全 文 ：第 6 卷 第 4 期
V o l
.
6 N o
.
4
草
A C T A
地 学
A G R E S T IA
报
S IN IC A
1 9 9 8 年
Ik c
.
1 2 月
1 9 9 8
草地反射太阳光偏振特性测量个例分析 ’
韩志刚 吕达仁 刘春 田 段 民征
(中国科学院大气物理研究所中层大气开放实验室 , 北京 1 0 0 0 2 9)
摘要 :本文在中国科学院植物研究所内蒙古草原定位研究站对羊草和苔草样方进行太阳反
射光偏振特性的测量 。 结果表明 , 天然草样偏振测量实例 , 在一定程度上体现植被所具有的 、而
仅用强度反射测量所不能得到的镜面反射特征 。 对草原遥感采用偏振测量 , 可以得到有别于强
度测量的独特信息 。 本文涉及的两种类型草种样方的反射光偏振度均明显小于已有的其它植被
偏振测量结果 。 今后在草原遥感中引入偏振测量手段是具有应用价值的 。
关扭词 : 光偏振 ; 反射太阳光 ; 温带半干旱草原 : 植被光偏振
1 引言
光的传输特征可以用其强度和偏振状态加以描述 。如果光在传输的过程中 , 其电矢量始终存
在优势取向 , 而不是在所有方向上随机振动 , 则称之谓偏振状态 。 近代麦克斯韦经典电磁理论为
现代光偏振测量奠定了理论基础 (Bo m 等 , 1 97 5 ) 。 在介质中传输的光 , 与介质发生相互作用后 ,
表征其偏振状态的斯托克斯参数或相干矩阵会发生变化 , 改变的程度与介质的物理特性密切相
关 。投射到地表的太阳光 , 在与地表物质相互作用后 , 其偏振状态同样会发生变化 , 该变化包含这
些作用对象物理状态的信息 。 在对地球表面的光学遥感测量中时常测量的是反射光的强度 , 而反
射光偏振状态的测量可为分辨不同地表形态提供有用的附加信息(E ga n , 1 9 85 ; sl 歌 e r , 1 9 8 3 ) ,
将偏振测量引入遥感所获得的信息 , 自然会比单纯测量光的强度要丰富得多 。
人们对自然表面的偏振特性测量 , 最早出现在天文学领域 , 旨在确定天体表面的物质组
成 (Do llfu s , 1 9 6 1 ; Ca ille u x 等 , 1 9 5 0 ; L yo t , 1 9 2 9 ; w r ig h t , 1 9 2 7 ) , 现 已成为天文学研究广泛使
用的遥感探测手段 (Do llfu s , 1 9 9 2 ; E g a n , 1 9 5 5 ) 。 Co u ls o n 等(2 9 6 5 ) 、C o u ls o n (1 9 6 6 )对于 自然
表 面反射光偏振特性进行了系统研究 , 为以后偏振测量在对地遥感研究领域的应用奠定基
础 。 T al m ag e 等(1 9 86 )对早期偏振测量在陆地地表遥感中的应用尝试进行述评 。 G ra nt
(1 9 8 7 )
、
V a n d e r b ilt 等 (一9 8 5a , 1 9 8 5 b ) 、 V a n d e r b ilt (1 9 8 5 )从实验和理论模型方面对植被太阳
光反射偏振特性和机理进行详细系统的研究和述评 , 指出植被冠层太阳光反射偏振测量对
于来自叶面和叶内部反射信息的可分性 。即通过偏振测量可将反射光分为两部分 , 一部分主
要是由于入射光经过叶表面的镜面反射导致的 , 是部分偏振的 , 它并不与细胞色素 、细胞壁
和 细胞水分发生作用 , 从而含有叶表面特征信息(如叶面粗糙度 、叶面积指数 、叶面取向分
布 ) ; 而另一部分则来自叶内部的多次散射光 , 几乎不随观测角变化 , 可近似看作L a m b e rt
国家自然科学基金重大项目 N o . 4 9 7 9。。2 0 和国家航天高技术项目资助
中国科学院植物研究所内蒙古草原定位研究站为本项研究提供重要支持条件 。 中国科学院地理研究所张仁华研
究员提供标定灰板 。 本所刘广仁高级工程师 ,地理研究所禹城试验站刘振明 、郭兆广为本项研究提供许多具体帮助 , 谨此
致谢 !
