1、作業(yè)9植被指數(shù)植被指數(shù)概念：利用衛(wèi)星不同波段探測(cè)數(shù)據(jù)組合而成的，能反映植物生長(zhǎng)狀況的指數(shù)。植物葉面在可見光紅光波段有很強(qiáng)的吸收特性，在近紅外波段有很強(qiáng)的反射特性，這是植被遙感監(jiān)測(cè)的物理基礎(chǔ)，通過這兩個(gè)波段測(cè)值的不同組合可得到不同的植被指數(shù)。不同的植被覆蓋類型可以通過其特有的光譜特征進(jìn)行區(qū)分，這是由于葉綠素在紅波段內(nèi)對(duì)太陽輻射的吸收以及葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)對(duì)紅外波段內(nèi)太陽輻射的強(qiáng)反射。BroadbandGreenness(5indices)(寬帶綠色指標(biāo)(5)寬帶綠度指數(shù)可以簡(jiǎn)單度量綠色植被的數(shù)量和生長(zhǎng)狀況，它對(duì)植物的葉綠素含量、葉子表面冠層、冠層結(jié)構(gòu)比較敏感，這些都是植被光合作用的主要物質(zhì)，與光合有效

2、輻射(fAPAR)也有關(guān)系。寬帶綠度指數(shù)常用于植被物候發(fā)育的研究，土地利用和氣候影響評(píng)估，植被生產(chǎn)力建模等。寬帶綠度指數(shù)選擇的波段范圍在可見光和近紅外，一般的多光譜都包含這些波段。下面的公式中規(guī)定波段的中心波長(zhǎng)：pNIR=800nmpRED=680nmpBLUE=450nm1. NormalizedDifferenceVegetationIndex歸一化植被指數(shù)增強(qiáng)在近紅外波段范圍綠葉的散射與紅波段范圍葉綠素的吸收差異。簡(jiǎn)稱NDVI:NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)(1)應(yīng)用：檢測(cè)植被生長(zhǎng)狀態(tài)、植被覆蓋度和消除部分輻射誤差等；(2) -1<=NDVI<=1,負(fù)值表示地面覆蓋

3、為云、水、雪等，對(duì)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，表示有植被覆蓋，且隨覆蓋度增大而增大；(3) NDVI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(duì)比度。對(duì)于同一幅圖象，分別求RVI和NDVI時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，RVI值增加的速度高于NDVI增加速度，即NDVI對(duì)高植被區(qū)具有較低的靈敏度；(4) NDVI能反映出植物冠層的背景影響，如土壤、潮濕地面、學(xué)、枯葉、粗超度等，且與植被覆蓋有關(guān)；2. SimpleRatioIndex比值植被指數(shù)在近紅外波段范圍綠葉的散射與紅波段范圍葉綠素吸收的比值。簡(jiǎn)稱SR:SR=pNIR/pRED在LAI值很高，即植被茂密時(shí)其靈

4、敏度會(huì)降低.SR值的范圍是030,一般綠色植被區(qū)的范圍是283. EnhancedVegetationIndex增強(qiáng)植被指數(shù)增強(qiáng)NDVI,解決土壤背景和大氣氣溶膠對(duì)茂密植被的影響。EVI通過加入藍(lán)色波段以增強(qiáng)植被信號(hào)，矯正土壤背景和氣溶膠散射的影響。EVI常用于LAI值高，即植被茂密區(qū)。其計(jì)算公式為：EVI=2.5(pNIR-pRED/(pNIR+6PRED-7.5pBLU日1)EVI的值的范圍-11,一般綠色植被區(qū)的范圍是0.20.84. AtmosphericallyResistantVegetationIndex大氣阻抗植被指數(shù)增強(qiáng)NDVI,更好地解決大氣散射的影響簡(jiǎn)稱：ARVIARVI

