Індекс рослинності (ІР) - це перетворення двох або більше значень мультиспектральних смуг в одне значення, призначене для вивчення умов рослинності.


Skyglyph пропонує інформацію про індекси рослинності від двох постачальників – Planet і Sentinel:


Назва постачальника данихРоздільна здатність, метри на піксельПеріодичність, середняДоступні канали
Planet3.7 meters per pixel1-2 рази на день8 спектральних каналів
Sentinel-210-60 meters per pixel (depends on spectral band)раз на тиждень13 спектральних каналів: 4 канали (10м); 6 RE та короткохвильовий інфрачервоний канали (20м); 3 канали (60м)


На даний момент ми надаємо наступні вегетаційні показники (в процесі розширення):


КЛЮЧОВІ ІНДЕКСИ



Індекс ПоясненняКоли використовуєтьсяSentinel
Planet
NDVI

Normalized Difference Vegetation Index.


NDVI = (NIR-R) / (NIR + R)


Цей показник є показником здорової зеленої рослинності. NDVI використовується для вимірювання біомаси.


Однак він може насичуватися густою рослинністю. Крім того, цей індекс рослинності досить чутливий до яскравості ґрунту та атмосферних впливів.


NDVI є найпоширенішим індексом рослинності в дистанційному зондуванні. Його можна використовувати протягом усього сезону вирощування сільськогосподарських культур, за винятком випадків, коли рослинний покрив занадто мізерний, тому його спектральний коефіцієнт відбиття занадто низький.


Значення NDVI найбільш точні в середині сезону на етапі активного росту культури


10m3m
gNDVI
Green Normalized Difference Vegetation Index

gNDVI = (NIR-G) / (NIR + G)

Цей індекс подібний до NDVI, за винятком того, що він вимірює зелений спектр від 540 до 570 нм замість червоного спектру.


Цей індекс більш чутливий до концентрації хлорофілу, ніж NDVI


стежити за рослинністю з густим пологом або на стадії зрілості10m3m
yNDVI
Yellow Normalized Difference Vegetation Index

yNDVI=(NIR-Yellow)/(NIR+Yellow)

Використовує жовту спектральну смугу 610 нм. Немає аналогів у Sentinel-2. Не настільки насичений у густій рослинності та дає більш «гладкий» результат у разі варіативної рослинності.


Крім того, він реагує менш гостро в порівнянні з NDVI в разі легкого атмосферного туману.


Підходить для вимірювання на середніх і пізніх стадіях вегетації.

3m
yrNDVIYellow-Red Normalized Difference Vegetation Index

yrDVI=(Yellow-Red)/(Yellow+Red)

Використовує жовтий і червоний індекси. Індекс базується на спостереженні, що жовтий спектр відбивається від здорової рослинності сильніше, ніж червоний спектр.
Позитивний індекс означає рослинність, негативний ґрунт або засохлу рослинність.

3m
SAVISoil Adjusted Vegetation Index

SAVI = ((NIR-RED) / (NIR + RED + L)) * (1 + L)


призначений для мінімізації впливу грунту. Підходить для аналізу молодих посівів; для посушливих регіонів з розрідженою рослинністю (менше 15% загальної площі) і відкритими поверхнями ґрунту. Huete (1988) пропонує оптимальне значення L = 0,5 для врахування коливань ґрунтового фону.


для аналізу молодих посівів; для посушливих регіонів з рідкою рослинністю (менше 15% загальної площі) і відкритими поверхнями ґрунту.10m3m
OSAVI

Optimized Soil Adjusted Vegetation Index.


