Методика определения тематических вегетационных индексов для решения задачи поиска усыхающих хвойных насаждений

Классическим методом определения характеристик растительного покрова является расчет вегетационных индексов. В настоящее время в литературе описано достаточно большое количество индексов, направленных на оценку определенных параметров растительности (общее состояние растения, содержание хлорофилла и пр.), некоторые из них разработаны для учета подстилающей поверхности или иных условий, вносящих специфических вклад в результирующий сигнал от растения. Однако большинство индексов разработаны для лиственных растений, и могут давать некорректный результат при применении на хвойных насаждениях.
Методика разработки новых индексов заключается в поиске корреляции между вегетационным индексом, рассчитываемом по типовой формуле, и параметром, характеризующим состояние растения. В качестве параметра, связанного с усыханием растительности, использовалось содержание хлорофилла a,b, каротиноидов и их отношения, так как отмечается, что с ростом стресса дерева в его хвое падает уровень хлорофилла и растет уровень каротиноидов. Также, в некоторых случаях наблюдается рост хлорофилла b (вспомогательного хлорофилла) и снижение содержания хлорофилла a.
Измерение содержания пигментов в образцах хвои производилось в лаборатории спектрофотометрическим методом. Анализ проводится на основе выборки из измеренных коэффициентов спектральной яркости (КСЯ) лабораторных образцов с известным содержанием пигментов. Для каждого набора длин волн КСЯ образца в диапазоне от 400 до 900 нм вычисляется коэффициент корреляции Пирсона между разрабатываемым индексом и выбранным параметром. Индекс с наибольшим значением коэффициента Пирсона выбирается в качестве искомого индекса.
В работе представлены разработанные индексы, которые позволяют определить спектрометрическим методом содержание пигментов в хвойной растительности. Эти индексы также могут рассчитываться и для спутниковых данных, при наличии необходимых и достаточно узких спектральных каналов спутниковых сенсоров. Представляются результаты использования новых индексов для самолетных и спутниковых измерений хвойных лесов.