5、是NDVI的改進(jìn)，它使用藍(lán)色波段矯正大氣散射的影響(如氣溶膠)，ARVI常用于大氣氣溶膠濃度很高的區(qū)域，如煙塵污染的熱帶地區(qū)或原始刀耕火種地區(qū)。其計(jì)算公式為：ARVI=【pNIR-(2pRED-pBLUE)/pNIR+(2pRED-pBLUE)值的范圍是-11,一般綠色植被區(qū)的范圍是0.20.8。5. SumGreenIndex綠度總和指數(shù)綠色波段范圍的整體光散射對(duì)植被冠層間隙的敏感度簡(jiǎn)稱：SGSG指數(shù)是用于探測(cè)綠色植被變化最簡(jiǎn)單的植被指數(shù)。由于在可見光范圍內(nèi)，綠色植被對(duì)光強(qiáng)吸收，SG指數(shù)對(duì)稀疏植被的小變化非常敏感。SG指數(shù)是500nm600nm范圍內(nèi)平均波譜反射率?？偤妥詈髸?huì)被轉(zhuǎn)化回反射率。

6、值的范圍是050+,一般植被區(qū)域是1025。NarrowbandGreenness(7indices)(窄帶綠色指標(biāo)(7)窄帶綠度指數(shù)對(duì)葉綠素含量、葉子表面冠層、葉聚叢、冠層結(jié)構(gòu)非常敏感。它使用了紅色與近紅外區(qū)域部分紅邊，紅邊是介于690nm740nm之間區(qū)域，包括吸收與散射。它比寬帶綠度指數(shù)更加靈敏，特別是對(duì)于茂密植被。1 .RedEdgeNormalizedDifferenceVegetationIndex紅色歸一化植被指數(shù)使用紅遍波段的改進(jìn)型NDVI簡(jiǎn)稱：NDVI705NDVI705是NDVI的改進(jìn)型，它對(duì)葉冠層的微小變化、林窗片斷和衰老非常靈敏。它可用于精細(xì)農(nóng)業(yè)、森林監(jiān)測(cè)、植被脅迫性探

7、測(cè)等。其計(jì)算公式為：NDVI705=(P750-p445)/(p750+p445)值的范圍是-11,一般綠色植被區(qū)的范圍是0.20.9。2 .ModifiedRedEdgeSimpleRatioIndex改進(jìn)紅邊比值植被指數(shù)使用紅邊和藍(lán)色波段比值mSR705改正了葉片的鏡面反射效應(yīng)，可它可用于精細(xì)農(nóng)業(yè)、森林監(jiān)測(cè)、植被脅迫性探測(cè)等。其計(jì)算公式為mSR705=(p750-p445)/(p705+p445)值的范圍是030,一般綠色植被區(qū)的范圍是28。3 .ModifiedRedEdgeNormalizedDifferenceVegetationIndex改進(jìn)紅邊歸一化植被指數(shù)使用藍(lán)色波段，補(bǔ)償了光

8、散射簡(jiǎn)稱：mNDVI705mNDVI705是NDVI705的改進(jìn)型，它考慮了葉片的鏡面反射效應(yīng)。它對(duì)葉冠層的微小變化、林窗片斷和衰老非常靈敏，可用于精細(xì)農(nóng)業(yè)、森林監(jiān)測(cè)、植被脅迫性探測(cè)等。其計(jì)算公式為：mNDVI705=(p750-p705)/(p750+p705-2p445)值的范圍是-11,一般綠色植被區(qū)的范圍是0.20.7。4 .VogelmannRedEdgeIndex1Vogelmann紅邊指數(shù)1標(biāo)示紅光至近紅外過渡的交接處，指示樹冠壓力簡(jiǎn)稱：VOG1VOG1指數(shù)對(duì)葉綠素濃度、葉冠層和水分含量的綜合非常敏感。它可應(yīng)用于植物物候變化研究、精細(xì)農(nóng)業(yè)和植被生產(chǎn)力建模。其計(jì)算公式為：VOG1=

9、p740/p720值的范圍是020,一般綠色植被區(qū)的范圍是48。5 .VogelmannRedEdgeIndex2Vogelmann紅邊指數(shù)2標(biāo)示近紅外過渡形狀，指示樹冠脅迫性和衰老跡象簡(jiǎn)稱：VOG2VOG2指數(shù)對(duì)葉綠素濃度、葉冠層和水分含量的綜合非常敏感。它可應(yīng)用于植物物候變化研究、精細(xì)農(nóng)業(yè)和植被生產(chǎn)力建模。其計(jì)算公式為：VOG2=(p734-p747)/(p715+p726)值的范圍是020,一般綠色植被區(qū)的范圍是48。6 .VogelmannRedEdgeIndex3Vogelmann紅邊指數(shù)3標(biāo)示近紅外過渡形狀，指示樹冠脅迫性和衰老跡象簡(jiǎn)稱：VOG3VOG3指數(shù)對(duì)葉綠素濃度、葉冠層和水

