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叶绿素含量作为重要的植被生化参数，对其进行正确估算一直是遥感应用研究的重点。本文依靠怀来实验数据以及实验室观测数据，分别对利用多波段激光雷达以及多角度光谱仪反演叶绿素含量进行介绍。基于现有的数据，得到如下结论: 1.利用辐射传输模型以及雷达模型模拟了激光雷达回波波形随着垂直方向上叶绿素含量变化情况，为多波段激光雷达反演叶绿素垂直分布提供了理论依据。并介绍了新型的多波段激光雷达观测装置，比较了四波段分光装置与三十二波段分光装置的区别; 2.利用多波段激光雷达进行了不同地物分类，证明了新型多波段激光雷达能够表示出不同地物的特征;在叶片尺度上，利用多波段激光雷达进行了垂直方向上双层叶片叶绿素含量反演的研究，构建了基于植被指数的叶绿素反演经验模型，并通过模型分析说明由于激光雷达回波信号并不是反射率信息，因此只有NDVI，MSR等比值类型植被指数适合激光雷达的反演;最后，将多波段激光雷达应用于植株，进行了植株的垂直生化参数反演，并进行了验证，误差小于10％。这表明多波段激光雷达在植被生化参数垂直反演层面上具有较大的前景。 3.应用辐射传输SAILH模型模拟了一系列叶绿素含量在不同观测天顶角(-60°至+60°)情况下的植被光谱数据，在此基础上构建了一个新型多角度叶绿素反演指数HCⅡ(hotspot-darkspot chlorophyll inversion index，HCⅡ)，并成功地应用于地面数据和CHRIS/PROBA数据对叶绿素含量的估算。结果表明:相比原来的植被指数CCⅡ，新指数能更好地利用光谱和多角度双重信息，与研究区的叶绿素含量有着极显著的相关性（**P＜0.01），决定系数R2达到了0.7，RMSE较小，为0.0823。利用叶绿素和HCⅡ最优拟合方程来估测叶绿素含量，从而得到了怀来实验区的叶绿素扩展图。