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植物叶片的生化参数，如叶绿素（LCC）、类胡萝卜素（CAR）和水含量（EWT），提供了关于光合作用和生理状态的重要信息。光谱指数是估算这些参数的常用方法，但在高空间分辨率数据中，受到随机分布的叶片角度、不断变化的太阳角度和传感器本身较宽的视场角等因素的影响，其精度通常较低。因此，需要开发出能够准确估算生化参数而不受这些因素影响的光谱指数。

本研究提出了一种角度抗性光谱指数（ARSI），通过三步波段选择方法确定了估算生化参数的ARSI波段组合。结果显示，相较于现有指数，ARSI在减少镜面反射影响方面表现出潜力。它能够快速、稳健地从多角度测量数据中估算叶片的生化含量，并在不同装置测量的各种类型的光谱上都能够获得准确的估算精度。此外，在植株冠层的近距离高光谱图像中，现有指数受镜面反射影响较大，而ARSI则通过减轻镜面反射效应获得了准确的估算图。综上所述，ARSI具有抵抗镜面反射对生化参数估算的影响的能力，能够高效准确地估算叶片的生化含量，对于监测植物的生长状态和生理反应具有重要意义。

以上研究成果以“Optimizing angular resistant spectral indices to estimate leaf biochemical parameters from multi-angular spectral reflection”为题发表于Agricultural and Forest Meteorology期刊。我院博士研究生冉东杰为第一作者，孙仲秋教授和卢珊教授为通讯作者，东京大学名誉教授Kenji Omasa为主要合作者。该研究得到了国家自然科学基金、中央高校基础研究基金和中央引导地方科技发展资金项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2024.109916  

图1. 图形摘要

图2. Schefflera arboricola物种的真彩色合成图像（a），以及使用ARSI_LCC（b）和ARSI_CAR（g）估算的叶绿素含量（LCC）和类胡萝卜素含量（CAR）图。不同光谱指数估算的叶片1和叶片2的LCC（c–f）和CAR（h–k）图。