Вегетационный индекс (ВИ) - показатель, рассчитываемый в результате операций с разными спектральными диапазонами (каналами) данных дистанционного зондирования, и имеющий отношение к параметрам растительности в данном пикселе снимка. Поскольку тени от форм рельефа местности (холмов и долин) влияют на интенсивность изображений, индексы создаются таким образом, чтобы сильнее выделялся цвет объекта, а не интенсивность или яркость объекта. Значение индекса растительности для здоровых сосновых деревьев, затененных в долине, будет почти совпадать с индексом для сосновых деревьев, находящихся на прямом солнечном свету. Группы индексов В настоящее время существует около 160 вариантов вегетационных индексов. Они подбираются экспериментально (эмпирическим путем), исходя из известных особенностей кривых спектральной отражательной способности растительности и почв. Кривая спектральной отражательной способности растительности и почв Широкополосная зелень (5 индексов): индексы зелени, рассчитанные по данным в широких спектральных зонах: • Normalized Difference Vegetation Index; ARVI = • Simple Ratio Index; • Enhanced Vegetation Index; • Atmospherically Resistant Vegetation Index; 𝜌𝑁𝐼𝑅 −(2𝜌𝑅𝐸𝐷 −𝜌𝐵𝐿𝑈 ) 𝜌𝑁𝐼𝑅 +(2𝜌𝑅𝐸𝐷 −𝜌𝐵𝐿𝑈 ) • Sum Green Index. Индексы этой группы отражают общее количество растительности и используются для оценки ее состояния при решении широкого круга задач. Основной целью этих показателей является картирование растительного покрова, выявление территорий, покрытых и не покрытых растительностью, оценка и мониторинг состояния растительного покрова, оценка продуктивности и урожайности. Узкополосная зеленость (7 индексов): индексы «зелености», рассчитанные с использованием данных в узких спектральных зонах: 𝜌 • Red Edge Normalized Difference Vegetation Index; 𝑉𝑂𝐺1 = 𝜌740 720 • Modified Red Edge Simple Ratio Index; • Modified Red Edge Normalized Difference Vegetation Index; • Vogelmann Red Edge Index 1,2,3; • Red Edge Position Index. Индексы в этой группе также отражают общее количество и состояние растительности. Использование значений коэффициентов отражения в узких спектральных зонах позволяет использовать индексы для регистрации даже небольших изменений состояния растительности. Содержание воды (4 показателя): показатели для оценки содержания влаги в растительном покрове: 𝑁𝐷𝐼𝐼 = • Water Band Index; 𝜌819 −𝜌1649 𝜌819 +𝜌1649 • Normalized Difference Water Index; • Moisture Stress Index • Normalized Difference Infrared Index. Эти показатели предназначены для оценки содержания влаги в растительности. Содержание воды является важным показателем; высокая влажность характерна для здоровой растительности, которая растет быстрее и более устойчива к пожарам. Каждая из перечисленных групп индексов предназначена для оценки какого-либо из свойств растительного покрова и содержит несколько индексов. Для конкретных природных условий и различных задач одни индексы из группы могут дать более точные результаты, чем другие. Сравнивая результаты расчетов индексов с полевыми данными, можно выбрать индекс, максимально точно отражающий исследуемое свойство. Таким образом существенно повышается точность результатов при последующей обработке. Вегетационный индекс NDVI NDVI является наиболее известным индексом и пользуется наибольшим доверием. NDVI прост в вычислении, имеет самый широкий динамический диапазон общих КИ и обладает наилучшей чувствительностью к изменениям растительного покрова. Вычисляется по следующей формуле: Где рNIR – отражение в ближней инфракрасной области спектра, рRED – отражение в красной области спектра. Алгоритм расчета NDVI встроен практически во все распространенные пакеты программного обеспечения, связанные с обработкой данных дистанционного зондирования. Индекс NDVI может принимать значения от –1 до 1. Для зеленой фотосинтезирующей растительности индекс NDVI принимает положительные значения, обычно от 0,2 до 0,8. Значения отражения различных объектов в красной и ближней инфракрасной областях спектра Со времени разработки алгоритма для расчета NDVI у него появилось довольно много модификаций предназначенных для уменьшения влияния различных помехообразующих факторов. Таких, например, как атмосфероустойчивый вегетационный индекс ARVI, индекс устойчивый к влиянию почвы SAVI. Существуют также индексы, основанные на NDVI, корректирующие сразу несколько помехообразующих факторов, как, например, EVI. Главным преимуществом вегетационных индексов является легкость их получения и широкий диапазон решаемых с их помощью задач. Благодаря всем этим особенностям карты вегетационных индексов часто используются как один из промежуточных дополнительных слоев для проведения более сложных типов анализа.
