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1、葉綠素熒光：細胞內的葉綠素分子通過直接吸收光量子或間接通過捕光色素吸收光量子得到能量后，從基態(tài)（低能態(tài)）躍遷到激發(fā)態(tài)（高能態(tài)）。由于波長越短能量越高，故葉綠素分子吸收紅光后，電子躍遷到最低激發(fā)態(tài)；吸收藍光后，電子躍遷到比吸收紅光更高的能級（較高激發(fā)態(tài)）。處于較高激發(fā)態(tài)的葉綠素分子很不穩(wěn)定，在幾百飛秒（fs，1fs=10－15s）內，通過振動弛豫向周圍環(huán)境輻射熱量，回到最低激發(fā)態(tài)。最低激發(fā)態(tài)的葉綠素分子可以穩(wěn)定存在幾納秒（ns，1ns=10－9s）。葉綠素分子有紅光和藍光兩個最強吸收區(qū)。如果葉綠素分子被藍光激發(fā)，電子躍遷到能量較高的第二單
2、線態(tài)；如果被紅光激發(fā)，電子躍遷到能量較低的第一單線態(tài)。處于單線態(tài)的電子，其自旋方向保持原來狀態(tài)，如果電子在激發(fā)或退激過程中自旋方向發(fā)生變化，該電子就進入能級較單線態(tài)低的三線態(tài)。處于較低激發(fā)態(tài)的葉綠素分子可以通過幾種途徑釋放能量回到穩(wěn)定的基態(tài)。能量的釋放方式有如下幾種（Campbelletal.，1998；Rohá?ek&Barták，1999；Malkin&Niyogi，2000）：1）重新放出一個光子，回到基態(tài)，即產生熒光。由于部分激發(fā)能在放出熒光光子之前以熱的形式逸散掉了，因此熒光的波長比吸收光的波長長，葉綠素熒光一般位于紅光區(qū)。2
3、）不放出光子，直接以熱的形式耗散掉（非輻射能量耗散）。3）將能量從一個葉綠素分子傳遞到鄰近的另一個葉綠素分子，能量在一系列葉綠素分子之間傳遞，最后到達反應中心，反應中心葉綠素分子通過電荷分離將能量傳遞給電子受體，從而進行光化學反應。以上這3個過程是相互競爭的，往往是具有最大速率的過程處于支配地位。對許多色素分子來說，熒光發(fā)生在納秒級，而光化學發(fā)生在ps級，因此當光合生物處于正常的生理狀態(tài)時，天線色素吸收的光能絕大部分用來進行光化學反應，熒光只占很小的一部分。活體細胞內由于激發(fā)能從葉綠素b到葉綠素a的傳遞幾乎達到100%的效率，因此檢測不
4、到葉綠素b熒光。在室溫下，絕大部分（約90%）的活體葉綠素熒光來自PSⅡ的天線色素系統，而且光合器官吸收的能量只有約3%～5%用于產生熒光（林世青，1996；Krause&Weis，1991）。朗伯體：當目標物的表面足夠粗糙，以致于它對太陽短波輻射的反射輻射亮度在以目標物的中心的2π空間中呈常數，即反射輻射亮度不隨觀測角度而變，我們稱該物體為漫反射體，亦稱朗伯體。水體波譜特征：純凈水體的反射主要在可見光中的藍綠光波段，在可見光其它波段的反射率很低。近紅外和中紅外純凈的自然水體的反射率很低，幾乎趨近于0。水中含有泥沙，在可見光波段的反射率
5、會增加，峰值出現在黃紅區(qū)。水中含有水生植物葉綠素時，近紅外波段反射率明顯抬高。植被波譜特征：在可見光波段：在0.45um附近（藍色波段）有一個吸收谷；在0.55um附近（綠色波段）有一個反射峰；在0.67um附近（紅色波段）有一個吸收谷。在近紅外波段：從0.76um處反射率迅速增大，形成一個爬升的“陡坡”,至1.1um附近有一個峰值，反射率最大可達50％，這是由于植被葉片的獨特的柵欄結構所造成。由于不同種植物的葉內細胞結構差異大，不同種植物的反射率在該波段具有最大的差值，故是區(qū)分植物種類的最佳波段。光線通過柵欄組織的細胞時經過折射一部分
6、直接透射出去，還有一部分會發(fā)生反射，而光在折射時的損耗是非常小的。以1.45um，1.95um，2.70um為中心是水的吸收帶，其附近區(qū)間受到綠色植物含水量的影響，反射率下降，形成低谷。影響植被波譜特征的主要因素：植物類型；植物生長季節(jié)；病蟲害影響等。由于植被波譜特征大同小異，也根據這些差異可以區(qū)分植被類型、生長狀態(tài)等。土壤的波譜特征：自然狀態(tài)下土壤表面的反射曲線呈比較平滑的特征，沒有明顯的反射峰和吸收谷。在干燥條件下，土壤的波譜特征主要與成土礦物（原生礦物和此生礦物）和土壤有機質有關。土壤含水量增加，土壤的反射率就會下降，在水的各個吸
7、收帶（1.4um、1.9um、2.7um處附近區(qū)間），反射率的下降尤為明顯。二向反射分布函數（BRDF):設波長為λ，從方向，分別為入射光的天頂角和方位角，以輻射亮度投射向點目標，造成該目標的輻射亮度為，傳感器從方向觀察目標，分別為反射光的天頂角和方位角，接受到來自目標地物對外來輻射的反射、散射和輻射，其亮度值為。BRDF單位為1/sr（球面度-1）。二向反射分布函數（BRDF）與雙向反射率因子（BRF）的聯系：根據漫反射體輻射通量密度值與亮度值的關系公式，有L代表漫反射體的輻射亮度，E代表輻射亮度，M代表輻射通量密度，結論：理想漫反射
8、體的BRDF值是。說明：1)我們在給出BRF的定義時，并沒有對輻射環(huán)境作任何限制，因此R值不僅取決于目標地物非朗伯體特征的物理量，而且還與輻射環(huán)境有關。2)如果入射光源對目標地物所張的立體角ΔΩ0以及傳感器