草 地 学 报 19 9 8 年
反射 , 因而有非偏振的趋向 , 取决于细胞色素和内部结构 。由此可见 , 反射光偏振信息可取决
于物种 , 并与冠层生理状态和发育阶段有潜在的联系 。 1 9 9 6 年发射的 A D EO S /PO LD E R 星
载探测仪装有偏振探测通道 , 将全球植被监测作为其科研 目标之一 。
但是 , 从已有成果分析 , 偏振反射测量研究主要集中在密致植被 (D en se ve ge tat io n 。Ov e r )
如森林 ,高梁 、玉米 、大豆 、小麦和燕麦等 。 国际上对夭然草原植被偏振测量研究尚属罕见 , 对于我
国这样一个有着辽阔草原分布的国家 ,该测量研究尚属空白 。 为此 , 利用 1 9 9 8 年国家自然科学基
金 IMG R A SS 的综合观测期 , 在中国科学院植物研究所内蒙古草原定位研究站 , 对天然草原的
太阳光反射偏振特征进行实测研究 。 本文仅就部分测量实例 , 进行初步分析 。
2
.
1
材料与方法
1 9 9 8 年 5 ~ 8 月在中国科学院植物研 究所草原生态定位研究站 内蒙古半干旱草原进
行测量 。 该站位于北纬 4 30 37 , 5 0’ , 东经 1 1 6 0 3 8 ‘40 ” , 地处中纬度半干旱典型草原中心区域 。
2
.
2 观测仪器为中国科学院大气物理
研 究所自行研制的偏振光度计 (昊北婴
等 , 1 9 9 2 ) 。 该仪器用 C 3 1 0 3 4 一R C A 光电
倍增管作感应元件 , 用光子计数技术提
高其灵敏度 (最小可测功率为 1 0 一 ‘“W ) 。
光辐射进入通光 口径为 1 0 o m m 的物镜
并经偏振片 、中性衰 减片和干涉滤光 片
等到达光电倍增管阴极面 。 其测量视场
角为 1 . 50 , 可测 0 . 4 一 0 . 9拌m 区间 6 个
波段的光强和偏振度 , 并有一个白光通
道和一个全黑通道以测量仪器的暗计数
表 l 光谱通道特性
T a b le 1 S p e e tr a l e h a n n e ls o f the in s tru m e n t
中心波长 (微米 )
Ce n t ra l w a v e le n g th (拌m )
宽带 (纳米)
B a n d w id th (n m )
0
.
8 9 5
0
.
8 0 5
0
.
7 0 0
0
.
6 0 1
0
.
5 0 1
0
.
4 0 1
2 0 0
1 2 5
只0h八ntlQU
(测量光谱通道见表 1 ) 。仪器采用地平系统 , 方位范围为 。一 3 60 “ , 俯仰范围为一 6 50 一 90 。 , 步
距角为 0 . 0 5 7 5 。 。
仪器的偏振片由步进马达控制 , 每转动 36 0 度 , 在 8 个等分起偏方向上可测得 8 个光子
计数值 , 将这 8 个计数值经暗计数订正后转换为能量值 (I 、, I 一 1 , 2 , ⋯ , 8 ) , 然后按 下述公式
得到相应的斯托克斯参数 : ¹
8
1 又 , ,一一 ‘J l t4 , 一 1
一含( 一 , 2 + , 4一 ‘6 + ‘8’
一告( , 1一 , 3+ ‘5一 , 7’
( 1)
其中 , I 为总能量 。 由此可得到 (线 )偏振度
P一午- Q Z十 U “ ( 2 )
¹ 须指出的是 , 仪器没有位相延迟片 , 不能得到表征圆偏振大小的 v 分量 , 所以最终得到的是线偏振 。
第 4 期 韩志刚等 : 草地反射太阳光偏振特性测量个例分析
其中 , IP一了亘乏下丁称为偏振分量 。
2
.
