Retrieving Leaf Chlorophyll Content by Incorporating Variable Leaf Surface Reflectance in the PROSPECT Model
Notice bibliographique
Résumé
Leaf chlorophyll content plays a vital role in plant photosynthesis. The PROSPECT model has been widely used for retrieving leaf chlorophyll content from remote sensing data over various plant species. However, despite wide variations in leaf surface reflectance across different plant species and environmental conditions, leaf surface reflectance is assumed to be the same for different leaves in the PROSPECT model. This work extends the PROSPECT model by taking into account the variation of leaf surface reflection. In the modified model named PROSPECT-Rsurf, an additional surface layer with a variable refractive index is bounded on the N elementary layers. Leaf surface reflectance (Rs) is characterized by the difference between the refractive indices of leaf surface and interior layers. The specific absorption coefficients of the leaf total chlorophyll and carotenoids were recalibrated using a cross-calibration method and the refractive indices of leaf surface and interior layers were obtained during model inversion. Chlorophyll content (Cab) retrieval and spectral reconstruction in the visible spectral region (VIS, 400–750 nm) were greatly improved using PROSPECT-Rsurf, especially for leaves covered by heavy wax or hard cuticles that lead to high surface reflectance. The root mean square error (RMSE) of chlorophyll estimates decreased from 11.1 µg/cm2 to 8.9 µg/cm2 and the Pearson’s correlation coefficient (r) increased from 0.81 to 0.88 (p < 0.01) for broadleaf samples in validation, compared to PROSPECT-5. For needle leaves, r increased from 0.71 to 0.89 (p < 0.01), but systematic overestimation of Cab was found due to the edge effects of needles. After incorporating the edge effects in PROSPECT-Rsurf, the overestimation of Cab was alleviated and its estimation was improved for needle leaves. This study explores the influence of leaf surface reflectance on Cab estimation at the leaf level. By coupling PROSPECT-Rsurf with canopy models, the influence of leaf surface reflectance on canopy reflectance and therefore canopy chlorophyll content retrieval can be investigated across different spatial and temporal scales.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».