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首頁(yè) 產(chǎn)品應(yīng)用 典型案例 歸一化植被指數(shù)NDVI與測(cè)量

歸一化植被指數(shù)NDVI與測(cè)量

來(lái)源:北京力高泰科技有限公司 發(fā)布日期:2017-09-14 10:37:15 瀏覽次數(shù):3322

伴隨測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步,獲取歸一化植被指數(shù)NDVI變得較為容易。主要方法分兩種:一種是利用高空衛(wèi)星,這種方法的特點(diǎn)是觀測(cè)范圍大;另一種是用小型傳感器在地面進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)范圍相對(duì)較小,對(duì)象可以是一片樣地或是單株植物。

    全球尺度NDVI的觀測(cè)


利用地球軌道衛(wèi)星來(lái)測(cè)量NDVI由來(lái)已久。從圖1中,可以看出,在全球范圍內(nèi),植被覆蓋率越高的區(qū)域,NDVI越大(深綠色);而植被覆蓋率越低的區(qū)域,NDVI越小(棕色)。

NDVI

圖1 NDVI對(duì)植被覆蓋率變化非常敏感

 

    樣地尺度NDVI的觀測(cè)

在這種尺度上,對(duì)NDVI進(jìn)行觀測(cè)有意義嗎?答案是肯定的。因?yàn)橹脖粺o(wú)論是在時(shí)間跨度還是在空間跨度上,都存在變化。圖2中,橫軸代表時(shí)間,如果觀測(cè)的時(shí)間跨度足夠,就可以看到植被演替。在空間跨度上,植被覆蓋也會(huì)發(fā)生改變。例如,從內(nèi)蒙古的東北部一直向西,依次為森林、草原和荒漠。在人工生態(tài)系統(tǒng)(農(nóng)田)中,會(huì)有苗期、生長(zhǎng)旺期、成熟期的時(shí)間動(dòng)態(tài)變化。而上述這些變化都會(huì)導(dǎo)致NDVI值的不同。

NDVI

圖2 植被演替與植被季節(jié)動(dòng)態(tài)

 

    SRS-NDVI傳感器的光譜反射數(shù)據(jù)

那怎么得到NDVI呢?在圖3中,X軸是從450nm到950nm的光譜,在這個(gè)譜段范圍內(nèi),包含部分可見(jiàn)光以及部分近紅外;Y軸是植被的反射率。

NDVI

圖3 光譜反射數(shù)據(jù)

 

能看出,從可見(jiàn)光到近紅外譜段,植被冠層的反射率變化很大。圖中的兩個(gè)柱體代表的是用于計(jì)算NDVI的兩個(gè)光譜范圍:一個(gè)位于紅光區(qū),一個(gè)位于近紅外區(qū)。

 

利用植被反射率在可見(jiàn)光區(qū)和近紅外區(qū)的差異,就能計(jì)算NDVI。之所以用這兩個(gè)波段來(lái)計(jì)算NDVI,是由于植物葉綠素吸收紅光,而近紅外譜段對(duì)冠層結(jié)構(gòu)以及葉片內(nèi)部細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化很敏感。這樣來(lái)說(shuō)吧,在植被冠層中,健康葉片的數(shù)量越多,葉面積越大,對(duì)紅光的反射率就越低,因?yàn)槲盏亩?,而?duì)近紅外NDVI的反射率就越高。具體計(jì)算時(shí),是把兩者之差除以?xún)烧咧停▓D4)。

NDVI

圖4 NDVI的計(jì)算公式

 

NDVI的范圍介于-1(水體)到1(非常健康的冠層)之間。通常,如果在0.1到0.4之間,代表冠層較為稀疏;而介于0.7到0.9之間,說(shuō)明冠層長(zhǎng)勢(shì)還不錯(cuò)。
 


源/http://www.environmentalbiophysics.org/page/3/
譯/毅
 
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