Вегетационные индексы NDVI, EVI, GNDVI, CVI, True color

01.05 2015

Спутниковый мониторинг посевов - технология наблюдения за изменениями индекса вегетации, полученного с помощью спектрального анализа спутниковых снимков высокого разрешения. Используется на отдельных полях или для отдельных сельскохозяйственных культур и позволяет отслеживать позитивные и негативные динамики развития растений. Разница в динамике индекса вегетации сообщает о диспропорциях в развитии в пределах одной культуры или поля. Это свидетельствует о необходимости проведения дополнительных сельскохозяйственных работ на отдельных участках, потому данную технологию относят к методам точного земледелия.

Вегетационный индекс - показатель, рассчитываемый в результате операций с разными спектральными диапазонами данных дистанционного зондирования, и имеющий отношение к параметрам растительности в данном пикселе снимка. Эффективность вегетационных индексов определяется особенностями отражения. Расчет большей части вегетационных индексов базируется на двух наиболее стабильных участках кривой спектральной отражательной способности растений.

NDVI (англ. Normalized Difference Vegetation Index) - нормализованный относительный вегетационный индекс. Наиболее распространен в сельском хозяйстве, характеризует плотность растительности и позволяет аграриям оценить всхожесть, рост, наличие сорняков или болезней, а также спрогнозировать продуктивность полей. Показатели индекса формируются через спутниковые снимки зеленой массы, которая поглощает электромагнитные волны в видимом красном диапазоне и отражает их в ближнем инфракрасном. На красную зону спектра (0,62 - 0,75 мкм) приходится максимум поглощения солнечной радиации хлорофиллом, а на ближнюю инфракрасную зону (0,75 - 1,3 мкм) максимальное отражение энергии клеточной структурой листа. То есть высокая фотосинтетическая активность ведет к более низким значениям коэффициентов отражения в красной зоне спектра и большим значениям в ближней инфракрасной. Отношение этих показателей друг к другу позволяет четко отделять растительность от прочих природных объектов. В результате можно получить полноценный спектральный анализ и выявить участки, которые нуждаются в пересеве, внесении СЗР или удобрений. Индекс умеренно чувствителен к изменениям почвенного и атмосферного фона, кроме случаев с бедной растительностью, и может перенасыщаться в условиях густой растительности, когда уровень индекса листовой поверхности (LAI) становится высоким.

EVI (англ. Enhanced Vegetation Index) - усовершенствованный вегетационный индекс. Разработан как улучшение NDVI путем оптимизации сигнала растительности в областях с высоким индексом листовой поверхности (LAI). Индекс использует синюю область отражения для коррекции фоновых сигналов почвы и уменьшения атмосферных воздействий, в том числе аэрозольного рассеяния. Наиболее полезен в регионах с высоким уровнем LAI, где NDVI может перенасыщаться. Значения EVI для вегетационных пикселей должны находиться в диапазоне от 0 до 1. Яркие объекты, такие как облака и белые здания, наряду с темными объектами, такими как вода, могут привести к аномальным значениям пикселей в изображении EVI. Используется для оценки изменчивости развития культур как в условиях густого растительного покрова, так и в условиях разреженной растительности.

GNDVI (англ. Green Normalized Difference Vegetation Index) - зеленый нормализованный относительный вегетационный индекс. Похож на NDVI за исключением того, что он вместо красного спектра измеряет зеленый в диапазоне от 0,54 до 0,57 мкм. Это показатель фотосинтетической активности растительного покрова, наиболее часто используемый при оценке влагосодержания и концентрации азота в листьях растений по мультиспектральным данным, у которых отсутствует крайний красный канал. По сравнению с индексом NDVI, более чувствителен к концентрации хлорофилла. Применяется при оценке угнетенной и стареющей растительности.

CVI (англ. Chlorophyll Vegetation Index) - вегетационный индекс хлорофилла. Имеет повышенную чувствительность к содержанию хлорофилла в лиственном покрове. Используется с начала и до середины цикла роста культур для широкого диапазона почв и условий посева путем анализа большого набора синтетических данных, полученных с использованием модели отражения листовой поверхности. Повышенная чувствительность индекса к концентрации хлорофилла в листе обусловлена эффективной нормализацией различных значений LAI, полученных при введении красного и зеленого цветов.

True Color - истинный цвет. Визуальная интерпретация земного покрова. Метод представления и хранения изображения, позволяющий отобразить большое количество цветов, полутонов и оттенков. Изображение истинного цвета отображается в комбинации красной, зеленой и синей полос.

К списку новостей