Расчет биофизических параметров растительного покрова в аридной зоне Юго-Восточного Казахстана с применением индекса NDMI

Проведен сравнительный анализ точности традиционных вегетационных индексов и индекса NDMI (узкополосный индекс содержания влаги в зеленой биомассе), основанного на сочетании ближнего инфракрасного и коротковолнового инфракрасного каналов, адаптированного для данных Landsat-8. Описаны особенности и эффективность различных спектральных индексов для распознавания разреженной пустынной растительности и расчета основных биофизических параметров растительного покрова аридных территорий. Рассмотрены теоретические и технические ограничения и преимущества различных подходов, применение вегетационных индексов для различных типов растительного покрова. Исходный индекс содержания влаги в зеленой биомассе (NDWI по Gao, 1995) был преобразован для данных Landsat-8. Предпринято сравнительное изучение NDMI и ряда вегетационных индексов, основанных на применении красного и ближнего инфракрасного диапазонов спутниковых изображений. Рассмотрены коэффициенты корреляции Пирсона, рассчитанные для трех основных биофизических параметров растительности и изучаемых спектральных индексов. Трансформированный NDMI демонстрирует более высокую корреляцию со всеми основными биофизическими переменными растительности (общее проективное покрытие, биомасса, продуктивность) по сравнению с индексами вегетации на основе красного и ИК диапазонов в условиях интразональной растительности пустыни и полупустынной территории Казахстана. Индекс NDMI является более чувствительным в случае многоярусного растительного покрова, поскольку способен различать содержание влаги в нескольких (до восьми) слоях листвы. Традиционные вегетационные индексы различают только самый верхний уровень листвы. Данный индекс может быть адаптирован ко всем типам оптических сенсоров, имеющим каналы соответствующих длин волн. Применение NDMI представляется перспективным подходом в дистанционных исследованиях неоднородного растительного покрова засушливых районов. Применение индекса NDMI в условиях различной климатической обстановки и различных типов растительного покрова требует дальнейшего детального изучения. Применение индекса NDMI в качестве самостоятельного индикатора биофизических показателей растительного покрова, или в сочетании с традиционными вегетационными индексами, основанными на сочетании красного и ближнего инфракрасного оптических диапазонов, позволяет получить более детальное представление о характере и особенностях растительного покрова.
Работы выполнены в рамках проекта казахстанской республиканской бюджетной программы 008 «Прикладные научные исследования в области космической деятельности».