Bijvoegsel - Spectrale handtekening van vegetatie

Spectrale signatuur van vegetatie

Vegetatie bedekt een groot gedeelte van het landoppervlak van de aarde. Vanwege haar rol in het regelen van de mondiale temperatuur, de absorptie van CO₂ en andere belangrijke functies is het tot een type landbedekking van grote betekenis en belang. Teledetectie kan voordeel halen uit de bijzondere manier waarop vegetatie invallende elektromagnetische energie weerkaatst en informatie krijgen over de vegetatie.

Cellulaire bladstructuur en de wisselwerking ervan met elektomagnetische energie. Het meeste zichtbare licht wordt geabsorbeerd, terwijl bijna de helft van de nabij-infrarode energie wordt weerkaatst.

Onder de bovenste epidermis (de dunne laag cellen die de bovenkant van het blad vormen) bevinden zich allereers twee lagen cellen. De bovenste is het palissadeparenchym en bestaat uit langgerekte cellen die verticaal dicht tegen elkaar liggen. In deze laag zit het meeste chlorofyl, een eiwit dat verantwoordelijk is voor het opvangen van zonne-energie en het fotosyntheseproces op gang houdt. De laag daaronder is het sponsparenchym bestaande uit onregelmatig gevormde cellen met veel luchtruimten ertussen om de circulatie van gassen toe te laten.

Naast chlorofyl bevat de pallisadenparenchym andere pigmenten, zoals carotenoïden, anthocyaninen en andere, die ook verantwoordelijk zijn voor de absorptie van licht. Vanwege die pigmenten wordt het grootste deel van de zichtbare elektromagnetische energie geabsorbeerd, vooral in de blauwe en rode banden. Absorptie in de groene banden is iets zwakker, wat de reden is waarom vegetatie er groen uitziet in onze ogen. Als gevolg daarvan ontsnapt zeer weinig energie uit het palissadeparenchym en wordt er ook zeer weinig teruggekaatst in de lucht. Anderzijds hebben deze pigmenten geen invloed op de nabij-infrarood (NIR) energie en dringt deze bijna volledig door het palissadenparenchym. Wanneer de NIR-energie het sponsparenchym bereikt, wordt door de aanwezigheid van luchtholtes de NIR-energie in allerlei richtingen gebroken. Dit heeft tot gevolg dat ongeveer de helft van de energie het blad verlaat via de onderste epidermis en de andere helft via de bovenste epidermis, de lucht in.

Telesensoren, die de weerkaatste energie in de zichtbare en nabij-infrarode banden van het spectrum registreren, zullen een zeer zwak signaal in de blauwe en rode banden registreren, en iets sterker in de groene en zeer sterk in de nabij-infrarode band. Als de sterkte van de signalen voor iedere band op een grafiek wordt weergegeven, zal deze op de onderstaande figuur lijken:

Spectrale signatuur van vegetatie. Vegetatie heeft een lage reflectantie in de zichtbare band en een hoge reflectantie in de nabij-infrarode band.

De combinatie van lage zichtbare reflectantie en hoge reflectantie van het nabij-infrarood is uniek voor de meeste types vegetatie en dat is de reden waarom dit bekend staat als de spectrale signatuur van vegetatie.