森林是非常重要的陆地生态系统,占据地球30%的陆地面积,在全球变化中起着关键性作用。作为表征冠层结构的重要参数,叶面积指数(LAI)是指单位地表面积上总绿叶面积的一半,对于森林光合、呼吸、蒸腾、降水截留、能量交换等生态过程有重要的作用,显著影响地表与大气间的能量和物质交换。遥感是提取LAI的有效手段,在之前的LAI反演研究中,背景的影响往往被忽略或者仅仅作为一个随土地覆盖类型变化的定值考虑,这将影响LAI的反演精度,因为背景反射率具有强烈的时空变化,叠加噪音到传感器接收到的信号。因此,本文以塔河地区为研究区,研究了利用MODIS250m反射率数据提取森林背景反射率的方法,进行森林背景反射率制图,应用于LAI反演,并评价了考虑背景反射率的时空变化对LAI反演的影响,对提高LAI反演精度具有重要的参考价值。论文以MODIS反射率和角度数据为基础,利用核驱动模型计算了核驱动双向反射率因子(BRDF)模型参数,以模拟特定角度下的反射率,用四尺度几何光学模型提取2011年全年的250m背景反射率,并对其时空变化特征进行分析；最后,将提取的背景反射率应用于LAI反演算法,生成2011年8天一景的LAI系列数据,利用实测数据结合TM数据对LAI反演结果验证,评价不同坡向、植株密度和季节条件下考虑背景反射率变化对LAI反演结果的影响。通过本研究可以得到以下研究结果与结论：(1)利用MODIS250m反射率数据的森林背景反射率提取利用MODIS250m反射率及其对应的角度数据,可以提取可靠的核驱动BRDF模型参数,模拟适合于森林背景反射率反演的特定角度下的反射率,再利用四尺度几何光学模型模拟光照冠层、阴影冠层、光照背景和阴影背景4分量的比例,就可以提取森林背景反射率。间接验证表明,提取的森林背景反射率时空分布特征合理。(2)提取的森林背景反射率时空变化特征在冬季,林下积雪使背景反射率稳定处于高值,在四月份由于积雪融化呈现下降趋势,并在105天附近达到最低值；由于林下植被的生长,近红外波段的反射率逐渐上升,到185天左右达到最大值40%左右。红光波段的森林背景反射率随着积雪消融和土壤湿度的下降先微弱上升,然后由于林下植被生长逐渐下降,在185天达到最低值,在3%左右。在秋季,随着林下植被的枯黄,近红外波段背景反射率逐渐下降,而红光波段反射率则微弱上升。(3)考虑背景反射率时空变化对叶面积指数反演的影响分别利用没有时空变化的背景反射率和遥感提取的时空变化的森林背景反射率数据进行LAI的反演,评价考虑森林背景反射率变化对LAI反演结果的影响。结果表明,考虑背景反射率变化对LAI反演影响最大的时期是在春季,平均下降1.2左右,在夏季和秋季的影响相对较小,反演的LAI平均值下降0.5左右,主要原因是在夏季冠层郁闭度较高,背景的干扰较小,而在秋季由于林下植被枯萎,林下背景反射率较低。考虑背景反射率变化对LAI反演的影响还与森林密度有关,树木在每公顷1000棵树以下时,考虑背景反射率变化导致LAI反演结果的平均下降值在1.3左右,植株密度在1000-2000左右时,这种影响降至0.8左右,植株密度升高至2000-3000左右时,这种影响进一步降低至0.5左右,当植株密度大于3000时,背景对LAI反演的影响几乎可以忽略。考虑背景反射率变化对LAI反演的影响与坡向也有一定关系,在3个朝南坡向的影响比在3个朝北坡向的影响大。