植被遙感指數(shù)公式及簡介

1、植被遙感指數(shù)植被遙感指數(shù)植被指數(shù)類型植被指數(shù)類型歸一化植被指數(shù)（NDVI） 纓帽變換中的綠度植被指數(shù)（GVI）比值植被指數(shù)（RVI）差值植被指數(shù)（DVI）垂直植被指數(shù)（PVI）比值植被指數(shù)（Ratio Vegetation Index）由于可見光紅波段（R）與近紅外波段（NIR）對(duì)綠色植物的光譜響應(yīng)十分不同。兩者簡單的數(shù)值比能充分表達(dá)兩反射率之間的差異。 比值植被指數(shù)可表達(dá)為： RVI=DNNIR/ DNR 或 RVI=NIR/R （簡單表示為NIR/R） RVI是綠色植物的一個(gè)靈敏的指示參數(shù)。研究表明，它與葉面積指數(shù)（LAI）、葉干生物量（DM）、葉綠素含量相關(guān)性高，被廣泛用于估算和監(jiān)測(cè)綠色

2、植物生物量。在植被高密度覆蓋情況下，它對(duì)植被十分敏感，與生物量的相關(guān)性最好。但當(dāng)植被覆蓋度小于50%時(shí)，它的分辨能力顯著下降。 此外，RVI對(duì)大氣狀況很敏感，大氣效應(yīng)大大地降低了它對(duì)植被檢測(cè)的靈敏度，尤其是當(dāng)RVI值高時(shí)。因此，最好運(yùn)用經(jīng)大氣糾正的數(shù)據(jù)，或?qū)刹ǘ蔚幕叶戎担―N）轉(zhuǎn)換成反射率（）后再計(jì)算RVI，以消除大氣對(duì)兩波段不同非線性衰減的影響。 歸一化植被指數(shù)（Normalized Difference Vegetation Index） NDVI=（DNNIR-DNR）/（ DNNIRDNR） NDVI=(NIR-R)/ (NIR+R) 實(shí)際上，NDVI是簡單比值RVI經(jīng)非線性的歸一化

3、處理所得。 在植被遙感中，NDVI的應(yīng)用最為廣泛。它是植被生長狀態(tài)及植被覆蓋度的最佳指示因子，與植被分布密度呈線性相關(guān)。因此又被認(rèn)為是反映生物量和植被監(jiān)測(cè)的指標(biāo)。 NDVI的一個(gè)缺陷在于，對(duì)土壤背景的變化較為敏感。 實(shí)驗(yàn)表明，作物生長初期NDVI將過高估計(jì)植被覆蓋度，而在作物生長的結(jié)束季節(jié)，NDVI值偏低。因此，NDVI更適用于植被發(fā)育中期或中等覆蓋度的植被檢測(cè)。差值植被指數(shù)（Difference Vegetation Index） 差值植被指數(shù)（DVI）又稱環(huán)境植被指數(shù)（EVI），被定義為近紅外波段與可見光紅波段數(shù)值之差。 即 DVI= DNNIR-DNR 或 DVI=NIR - R 差值植

4、被指數(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)不如RVI、NDVI。它對(duì)土壤背景的變化極為敏感，有利于對(duì)植被生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)。 上述的NDVI、DVI等植被指數(shù)均受土壤背景的影響大，且這種影響是相當(dāng)復(fù)雜的，它隨波長、土壤特征（含水量、有機(jī)質(zhì)含量、表面粗糙度等）及植被覆蓋度、作物排列方向等的變化而變化。纓帽變換中的綠度植被指數(shù)（GVI） 纓帽變換（TC）是指在多維光譜空間中，通過線性變換、多維空間的旋轉(zhuǎn)，將植物、土壤信息投影到多維空間的一個(gè)平面上，在這個(gè)平面上使植被生長狀況的時(shí)間軌跡（光譜圖形）和土壤亮度軸相互垂直。也就是，通過坐標(biāo)變換使值被與土壤特征分離。 纓帽變換是一種通用的植被指數(shù)，可以被用于 Landsat MMS 或

5、Landsat TM 數(shù)據(jù)。纓帽變換（TC變換）是以陸地衛(wèi)星MSS各波段的輻度亮度值作為變量。經(jīng)線性變換后，組成4個(gè)新變量： TC10.433MSS40.632MSS50.586MSS60.264MSS7 TC2-0.290MSS4-0.562MSS5-0.600MSS60.491MSS7 TC3-0.829MSS40.522MSS50.039MSS60.194MSS7TC4 0.233MSS40.021MSS5-0.543MSS60.810MSS7 第一分量TC1表征“土壤亮度”，它反映土壤亮度信息； 第二分量TC2表征“綠度”，它與綠色植被長勢(shì)、覆蓋度等信息直接相關(guān)； 第三分量為“黃度”，

6、無確定意義，位于TC1、TC2的右側(cè)； 第四分量為“nonesuch”無景觀意義，主要為噪聲（包含系統(tǒng)噪聲和大氣信息）。 第一、二分量往往集中了95%或更多的信息。因此，植被、土壤信息主要集中在由TC1、TC2組成的二維圖形中。 而對(duì)于TM而言，可見光紅外6個(gè)波段數(shù)據(jù)經(jīng)纓帽變換的前三個(gè)分量主要反映土壤亮度、綠度、濕度特征，第四分量主要為噪聲。其中綠度指數(shù)可表示為： GVI=-0.2848TM1-0.2435TM2-0.5436TM3 +0.7243TM4 +0.084TM5-0.1800TM7垂直植被指數(shù)（PVI） 不同植被與土壤亮度線的距離不同。于是Richardson（1977）把植物象元

7、到土壤亮度線的垂直距離定義為垂直植被指數(shù)（Perpendicular Vegetation Index）。 PVI是一種簡單的歐幾米得（Euclidean）距離。表示為： 其中S為土壤反射率，V為植被反射率，R為紅波段，NIR為紅外波段。22)()(VIRVIRRRSSVS PVI= PVI表征著在土壤背景上存在的植被的生物量，距離越大，生物量越大，也可將PVI定量表達(dá)為： PVI=（DNNIR-b）cos -DNRsin 其中，DNNIR、DNR分別為NIR、R兩波段的反射輻射亮度值； b為土壤基線與NIR反射率縱軸的截距； 為土壤基線與R光反射率橫軸的夾角。 PVI的顯著特點(diǎn)是較好地濾除了土壤背景的影響，且對(duì)大氣效應(yīng)的敏感程度也小于其它植被指數(shù)。正因?yàn)樗鼫p弱和消除了大氣、土壤的干擾，所以被廣泛應(yīng)用于作物估產(chǎn)。 從理論上講，GVI、