ENVI中常見植被指數(shù)介紹

1、作業(yè)9植被指數(shù)植被指數(shù)概念：利用衛(wèi)星不同波段探測數(shù)據(jù)組合而成的，能反映植物生長狀況的指數(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)測的物理基礎(chǔ)，通過這兩個波段測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)對太陽輻射的吸收以及葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)對紅外波段內(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)可以簡單度量綠色植被的數(shù)量和生長狀況，它對植物的葉綠素含量、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：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。簡稱NDVI:NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)(1)應(yīng)用：檢測植被生長狀態(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的反射率的對比度。對于同一幅圖象，分別求RVI和NDVI時會發(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；(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。簡稱SR:SR=pNIR/pRED在LAI值很高，即植被茂密時其靈

4、敏度會降低.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，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植被冠層間隙的敏感度簡稱：SGSG指數(shù)是用于探測綠色植被變化最簡單的植被指數(shù)。由于在可見光范圍內(nèi)，綠色植被對光強(qiáng)吸收，SG指數(shù)對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晦D(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簡稱：NDVI705NDVI705是NDVI的改進(jìn)型，它對葉冠層的微小變化、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、植被脅迫性探

7、測等。其計算公式為：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、植被脅迫性探測等。其計算公式為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、植被脅迫性探測等。其計算公式為：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，指示樹冠壓力簡稱：VOG1VOG1指數(shù)對葉綠素濃度、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稱：VOG2VOG2指數(shù)對葉綠素濃度、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稱：VOG3VOG3指數(shù)對葉綠素濃度、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，對葉綠色濃度非常敏感簡稱：REPREP指數(shù)對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波段方向移動非常敏感。紅邊位置在690nm740nm范圍內(nèi)急劇傾斜波長范圍，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。常用于農(nóng)作物

11、監(jiān)測和估產(chǎn)，生態(tài)系統(tǒng)干擾探測，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個指標(biāo)）光利用率指數(shù)是用來度量植被在光合作用中對入射光的利用效率。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稱：PRIPRI對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)）減少時的敏感度，SIPI的增加標(biāo)識冠層脅迫性的增加。可用于植被健康監(jiān)測、植物生理脅迫性檢測和作物生產(chǎn)和產(chǎn)量分析。其計算公式為：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)對花青素和葉綠素的比率非常敏感簡稱：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)識一些冠層的開花。應(yīng)用于植物生長周期（物候）研究，冠層脅迫性檢測和作物估產(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速度較快，冠層氮指數(shù)使用短波紅外測量植被冠層中氮的相對含量。1. NormalizedDifferenceNitrogenIndex歸一化氮指數(shù)簡稱：NDNINDNI是用于估算植被冠層中氮的相對含量。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)測葉片氮的含量，在1680nm波長范圍作為參考反射率，冠層葉生物量這個波長范圍具有與1520nm波長范圍類似的反射特性，而且1680nm波長范圍內(nèi)沒有氮吸收影響。NDNI在植被還是綠色以及覆蓋濃密時候，對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算。一|1. NormalizedDifferenceLigninIndex歸

16、一化木質(zhì)素指標(biāo)檢測葉片木質(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)素增加簡稱：NDLINDLI是用來估算植被冠層木質(zhì)素的相對含量，應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)分析和檢測森林的枯枝落葉層。其計算公式為：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)檢測纖維素在2000nm波長范圍引起的吸收特征簡稱：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，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植物開始和衰老程度簡稱：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的成熟?？捎糜谥脖唤】当O(jiān)測、植物生理脅迫性檢測和作物生產(chǎn)和產(chǎn)量分析。其計算公式為：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、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檢測吸收的相對差異，表示葉片總類胡蘿卜素含量相對葉綠素濃度的變化簡稱CRI1CRI1對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簡稱CRI2CRI2是CRI1的改進(jìn)型，在類胡蘿卜素濃度高時更加有效，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紅光波段的吸收特征變化簡稱ARI1ARI1對葉片中

20、的花青素非常敏感，ARI1值越大表明植被冠層增長或者死亡。其計算公式為：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類似簡稱ARI2ARI2對葉片中的花青素非常敏感，ARI2值越大表明植被冠層增長或者死亡。ARI2是ARI1的改進(jìn)，當(dāng)花青素濃度高時更加有效。其計算公式為：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。水分含量是一個重要的植物指標(biāo)，較高的水含量表明健康植被、生長快及不易著火。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稱WBIWBI對冠層水分狀態(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。其計算公式為：WBI=p9