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自然界中任何地物都具有其自身的電磁輻射規律，這種特性稱為地物的光譜特性，遙感就是主要利用物體的電磁波區別地物。霧霾對實際的地物光譜曲線測量的影響是不可避免的，霧霾對地物反射率的影響直接影響到植被指數、葉面積指數、葉綠素反演土壤線計算等遙感參數的精度，影響到干旱監測資源調查等很多遙感應用方面的工作。

01實驗內容

通過霧霾模擬實驗室，利用激光粉塵儀測量PM2.5的含量；利用光譜儀測量了被、水泥地表以及不同含水量(0，5%，10%，15%，20%，30%，40%，50%)的土壤在不同的霧霾濃度下(晴空、PM35，PM75，PM150)的反射光譜曲線，同時與室外太陽光照下測量的光譜進行了對比測量和分析。

02實驗結果

2.1霧霾對草坪測量的光譜曲線的影響

不同霧霾濃度下，草坪測量的反射光譜曲線如圖1。從圖1可知，在不同霧霾濃度下，植被測量的反射光譜曲線有較大的變化:晴空時條件下，草坪的反射率最高，反射率曲線也最平滑，隨顆粒物濃度的增加，霧霾顆粒的散射、反射等使測量的草坪反射率下降，且反射率曲線的起伏增多，但當PM值升至150時，曲線的平滑度又有所增加。室外測量PM濃度為108時的草坪的光譜曲線的近紅外區域的反射率幾乎與室內PM濃度150時測量的反射率相近，但可見光區的反射率高于室內PM濃度150時的測量值。

圖1不同霧霾濃度下的草坪的光譜曲線

2.2霧霾對水泥地測量的光譜曲線

不同霧霾濃度下，水泥測量的反射光譜曲線如圖2.從圖2可知，不同的霧情況對水泥地反射率光譜曲線的測量同樣有較大的影響：室內測量的水泥的光譜曲線隨著PM值的增加而降低，且反射率光譜曲線的平滑度下降，到PM值為150時，反射率光譜曲線的平滑度略有增加。室外測量的PM值為108時的反射率值低于室測量的PM為150時的反射率。

圖2不同霧霾濃度下的水泥地的光譜曲線

2.3霧霾對土壤測量的光譜曲線的影響

土壤的光譜曲線隨土壤含水量的不同有較大變化，本實驗測量了不同霧霾濃度對不同含水量(0，5%，10%，15%，20%，30%，40%，50%)的土壤反射率光譜曲線的影響:圖3-圖7反應了不同霧濃度(晴空，PM35，PM75,PM150，PM108)對不同含水量(0，5%，10%，15%，20%，30%，40%，50%)土壤的反射率光譜曲線的影響。由此可見：不同的霧霾濃度對不同土壤含水量的土壤反射率光譜曲線都有不同程度的影響。霧霾對土壤反射率曲線的影響，同草坪、水泥的情況類似，晴空時土壤的反射率是最高的，反射率曲線也最平滑，隨著霧霾濃度的增加，不同含水量的土壤的反射率都有所降低，且光譜曲線的平滑度也下降，尤其是在藍、紅光、近紅外波段，當霧濃度增加時，反射率曲線起伏劇烈，即霧霾對藍、紅光、近紅外波段的反射率影響較大。

圖3晴空時不同含水量的土壤光譜線

圖4濃度為時不同含水量的土壤光譜曲線

圖5濃度為時不同含水量的土壤光譜曲線

圖6濃度為時不同含水量的土壤光譜曲線

圖7濃度為時不同含水量的土壤光譜曲線室外

由圖8和圖9可知，同一含水量的土壤在不同霧濃度下，其測量的光譜曲線也有較大的變化，說明不同的霧濃度對不同含水量土壤次測量的光譜曲線的影響不同，且影響的幅度也不一樣。

圖8不同霧霾濃度下干燥土壤的光譜曲線

2.4霧霾對地物測量的反射率光譜曲線的影響

從以上分析可知，無論是在室內還是室外，霧對植被、土壤、水泥地等主要地物測量的光譜曲線都有較大的影響；各主要地物的光譜曲線都是在晴空時反射率最高，反射率光譜曲線也最平滑，隨霧顆粒物濃度的增加，各主要地物的反射率都呈降低趨勢，但降幅都不盡相同，降幅沒有明顯的規律可循;室內與室外測量的反射率曲線因為霧顆粒成分、含量的不同而不同。

圖9不同霧霾濃度下含水量為20%的土壤光譜曲線

03實驗結論

植被指數、葉面積指數、葉綠素反演、土壤線計算、干旱監測等遙感參數都與土壤、植被的反射率息息相關霧霾對地物測量反射率光譜的影響直接影響到這些遙感參數反演的精度。霧霾對各主要地物反射率的影響雖有大體的規律可循，但不同波段、不同含水量狀況不同霧霾濃度等的影響都不盡相同，且影響大小、范圍都沒有明顯的規律，因此利用統計規律消除霧霾影響有較大困難。

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