10、分含量的綜合非常敏感。它可應(yīng)用于植物物候變化研究、精細(xì)農(nóng)業(yè)和植被生產(chǎn)力建模。其計(jì)算公式為：VOG3=(p734-p747)/(p715+p720)值的范圍是020,一般綠色植被區(qū)的范圍是48。7 .RedEdgePositionIndex紅邊位置指數(shù)在紅外過渡定位最大衍生物，對(duì)葉綠色濃度非常敏感簡(jiǎn)稱：REPREP指數(shù)對(duì)植被葉綠素濃度變化、葉綠素濃度增加使得吸收特征變寬及紅邊向長(zhǎng)波段方向移動(dòng)非常敏感。紅邊位置在690nm740nm范圍內(nèi)急劇傾斜波長(zhǎng)范圍，一般植被在700nm730nm。REP指數(shù)的結(jié)果輸出是在0.69微米0.74微米光譜范圍內(nèi)，植被紅邊區(qū)域內(nèi)的反射率的最大導(dǎo)數(shù)的波長(zhǎng)。常用于農(nóng)作物

11、監(jiān)測(cè)和估產(chǎn)，生態(tài)系統(tǒng)干擾探測(cè)，光合作用模型，和由氣候或其他因素產(chǎn)生的冠層脅迫性。LightUseEfficiency（3indices）（光利用率（3個(gè)指標(biāo)）光利用率指數(shù)是用來度量植被在光合作用中對(duì)入射光的利用效率。光的利用效率直接與碳吸收效率、植被生長(zhǎng)速度和光合有效輻射（fAPAR）有很大的關(guān)系。1. PhotochemicalReflectanceIndex光化學(xué)反射指數(shù)對(duì)估算葉片類胡蘿卜素（尤其是黃色色素），葉片脅迫性和碳吸收效率非常有用簡(jiǎn)稱：PRIPRI對(duì)活植物的類胡蘿卜素（尤其黃色色素）變化非常敏感，類胡蘿卜素可標(biāo)識(shí)光合作用光的利用率，或者碳吸收效率。可用于研究植被生產(chǎn)力和脅迫性，常

12、綠灌木植被的健康，森林以及農(nóng)作物的衰老。其計(jì)算公式為：一PRI=（p531-p570）/（p531+p570）值的范圍是-11,一般綠色植被區(qū)的范圍是-0.20.2。2. StructureInsensitivePigmentIndex結(jié)構(gòu)不敏感色素指數(shù)作為總體冠層結(jié)構(gòu)和植被容量變化的葉片色素含量指標(biāo)簡(jiǎn)稱：SIPISIPI用來最大限度地提高類胡蘿卜素（例如“胡蘿卜素和3-胡蘿卜素）與葉綠素比率在冠層結(jié)構(gòu)（如葉面積指數(shù)）減少時(shí)的敏感度，SIPI的增加標(biāo)識(shí)冠層脅迫性的增加?？捎糜谥脖唤】当O(jiān)測(cè)、植物生理脅迫性檢測(cè)和作物生產(chǎn)和產(chǎn)量分析。其計(jì)算公式為：SIPI=（P800-P445）/（P800+P68