3 由于仪器沉重且需交流电 , 因此不宜在野外机动测量 。 为此将仪器置于定位站 内视线
较为开阔的院中央 , 四周地物目标的仰视角均小于 15 度 。在晴夭取草原小样方 , 置于直径为
3 0c m 的脸盆 内 , 以不同视天底角进行测量 。同时 , 对 已知反射率的标定灰板进行不挡直射阳
光测量 。 假定入射光源只有直射太阳光 , 按下述公式 , 得到总反射系数 (T ot al : ef lec t a n o e
fa e to r )
、偏振反射系数 (Po la r iz e d r e fle e ta n e e fa e t o r )
、,了.产伪O月任Z口、了“一夸黯 R ·
R一瓮·黯R g
其中 , R 为总反射系数 , R P 为偏振反射系数 , R g 为灰板反射率 , h 。 为测样草时对应的太
阳高度角 , h g 为测灰板时对应的太阳高度角 , 19 为不挡光时灰板的反射能量值 。 由公式 (2 ) ,
公式 (4) 可化为
R
P
= R
·
P (5 )
这里 , 偏振度 P 本身不需标定 , 将总反射系数用灰板标定 , 然后偏振反射系数用公式
(5 )算出 。
3 结果与分析
3
.
1 对晴天条件下测得的两组个例进行分析 。第一组个例为 1 9 9 8 年 6 月 21 日对定位站西
观测场过牧恢复草样进行 的测量 , 主要 由羊草 (五卿m u : ‘hine , si : )组成 , 平均高度 巧一 20 厘
米 , (以下简称羊草样方 ) 。 第二组个例为 1 9 9 8 年 7 月 8 日对定位站院内草样进行的测量 , 主
要由苔草 (Ca r e x k o r s hin sk ii)组成 , 高度在 1 0 厘米以下 (以下简称苔草样方 ) 。
3
.
1
.
1 表 2 、表 3 和表 4 分别为个例 1 , 即不同视天底角下总反射系数 、偏振反射系数和偏
振度随波长变化情况 。需要说 明的是 , 在对样草和标定灰板进行不挡光测量时没有打开中性
衰减片 , 以致 0 . 4拌m 和 0 . 5拌m 两个通道样草以及 0 . 4拌m 、 0 . 5拜m 和 。. 6拌m 三个通道灰板的
计数值出现饱和 , 出现错测 , 因而相应测值不能采用 。
表 2 羊草样方不同视天底角总反射系数随波长变化 (% )
T a b le 2 T o ta l r e fle e ta n e e fa e to r
, 5 v a r ia t io n w ith w a v e le n g t h fo r L 代ym u s ch in e n s is (% )
视天底角 (度 ) 波长(微米) w a v e le n g th (拜m )
N a d ir v ie w a n g le (d e g r e e ) o
·
8 9 5 0
·
8 0
·
7
连,曰傀b1.10点OJ,1工JJ‘任9口J峡,.⋯b80八QS“只O UJ49曰O甘00材九j.⋯一袄4bb2JO冉6,人,曰妇‘9O才,臼049自勺J‘bo.⋯厅子,七4连几0目nj,工n‘,一929勺01JO匀亡」hO尸01合J肠月性八j
图 1 为个例 2 , 即 60 。视天底角下总反射系数 、偏振反射系数 、镜面反射系数和漫反射 系
数随波长的变化 , 图 2 为个例 2 同样条件下偏振度 、漫反射 比和镜面反射比随波长的变化情
况 。
草 地 学 报 1 9 9 8 年
表 3 羊草样方不同视天底角偏振反射系数随波长变化 (% )
T a ble 3 P o la r iz e d r e fle e t a n e e fa e t o r
, 5 v a ria tio n w ith w a v e le n g th fo r L即 m u s c hin e n sis (% )
视天底角(度 )
N a d ir v ie w a n g le (d e g r e e )
6 5
60
5 5
5 0
4 5
4 0
3 5
0
.
8 9 5
0
.
4 4 9
0
。
60 9
0
.
5 8 9
0
。
6 9 8
0
.
5 5 2
0
.
4 2 7
0
。
6 2 1
波长 (微米 ) w a v ele n g th印m )
0
.
8
0
.
5 3 1
0
。
6 1 0
0
。
4 6 3
0
.