SAVI = (1.16) * (NIR-RED) / (NIR + RED + 0.16)) - shifted (-0.5)


OSAVI відображає мінливість щільності рослинності. Крім того, він не чутливий до яскравості ґрунту (за наявності різних типів ґрунту). Він стійкий до мінливості яскравості ґрунту та має підвищену чутливість понад 50% до рослинності. Цей індекс найкраще використовувати в районах з відносно рідкою рослинністю, де ґрунт видно крізь полог і де NDVI насичений (висока щільність рослин)


проводити моніторинг територій з низькою густотою рослинності з оголеними ділянками ґрунту через полог. Коригування дозволяє більшу варіацію ґрунту в OSAVI порівняно з SAVI, коли покривний покрив низький. OSAVI має кращу чутливість до навісу, що перевищує 50%.10m3m
gSAVI

Green Soil Adjusted Vegetation Index


gSAVI = (NIR-GREEN) * (1 + 0.5) / (NIR + GREEN + 0.5


Цей показник був розроблений для визначення дефіциту азоту в кукурудзі. Подібно до SAVI, але використовує зелений спектр замість червоного



10m3m
gDVI

Green Difference Vegetation Index


GDVI = NIR-GREEN 


Цей індекс був спочатку розроблений за допомогою кольорової інфрачервоної фотографії для прогнозування потреби кукурудзи в азоті



10m3m
ARVI

Atmospherically Resistant Vegetation Index


ARVI= (NIR-2*R+B)/(NIR+2*R-B)


 ARVI найбільше корисний в регіонах з високим вмістом аерозолів в атмосфері. Він використовує вимірювання відбиття синього світла для корекції ефектів атмосферного розсіювання, які також впливають на відбиття червоного світла.


3m
PRIPhotochemical Reflectance Index

PRI= (Green-Green1)/(Green+Green1)

PRI вимірює ефективність використання світла листям і, таким чином, в основному використовується як індикатор водного стресу та для оцінки поглинання вуглекислого газу рослинами.

Діапазон: − 1 до 1


Типовий здоровий діапазон: − 0,2 до 0,2


Він чутливий до зміни каротиноїдних пігментів листя (наприклад, ксантофілу). Ці каротиноїдні пігменти беруть участь у перетворенні поглинутого фотосинтетичного випромінювання у фіксований вуглець.



3m
GLI

Gleen Leaf Index


GLI = (2 x G - R - B) / (2 x G + R + B)


Цей індекс був спочатку розроблений для використання з цифровою камерою RGB для вимірювання покриття пшениці, де червоні, зелені та сині цифрові числа (DN) варіюються від 0 до 255.


Значення GLI варіюються від -1 до +1. Від’ємні значення представляють ґрунт і неживі елементи, тоді як позитивні значення представляють зелене листя та стебла.



10m3m
rSIPI
Reverse Structure Insensitive Pigment Index

rSIPI=(NIR-Red)/(NIR-Cobalt Blue)
SIPI є хорошим індексом для використання в районах з високою мінливістю структури пологу або індексу площі листя. Цей індекс максимізує чутливість до співвідношення масових каротиноїдів і хлорофілу, мінімізуючи при цьому вплив змінної структури листяного покриву.

3m
VARI

Visible Atmospherically Resistant Index.


VARI = (GR) / (G + RB) 


індекс візуального опору атмосфері мінімально чутливий до атмосферних впливів. VARI сильно корелює з часткою рослинності (густота посівів, біомаса)


Цей індекс використовується для оцінки частки рослинності на зображенні з низькою чутливістю до атмосферних впливів.10m3m
NDRE

Normalized Difference Red Edge Index


NDRE = (NIR + RedEdge) / (NIR + RedEdge) 


дуже чутливий до середнього та високого вмісту хлорофілу в листі (наскільки зеленим виглядає лист), мінливості площі листя та фону ґрунту. Високі значення NDRE означають вищий рівень хлорофілу в листі, ніж нижчі значення. Таким чином, червоний край є хорошим індикатором здоров’я посівів на середніх та пізніх стадіях розвитку, де концентрація хлорофілу відносно вища.


Крім того, NDRE можна використовувати для картографування внутрішньопольової мінливості позакореневого азоту, щоб зрозуміти потреби сільськогосподарських культур у добривах.