13、0）值的范圍是02,一般綠色植被區(qū)的范圍是0.81.8。3. RedGreenRatioIndex紅綠比值指數(shù)對(duì)花青素和葉綠素的比率非常敏感簡(jiǎn)稱：RGRG比值指數(shù)指示由于花青素代替葉綠素而引起葉片變紅的相關(guān)表達(dá)式?？晒浪阒脖还趯影l(fā)展過程，它還是葉片生產(chǎn)力與脅迫性的指示器，甚至可標(biāo)識(shí)一些冠層的開花。應(yīng)用于植物生長(zhǎng)周期（物候）研究，冠層脅迫性檢測(cè)和作物估產(chǎn)。RG比值指數(shù)結(jié)果輸出是紅色范圍內(nèi)所有波段均值除以與綠色范圍內(nèi)所有波段均值。值的范圍是0.18,一般綠色植被區(qū)的范圍是0.73。CanopyNitrogen(1index)(樹冠氮指數(shù)(1)冠層氮指數(shù)提供一種用遙感度量氮濃度的方法。氮是葉綠素的重

14、要組成部分，具有高濃度氮的植被生長(zhǎng)速度較快，冠層氮指數(shù)使用短波紅外測(cè)量植被冠層中氮的相對(duì)含量。1. NormalizedDifferenceNitrogenIndex歸一化氮指數(shù)簡(jiǎn)稱：NDNINDNI是用于估算植被冠層中氮的相對(duì)含量。在1510nm的反射率主要取決于葉片氮的含量，以及冠層總體葉生物量。結(jié)合葉片氮含量和冠層葉生物量在1520nm范圍內(nèi)預(yù)測(cè)葉片氮的含量，在1680nm波長(zhǎng)范圍作為參考反射率，冠層葉生物量這個(gè)波長(zhǎng)范圍具有與1520nm波長(zhǎng)范圍類似的反射特性，而且1680nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)沒有氮吸收影響。NDNI在植被還是綠色以及覆蓋濃密時(shí)候，對(duì)氮含量的變化非常敏感，它用于精細(xì)農(nóng)業(yè)、生態(tài)系

15、統(tǒng)分析和森林管理。其計(jì)算公式為：NDNI=log(1/p1510)-log(1/p1680)】/【log(1/p1510)+log(1/p1680)1值的范圍是01,一般綠色植被區(qū)的范圍是0.020.1。DryorSenescentCarbon(3indices)干旱或碳衰減(3個(gè)指標(biāo))干旱或碳衰減指數(shù)是用來估算纖維素和木質(zhì)素干燥狀態(tài)的碳含量。干碳分子大量存在于木質(zhì)材料和衰老、死亡、或休眠的植被，可以使用這些指數(shù)可以做植被著火性分析和檢測(cè)森林的枯枝落葉層。干旱或碳衰減指數(shù)是基于纖維素和木質(zhì)素在短波紅外波段吸收特性而計(jì)算。一|1. NormalizedDifferenceLigninIndex歸

16、一化木質(zhì)素指標(biāo)檢測(cè)葉片木質(zhì)素在1754nm的特征與1680nm冠層結(jié)構(gòu)區(qū)域相互關(guān)系產(chǎn)生的木質(zhì)素增加簡(jiǎn)稱：NDLINDLI是用來估算植被冠層木質(zhì)素的相對(duì)含量，應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)分析和檢測(cè)森林的枯枝落葉層。其計(jì)算公式為：NDLI=log(1/P1754)-log(1/p1680)】/【log(1/p1754)+log(1/p1680)1值的范圍是01,一般綠色植被區(qū)的范圍是0.0050.05。2. CelluloseAbsorptionIndex纖維素吸收指數(shù)檢測(cè)纖維素在2000nm波長(zhǎng)范圍引起的吸收特征簡(jiǎn)稱：CAICAI可以指示地表含有干燥植被，纖維素在2000nm2200nm范圍內(nèi)吸收特征非常敏感。

17、應(yīng)用于農(nóng)作物殘留監(jiān)測(cè)，植物冠層衰老，生態(tài)系統(tǒng)中的著火條件和放牧管理。其計(jì)算公式為：CAI=0.5(p2000+p2200)-p2100值的范圍是-34+,一般綠色植被區(qū)的范圍是-24。3. PlantSenescenceReflectanceIndex植物衰老反射指數(shù)使用類胡蘿卜素與葉綠素的比值來檢測(cè)植物開始和衰老程度簡(jiǎn)稱：PSRIPSRI用來最大限度地提高類胡蘿卜素（例如a-胡蘿卜素和3-胡蘿卜素）與葉綠素比率的靈敏度，PSRI的增加預(yù)示冠層脅迫性的增加、植被衰老的開始和植物果實(shí)的成熟?？捎糜谥脖唤】当O(jiān)測(cè)、植物生理脅迫性檢測(cè)和作物生產(chǎn)和產(chǎn)量分析。其計(jì)算公式為：PSRI=（p680-p500）

