Анализ растительности с помощью вегетационного индекса
Имея спектральные данные на какую-либо территорию, можно анализировать растительный покров. Мощный инструмент для анализа растительности в дистанционном зондировании - это вегетационные индексы.
Вегетационные индексы рассчитываются на основе имеющихся спектральных данных. Эти индексы сформулированы таким образом, чтобы использовать свойства растительного покрова.
Для выявления изменений растительного покрова во времени на территории Кальчинского месторождения был проведен анализ растительности в программном комплексе ENVI и рассчитаны вегетационные индексы NDVI.
Формула для расчета индекса NDVI следующая:
NDVI= (NIR-Red) / (NIR+Red)
Где NIR - значение отражение в инфракрасной области спектра
Red - значение отражения в красной области спектра
Индекс NDVI - это безразмерный показатель. отражающий активность вегетации растительности, но в то же время он коррелирует со следующими параметрами: содержание хлорофилла, площадь листовой поверхности, сомкнутость и архитектура растительного покрова, поглощение фотосинтетически активной радиации. Также наблюдается связь значения индекса NDVI с такими показателями, как продуктивность, биомасса, влажность почвы, испаряемость, объем выпавших осадков, мощность и характеристики снежного покрова. NDVI часто используют как один из инструментов для более сложных типов анализа. Результатом которых, могут являться карты продуктивности лесов и сельскохозяйственных земель, карты ландшафтов и природных зон, почвенные, аридные, фитогидрологические и другие эколого-климатические карты.
Чтобы проследить динамику изменения растительности решено было использовать несколько разновременных снимков за 1988, 2006 и 2011 г. (рис.4,5,6).
Снимки получены со спутника Landsat 4 и Landsat 7 (http://glovis. usgs.gov/).
Спектральный диапазон спутника Landsat:
0,45-0,52 (синий), 0,53-0,61 (зеленый), 0,63-0,69 (красный), 0,78-0,90 (ближний ИК) (http://www.sovzond.ru/)
Анализ растительности и расчёт индекса NDVI можно проводить в программном комплексе ArcGis и ENVI. В данной работе расчёт проводился в ENVI 4.7.
Рисунок 4. Снимок территории Кальчинского месторождения 1988г.
Рисунок 5. Снимок территории Кальчинского месторождения 2006г.
Рисунок 6. Снимок территории Кальчинского месторождения 2011г.
В результате анализа растительности было замечено, что растительный покров на территории разработки и эксплуатации месторождения снизился. Согласно выбранной цветовой схеме, светлый тон указывает на участки с наименее развитым растительным покровом, темный - с наиболее развитым. Следовательно, необходимо принимать меры по восстановлению и рекультивации земель. Если это сделать невозможно из-за строительства промышленных объектов и эксплуатации скважин, то важно рационально использовать данную территорию, чему может способствовать ландшафтное картографирование
Таким образом, на примере разновременных снимков одной территории, можно проследить характер изменения территории, что доказывает обоснованность использования данных дистанционного зондирования Земли и методов их обработки и анализа.
Рисунок 7. Результат расчёта индекса в NDVI снимка 1988г.
Рисунок 8. Результат расчёта индекса в NDVI снимка 2006г.
Рисунок 9. Результат расчёта индекса в NDVI снимка 2011г.