Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Пятнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"

XV.ШМУ.552

Вегетационные индексы- принципы построения и приложения

Шабанов Н.В. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Спутниковые системы Дистанционного Зондирования Земли (ДЗЗ) измеряют сигнал отраженного Землей солнечного излучения (Коэффициент Спектральной Яркости, КСЯ) в оптическом диапазоне спектра в ряде спектральных каналов. Выбор каналов осуществляется таким образом, чтобы наиболее полно охарактеризовать особенности (динамики) растительного покрова и минимизировать влияние атмосферы. С целью дальнейшего усиления информативности сигнала о растительности и снижении влияния побочных факторов (остаточного влияние атмосферы, КСЯ почвы, зависимости от геометрии наблюдений и т.п.), применяются математические комбинации значений КСЯ в отдельных спектральных каналах. Эти выражения называются спектральными вегетационными индексами. Для построения вегетационных индексов в основном используются КСЯ в видимой и инфракрасной областях спектра, т.к. отраженное излучение на этих длинах волн позволяет характеризовать общее состояние растительности, содержание в зелёной массе хлорофилла, азота, влаги (Gitelson, Merzlyak, 1997). С момента возникновения понятия вегетационного индекса ведется работа по совершенствованию их теоретической базы. Наиболее известным и широко употребляемым в приложениях индексом является Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), вычисляемый на основе красного и ближнего инфра-красного каналов. Анализ влияния КСЯ почвы на спектральные изолинии индекса привел к новой формулировке – Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI). Дальнейшее развитие теории позволило компенсировать также эффекты влияния атмосферы (в частности рассеяния и поглощения солнечного излучения на аэрозолях)- новый индекс получил название Enhanced Vegetation Index (EVI). Подчеркнем, что вегетационные индексы не являются биофизическими параметрами, они так же, как и КСЯ, остаются радиометрическими величинами. Биофизическим параметром, характеристикой плотности растительного покрова является индекс листовой поверхности, или Leaf Area Index (LAI). В данной лекции будет дан краткий обзор применений вегетационных индексов - для решения задач сельского хозяйства, экологии, метеорологии и моделирования климата. Также будут рассмотрены примеры некоторых значимых (по мнению автора) в историческом контексте работ по использованию вегетационных индексов для мониторинга растительного покрова - изменение границ пустыни Сахары в Центральной Африке в 80-х годах (Tucker et al, 1991), тренд зеленения лесного покрова северных широт Северной Америки и Евразии (Zhou, et al., 2002), сезонные вариаций растительного покрова вечнозеленых лесов Амазонии в Южной Америке (Myneni et al., 2007), и динамика покрытой лесом территории России (Барталев и др, 2016).

Ключевые слова: ДЗЗ, вегетационные индексы, индекс листовой поверхности
Литература:
  1. Gitelson, А.А., M. N. Merzlyak, M.N. Remote estimation of chlorophyll content in higher plant leaves // International Journal of remote sensing, 1997. 2691-2697
  2. Tucker, C.J, Dregne, H.E., Newcomb, W.W. Expansion and Contraction of the Sahara desert from 1980 to 1990 // Science. Reports. 1991. 299-301.
  3. Myneni et al. Large seasonal swings in leaf area of Amazon rainforests // PNAS. 2007, 104(12), 4820-4823
  4. Zhou, L., Tucker C.J., Kaufmann, R.K., Slayback, D., Shabanov, N.V., Myneni, R.B. Variations in Northern Vegetation Activity Inferred from Satellite data of Vegetation Index during 1981 to 1999 // Journal of Geophysical Research-Atmosphere, 2001. 106(D17), 20069-20083.
  5. Барталев, С.А., Егоров, В.А., Жарко, В.О., Лупян, Е.А., Плотников, Д.Е., Хвостиков, С.А., Шабанов Н.В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. Гл. 4.2., Спутниковое картографирование и оценка динамики растительного покрова России // 2016, Институт Космических Исследований РАН, Москва

Презентация доклада

Лекции Тринадцатой Всероссийской научной школы-конференции по фундаментальным проблемам дистанционного зондирования Земли из космоса

445