陸域植生太陽光誘起クロロフィル蛍光の衛星データの標準化

陆地植被太阳诱导叶绿素荧光卫星数据标准化

• 批准号: 22K12343
• 负责人: 押尾 晴樹
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12343/
• 关键词: リモートセンシング; 太陽光誘起クロロフィル蛍光; 放射伝達モデル; 数値シミュレーション; 短波長放射; クロロフィル蛍光; 光合成; 放射伝達

本年度は、放射伝達モデルにより様々な条件で太陽光誘起クロロフィル蛍光のシミュレーションを行い、太陽光誘起クロロフィル蛍光のリモートセンシングによる観測値と森林景観の特徴の関係を分析するための基礎となるデータを作成した。はじめにシミュレーション方法について検討した。当初使用を予定していたFLiES-SIFモデルは、確率論的な方法（モンテカルロ法）で光線の軌道を計算するものであり、安定的な結果を得るにはやや計算負荷が大きい。そこで、より負荷の小さい方法として、計算対象点と光源を結ぶパスのみを考慮して計算する方法（つまり、実際には光源から直接来る光だけでなく、周囲の物体で散乱して届く光もあるが、それは明示的には計算せず計算対象点と光源を結ぶパスの特徴量で近似する方法）もテストした。樹木の大きさ、波長帯、葉の角度、太陽天頂角など条件を変えて、モンテカルロ法と簡易法で樹木の吸収放射量を計算した。その結果、光合成有効放射であれば、条件によらずモンテカルロ法と簡易法の差は小さかった。一方で、近赤外域（リモートセンシングで太陽光誘起クロロフィル蛍光を観測する波長域）では、特に樹木のサイズが小さい場合にモンテカルロ法と簡易法の差が大きくなった。このことから、予定通りFLiES-SIFモデルを使用することとした。次に、FLiES-SIFモデルを用いて様々な条件で太陽光誘起クロロフィル蛍光のリモートセンシングによる観測値のシミュレーションを行った。本課題の目的が太陽光誘起クロロフィルの衛星観測データの標準化であるので、植生指数などを用いて太陽光誘起クロロフィル蛍光の観測値を植生キャノピー内の蛍光の総量に変換する既存の手法をテストした。その結果、熱帯雨林のように植生の密度の高い場所では、既存のモデルも有効であることが示唆された。

今年，我们使用辐射转移模型在各种条件下模拟了太阳能诱导的叶绿素荧光，并创建了潜在的数据，以通过遥感和森林景观的特征来分析太阳能诱导的叶绿素荧光的观测。首先，我们讨论了仿真方法。最初计划使用的FLIE-SIF模型使用随机方法（Monte Carlo方法）计算射线的轨迹，并且需要进行相当大的计算工作以获得稳定的结果。因此，我们还测试了一种考虑连接计算点和光源的路径的方法（即实际上，不仅光直接来自光源，还来自光源，还通过周围的物体散射并到达，而是明确地计算出来，我们将其近似于连接计算点和光源的路径的特征量）。使用Monte Carlo方法和简单的方法，例如树大小，波长条带，叶角和太阳天顶角来计算树的吸收辐射量。结果，无论条件如何，蒙特卡洛方法与简化方法之间的差异很小，并具有光合有效的辐射。另一方面，在近红外区域（通过遥控感观察到阳光引起的叶绿素荧光的波长范围），蒙特卡洛方法和简化方法之间的差异增加了，尤其是当树大小很小的时候。因此，我们决定按计划使用苍蝇-SIF模型。接下来，使用FLIES-SIF模型在各种条件下对太阳能诱导的叶绿素荧光的遥感模拟观察值。由于该任务的目的是标准化太阳能诱导的叶绿素的卫星观测数据，因此我们测试了一种将观察到的太阳能诱导氯植物荧光值转换为使用植被指数中植被冠层中荧光总量的方法。结果表明，现有模型在植被密度高的地区（例如热带雨林）也有效。

项目成果

樹木の短波長放射吸収量の3次元分布の数値計算 モデル間比較

树木短波长辐射吸收三维分布的数值计算模型比较

• 发表时间: 2022
• 作者: 増田良帆;野口真希;Smith Sherwood Lan;山中康裕;中野英之;押尾晴樹
• 通讯作者: 押尾晴樹