陰天)，不同瞬時(shí)視場(chǎng)角度（單一方向或半球）。逃逸概率的公式fesc≈NIRv/FPAR已被用于熒光數(shù)據(jù)的角度校正，作為后續(xù)與GPP對(duì)比或激發(fā)效率SIFyield的估算前的預(yù)處理的一環(huán)。

此外，在推導(dǎo)fesc的過(guò)程中，我們認(rèn)識(shí)了NIRv=NIR*NDVI的物理機(jī)理，發(fā)現(xiàn)NIRv是土壤為黑體的條件下，純植被部分反射率的一個(gè)良好的近似。由于早期的NIRv是反射率的形式，為了考慮太陽(yáng)入射輻射，與SIF在單位量綱上保持一致，我們?cè)谖闹刑岢隽薘adiance形式的NIRv，即NIRvR=NIR Radiance*NDVI，并指出NIRvR是在無(wú)stress脅迫，SIF的激發(fā)效率SIFyield相對(duì)穩(wěn)定的條件下，利用光學(xué)遙感數(shù)據(jù)對(duì)SIF數(shù)據(jù)的一個(gè)良好的近似。目前NIRvR被多個(gè)用戶發(fā)現(xiàn)能很好的近似GPP和用于農(nóng)業(yè)產(chǎn)量估產(chǎn)。

最后，由于繼承自SAIL模型的SCOPE模型更適用于農(nóng)田、草地等一維連續(xù)植被，我們還基于光譜不變指數(shù)理論spectral invariant theory與隨機(jī)輻射傳輸模型(SRTE)，發(fā)展了能適用于森林、灌木等三維植被結(jié)構(gòu)的FluorRTER解析熒光模型。不過(guò)這個(gè)模型稍復(fù)雜，更適合于高級(jí)用戶直接正向模擬熒光，不如前面基于經(jīng)典公式fesc≈NIRv/FPAR的角度校正方法簡(jiǎn)潔。

關(guān)鍵詞：

熒光、NIRv、逃逸概率fesc≈NIRv/FPAR、土壤、角度校正、方向性、植被三維結(jié)構(gòu)

參考文獻(xiàn)：

Y. Zeng, G. Badgley, B. Dechant, Y., M. Chen, J A Berry. A practical approach for estimating the escape ratio of near-infrared solar-induced chlorophyll fluorescence. Remote Sensing of Environment, 232 (2019): 111209.

Y. Zeng, G. Badgley, M. Chen, J. Li, L. Anderegg, A. Kornfeld, et al., A radiative transfer model for solar induced fluorescence using spectral invariants theory. Remote Sensing of Environment 240 (2020): 111678.

Badgley, G., Field, C. B., & Berry, J. A. (2017). Canopy near-infrared reflectance and terrestrial photosynthesis. Science Advances, 3(3), e1602244.

網(wǎng)頁(yè)鏈接：

論文鏈接-1：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0034425719302226

論文鏈接-2：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S003442572030047X

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GeoInsider是一個(gè)最初由舊金山灣區(qū)的GeoScience同行自發(fā)形成的公益性交流平臺(tái)，定位在頂級(jí)的產(chǎn)學(xué)研交叉，包括PNS級(jí)講座、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化、留學(xué)Intern教職申請(qǐng)等交流，迄今已邀請(qǐng)發(fā)表過(guò)Science、Nature等高水平文章，以及來(lái)自Harvard、Berkeley等頂級(jí)機(jī)構(gòu)的Webinar報(bào)告交流，是一個(gè)擴(kuò)大學(xué)術(shù)影響力的平臺(tái)。歡迎關(guān)注B站、微信公眾號(hào)、PPT共享QQ群:602423441與GEE QQ第2群:1102698162。

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致謝

本活動(dòng)由GeoInsider主辦，得到全國(guó)地理學(xué)研究生聯(lián)合會(huì)、北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部GEO云講堂、信達(dá)雅科教、環(huán)宇易研科技、世界科研學(xué)術(shù)者團(tuán)隊(duì)(WSRS)等單位的大力支持。

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