NDVI

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Пример отражения света в различных диапазонах волн.

Normalized Difference Vegetation Index, NDVI (с англ. — «Нормализованный Относительный Индекс Растительности») — простой количественный показатель количества фотосинтетически активной биомассы (обычно называемый вегетационным индексом). Один из самых распространенных и используемых индексов для решения задач, использующих количественные оценки растительного покрова.

Получение[править | править код]

На входе имеется мультиспектральный привязанный снимок земной поверхности со спутника или летательного аппарата. Используются каналы красной области спектра и ближней инфракрасной области спектра.

Для каждого пиксела индекс вычисляется по следующей формуле:

NDVI=(NIR-VIS)/(NIR+VIS)

где,

NearIR (NIR) — отражение в ближней инфракрасной области спектра

VIS — отражение в видимой области спектра

На выходе получается одноканальный растр со значениями пикселов, изменяющихся от -1 до 1.

Интерпретация[править | править код]

В местах снимка с большим значением NDVI как правило более густая растительность. В местах снимка с низким значением, особенно меньше нуля, растительности как правило нет.

Согласно этой формуле, плотность растительности (NDVI) в определенной точке изображения равна разнице интенсивностей отраженного света в видимом и инфракрасном диапазоне, деленной на сумму их интенсивностей. Расчет NDVI базируется на двух наиболее стабильных (не зависящих от прочих факторов) участках спектральной кривой отражения сосудистых растений. В видимой области спектра (0,4-0,7 мкм) лежит максимум поглощения солнечной радиации хлорофиллом высших сосудистых растений, а в инфракрасной области (0,7-1,0 мкм) находится область максимального отражения клеточных структур листа. То есть высокая фотосинтетическая активность (связанная, как правило, с густой растительностью) ведет к меньшему отражению в видимой области спектра и большему в инфракрасной. Отношение этих показателей друг к другу позволяет четко отделять и анализировать растительные от прочих природных объектов. Использование же не простого отношения, а нормализованной разности между минимумом и максимумом отражений увеличивает точность измерения, позволяет уменьшить влияние таких явлений как различия в освещенности снимка, облачности, дымки, поглощение радиации атмосферой и пр.

Со времени разработки алгоритма для расчета NDVI (Rouse BJ, 1973) у него появилось довольно много модификаций предназначенных для уменьшения влияния различных помехообразующих факторов. Таких, к примеру, как поглощение аэрозолями атмосферы (atmospheric — resistant vegetation index — ARVI), отражение от почвенного слоя (soil adjusted vegetation index — SAVI) и др. Для расчета этих индексов используются формулы, учитывающие отношения между отражающей способностью различных природных объектов и растительностью в других диапазонах, помимо красного и инфракрасного, что делает их более сложными в применении. Существуют также индексы, основанные на NDVI, но корректирующие сразу несколько помехообразующих факторов, как, например EVI (Enhanced vegetation index).

Дискретная шкала NDVI

Для отображения индекса NDVI используется стандартизованная[кем?] непрерывная градиентная или дискретная шкала, показывающая значения в диапазоне от -1..1 в % или в диапазоне 0..200 (-100..100), что более удобно, так как каждая единица соответствует 1% изменения показателя. Благодаря особенности отражения в NIR -RED областях спектра, природные объекты, не связанные с растительностью, имеют фиксированное значение NDVI.

Примечания[править | править код]

Ссылки[править | править код]