5 7 2
0
.
4 4 7
0
.
4 10
0
.
4 9 1
0
.
60 6
0
.
80 8
0
.
7 0 0
0
.
8 4 8
0
.
7 6 7
0
。
90 3
0
.
7 2 1
表 4 羊草样方不同视天底角偏振度随波长变化 (% )
T a ble 4 De g
r e e o f p o la riz a t io n
, 5 v a r ia t io n w ith w a v e le n g th fo r 乙卿m u s ch in e n s is (% )
视天底角 (度 ) 波长(微米 ) w a v e le n g th (拌m )
N a d ir v iew a n g le (d e g r e e ) 0
.
8 9 5
2
.
6 1 7
2
。
7 6 6
2
。
4 18
2
.
8 8 6
2
.
7 1 4
1
.
8 9 2
2
.
6 9 8
2
.
8 0 9
2
.
4 9 9
1
.
7 6 7
2
.
1 2 9
2
.
0 3 2
1
.
7 1 7
1
.
8 6 9
9
.
8 8 0
9
.
4 7 6
8
.
2 7 9
9
.
2 0 2
8
.
8 2 0
9
.
5 4 3
8
.
6 9 6
4
.
2 7 2
3
.
5 9 3
3 0 94
3
.
3 50
2
。
9 3 7
2
。
8 19
3
.
0 5 7
只n冲3U亡JO一乃h内卜5la月任啥八乃
总反射 To t a l录 2 0
只JCU卜甘工
So祠O目J。0后p工国
象吸裸喇印
0
L e e es es es 一一“一 一- - 一- - - 上 一一一二二-
0
.
4 0
.
5 0
.
6 0
.
7 0
.
8 0
.
9
波长 Ce n t r a l w a v e le n g t h ( 协 m )
图 1 苔草样方 6 0 度视天底角各系数随波长的变化
Fig
.
1 R e fle e t a n e e fa e t o r s
’ v a r i a t io n w i th w a v e le n g th
u n d e r 6 0 d e g r e e n a d i r v ie w
一a n g le
fo r Ca re x k o r s hi n sk i i
3
.
1
.
2 对个例 2 , 笔者选定 60 度视天
顶角测量条件 (对应的相角一即散射角的
补 角 为 9 9 . 3 度 ) , 参照 v a n d e r b ilt 等
( 1 9 8 5 a ) 的 处理 方 法 , 利 用 F r e s n e l 方
程 、假定叶表面角质层的平均折射 指数
为 1 . 5 , 将偏振反射 系数转换为相 应的
镜面反射系数 ( R S 一 R P x 1 . 07 )算出漫
反射 系 数 ( R d 一 R 一 R S ) 、镜面 反 射 比
( R
S
/ R )和漫反射比 ( R d / R ) 。
3
.
2 结果表明 , 两样方总反射系数呈现出
的典型植被叶绿素反射特征 , 对红光 ( 0 .
7拼m )的吸收与近红外( 0 . 5拌m 和 0 . 9拜m )
的反射有明显的反差 , 其幅度达~ 15 % (表
2
、图 1 ) 。 而相应的偏振反射系数变化起伏
比前者小 1一 2 个数量级 (表 3 、 图 1 ) , 且呈
现缓慢下降趋势 , F re s n e l镜面反射特征得
到了明显体现 。 说明偏振测量对植被总反射
系数中来自叶面和叶内部反射贡献的可分胜 , 在本文测量实例中得到一定程度的体现 。
3
.
