日光誘導葉綠素熒光 SIF(Sun/Solar-induced Chlorophyl Fluorescence)是植物在太陽(yáng)光照條件下，由光合中心發(fā)射出的光譜信號(650-800 nm)，具有紅光(690 nm左右)和近紅外(740 nm左右)兩個(gè)波峰，能直接反映植物實(shí)際光合作用的動(dòng)態(tài)變化。SIF遙感是近年迅速發(fā)展起來(lái)的植被遙感技術(shù)，可彌補當前植被遙感觀(guān)測的不足，為陸地生態(tài)系統碳循環(huán)和植被監測等提供了新的思路和技術(shù)。

以基于“綠度”觀(guān)測的植被指數(如NDVI)為代表的植被遙感在過(guò)去30年極大地促進(jìn)了從宏觀(guān)尺度上來(lái)理解和認識地球生物圈，但其只能通過(guò)“綠度”來(lái)探測植物“潛在光合作用”。葉綠素熒光在植被光合生理探測方面具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢是“實(shí)際光合作用”的直接探測方法。

SIF是光下測量葉綠素熒光的典型代表，通過(guò)測量上行輻亮度對下行太陽(yáng)光譜Fraunhofer暗線(xiàn)的填充來(lái)反演植被發(fā)出的葉綠素熒光強度，通常會(huì )得到如下的光譜曲線(xiàn)。

圖1 反演植物發(fā)出的葉綠素熒光強度

主要功能:

l自動(dòng)曝光、自動(dòng)掃描速度匹配

lShutter快門(mén)

l輻射度、均勻性、鏡頭、反射率校準

l太陽(yáng)光實(shí)時(shí)采集(余弦校正器)

l鏡頭推掃成像

l輔助攝像監控(實(shí)時(shí)觀(guān)察測試區域)

l增穩云臺

l自動(dòng)航點(diǎn)規劃采集

技術(shù)特點(diǎn)：

l極優(yōu)的光學(xué)性能，滿(mǎn)足熒光弱信號探測的要求；

l采用自主研發(fā)技術(shù)—懸停內置推掃；

l無(wú)需配置慣導系統，實(shí)現圖像大面積拼接；

l深度PSDK開(kāi)發(fā)，融合一體的操作軟件界面；

l無(wú)人機、云臺和高光譜成像儀一體化的設計

技術(shù)參數:

l成像光譜范圍：670-780nm（650-800nm）

l成像傳感器：SCMOS（非制冷）

l*光譜分辨率：0.35 nm

l曝光方式：自動(dòng)

l掃描速度匹配：自動(dòng)

l*光譜采樣間隔：0.1nm

l空間像素：1200

l光譜波段數：≥512

l*SNR：優(yōu)于1000:1（峰值信噪比）

l入射狹縫寬度：30μm

l成像鏡頭：25mm定焦鏡頭

l空間圖像分辨率：≥1200*1000

l*幀頻：1fps~200fps

l接口：Type-C

l重量：＜2.27Kg;

系統硬件及軟件界面：

圖2 系統硬件及軟件界面

原始數據展示：

反射率校正功能：利用標準白板、灰布等可作為參考板，對采集的原始DN值數據進(jìn)行反射率校準，也可進(jìn)行批量數據處理。

圖3 SIF高光譜圖像及光譜數據

數據反演應用：

首先，需要對原始的DN值數據進(jìn)行實(shí)時(shí)反射率校正處理，系統軟件設置有存儲對應白幀和暗背景數據的文件夾，在執行采集之后，進(jìn)行反射率校準；其次，結合選擇的數學(xué)模型，可輸出對應的模型指標的反演結果。

圖4 反演結果

應用領(lǐng)域：

植物光合作用和熒光測量，植物制圖和植被健康特征，農作物生長(cháng)評估，大尺度、高通量植物葉綠素熒光成像測量分析。

產(chǎn)地：上海乾菲諾