基于PROSPECT模型的银杏苗叶片叶绿素含量反演研究
绪 论
银杏（Ginkgo biloba L.）源于中国的现存种子植物中最古老的孑遗植物之一，是集药用、医用、食用、生态防护与科学研究等功能于一体的高价值树种。叶绿素是植物叶片中重要的活性物质，其含量与植物光合作用能力及生长健康状况密切相关。高光谱遥感技术具有波段多且窄的特点，能够直接对植物进行微弱光谱差异的定量分析，提供了高效且无损性的数据采集和处理方法。本研究基于银杏叶片高光谱反射率数据，通过对PROSPECT模型进行模拟分析，探究叶绿素含量主要影响的光谱敏感波段范围；基于PROSPECT模型反演叶绿素含量，比较使用原始反射率光谱、一阶导数反射率光谱和小波光谱系数的反演效果，优选反演银杏叶绿素含量的最佳方法。
- 银杏的研究背景
1.1银杏的起源与分布
银杏（Ginkgo biloba L.）是最古老的活化石之一，据文献记载，银杏首次出现大约在2.8亿年前[1]，曾广泛分布于北半球的欧、亚、美洲，但白垩纪晚期开始衰退，经第四纪冰川浩动后仅孑遗幸存在我国。目前,银杏的水平分布大体在北纬22~42°,东经97~124°之间, 世界上已有20个以上国家或地区栽植利用银杏。银杏的国内分布范围很广，遍及20个以上省、市、自治区[2]。银杏分布大都属于人工栽培区域。研究显示，我国野生分布的银杏种群较少，主要见于浙江天目山、重庆金佛山、湖北大洪山和三峡库区等地[3]。
1.2银杏的栽培方法
银杏喜光, 深根性, 抗旱而不耐严寒, 对气候、土壤的适应性强，应选择坡度不大的阳坡为造林地，以土层深厚、湿润、肥沃、排水良好的微酸性和中性壤质土为好。定植苗木要选用地径1.5cm以上、根系好、树势旺、芽眼饱满的二至三年生实生壮苗,秋季在10至11月栽植，春季在2月下旬至3月上旬栽植。适当加大初植密度利于提高叶片产量[4]。生长期结合松土除草进行追肥, 1年追肥3次。银杏属于天然短枝型果树,要合理安排整形剪枝[5]。总之,银杏栽培应立足于银杏的生物学特性,结合栽种地的实际情况选择科学的种植和管理方法,实现种植增产、增收的目的。
1.3银杏的价值
银杏树具有极高的观赏性和经济价值，是集药用、材用、果用、生态防护与科学研究等功能于一体的高价值树种[6]。银杏叶可活淤血、通经络、敛肺气、平哮喘、止带浊、降血脂，还可以作为农药 [7]。银杏花粉可广泛开发制成延缓皮肤老化、抗衰老的化妆品和作为防治肿瘤、心血管疾病的药品和保健品[8]。银杏的种仁提取物可加工成糕点、茶叶、罐头、饮品等。银杏树干通直，春夏翠绿，深秋金黄，是园林绿化、公路、防风林带等的理想栽培树种。银杏木材呈现金黄色，木质也较致密，耐腐蚀能力相对较强，可加工制作高档家具、建造精致建筑物等。工业上常用于纺织印染滚、翻沙机模型等，其制品经久耐用[9]。
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