Повышенный вегетационный индекс - Enhanced vegetation index

2011 Расширенный индекс растительности на основе данных MODIS Terra

В повышенный вегетационный индекс (EVI) является "оптимизированным" индекс вегетации разработан для усиления сигнала растительности с улучшенной чувствительностью в регионах с высокой биомассой и улучшенным мониторингом растительности за счет отключения навес фоновый сигнал и уменьшение атмосферных воздействий. EVI вычисляется по следующему уравнению:

${ displaystyle EVI = G times { frac {(NIR-RED)} {(NIR + C1 times RED-C2 times Blue + L)}}}$

где NIR / красный / синий скорректированы по атмосфере или частично с поправкой на атмосферу (Рэлей и поглощение озона) отражательная способность поверхности, L - регулировка фона в куполе, учитывающая нелинейный, дифференциальный БИК и перенос красного излучения через купол, а C1, C2 - коэффициенты аэрозоль термин сопротивления, который использует синюю полосу для корректировки аэрозольных воздействий в красной полосе. Коэффициенты, принятые в алгоритме MODIS-EVI: L = 1, C1 = 6, C2 = 7,5 и G (коэффициент усиления) = 2,5.
В то время как Нормализованный разностный вегетационный индекс (NDVI) - это хлорофилл чувствительный, EVI более чувствителен к изменениям конструкции купола, включая индекс площади листа (LAI), тип полога, физиогномика растений и архитектура полога. Два индекса растительности дополняют друг друга в глобальных исследованиях растительности и улучшают обнаружение изменений растительности и извлечение биофизических параметров растительного покрова.^[1]

Еще одно различие между Нормализованный разностный индекс растительности (NDVI) и EVI заключается в том, что в присутствии снега NDVI уменьшается, а EVI увеличивается (Huete, 2002).

Начиная с 2000 года и после запуска двух MODIS датчики на Terra (спутник) и Аква (спутник) от НАСА, EVI был принят как стандартный продукт от НАСА и стал чрезвычайно популярным среди пользователей благодаря своей способности устранять фоновые и атмосферные шумы, а также ненасыщенности, типичной NDVI проблема.^[2] EVI в настоящее время распространяется бесплатно USGS LP DAAC.^[3]

Двухдиапазонный EVI

Две причины стимулируют поиск двухдиапазонного EVI:

1. Расширение EVI назад во времени с помощью записи AVHRR. У датчиков AVHRR отсутствует синяя полоса, поэтому использование трехдиапазонной версии EVI невозможно. Это потенциально может привести к 30-летнему отчету EVI, который дополняет запись NDVI.
2. Синяя полоса всегда была проблематичной, а ее отношение сигнал / шум (S / N) довольно низкое. В основном это связано с характером отраженной энергии в этой части спектра над сушей, которая чрезвычайно мала.

Таким образом, в настоящее время есть предложения по разработке 2-полосного EVI. При разработке этого двухдиапазонного EVI используется математический подход, не основанный на физике. Мы будем называть двухдиапазонный EVI, EVI_2, а трехдиапазонный EVI просто EVI:

Приблизительный EVI по EVI2, где EVI_2 = f (красный, NIR)

           f (красный, NIR) = G * ((NIR-RED) / (L + NIR + C * Red)) Найдите G, L и C с G как (органический), которые минимизируют разницу между EVI_2 и EVI. Это приводит к множественные (бесконечные) решения, но несколько условий могут быть наложены на решение для генерации наилучших коэффициентов.

${ displaystyle EVI2 = 2,5 * ((БИК-красный) / (БИК + 2,4 * красный + 1))}$

Предлагается коэффициент поправки на линейность β, который сочетается с коэффициентом поправки на почву L, используемым в индексе растительности с поправкой на почву (SAVI) для расчета EVI2.^[4] EVI2 имеет наибольшее сходство с 3-полосным EVI, особенно когда атмосферные эффекты незначительны и качество данных хорошее. EVI2 может использоваться для датчиков без синей полосы, таких как усовершенствованный радиометр очень высокого разрешения (AVHRR), и может показывать другую динамику растительности по сравнению с текущим набором данных AVHRR NDVI.

Применение EVI

Об одном из самых успешных применений EVI сообщили Альфредо Хуэте и его коллеги. ^[5] в начале 2006 года. Обычно считается, что лес Амазонки имеет монотонный вегетационный период, когда рост растительности не имеет определенной закономерности. Используя продукт MODIS EVI, Хуэте и его коллеги смогли впервые показать, что вопреки этому представлению, лес Амазонки действительно демонстрирует явный рост в течение засушливого сезона с серьезными последствиями для нашего текущего понимания цикл углерода и тонет, а затем вопросы, связанные с парниковыми газами и глобальным потеплением. Еще неизвестно, является ли это результатом изменения климата или нормальным поведением.

Заметки

использованная литература

• А. Уэте, К. Дидан, Т. Миура, Э. П. Родригес, X. Гао, Л. Г. Феррейра. Обзор радиометрических и биофизических характеристик вегетационных индексов MODIS. Дистанционное зондирование окружающей среды 83 (2002) 195-213 Дои:10.1016 / S0034-4257 (02) 00096-2.
• Хуэте, А. Р., К. Дидан, Ю. Э. Шимабукуро, П. Ратана, С. Р. Салеска, Л. Р. Хутира, В. Ян, Р. Р. Немани и Р. Минени (2006), Зеленые тропические леса Амазонки за счет солнечного света в сухой сезон, Geophys. Res. Lett., 33, L06405, Дои:10.1029 / 2005GL025583.
• Цзян З., Хуэте А. Р., Дидан К. и Миура Т. (2008). Разработка двухполосного улучшенного индекса растительности без синей полосы, Дистанционное зондирование окружающей среды, 112 (10), 3833-3845, Дои:10.1016 / j.rse.2008.06.006.
• Ким, Ю., Хуэте, А. Р., Миура, Т., Цзян, З. (2010). Спектральная совместимость индексов растительности по датчикам: анализ разложения по полосам с данными Hyperion, J. Appl. Remote Sens, 4 (1), 043520, {{doi: 10.1117 / 1.3400635}}.

внешние ссылки

• Группа по наземной биофизике и дистанционному зондированию Университета Аризоны
• Центр распределенного активного архива USGS Land Processes
• набор продуктов MODIS Vegetation
• НАЦИОНАЛЬНАЯ АЭРОНАВТИКА И КОСМИЧЕСКОЕ АДМИНИСТРАЦИЯ MODIS