18、/p750值的范圍是-11,一般綠色植被區(qū)的范圍是-0.10.2。LeafPigments（4indices）（葉色素（4指標(biāo)）葉色素指數(shù)用于度量植被中與脅迫性相關(guān)的色素。脅迫性相關(guān)的色素包括類胡蘿卜素和花青素，這些色素大量存在衰減植被中，這些指數(shù)不能度量葉綠素。葉色素指數(shù)應(yīng)用于農(nóng)作物監(jiān)測(cè)、生態(tài)系統(tǒng)研究、冠層脅迫性分析和精細(xì)農(nóng)業(yè)。葉色素指數(shù)要求反射率數(shù)據(jù)范圍在01。1. CarotenoidReflectanceIndex1類胡蘿卜素反射指數(shù)1檢測(cè)吸收的相對(duì)差異，表示葉片總類胡蘿卜素含量相對(duì)葉綠素濃度的變化簡(jiǎn)稱CRI1CRI1對(duì)葉片中的類胡蘿卜素非常敏感，高的CRI1值意味類胡蘿卜素含量相比葉

19、綠素含量多。其計(jì)算公式為：CRI1=1/p510-1/p550值的范圍是015+,一般綠色植被區(qū)的范圍是112。2. CarotenoidReflectanceIndex2類胡蘿卜素反射指數(shù)2與CRI1類似，只是使用了不同的波長(zhǎng)簡(jiǎn)稱CRI2CRI2是CRI1的改進(jìn)型，在類胡蘿卜素濃度高時(shí)更加有效，高的CRI2值意味類胡蘿卜素含量相比葉綠素含量多。其計(jì)算公式為：CRI2=1/p510-1/p700值的范圍是015+,一般綠色植被區(qū)的范圍是111。3. AnthocyaninReflectanceIndex1花青素反射指數(shù)1葉片花青素在綠光波段相對(duì)紅光波段的吸收特征變化簡(jiǎn)稱ARI1ARI1對(duì)葉片中

20、的花青素非常敏感，ARI1值越大表明植被冠層增長(zhǎng)或者死亡。其計(jì)算公式為：ARI1=1/p550-1/p700值的范圍是00.2+,一般綠色植被區(qū)的范圍是0.0010.1。4. AnthocyaninReflectanceIndex2花青素反射指數(shù)2與ARI1類似簡(jiǎn)稱ARI2ARI2對(duì)葉片中的花青素非常敏感，ARI2值越大表明植被冠層增長(zhǎng)或者死亡。ARI2是ARI1的改進(jìn)，當(dāng)花青素濃度高時(shí)更加有效。其計(jì)算公式為：ARI2=p800(1/p550-1/p700)值的范圍是00.2+,一般綠色植被區(qū)的范圍是0.0010.1。CanopyWaterContent(4indices)(樹冠水含量(4個(gè)指標(biāo))冠層水分含量指數(shù)用于度量植被冠層中水分含量。水分含量是一個(gè)重要的植物指標(biāo)，較高的水含量表明健康植被、生長(zhǎng)快及不易著火。冠層水分含量指數(shù)基于水在近紅外和短波紅外范圍內(nèi)的吸收特征，以及光在近紅外范圍的穿透性，綜合起來度量總的水柱含量。1. WaterBandIndex水波段指數(shù)度量在900nm處吸收強(qiáng)度隨冠層含水量增加而增加簡(jiǎn)稱WBIWBI對(duì)冠層水分狀態(tài)的變化非常敏感，隨著植被冠層水分的增加，970nm附近吸收強(qiáng)度相比900nm處有所增強(qiáng)。應(yīng)用包括冠層脅迫性分析，生產(chǎn)力預(yù)測(cè)與建模，著火威脅條件分析，農(nóng)作物管理，以及生態(tài)系統(tǒng)生理機(jī)能研究。其計(jì)算公式為：WBI=p9