Оценка влияния проективного покрытия растительности посевных площадей на значения вегетационного индекса

Исследование влияния биофизических параметров растительного покрова на его спектрально-отражательные свойства является одним из ключевых направлений изучения растительности с применением спутниковых данных. Проективное покрытие зеленой фитомассой, определяемое как отношение проекции побегов и листьев к общей площади земной поверхности, относится к одной из таких характеристик. Его оценка может быть использована для изучения продуктивности растительных сообществ, моделирования динамических процессов в окружающей среде (Li et al., 2005; Музылев и др., 2008).
С применением информационных продуктов MOD13Q1 и полевых данных, собранных за период 2012-2016 гг. проведено исследование степени влияния проективного покрытия на значения вегетационного индекса NDVI (нормализованный разностный вегетационный индекс) для растительности посевных площадей. Исследование проводилось на территории Белгородской области. Величина проективного покрытия в анализируемой выборке варьировала от 0-2% до 95-100%. Оценка его значений проводилась путем анализа плановых наземных фотографий, полученных с небольшой высоты. Значения вегетационного индекса были вычислены для каждой анализируемой посевной площади методом зональной статистики в геоинформационной системе.
Установлено, что значения NDVI существенно различаются для градаций проективного покрытия от 0 до 100 % с интервалом в 20%. При этом наибольшая величина стандартного отклонения вегетационного индекса характерна для посевных площадей с малыми величинами проективного покрытия (0-20%).
Для количественного описания связи между проективным покрытием и значениями NDVI выполнен анализ различных видов математических зависимостей. Наибольшим коэффициентом детерминации (0,917) характеризуется полиномиальное уравнение 3-й степени. При этом уравнение линейного вида по достоверности описания связи между анализируемыми величинами незначительно отличается от него (коэффициент детерминации 0,908). По мере увеличения проективного покрытия значения вегетационного индекса располагаются более плотно вокруг линии регрессии, что может быть объяснено его насыщением, вследствие нарастания объема зеленой растительной массы.
На основе полученных уравнений выполнено экспериментальное геоинформационное картографирование сезонной динамики проективного покрытия в 2015 году, проведенное на примере посевных площадей Белгородской области, что позволило оценить региональные особенности динамики растительного покрова.