Indeks roślinności
Indeks roślinności ( VI ) to transformacja obrazowania widmowego dwóch lub więcej pasm obrazu, zaprojektowana w celu zwiększenia udziału właściwości roślinności i umożliwienia wiarygodnych przestrzennych i czasowych porównań ziemskich aktywności fotosyntetycznej i zmian strukturalnych czaszy .
Istnieje wiele VI, z których wiele jest funkcjonalnie równoważnych. Wiele wskaźników wykorzystuje odwrotną zależność między współczynnikiem odbicia światła czerwonego i bliskiej podczerwieni, związaną ze zdrową zieloną roślinnością. Od lat 60. XX wieku naukowcy wykorzystują teledetekcję satelitarną do monitorowania wahań wegetacji na powierzchni Ziemi. Pomiary atrybutów roślinności obejmują wskaźnik powierzchni liści (LAI), procent pokrywy zielonej, zawartość chlorofilu, zieloną biomasę i pochłonięte promieniowanie fotosyntetycznie aktywne (APAR).
VI były historycznie klasyfikowane na podstawie szeregu atrybutów, w tym liczby pasm widmowych (2 lub więcej niż 2); sposób obliczeń (ilorazowy lub ortogonalny) w zależności od wymaganego celu; lub według ich rozwoju historycznego (sklasyfikowane jako VI generacji lub VI generacji drugiej). Dla porównania skuteczności różnych VI, Lyon, Yuan i in. (1998) sklasyfikowali 7 VI na podstawie ich metod obliczeniowych (odejmowanie, dzielenie lub transformacja racjonalna). Dzięki postępowi w technologii teledetekcji hiperspektralnej dostępne są obecnie widma odbiciowe o wysokiej rozdzielczości, które mogą być używane z tradycyjnymi multispektralnymi VI. Ponadto VI zostały opracowane do użytku w szczególności z danymi hiperspektralnymi, takimi jak wykorzystanie wąskopasmowych wskaźników wegetacji.
Używa
Wskaźniki roślinności zostały wykorzystane do:
- zbadać trendy klimatyczne ;
- oszacować zawartość wody w glebie ;
- monitorować suszę ;
- harmonogram nawadniania upraw , zarządzanie uprawami;
- monitorować parowanie i transpirację roślin .
- ocenić zmiany w różnorodności biologicznej
- sklasyfikować roślinność
- wykrywanie i kwantyfikacja chorób upraw
Indeks typów roślinności
Multispektralny indeks roślinności
- Ratio Vegetation Index (RVI): Zdefiniowany jako stosunek światła czerwonego i bliskiej podczerwieni w obrazach multispektralnych
- Normalized Difference Vegetation Index (NDVI): najczęściej używany wskaźnik teledetekcji, który oblicza stosunek różnicy i sumy między pasmami bliskiej podczerwieni i czerwieni obrazów multispektralnych. Zwykle przyjmuje wartości od -1 do +1. Stosowany jest głównie do monitorowania dynamiki roślinności, w tym do kwantyfikacji biomasy.
- Kauth-Thomas Tasseled Cap Transformation: wskaźnik wzmocnienia widmowego, który przekształca informacje widmowe danych satelitarnych w cechy widmowe
- Indeks podczerwieni
- Indeks roślinności prostopadłej
- Zieleń Nad Nagą Glebą
- Indeks stresu wilgoci: Wskaźnik widmowy, który mierzy poziom stresu wilgoci w liściach
- Wskaźnik zawartości wody w liściach (LWCI)
- Indeks MidIR
- Wskaźnik roślinności dostosowany do gleby (SAVI): Skorygowana forma NDVI opracowana w celu zminimalizowania wpływu jasności gleby na spektralne wskaźniki roślinności, szczególnie na obszarach o wysokim składzie gleby
- Zmodyfikowany SAVI: Stosowany głównie na obszarach o niskich miarach NDVI.
- Indeks roślinności odpornej na warunki atmosferyczne
- Indeks roślinności odpornej na glebę i warunki atmosferyczne
- Enhanced Vegetation Index (EVI): Bardzo podobny do NDVI. Jedyna różnica polega na tym, że koryguje on szum atmosferyczny i koronowy, szczególnie w regionach o dużej biomasie
- Indeks nowej roślinności
- Indeks roślinności wolnej od aerozoli
- Trójkątny indeks roślinności
- Zredukowany prosty współczynnik
- Widoczny wskaźnik odporności na warunki atmosferyczne
- Znormalizowany wskaźnik narastania różnicy
- Ważony wskaźnik wegetacji różnicy (WDVI)
- Frakcja pochłoniętego promieniowania aktywnego fotosyntetycznie (FAPAR)
- Znormalizowany indeks różnicowej zazieleniania (NDGI)
- Temperaturowy wskaźnik stresu wodnego wegetacji (TVWSI)
Indeks roślinności hiperspektralnej
Wraz z pojawieniem się danych hiperspektralnych opracowano indeks wegetacji specjalnie dla danych hiperspektralnych.
- Discrete-Band Normalized Difference Indeks wegetacji
- Indeks zażółcenia
- Indeks odbicia fotochemicznego
- Descrete-Band Normalized Difference Indeks wody
- Określanie położenia czerwonej krawędzi
- Prognoza zawartości chlorofilu w uprawach
- Indeks odległości momentu (MDI)
Zaawansowane wskaźniki wegetacji
Wraz z pojawieniem się uczenia maszynowego niektóre algorytmy mogą być wykorzystywane do określania wskaźników wegetacji na podstawie danych. Pozwala to uwzględnić wszystkie pasma widmowe i odkryć ukryte parametry, które mogą być przydatne do wzmocnienia tych wskaźników wegetacji. W ten sposób mogą być bardziej odporne na zmiany światła, cienie, a nawet nieskalibrowane obrazy, jeśli te artefakty występują w danych treningowych.
- Synteza wskaźników roślinności przy użyciu programowania genetycznego
- Miękkie podejście obliczeniowe do wybierania i łączenia pasm widmowych
- DeepIndices: Indeksy teledetekcji oparte na przybliżeniu funkcji poprzez głębokie uczenie się