3 羊草和苔草样方的偏振度 , 在红光波段上偏振度有一个峰值 , 而在近红外波段上则有
一低谷 (表 4 、图 2 ) , 这可以理解为入射光首先经草的叶面反射 , 其贡献是偏振的且随波长变
第 4 期 韩志刚等 : 草地反射太阳光偏振特性测量个例分析
化平缓 (如上面分析 ) 。 进入叶内部的红
光被叶绿素强烈吸收 , 使得总反射光中红
光经 多次反射后 的漫射份额 (是非偏振
的)减到最低程度 , 而近红外光 由于没有
叶绿素的吸收 , 从叶内部经过多次散射后
出射的漫射贡献明显加大 。 由于偏振度
是光的偏振部分在总光强 (偏振 + 非偏
振 )中所占的比例 , 自然在叶绿素强吸收
的红光波段上 , 有一个偏振度峰值 , 而在
非叶绿素吸收的近红外波段上 , 偏振度明
显下降 。 这说明了对植被而言 , 反射率小
的波段上 , 即暗表面反射光的偏振度高 ,
而反射率大的波段上 , 即亮表面反射光的
偏振度低 。 这与前人对 自然表面以及其
它植被的测量结果 (T a lm a g e 等 , 1 9 5 6 )
相吻合 ,说明本文测量结果的合理性 。
怒 8 0
- , 卜- 偏振度 De g r e e o f 卯 la r i z a t io n
- 峨卜一 镜面反射比 De g r e e o f s p e e u lar
~ ~ 。卜~ 漫反射比 De g r e e o f d i ff u s e n e s s
日OC内 甘匕d‘n
s。的衬uad五摄以呻
0 L es es es eses es es es ‘es es es es eses
0
.
4 0
.
5 0
.
6 0
.
7 0
.
8 0
,
9
波长 Wa v e l e n g t h ( p m )
图 2 苔草样方 6 0 度视天底角各比值随波长的变化
F ig
.
2 P e r e e n t a g e s
’v a r ia t io n w i th w a v e le n g th u n d e r
n a d i r v ie w
一a n g le o f 6 0 d e g r e e fo r
Ca re x k o r sh in sk i i
表 5 偏振度在不同植被下的比较
T a b le 5 C o m p a r is o n o f p o la r iz a t io n d e g r e e fo r d i ffe r n e t e a n o p i e s
植被类型
C a n o Py tyP e ( s )
测量结果 M e a s u r e m e n t r e s u lt s
红光
R e d
一 9 %
一 1 2%
~ 1 9 %
一 3 2%
~ 2 8 %
~ 3 5 %
红光一近红外
R e d
一
N e a r
一IR
文献
R e fe r e n e e
羊草样方 乙。 ,m u s c h in e n s is
苔草样方 C a re x k o rs hi n sk i i
小麦(出穗前 )升it i e u m a e s t i v u m (P r e 一h e a d in g )
三叶草 T r ifo li u m r e Pe ns
高 梁 5 0曙h u m
玉米 (抽穗前 )Co 阴 (P r e 一 h e a d i n g )
~ 7 % 本文 T h is p a p e r
一 1 0 % 本文 T h is p a p e r
无 N / A V a n d e r bilt 等 ( 1 9 8 5 a )
~ 2 8 % W
o e s s n e r
& h
a p k e ( 1 9 8 7 )
一 2 6 % R o n d e a u x 乙 H e rm a n ( 1 9 9 1 )
~ 3 3 % R
o n d e a u x 乙 H e rm a n ( 1 9 9 1 )
4 讨论
4
.
1 本文的结果与其它植被的测量结果有明显的不同 。表 5 给出在相似视场条件下的偏振
度的对比情况 , 表明本文植被个例偏振度均小于其它植被类型 。
4
.
2 假定天光的贡献忽略不计 , 即入射光源只有直射太阳光 。对此 , 笔者认为可以从两方面
进行分析 。
4
.
2
.
1 就总反射系数而言 , 天光在总入射光所占比例很小 。在上述两个个例中 , 对所用标定
灰板进行 了挡直射阳光测量 ,发现所得到的计数值或能量值均小于不挡光测值 1一 2 个数量
级 , 这就是说 , 在公式 ( 4) 中 , 分子和分母同时附加了一个小量 , 对总的结果没有本质的影响 。
4
.
2
.
2 天光对于偏振度的影响也是很小的 。 天光本身相对很小 , 对偏振的贡献至少应按 比
例减少 ;正如 V a n d er bi h 等 ( 1 98 5b )所分析的那样 , 天光是一种扩展光源 , 也就是半球照明
草 地 学 报 1 99 8 年
源 , 就某一特定观测方向而言 , 半球上所有方向的天光被反射并被传感器接收 , 其大小是矢量相
加的结果 , 各方面的偏振贡献互相抵消(尽管不是完全地 ) , 其结果是天光的重要性进一步降低 。
4
.
