植被指数概念
植被指数(VI)是两个或多个波长范围内的地物反射率组合运算,以增强植被某一特性或者细节。所有的植被指数要求从高精度的多光谱或者高光谱反射率数据中计算。未经过大气校正的辐射亮度或者无量纲的DN值数据不适合计算植被指数。
目前,在科学文献中发布了超过150种植被指数模型,这些植被指数中只有极少数是经过系统的实践检验。在ENVI中,根据对植被波谱特征产生重要影响的主要化学成分:色素(Pigments)、水分(Water)、碳(Carbon)、氮(Nitrogen),总结了7大类实用性较强的植被指数,即:宽带绿度、窄带绿度、光利用率、冠层氮、干旱或碳衰减、叶色素、冠层含水量。这些植被指数可以简单度量绿色植被的数量和生长状况、叶绿素含量、叶子表面冠层、叶聚丛、冠层结构等。
植物在可见光波段有很强的吸收特性,在近红外波段有很强的反射特性,是植被遥感监测的物理基础,通过两个可见光波段和红外波段的组合,可以有效对植被进行监测。
差值植被指数又称农业植被指数,对土壤背景变化敏感,能较好地识别植被和水体,该指数随生物量的增加而迅速增大。
比值植被指数又称为绿度,能较好地反映植被覆盖度和生长状况的差异,适用于植被生长旺盛、具有较高覆盖度的植被监测。
归一化植被指数,在植被处于中、低覆盖度时,该指数随覆盖度的增加而迅速增大,当达到一定覆盖度后增长缓慢,适用于植被早、中期生长阶段的动态监测。
1. 植被指数
1.1 比值植被指数
RVI=RedNIR
说明:绿色植物RVI高,能够区别植被与土壤背景,对大气效应比较敏感。
a. 绿色健康植被覆盖地区的RVI远大于1,而无植被覆盖地面的RVI在1附近,植被的RVI通常大于2;
b. RVI是绿色植物的灵敏指示参数,与LAI、叶干生物量(DM)、叶绿素含量相关性高,可用于检测和估算植物生物量;
c. 植被覆盖度影响RVI,当植被覆盖度较高时,RVI对植被十分敏感;当植被覆盖度<50%时,这种敏感性显著降低;
d. RVI受大气条件影响,大气效应大大降低对植被检测的灵敏度,所以在计算前需要进行大气校正,或用反射率计算RVI。
1.2

植被指数(VI)是通过多光谱或高光谱数据计算,以增强植被特性。ENVI总结了7大类植被指数,如RVI、DVI和NDVI,用于监测植被生长状况、叶绿素含量和冠层含水量。NDVI是最广泛应用的指数,但对高覆盖度植被可能饱和。其他指数如SAVI、MSAVI和EVI则在不同场景下有优势。
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