01 研究背景

冠层反射率是植被遥感观测的重要物理量，与植被结构、生化与生理特性关系密切。然而，土壤背景会直接或间接影响冠层反射率，对植被参数的准确反演构成了极大挑战。因此，从冠层反射率中分离出土壤的影响对于植被定量遥感研究至关重要。

02 研究贡献

通过研究光在植被冠层中的辐射传输过程，以及植被和土壤反射率的特殊光谱特征，本研究发展了三种估算土壤直接反射对冠层反射率贡献的方法，能够减少土壤背景对TOC反射率的影响，得到更“纯净”的植被反射率信号：

1）Red-band-based (RBB) 方法: 利用冠层红光反射率估算土壤直接反射对冠层反射率的贡献；

2）Two-band-based (TBB)方法: 利用冠层蓝光和红光双波段反射率估算土壤影响；

3）Linear-assumption-based (LAB)方法: 假定土壤反射率线性变化进而估算土壤影响；

RBB方法利用了675 nm处的冠层反射率和土壤反射率信息，TBB方法利用了675 nm和438 nm处的冠层反射率和土壤反射率信息，LAB方法利用了675 nm和438 nm处的冠层反射率和土壤反射率在可见光-近红外光谱范围内的线性依赖性假设。

03 核心结果

研究结果表明，当675 nm处的叶片反照率低于0.15且NDVI低于0.8时，三种方法都表现很好，土壤直接反射的实际贡献与估算贡献之间的 R2 值约为 0.9。其中，RBB方法和LAB方法的R2 值均为0.92，TBB方法的R2 值为0.95。因此，三种方法能够有效估算土壤直接反射对 TOC 反射率的贡献。利用土壤校正后的冠层反射率能够更直接地监测冠层结构特征以及叶片的生化和生理信息。

图1. 利用模拟数据集估算的土壤单次散射与实际的土壤单次散射对比

图2. 利用不同LAI下的小麦实测数据集基于RBB方法的土壤调节冠层反射率与原始反射率的对比

图3. 利用不同土壤背景的玉米实测数据集三种方法土壤调节后的冠层反射率与原始反射率的对比

04 作者信息

本文第一兼通讯作者为南京师范大学杨沛琦，合作作者包括荷兰特文特大学Christiaan van der Tol、南京师范大学刘婧、北京师范大学刘志刚。

第一作者简介：杨沛琦，南京师范大学，教授，博士生导师，江苏省特聘教授，国家高层次青年人才。主要从事定量遥感、辐射传输建模、日光诱导叶绿素荧光遥感等研究。

05 相关工作

论文，saPRI：利用RBB方法建立土壤校正冠层PRI指数，实现PRI冠层到叶片的降尺度 https://doi.org/10.1016/j.rse.2024.114250

06 相关链接

原文链接：https://authors.elsevier.com/a/1k5fS7qzT3EkD

数据与方法：https://github.com/peiqiyang/SoilCorrection_Methods

课题组链接：https://www.x-mol.com/groups/Yang_peiqi/publications