12
приложения при:
– определяне на вида на растителността;
– оценка на състоянието на растителната покривка;
– картографиране на земеделски площи;
– високоточни класификации;
– откриване на болни и заразени растителни култури [10];
– осъществяване на ефективен мониторинг на реалното състояние на горите;
– мониторинг на антропогенните въздействия върху горите;
– реализирането на международни и други инициативи за защита на горите;
– оценка и прогнозиране на запасите от дървесина и мн. др. [2]
3. ВИДОВЕ ВЕГЕТАЦИОННИ ИНДЕКСИ
Вегетационните индекси показват състоянието на растителността и се получават в резултат на математически операции с пикселите на изображения от различни спектрални диапазони. Например, зелената растителност отразява много ярко в близкия инфрачервен диапазон и отразява далеч по-слабо във видимия червен диапазон. Индексите могат да бъдат разделени на два типа - относителни и перпендикулярни [6].
– Относителни растителни индекси
Чрез относителните растителни индекси се формират изовегетационни линии, които се сближават в една точка, а стойностите им определят наклона на тези линии в RED-NIR графиката на разпределението. Към групата на относителните растителни индекси се отнасят NDVI, SAVI, RVI и др.
– Перпендикулярни растителни индекси
Растителните индекси от тази група (PVI, WDVI, DVI и др.) се наричат „перпендикулярни“ индекси, тъй като техните стойности изразяват перпендикулярното разстояние от почвената линия до съответния пиксел в RED-NIR графиката на разпределението. Изовегетационните линии, получени чрез перпендикулярните растителни индекси, са разположени паралелно на почвената линия.
Основното предназначение на растителните индекси е свързано с картографирането на растителната покривка, определянето на площите, които са покрити с определен вид растителност, и за оценка и мониторинг на реалното състояние на растителната покривка. Определянето на ВИ обикновено се извършва на базата на серия от мултиспектрални изображения, направени с определена времева резолюция. [2]
В точки 3.1-3.4. са разгледани четирите най-разпространени вегетационни индекса, използвани при изследването.
3.1. Нормализиран индекс на растителната разлика
(NDVI)
Нормализираният индекс на растителната разлика се изчислява по формулата:
(1)
където ρNIR и ρRED са спектралните яркости съответно в червения и близкия инфрачервен диапазон. Изчисляването на NDVI се базира на използването на два от най-стабилните участъци от спектралната крива на отразяването на висшите растения - в червената област на спектъра (с дължина на вълната 0,6–0,7 мкм) лежи максимумът на поглъщане (абсорбиране) на слънчевата радиация от хлорофила, а в инфрачервената област (с дължина на вълната 0,7–1,0 мкм) се намира областта на максимално отражение на клетъчната структура на листата. NDVI приема максимални значения за районите с буйна вегетираща растителност и промеждутъчни стойности за различните състояния на растителната покривка. Неговите стойности нарастват с развитието на зелената биомаса и намаляват с нейното изсушаване или боледуване (табл. 1). [2]
Таблица 1. Интерпретация на стойностите на NDVI [13]
3.2. Нормализиран индекс на водната разлика (NDWI)
Подходящ за картографиране на водни площи. Изчислява се по формула:
(2)
Те имат висока абсорбираща способност и ниска радиация в границите от видимите до инфрачервените лъчи. Индексът използва зеления и близкия инфрачервен канал от изображенията. Стойностите на водните обекти са по-големи от 0.5. Растителността има много по-малки стойности. Постройките имат положителни стойности от 0 до 0.2 [14].
3.3. Коефициентен вегетационен индекс (DVI)
Този индекс е наклонно ориентиран и се получава чрез екстрактването на червен канал от близкия инфрачервен. По-лесен е от NDVI и обхватът му е до безкрайност. Изключително подходящ за разграничаване на почва от растителност. Въведен е през 1977 година от учените Ричардсън и Виеганд. Стойности около нулата идентифицират почва, стойности по-малки от нула - вода, а стойности над нула - растителност. Елиминира влиянието на албедото (отношението между отразената и падащата върху дадено тяло светлина — отражателната способност на тялото). [9]
(3)
3.4. Индекс на растителната разлика (RVI)
Представя лесен вегетационен индекс, използван вече над 45 години. Въведен от Рузе през 1974 година за оценка на растителността. Дефинира се като съотношението на близкия инфрачервен канал върху червения. Зоните с повече растителност имат по-високи стойности на този индекс, докато зоните с почти никаква растителност - ниски стойности, тъй като NIR има високо отражение в сравнение c RED. [15]
(4)
ГКЗ 5-6 ' 2019