Resumen del índice de vegetación (tarea)

Título: Descripción resumida del índice de vegetación

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El índice de vegetación es diferente al remoto espectros de detección La combinación lineal o no lineal entre bandas se considera un valor de radiación (adimensional) que refleja la abundancia relativa y la actividad de la vegetación verde. Es el índice de área foliar (LAI), la cobertura, el contenido de clorofila y la biomasa verde de la vegetación. vegetación y radiación fotosintéticamente activa absorbida (APAR). Actualmente, existen más de 150 modelos de índices de vegetación publicados en la literatura científica y pocos de ellos han sido probados sistemáticamente en la práctica.

El índice de vegetación es un indicador de la diferencia entre la reflectancia de la vegetación en las bandas visible e infrarroja cercana y el fondo del suelo, y puede usarse para cuantificar el crecimiento de la vegetación en condiciones específicas.

1. La diferencia de reflexión entre la vegetación verde sana en el infrarrojo cercano y R es relativamente grande. La razón es que R es una fuerte absorción para las plantas verdes, mientras que el infrarrojo cercano es altamente reflectante y transmisible. >

2. El propósito de establecer un índice de vegetación es integrar de manera efectiva señales espectrales relevantes, mejorar el contenido de información de la vegetación y reducir la cantidad de información sin vegetación. 3. El índice de vegetación tiene una regionalidad y puntualidad claras. y se ve afectado por la propia vegetación, el medio ambiente, la atmósfera y otras condiciones

Fórmula de cálculo: RVI=ρNIR/ρRED (reflectancia del infrarrojo cercano/reflectancia del infrarrojo)

Características: RVI es. muy afectado por la cobertura vegetal, cuando la cobertura vegetal es alta, el RVI es muy sensible a la vegetación. El RVI es muy sensible a la vegetación; cuando la cobertura de vegetación es del 50 %, esta sensibilidad se reduce significativamente el rango de valores es 0-3 y el rango general del área de vegetación verde es 2-8. El RVI se ve muy afectado por las condiciones atmosféricas y los efectos atmosféricos reducirán en gran medida la sensibilidad de detección de la vegetación. Por lo tanto, se requiere una corrección atmosférica antes del cálculo o se utiliza la reflectividad para calcular el RVI.

Características: Aplicación:

< strong> Aplicación:

①Utilice la relación del índice de vegetación para estudiar la tasa de expansión de los terrenos de construcción urbana y predecir o planificar la perspectiva de desarrollo futuro de la ciudad este año.

② Se puede utilizar para monitorear el estado del nitrógeno del cultivo en tiempo real, de forma rápida y no destructiva, lo cual es muy importante para una gestión precisa de los fertilizantes nitrogenados. El uso del índice de relación hiperespectral RSI (990,720) para estimar la acumulación de nitrógeno en las hojas de trigo proporciona una selección de bandas aplicable y factible y una base técnica para el desarrollo de monitores portátiles de nitrógeno del trigo y la extracción rápida de información de teledetección.

Fórmula: DVI=NIR-R

Características: DVI puede reflejar mejor los cambios en la cobertura vegetal, pero es más sensible a los cambios en el fondo del suelo cuando la cobertura vegetal es superior a 15. está entre % y 25%, el DVI aumenta con el aumento de la biomasa. Cuando la cobertura vegetal es superior al 80%, la sensibilidad del DVI a la vegetación disminuye.

Fórmula:

(Diferencia entre la reflectividad del infrarrojo cercano y del infrarrojo medio/suma de la reflectividad del infrarrojo cercano y del infrarrojo medio)

Características: El valor El rango es -1-1, el rango general del área de vegetación verde es 0,2-0,8. Los valores negativos indican que la cobertura del suelo son nubes, agua, nieve, etc., que reflejan en gran medida la luz visible; 0 indica que hay rocas o suelo expuesto, etc., y el infrarrojo cercano es aproximadamente igual a R; ​indican que existe cobertura vegetal, y ésta aumenta con el aumento de la cobertura.

El NDVI es el índice de vegetación más utilizado. Aunque el NDVI es más sensible a los cambios en el fondo del suelo, el NDVI puede eliminar la mayor parte de la irradiación relacionada con la calibración del instrumento, el ángulo de la luz solar, el terreno, la cobertura de nubes y las condiciones atmosféricas. cambios de grado, mejorando la capacidad de respuesta a la vegetación, y es el más utilizado de los 40 índices de vegetación existentes actualmente.

