本课程为北京林业大学“植被定量遥感技术专题”研究生课程。课程开自2013年，主要讲述植被定量遥感的研究内容、主要模型、反演方法和林业应用案例等。2018年申请了科学出版社十三五教材项目，将近几年的科研成果和教学感悟系统整理，以期形成一套参考教材。 在上述背景下，《林业定量遥感：框架、模型和应用》教材产生了。它在讲义和课件基础上撰写，包括了作者长期在林业遥感科研一线工作的思考、成果、经验的总结。《林业定量遥感：框架、模型和应用》注重林业行业中的特殊性，包括山区地形、高大森林植被、多云雨天气、生物多样性需求等，构建广义定量遥感理论和林业应用的桥梁，提出了林业定量遥感的框架、模型和应用体系，结合作者在林学背景研究生教学中的经验体会，力图深入浅出地介绍林业定量遥感的框架、重难点、解决方案和应用前沿。全书共7章。第1章介绍林业定量遥感框架和重难点，第2章介绍光学遥感辐射传输模型，第3章介绍森林参数遥感反演原理方法，第4章介绍激光雷达模型，第5章介绍微波雷达遥感模型，第6章介绍热红外遥感应用，第7章介绍高光谱遥感的最新应用。第8章介绍多源数据模拟、融合及其病虫害遥感、林火遥感、石漠化、生物多样性等方面的监测案例。 教材即将出版，请耐心等待。

习题

例2.1：假定某一个叶片分为2个薄层，每个薄层的反射率均为0.4，透过率均为0.3，请计算叶片总的反射率和透过率。

答案：见教材

例2.2：假定某一个针叶其他条件同表2-2的默认值，试用LIBERTY模型模拟叶绿素含量取值50，100，200和500下的670nm和870nm的反射率，并计算NDVI。

答案：在RAPID2软件中，选中Tools->Leaf Spectrum菜单，勾选LIBERTY选项即可模拟。输入指定参数，可以获得400到2500nm的模拟光谱曲线，选取670nm和870nm的数值，可以获得结果，分别为0.054，0.520，NDVI为0.812。

例2.3：现有某一阔叶，长宽约5.6cm，厚度0.1cm，重量含水量50%，在常温25摄氏度下，计算介电常数和不同角度下的散射截面(dB)。

答案：在RAPID2软件中，选中Tools->Leaf Spectrum菜单，勾选Dielect选项即可模拟叶片介电常数。勾选RadarAngle选项即可模拟不同角度下的后向散射系数。输入指定参数，可以获得模拟曲线。

例2.4：现有某一树干，直径15cm，重量含水量40%，在常温25摄氏度下，计算不同角度下的散射截面(dB)。

答案：在RAPID2软件中，选中Tools->Stem/Branch Spectrum菜单，勾选Dielect选项即可模拟树干和树枝的介电常数。勾选RadarAngle选项即可模拟不同角度下的后向散射系数。输入指定参数，可以获得模拟曲线。

例2.5：设定土壤粗糙度0.015 cm，相关长度18cm，重量含水量30%，在常温25摄氏度下，计算不同角度下的土壤散射截面(dB)。

答案：在RAPID2软件中，选中Tools->Soil Spectrum菜单，勾选Dielect选项即可模拟土壤介电常数。勾选RadarAngle选项即可模拟不同角度下的后向散射系数。输入指定参数，可以获得模拟曲线。

例2.6：请使用5-Scale模型的默认值(表2-4)，修改株数密度为1000株/ha，然后调整树冠半径为0.1，0.5，1.0，1.5，2.0和2.5m，绘制垂直观测下的NDVI随着树冠半径的变化折线图。

答案：在五尺度GUI界面中，点击菜单Input parameters, 输入参数，左下角的Crown radius(m)参数即为树冠半径。修改其为0.5，然后点击OK。然后点击工具栏的Run按钮，即可得到0.5m树冠半径下的主平面下的BRF曲线。点击Switch view工具看到反射率的表格，记录星下点的NDVI。依此方法，继续记录其他树冠半径的反射率，然后作图。具体可以参见教材。

例3.1：已知某个观测方向(天顶角theta)的孔隙率P,怎样计算冠层LAI。

答案：当冠层均匀，叶片椭球分布的时候，LAI = -2*cos(theta)*ln(P)。当冠层有聚集分布趋向的时候，通常用聚集指数C(0-1)来描述聚集情况，LAI = -2/C*cos(theta)*ln(P)

例3.2：参考表3.2，基于SAIL模型建立均匀植被的反射率和叶绿素、叶面积指数的查找表(LUT)，并用代码实现反演。

答案：主要步骤见教材。具体算法代码请参考LUT反演的Matlab代码

例4.1：请编写随机采样一致性( RANSAC) 算法进行圆拟合，用于从点云中提取胸径。

答案：Matlab代码下载

例5.1：已知某SAR图像，像元方位向分辨率(Azimuth Pixel Spacing)为13.95m，像元距离向分辨率(Range Pixel Spacing)为2.32m，入射角(Incidence Angle)为39.27°，请计算地距分辨率和视数，以便进行多视处理。

答案：地距分辨率=2.32/sin(39.27°)=3.67m。视数为4，可以得到3.67m×4=14.68m的地距分辨率。要得到近似14.68m的分辨率，方位向视数为1，多视后的分辨率为13.95m。

例6.1：请计算温度为300K、800K、1400K、1900K、2400K下的黑体辐射，波长从0.4到4.0um，步长0.05um，绘制辐射曲线，并验证维恩位移定律。

答案：Matlab代码下载

例7.1：请用PROSPECT模型模拟不同含水量条件下的叶片光谱曲线，观察是否符合教科书的反射率变化趋势，并计算植物水分光谱指数，绘制散点图分析光谱指数和含水量的关系。

答案：在Matlab中PROSPCT代码里固定其他变量不变，利用for循环改变EWT值，得到不同含水率下的叶片光谱曲线。其中含水率FMC=EWT/DMC。具体可见教材。