الانعكاسية الطيفية للغطاء النباتي والتربة والمياه

 الانعكاسية الطيفية للغطاء النباتي والتربة والمياه :   Spectral Reflectance of Vegetation, soil and water

& يوضح الشكل منحنيات الانعكاسية الطيفية لثلاث أنماط أساسية من معالم الأرض : غطاء نباتي أخضر وتربة عارية جافة (لوم loam رمادي) ومياه بحيرة صافية . وتمثل المنحيات في هذا الشكل متوسط منحنيات الانعكاسية وقد تم تجميعها من خلال قياسات لنماذج كثيرة من المعالم ويلاحظ كيف تتميز المنحنيات في كل معلم من المعالم ويعد شكل هذه المنحنيات عامة مؤشراً يميز المعالم المختلفة ودونه فإن المنحنيات تبدي نقاطاً أساسية تشير إلى الانعكاسية الطيفية لذلك المعلم . &

 شكل يوضح منحنيات نموذجية للانعكاسية الطيفية للغطاء النباتي و التربة و الماء 

& فمنحنيات الانعكاسية الطيفية للغطاء النباتي الأخضر مثلاً تبدي دوماً وتقريباً شكل الذروة والوادي Peak and Valley أي المرتفعات والمنخفضات وتوافق المنخفضات في الجزء المرئي من الطيف أصبغه أوراق النبات ، فالكلوروفيل chlorophyll مثلاً يمتص بشدة طاقة المجالات التي تتركز موجتها حول 0.45 و0.67 ميكرومتر لذلك ترى عيوننا الغطاء النباتي بلون اخضر لأن الأوراق النباتية تمتص بشدة الطاقة الزرقاء والحمراء وتعكس بشدة الطاقة الخضراء ، فإذا تعرض نبات ما لمرض ما يعوق نموه الطبيعي وإنتاجيته فإن ذلك قد يؤدي إلى خفض إنتاج الكلوروفيل أو وقفه وتكون النتيجة انخفاضاً في امتصاص الكلوروفيل في مجالات الأشعة الحمراء والزرقاء وغالباً ما تزداد انعكاسية المدى الأحمر بحيث تتحول معها رؤيتنا للنبات إلى اللون الأصفر وهو مزيج من الأخضر والأحمر . فإذا انتقلنا من الجزء المرئي إلى الجزء تحت الأحمر القريب في نحو 0.7  ميكرومتر فإننا نلاحظ ازدياد انعكاسية الغطاء النباتي ازدياداً كبيراً ، وفي المدى بين نحو 0.7 و 1.3 ميكرومتر حيث تعكس ورقة النبات 40-50 % من الطاقة التي ترد إليها . ومعظم الطاقة الباقية تنفذ لأن الامتصاص في هذه المنطقة من الطيف يكون في حده الأدنى (أقل من 5%) وتتولد انعكاسية النبات في المدى 0.7-1.3 ميكرومتر بصورة رئيسية عن البنية الداخلية لأوراق النبات . &

 & ونظراً لأن هذه البنية تتغير تغيراً كبيراً بين الأنواع النباتية فإن قياسات الانعكاسية في هذا المدى تسمح لنا في الغالب بتمييز الأنواع ولو بدت متشابهة في الموجات المرئية وبشكل مماثل فإن كثيراً من الأمراض التي تتعرض لها النباتات تغير الانعكاسية في هذه المنطقة ، لذلك فإن الراديومترات والمستشعرات التي تعمل في هذا المدى غالباً ما تستخدم للكشف عن الأمراض التي تصيب النبات . &

& تؤثر الطبقات المتعددة من أوراق الغطاء النباتي بشكل كبير على النفاذية والانعكاسية ولذلك فإن انعكاسية الأشعة تحت الحمراء القريبة تزداد كلما ازداد عدد طبقات الأوراق في الغطاء النباتي وتصل هذه الانعكاسية إلى حدها الأعظمي عندما يصبح عدد الطبقات ثماني طبقات تقريباً . &

& أما في الموجات ذات الأطول اكثر من 1.3 ميكرومتر فإن الطاقة التي تسقط على النباتات يجري امتصاصها أو انعكاسها في حين أن نفاذيتها للطاقة تكون بين قليلة ومعدومة ، ويحدث انخفاض في انعكاسية الموجات ذات الأطوال 1.4 و 1.9 و 2.7 ميكرومتر لأن الماء في الورقة النباتية يمتص الطاقة بشدة في هذه الموجات لذلك تسمى هذه الموجات من الطيف مجالات امتصاص الماء ، تلاحظ ذرى (مرتفعات) الانعكاسية في الموجات التي أطوالها نحو 1.6 و 2.2 ميكرومتر بين مجالات الامتصاص . كما يلاحظ أن انعكاسية الأوراق في المدى بعد 1.3 ميكرومتر تتناسب عكساً تقريباً مع مجموع كميات الماء الموجودة في الورقة وهذا المجموع هو تابع إلى ثخانة الورقة ومحتواها من الرطوبة . &

الانعكاسية الطيفية للتربة والمياه :   Spectral Reflectance of soil and water

& أما منحنى التربة في الشكل فلا يبدي هذا القدر من المرتفعات والمنخفضات ، أي إن العوامل التي تؤثر على انعكاسية التربة إنما تفعل فعلها من الرطوبة والتركيب الميكانيكي (نسبة ما فيها من الرمل والسلت والطين) وخشونة السطح ووجود أكسيد الحديد ومحتوى التربة من المادة العضوية وتتعقد هذه العوامل وتختلف وتتداخل بعضها ببعض فوجود الرطوبة في التربة مثلاً يقلل من انعكاسيتها ، وكما هو الحال في الغطاء النباتي يكون هذا التأثير أعظمياً في مجالات امتصاص الماء في نحو 1.4 و1.9 و 2.7 ميكرومتر .

& والمعروف أن رطوبة التربة مرتبطة ارتباطاً وثيقاً بالتركيب الميكانيكي ، فالترب الرملية الخشنة تكون شديدة الارتشاح ويؤدي هذا إلى انخفاض محتواها من الرطوبة وهي لذلك تتمتع بانعكاسية عالية نسبياً ، أما الترب الثقلية ضعيفة الارتشاح فتكون انعكاسيتها منخفضة ومع ذلك تبدي التربة نفسها عند اختفاء الماء عكس ذلك أي تبدو الترب الخفيفة أشد قتوماً من الترب الثقيلة. لذلك فإن خصائص انعكاسية التربة تكون ثابتة فقط في بعض الظروف الخاصة . &

& إن وجود أكسيد الحديد يقلل كثيراً من انعكاسية التربة في الموجات المرئية على الأقل وعلى كل حال على محلل معطيات الاستشعار عن بعد الخاصة بالتربة أن يكون ملماً بالخواص الفيزيائية والكيميائية للتربة . &

6 - الانعكاسية الطيفية للمياه :   Spectral Reflectance of water