Una limitación del NDVI es que el estiramiento no lineal mejora el contraste entre la reflectancia del infrarrojo cercano y del infrarrojo. Para la misma imagen, al calcular el RVI y el NDVI por separado, encontrará que la tasa de aumento del valor del RVI es mayor que la del NDVI, es decir, el NDVI es menos sensible a las áreas con mucha vegetación y la interferencia atmosférica no se procesa lo suficiente; el ruido residual afecta el índice NDVI. Severo; susceptible a la interferencia del fondo del suelo, especialmente en áreas con cobertura vegetal media. Cuando el fondo del suelo se vuelve más oscuro, el índice NDVI tiende a aumentar.

Aplicación: ① Realizar análisis cuantitativos de las curvas NDVI para estudiar la clasificación y la dinámica de la vegetación; utilizar series temporales de NDVI para obtener información como el crecimiento de la vegetación, el clima y la cobertura de la vegetación (los tipos de vegetación son más complejos y la vegetación reflejado por los datos del NDVI Ninguna de las características es única, y la clasificación de los tipos de vegetación tiene diferentes definiciones y estándares en diferentes regiones (los tipos de vegetación son relativamente complejos y ninguna característica de la vegetación reflejada en los datos del NDVI es única, y las diferentes regiones tienen diferentes definiciones y estándares para los tipos de vegetación También existen diferentes definiciones y estándares para la clasificación, lo que requiere una investigación más profunda)

② La conversión del índice de vegetación consiste en establecer la conversión entre el índice de vegetación y la cobertura vegetal mediante el análisis del tipo de vegetación. y las características de distribución de cada imagen. Sin embargo, este método está limitado por la resolución de los datos y algunos parámetros importantes no se pueden medir con precisión. Los cambios dinámicos en la vegetación también traerán ciertas dificultades a la estimación. Con base en los valores de NDVI del satélite de reducción de desastres ambientales multitemporales, se estableció un modelo de estimación del rendimiento de los cultivos analizando los parámetros característicos extraídos del ajuste de la curva de series de tiempo del NDVI, que se puede utilizar para la estimación del rendimiento agrícola. >

④ Establezca un modelo de inversión para los tipos de cobertura terrestre y la humedad del suelo

Fórmula de cálculo:

Características: El rango de valores es -1-1, la vegetación verde general. El rango de área es de 0,2 a 0,8. Es una mejora del NDVI. Utiliza la banda de luz azul para corregir la influencia de la dispersión atmosférica (como los aerosoles) y divide la diferencia de reflectividad entre la banda de luz azul y la banda de luz roja. medida de los efectos atmosféricos

Limitaciones: La resistencia RVI a los efectos atmosféricos se logra en dos pasos: primero, aproximando la solución numérica de la ecuación de transferencia radiativa para eliminar algunos de los efectos causados ​​por el espesor óptico de las moléculas atmosféricas. La correlación de los efectos atmosféricos en las bandas azul y roja elimina los efectos de los aerosoles de diámetro general (excepto los aerosoles de polvo de gran diámetro) sin preprocesar el modelo 5s.

Aplicación: ARVI se usa generalmente en áreas con atmósfera muy alta. concentraciones de aerosoles, como áreas tropicales contaminadas por humo o áreas primitivas de tala y quema.

Fórmula de cálculo:

Características: ①SAVI debe conocer la capa del subsuelo de antemano. o la tasa de cobertura de la vegetación, por lo tanto, solo es adecuada para extraer información de la vegetación del subsuelo en un rango pequeño donde la tasa de cobertura de la vegetación no cambia mucho.

② El propósito de SAVI es considerar los cambios en las propiedades ópticas de fondo y corregirlos. NDVI. Sensibilidad del fondo del suelo. En comparación con el NDVI, se agrega un coeficiente de ajuste del suelo L en función de la situación real. Cuando L = 0, significa que la cobertura de vegetación es cero cuando L = 1. es cero, es decir, la cobertura vegetal es muy alta y el impacto de fondo del suelo es nulo. Esta situación sólo se da en lugares cubiertos por árboles altos y densos dosel.

③ SAVI solo es aplicable cuando los parámetros de la línea del suelo a=1,b=0 (es decir, en condiciones muy ideales).

Fórmula:

a y b son la pendiente y la intersección de la línea del suelo, y 0,08 es el parámetro de ajuste del suelo.

Fórmula:

Fórmula:

X es el parámetro de mejora del suelo y el valor óptimo de X es 0,16.