NDRE зазвичай використовується для моніторингу культур, які досягли стадії зрілості. NDRE зазвичай використовується для моніторингу культур, які досягли стадії зрілості.
20m3m
EVI

Enhanced Vegetation Index


EVI = 2.5 * (NIR-RED) / (NIR + 6 * RED-7.5 * BLUE + 1))


Покращений індекс рослинності (EVI) — це «оптимізований» індекс рослинності, призначений для посилення сигналу рослинності з покращеною чутливістю в регіонах із високою біомасою та покращеним моніторингом рослинності шляхом роз’єднання фонового сигналу та зменшення впливу атмосфери. Використовує синю область дисплея для корекції фонових сигналів ґрунту та зменшення вивітрювання, включаючи розсіювання аерозолів


велика кількість хлорофілу, переважно з мінімальним топографічним впливом (негірські регіони)велика кількість хлорофілу, переважно з мінімальним топографічним впливом (негірські регіони)10m3
NGRDI

Normalized Difference Green/Red difference Index


Visual NDVI = (Green-Red) / (Green + Red)



10m3m



ХЛОРОФІЛЬНА ГРУПА ІНДЕКСІВ



NameExplanationWhen to UseAvailability from Sentinel dataAvailability from Planet data
LCI

Leaf Chlorophyll Index

LCI = (NIR-RedEdge) / (NIR + RED)

Iіндекс для оцінки вмісту хлорофілу в листвяному покритті.


20m3m
CLg

Green Chorpphill Index) or CLg (Chlorophyll green) 

CLg = NIR / Green - 1

використовується для оцінки вмісту хлорофілу в листі різних видів рослин. Вміст хлорофілу відображає фізіологічний стан рослинності; воно зменшується у рослин, що перебувають у стані стресу, і тому може використовуватися як вимірювання здоров’я рослинності.


Цей індекс використовується для оцінки вмісту хлорофілу в листках широкого спектру видів рослин. Широка довжина хвилі ближнього інфрачервоного та зеленого кольорів забезпечує кращий прогноз вмісту хлорофілу, забезпечуючи більшу чутливість і вище співвідношення сигнал/шум.


Області, засновані на GCI, краще розрізняють місця з високою біомасою, ніж NDVI.

для моніторингу впливу сезонності, екологічних стресів або застосування пестицидів на здоров'я рослинності.10m3m
CLr

Red Chlorophyll Index or CLr (Chlorophyll red)

CLg = NIR / Red - 1


Використовує червону мультиспектральну смугу.


Оскільки вміст хлорофілу безпосередньо залежить від рівня азоту в рослинах, відповідального за їх «зеленість», цей вегетаційний індекс при дистанційному зондуванні допомагає виявити ділянки з жовтим або скинутим листям.

Значення CLrI найбільш корисні на етапі активного розвитку рослинності, але не підходять для сезону збирання.10m3m
CLre

Chlorophyll red-edge

CLre = NIR / red_edge - 1

Чутливий до невеликих коливань вмісту хлорофілу і є постійним для більшості видів рослинності.

Значення CIre є найбільш корисними на етапі активного розвитку рослинності, але не підходять для сезону збору врожаю.20m3m


ГРУПА ІНДЕКСІВ ВМІСТУ ВОДИ


NameExplanationWhen to UseAvailability from Sentinel data

Availability from Planet data

NDWI

Normalized Difference Water Index

NDWI = (G – NIR) / (G + NIR) 

запропонований McFeeters, 1996.


спочатку розроблено для окреслення відкритих водойм і оцінки їх каламутності, пом'якшення відбиття ґрунту та рослинного покриву землі

Виявлення підтоплених сільськогосподарських угідь; виділення обводнення на родовищі; виявлення зрошуваних сільськогосподарських угідь; виділення боліт.20m3m
NDWIL

Normalized Difference Water Index in Leaves.

ndwil = (B08-B11) / (B08 + B11) 

вміст води в листі, запропонований Гао


NDWI використовує канали SWIR (короткохвильовий інфрачервоний) та NIR. Коефіцієнт відбиття NIR дозволяє аналізувати вміст сухої речовини в рослинному листі та внутрішню структуру листя, тоді як коефіцієнт відбиття SWIR показує зміни вмісту води в рослині та структуру мезофілу. У поєднанні смуги NIR та SWIR дають краще уявлення про вміст води в рослинах, оскільки вода у внутрішній структурі листя впливає на спектральний коефіцієнт відбиття в SWIR.



20m
Moisture Sentinel Index

(B8A-B11) / (B8A + B11) 

Індекс вологості ґрунту


20m