3 本文只涉及草原太阳反射光线偏振特性的测量 。 所涉及草的叶面 角质蜡层 (C ut icl e
w a x) 具有双折射特性 因而不排除产 生圆偏振 光成分的可能性 , 但根据 E ga n 和 H al oc k
(1 9 6 9) 对于一般植被冠层相关问题的讨论 ,这种贡献可以忽略不计 。
必须指 出 , 本项研究仅仅是初步的 , 仍有待今后进一步深入 。
5 结论
本文首次对我国中纬度草原植被多波段可见光 /近红外偏振反射特性进行定量测量 。 测量结
果表明 , 植被偏振反射的一般经验 , 同时特别定量地给出草原植被偏振反射的数值经验 。
5
.
1 本文的结果无论是趋势还是在数值上都是合理的 。
5
.
2 测量结果表 明 : 对草原遥感而言 , 采用偏振测量 , 可以得到有别于强度测量的独特信
息 。 如前所述 , 由于偏振反射系数更多地反映叶表面特征 , 因此有可能将总反射与偏振反射
相结合 , 同时提取表面与植被的整体经验 , 这是十分有价值的植被遥感信息 。
5
.
3 本文涉及的两类型草原样方的偏振度均明显小于 已有的其它植被偏振测量结果 。这种
偏小的结果其原因还与草原植被的叶面特性及取向有密切关系 。 对此 , 笔者正在做模式研
究 。 总之 , 在草原遥感中引人偏振测量手段 , 值得深入探索 。
参 考 文 献
1 吴北婴 、 吕达仁 、孙金辉 , 1 9 9 2 . 曙暮光天光光度计 . 科学通报 , 15 : 1 4 3 7
2 李小文 、王绵地 , 1” 5 . 植被光学遥感模型与植被结构参数化 . 北京 :科学出版社 , 1 18
3 李建龙 、黄敬峰 、王秀珍 , 19 7 . 草地遥感 . 北京 :气象出版社 , 242
4 BO
r n
M
,
W
o lf E
,
1 9 7 5
.
P r in e ip le o f o p t ie s
: e le e t r o m a g n e tie t he o ry o f p r o p a g a tio n
,
in te rfe r e n e e a n d
d iffr a e tio n o f lig h t
,
st h e d
.
L o n d o n
:
Pe r g a m o n P r e s s (中译本 , 1 9 7 5 , 科学出版社 , 6 0 2 )
5 C a ile u x A
,
D o llfu s A
,
l9 5 o
.
E t u d e p o la r im e t riq u e d e la lu m ie r e r e n v o ye e p a r q u e lq u e s sa ble s e t lim o n s
.
C o m P te s R e n d u s h e b d
.
S e a n e
.
A e a d
.
S e i
. ,
2 3 0
:
1 4 1 1一 1 4 1 3
6 C o u ls o n K L
,
Bo
u rie iu s G M
,
G r a y E L
.
l 9 6 5
.
O p tie a l r e fle e tio n P r o Pe r tie s o f n a tu r a l s u rfa e e s
.
J
.
G eo
-
Ph ys
.
R e s
. ,
7 0 (1 8 )
,
4 6 0 1~ 4 6 1 1
7 C o u ls o n K L
,
l9 6 6
.
E ffe e t s o f r e fle e tio n p r o p e r tie s o f n a t u r a l s u r fa e e s in a e r ia l re eo n n a is sa n e e
.
A p p l
.
O p t
. ,
5 (6 )
:
9 0 5 一 9 1 7
8 D o llfu s A
,
l9 6 l
.
Po la r iz a tio n s t u die s o f th e pla n e ts
.
C ha p t e r 9 in
:
K u ip e r G P
,
M idd l
e hu r st B M
e d s
.
P la n e t s a n d S a te llite s
,
V o l
.
p
,
T he S o la r S y s t e m
.
C h ie a g o : U n iv e r s ity o f C h ie a g o Pre s s
,
3 4 3 ~ 3 9 9
9 Do llf
u s A
,
1 9 9 2
.
T e le s e o p ie p o la r im e t r y o f p la n e t a ry b o d ie s
: a n o v e rv ie w
.
