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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

叶面积指数（leaf area index, lai）是描述植被冠层结构的重要参数之一，控制着植被的生物物理过程，如冠层光线的截获，冠层内光合有效辐射分布等。lai不仅是许多生态和气候模型的重要输入变量，而且是生态系统动态变化监测的一个重要指标，因此我们可以通过基于arcgis的二次开发设计一个小型的系统，对叶面积指数进行简单的运算，对遥感数据（比如说gf-1、modis）投影转换，空间分析以及动态监测等目的。

国内外研究现状

叶面积指数反演的关键是如何根据光子在冠层中的辐射传输过程及其形成的特殊光谱响应特征，建立其与遥感地表反射率的关系模型。遥感观测的植被指数（vegetation index, vi）与叶面积指数密切相关，通过拟合两者的经验关系可以简化复杂的冠层辐射传输过程，直接将地表反射率表示为叶面积指数的函数。另外，描述光子在冠层中传输过程的物理模型也可以模拟地表反射率与叶面积指数的关系。根据建立关系方式的不同，当前光学遥感反演叶面积指数主要有2 种方法：基于植被植被指数的经验关系方法和基于物理模型的方法。

在叶面积指数的测量中，最常用的直接测量方法有：干重法、长宽系数法、称重法、计算机图斑法以及叶面积仪等方法。这些方法能够直接获取值，精度较高，但需要花费大量的人力和时间进行实物测量，只适用于小样区及矮小灌木，且直接破坏植被，对于推广获取大范围甚至是全球的存在很大的局限性。近些年，植被冠层分析以其快速、对作物叶片无损、重复观测等特点而广泛应用，常用的冠层分析仪有lai-2000、acupar、trac、sunscan以及半球形照相机等。^[1]

2. 研究的基本内容

传统的获取方法主要有农学方法或光学仪器测定，费事费力、具有一定的破坏性、难以实现大面积区域的反演。与传统观测手段不同，遥感技术在不直接接触目标地物的情况下，通过获取、处理和分析电磁能量与探测目标地物的信息，目前已成为人类获取地球空间信息的主要技术手段。遥感技术能把传统测量方法获取“点”的有限代表性信息扩展为更加符合客观世界的“面”信息区域信息，获取的不同尺度大范围、高精度lai信息为地表参数定量分析提供科学依据和技术支撑。

设计的叶面积指数演示系统，主要是实现提供类似envi的波段运算功能，对影像进行波段运算，如归一化植被指数（ndvi）、比值植被指数（rvi）等的运算、。通过用户输入的计算公式，选择各个变量所对应的波段，进行运算。将运算结果保存为图像格式。

由于是软件设计型的文章，主要的内容通过设计的主要步骤来呈现，设计内容及步骤如下：

3. 实施方案、进度安排及预期效果

方案：

（1）下载安装arcgis10.1和visual studio2010

（2）将系统化分为几个模块进行设计：

4. 参考文献

[2]. 李鑫川, 多源遥感数据冬小麦估算研究. 南京信息工程大学, 2013: 第1-2页.

[3]. 刘洋, 刘荣高, 陈镜明, 程晓, 郑光, 叶面积指数遥感反演研究进展与展望. 地球信息科学学报, 2013: 第734-743页.

[4]. 苗乃哲, 基于landsat_tm数据的冬小麦不同生育期叶面积指数反演方法精度比较. 西安科技大学, 2012: 第14-16页.