Fórmula:

Z es un parámetro positivo de mejora del suelo que siempre es igual a la intersección de la línea del suelo y el eje R. El recíproco de la intersección de la línea del suelo y el eje R, es decir, Z≡-cruz

Características y adaptabilidad al medio: Bajo un mismo tipo de vegetación, OSAVI y TSAVI tienen mejor resistencia a. alteración del suelo, pero bajo diferentes LAI, esta capacidad varía mucho. Por el contrario, cuando se conoce la información de fondo del suelo, la capacidad de SA-VI, MSAVI y GESAVI para expresar información de vegetación bajo diferentes tipos de vegetación es relativamente estable y es más fácil procesar la información de manera consistente bajo diferentes LAI y extraer información de vegetación. , y también es más adecuado para detectar información de vegetación cuando se mezcla la composición de la vegetación.

Por lo tanto, OSAVI y TSAVI pueden ser más adecuados para monitorear la vegetación en tierras cultivadas y plantaciones, mientras que MSAVI, SAVI y GESAVI son más adecuados para monitorear la vegetación en áreas donde la vegetación crece naturalmente.

Fórmula de cálculo:

Características: El EVI se suele utilizar en zonas con valores altos de LAI, es decir, zonas con vegetación densa. Su rango de valores es -1~1, y el rango de valores general para áreas de vegetación verde es 0,2~0,8. El algoritmo del Índice de Vegetación Mejorado (EVI) es el algoritmo principal para productos de parámetros biofísicos en productos de datos temáticos de teledetección. Puede reducir simultáneamente la influencia del ruido atmosférico y del suelo y responder de manera estable a la vegetación en el área medida. El índice de vegetación EVI basado en MODIS tiene una alta resolución espacial y puede reflejar en detalle las características de la vegetación de la superficie. El ajuste estrecho de las bandas de detección de luz roja y de infrarrojo cercano no sólo mejora la capacidad de detección de vegetación escasa, sino que también reduce la influencia del vapor de agua, mientras que la introducción de la banda de luz azul corrige la dispersión de los aerosoles atmosféricos y el fondo del suelo.

Aplicación:

① Utilice datos de imágenes para analizar los cambios de la vegetación mediante la extracción y el análisis del índice de vegetación de acuerdo con el algoritmo del índice de vegetación mejorado (EVI), el ruido de la atmósfera y; suelo Procesarlo y generar EVI.tif.

② El índice de vegetación mejorado puede caracterizar las diferencias en la vegetación en diferentes estaciones en una zona climática específica.

①EVI puede describir las diferencias en la vegetación en diferentes estaciones en una zona climática específica. El uso del EVI para analizar los cambios en la vegetación y los cambios con el clima puede reflejar las diferencias espaciales en la vegetación en el área de estudio. Al analizar la correlación entre las características del EVI y los factores meteorológicos en diferentes regiones ecológicas, se pueden proporcionar datos de referencia y bases teóricas para el seguimiento ambiental, la gestión y las decisiones de control de la vegetación.

Fórmula: (-0.283MSS4- 0.66MSS5+0.577MSS6+0.388MSS7)

Características: GVI es la suma ponderada de los valores de radiancia en cada banda, y la radiancia es atmosférica. radiación, radiación solar El resultado combinado de la radiación y la radiación ambiental, por lo que GVI se ve muy afectado por las condiciones externas.

Fórmula: (-0.283MSS4- 0.66MSS5+ 0.577MSS6+ 0.388MSS7)

Fórmula:

Características: LAI bajo, mejor efecto cuando aumenta el LAI, sensible; al fondo del suelo.

Índice de Reflectancia de Carotenoides 1 - CRI1

Índice de Reflectancia de Carotenoides 2 - CRI2 es el índice de reflectancia de carotenoides más utilizado. --CRI2)

Índice de reflejo de antocianinas 1 (Índice de reflejo de antocianinas 1--ARI1)

Índice de reflejo de antocianinas 2 (Índice de reflejo de antocianinas 1-- ARI2)

Características: El índice de pigmentación foliar (LPI) es una medida de los pigmentos relacionados con el estrés en la vegetación.

Aplicaciones: El índice de pigmento foliar se puede utilizar en el seguimiento de cultivos, investigación de ecosistemas, análisis de estrés del dosel y agricultura de precisión.

Índice del Cinturón Hídrico (WBI)

Índice de Agua Diferencial Normalizado (NDWI)

Índice de Agua Diferencial Normalizado (NDWI). NDWI)

Índice de estrés hídrico (MSI)

Índice infrarrojo diferencial normalizado (NDII)