S PIE Pr o e e e din g s
,
1 7 4 7 : 2 5 3 ~
2 6 1
1 0 E g a n W G
,
1 9 8 5
.
Ph o t o m e t r y a n d Po la r iz a tio n in R e m o te Se n s in g
.
N e w Y o r k
:
E ls e v ie r S e ie n e e P u b lis h
-
in g C o
. ,
5 0 3
1 1 E g a n W G
,
H a llo e k H B
,
1 9 6 9
.
Co h e r e n e e p o la riz a tio n p h e n o m e n a in r e m o te s e n s in g
.
Pr o e
.
IE E E
,
5 7
:
6 2 1一 6 2 8 1 2 G r a n t L , 1 9 8 7 . D iffu s e a n d s P e e u la r e h a r ae t e r is t ie s o f le a f r e fle e t a n e e . R e m . S e n s . E n v i-
r o n
. ,
2 2 : 3 0 9~ 3 2 2
1 3 G r a n t L
,
D a u g h t r y C S T
,
V a n d e rb ilt V C
,
1 9 8 7a
.
Po la riz e d a n d n o n
一
p o la r iz e d le a f r e fle e t a n ee s o f
第 4 期 韩志刚等 : 草地反射太阳光偏振特性测量个例分析 2 4 3
Co le u s blu m e i
.
E n v ir o n
.
E x Pe r im e n t
.
BO
t a n y
,
2 7 (2 )
:
1 3 9 一 1 4 5
1 4 G r a n t L
,
D a u g h t r y C S T
,
V a n d e r bilt V C
,
1 9 8 7 b
.
V a ria tio n s in t he p o la r iz e d le a f r e fle e t a n e e o f
So
r g h u m b ie o lo r
.
R e m
.
Se
n
.
E n v ir o n
.
2 1
:
3 3 3一 3 3 9
1 5 G r a n t L
,玩 u g h tr y C s T , v a n d e rb ilt V e , 1 9 9 3 . p o la r iz e d a n d s p e e u la r r e fle e t a n e e v a r ia tio n w ith le a f
s u rfa e e fe a tu r e s
.
Ph ys io lo g ia Pla n ta r u m
,
8 8 : l ~ 9
1 6 L yo t B
,
1 9 2 9
.
R e se a r e h o n th e p o la riz a tio n o f lig h t fr o m p la n e ts a n d fr o m s o m e te r r e s t ria l s u b st a n ee s
.
In A n n a le s d e l
,
o bs e r v a to ir e d e p a r is
,
Se
e tio n d e M
e u d o n
,
8 (1 ) (E n g lis h T r a n s la tio n
:
1 9 6 4
,
N A S A T T
F
一
18 7
,
14 4 )
1 7 R o n d e a u x G
,
H e rm a n M
,
1 9 8 7
.
Po la riz a tio n o f lig h t r e fle e te d b y e r o p e a n o p ie s
.
R e m
.
Se n s
.
E n v ir o n
. ,
3 8 : 6 3 ~ 7 5
18 S la te r P N
,
19 8 3
.
Pho to g r a p h ie s ys te m fo r r e m o te s e n s in g
.
In
:
C o lw e ll R N e d
.
M
a n u a l o f R e m o t e
Se n
sin g
,
Zn d e d itio n
.
Fa lls C h u r e h
,
V irg in ia
:
A m e r ie a n So
e ie ty o f P ho t o g r a m m e t ry
,
2 3 1一 2 8 9
19 T a lm a g e D A
,
C u rr a n P J
,
1 9 8 6
.
R e m o te s e n s in g u s in g p a r t ia lly p o la riz e d lig h t
.
In t
.
J
.
R e m
.
S e n s
. ,
7
(l ) : 4 7~ 6 4
2 0 V a n d e r b ilt V C
,众 V e n ee ia K J , 1 9 8 8 . S p e e u la r , d iffu s e a n d p o la r iz e d im a g e r y o f a n o a t ea n o p y . IE E E
T ra n s
.
G e o se i
.
R e m
.
Se
n
.
26 : 4 5 1~ 4 62
2 1 V a n d e r b ilt V C
,
G ra n t L
,
19 8 5
,
P la n t e a n o py s p e e u la r r e fle e t a n e e m o d e l
.
