多光谱植被反射和诱导荧光联合探测激光雷达基础研究

基于测地激光雷达的激光回波强度具有地物分辨能力和激光诱导荧光遥感具有植被物性探测能力的原理，本项目提出开展一种多波长（3～5个波长）植被反射和诱导荧光联合探测激光雷达的基础研究。项目研究中，将对不同生长状态的典型植被的高分辨反射光谱和诱导荧光谱进行系统的实验测量，并据此对典型植被反射和诱导荧光光谱特性及两者的相关性进行分析，开展特征波长选择算法研究，为在本项目技术设计中合理地选择有限数量的激光发射波长和荧光接收波长提供理论依据。在此基础上，开展植被多光谱反射和荧光探测激光雷达的单元技术和系统集成技术研究，并完成其原理样机的研制。该技术计划采用多波长激光发射、多通道光子计数接收，并以扫描方式获取地物的空间和物性信息。通过本项目研究，可望以相对较为简单的技术系统，达到显著提高测地激光雷达植被物性探测能力的目的，为进一步将其发展为一种实用的机载对地观测新手段打下良好的原理和技术基础。

2012年1月-2014年12月间，项目研究组严格按照计划实施本课题的研究工作，开展多光谱植被反射和诱导荧光探测激光雷达系统的理论基础研究，分析和归纳其中的关键问题，在植被激光诱导荧光光谱特征波长选择方法、单元技术和数据处理与分析等研究内容上进行了深入的研究：.开展了大量的地物激光反射和诱导荧光光谱测量实验，进行了反射谱和荧光光谱分析和波长选择研究，获得了植被叶绿素高分辨荧光谱和反射谱的特征波长；完成了紫外激光光束整形和扩束、高分辨光栅分光接收系统以及集成与控制的设计，并实现其硬件设计；在数据获取与预处理部分，开展了基于植被荧光光谱的植被理化参数反演研究。课题组完成了本课题合同任务书中列出的所有研究任务和相应硬件系统的研发工作，开发研制了多光谱植被反射和诱导荧光探测激光雷达实验样机，同时首次获取了大量的激光雷达地面实测数据并进行了相关分析。项目完全按计划执行，任务合同书规定的各项任务全部完成，部分超过，顺利达到研究目标。 .本项目共发表研究发表论文8篇，其中2区SCI论文3篇，EI论文4篇，核心期刊1篇，申请国家专利2项，联合培养在读博士研究生3人。