2023學(xué)年完整公開課版植被指數(shù)

遙感原理與制圖植被指數(shù)目錄CONTENTS植被指數(shù)的概念植被指數(shù)的分類植被指數(shù)的意義010203植被指數(shù)的概念01是基于植被葉綠素在紅色波段的強(qiáng)烈吸收以及在近紅外波段的強(qiáng)烈反射，通過紅和近紅外波段的比值或線性組合實(shí)現(xiàn)對植被信息狀態(tài)的表達(dá)。植被指數(shù)的概念植被指數(shù)的意義02是遙感監(jiān)測地面植物生長和分布的一種方法。由于不同綠色植被對不用波長光的吸收率不同，光線照射在植物上時(shí)，近紅外波段的光大部分被植物反射，而可見光波段的光則大部分被植物吸收，通過對近紅外和紅波段反射率的線性或非線性組合，可以消除地物光譜產(chǎn)生的影響。根據(jù)地物光譜反射率的差異做比值運(yùn)算可以突出圖像中植被的特征、提取植被類別或估算綠色生物量，能夠提取植被的算法稱為植被指數(shù)。植被指數(shù)的意義是代數(shù)運(yùn)算增強(qiáng)的典型應(yīng)用。在遙感應(yīng)用領(lǐng)域，植被指數(shù)已廣泛用來定性和定量評價(jià)植被覆蓋及其生長活力。植被指數(shù)作為一種重要的遙感歸一化參數(shù)，并已作為一種遙感手段廣泛應(yīng)用于土地利用覆蓋探測、植被覆蓋密度評價(jià)、作物識別和作物預(yù)報(bào)等方面。植被指數(shù)的意義植被指數(shù)的分類03常用的植被指數(shù)有比值植被指數(shù)（RVI,RatioVegetationIndex）、歸一化植被指數(shù)（NVI,NormalzedVegetationIndex）、差值植被指數(shù)（DVI,DifferenceVegetationIndex）和正交植被指數(shù)（PVI,PerpendicularVegetationIndex）等。植被指數(shù)植被指數(shù)的分類RVI=NIR/R比值植被指數(shù)NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)歸一化植被指數(shù)

DVI=NIR-R差值植被指數(shù)植被指數(shù)正交植被指數(shù)PVI=0.939(NIR)-0.344(R)+0.09（1）比值植被指數(shù)1）定義

綠色植物葉子的細(xì)胞結(jié)構(gòu)在近紅外波段具有高反射性，其葉綠素在紅光波段具有強(qiáng)吸收性。因此，在多波段圖像中，用紅外/紅波段的圖像比值運(yùn)算，結(jié)果圖像上植被區(qū)域具有高亮度值，甚至在綠色生物量很高時(shí)達(dá)到飽和。比值植被指數(shù)定義為：RVI=NIR/R式中，NIR為遙感影像中近紅外波段的反射值，如LandSat中的TM4。R為遙感影像中的紅光波段反射值，如LandSat中的TM3。植被指數(shù)的分類（1）比值植被指數(shù)2）應(yīng)用①

綠色健康植被復(fù)蓋地區(qū)的RVI遠(yuǎn)大于1，而無植被復(fù)蓋的地面（裸土、人工建筑、水體、植被枯死或嚴(yán)重蟲害）的RVI在1附近。植被的RVI通常大于2；②RVI是綠色植物的靈敏指示參數(shù)，與LAI、葉干生物量(DM)、葉綠素含量相關(guān)性高，可用于檢測和估算植物生物量③植被復(fù)蓋度影響RVI，當(dāng)植被復(fù)蓋度較高時(shí)，RVI對植被十分敏感；當(dāng)植被復(fù)蓋度<50%時(shí)，這種敏感性顯著降低；④RVI受大氣條件影響，大氣效應(yīng)大大降低對植被檢測的靈敏度，所以在計(jì)算前需要進(jìn)行大氣校正，或用反射率計(jì)算RVI。植被指數(shù)的分類（2）歸一化指數(shù)1)定義歸一化指數(shù)是比較特殊的比值運(yùn)算方式。基本的公式是：NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)式中，IR為遙感多波段圖像中的近紅外(infrared)波段；R為紅波段在基本的比值運(yùn)算中，如果分母中的紅色波段R的值比較小(特別是小于近紅外NIR波段值得情況下)，那么，比值的結(jié)果將擴(kuò)大差異，使用歸一化植被指數(shù)可以避免這個(gè)問題。此外，與比值運(yùn)算不同的是，歸一化植被指數(shù)中像素值的變化是有約束的,植被指數(shù)（2）歸一化指數(shù)2）應(yīng)用①檢測植被生長狀態(tài)、植被復(fù)蓋度和消除部分輻射誤差等；②-1<=NDVI<=1，負(fù)值表示地面復(fù)蓋為云、水、雪等，對可見光高反射；0表示有巖石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被復(fù)蓋，且隨復(fù)蓋度增大而增大。③NDVI的局限性表現(xiàn)在，用非線性拉伸的方式增強(qiáng)了NIR和R的反射率的對比度。對于同一幅圖象，分別求RVI和NDVI時(shí)會發(fā)現(xiàn)，RVI值增加的速度高于NDVI增加速度，即NDVI對高植被區(qū)具有較低的靈敏度；④NDVI能反映出植物冠層的背景影響，如土壤、潮濕地面、雪、枯葉、粗糙度等，且與植被復(fù)蓋有關(guān)植被指數(shù)的分類差值植被指數(shù)定義為DVI=NIR-R對土壤背景的變化極為敏感式中，NIR為遙感影像中近紅外波段的反射值，如LandSat中的TM4。R為遙感影像中的紅光波段反射值，如LandSat中的TM3。定義應(yīng)用植被指數(shù)的分類

差值植被指數(shù)（4）正交植被指數(shù)1）定義正交植被指數(shù)定義為PVI=1.6225(NIR)-2.2978(R)+11.0656此公式適用于NOAA衛(wèi)星的A