IE E E T r a n s
.
G e o s e i
.
R e m
.
Se
n s
. ,
G E 2 3 (5 ) : 7 2 2 ~ 7 3 0
2 2 V a n d e r b ilt V C
,
G r a n t L
,
Bi
e hlL L
,
R o b in s o n B F
,
1 9 8 5 a
.
S p e eu la r
,
d iffu s e a n d p o la riz e d lig h t se a t t e r e d
by t w o w h e a t e a n o Pies
.
A PPI
.
O P t
. ,
2 4 (1 5 ) : 2 4 0 8~ 2 4 1 8
2 3 V a n d e r b ilt V C
,
G ra n t L
,
Da
u g h tr y C S T
,
1 9 8 5b
.
P o la r iz ed lig h t by v e g e t a t io n
.
P r o e
.
IE E E
,
7 3 ( 6 )
:
1 0 1 2 ~ 1 0 24
2 4 W o
e s s n e r P
,
H a p ke B
,
1 9 8 7
.
Po l
a riz a t io n o f lig h t s e a te r e d b y e lo v e r
.
R e m
.
S e n s
.
E n v ir o n
. ,
2 1
:
2 4 3一 2 6 1
2 5 W
rig h t F E
,
1 9 2 7
.
Po la r iz a tio n o f lig h t r e n e e te d fr o m r o u g h s u r fa e e w it h s p e e ia l r e fe r e n e e t o lig h t r e
-
fle e ted fr o m the m o o n
.
Pr o e
.
N a tn
.
A e a de m y Sc i
.
U
.
5
.
A
. ,
1 3
:
5 3 5 ~ 5 4 0
M e a s u r e m e n ts o f P o la r iz a tio n o f L ig h t R e fle c te d b y
G r a ss la n d
: A C a s e S tu d y
H a n Z h ig a n g L u D a r e n L iu C h u n t ia n D u a n M in z h e n g
(In s tit u t e o f A tm o s Phe r i。 Ph y si。 , C hin e s e A e a d e m y o fSc i
e n ee s , B e iji
n g 1 0 0 0 2 9 )
A 加tr a c t : 玩 rin g th e IM G R A ss (In n e r M o n g o lia G r a s s la n d 一A t m o s p h e r e 一S u rfa e e S t u d y ) s u m m e r
ea m p a ig n in 1 9 9 8
, th e p o la riz a tio n e h a r a et e ris tie s o f r e fle e te d s u n lig h t b y n a t u r a l s te p p e e a n o p ie s w e r e m e a
-
s u r e d w ith IA P p o la rim e te r
.
T w o e a s e s w e r e r e p o r td a n d a n a lyz e d he r e in
, o n e fo r L卿m u s ch in e n sis a n d the
o th e r fo r Ca re
x k o r sh in sk ii
.
Po la riz a tio n d e g r e e s o f r e fle e te d s u n lig h t fo r th e tw o e a s e s w e r e fo u n d to be o b
-
v io u s ly s m a lle r t ha n th e p u b lis he d o n e s fo r o the r ea n o p ie s a t s im ila r v ie w in g g e o m e t rie e o n d itio n s
.
A n d th e
s p e e u la r r e fle e tin g e h a r ae t e ris t ie s o f v e g e t a tio n w e r e r e p r o d u e e d t o so m e e x te n t fo r th e e a s e s h e r e o f
,
w h ie h
e o u ld n
, t be a v a ila b le b y p h o to m e tr ie m e a s u re m e n t a lo n e
.
In e o n e lu s io n
, a s fo r p a s s iv e lig h t r e m o te s e n s in g
o f g r a s s la n d
,
p o la r im e t r y m a y b e u s e fu l fo r a d ditio n a l in fo rm a tio n th a t 15 n o t o bt a in a b le o r d iffieu lt to o b
-
t a in fr o m ph o to m e try a lo n e
, 5 0 m o r e e ffo r t s ho u le b e d o n e
.
K ey w o r d s : L ig h t p o la r iz a tio n ; R e fle et e d s u n lig h t ; S te p p e ; Po la r iz a tio n o f v e g e ta tio n e a n o p y