i.vigrass - Trực tuyến trên đám mây

CHƯƠNG TRÌNH:

TÊN

i.vi - Tính toán các loại chỉ số thảm thực vật.
Hầu hết sử dụng các dải màu đỏ và nir, và một số chỉ số yêu cầu các dải bổ sung.

TỪ KHÓA

hình ảnh, chỉ số thực vật, các thông số lý sinh

SYNOPSIS

i.vi
i.vi --Cứu giúp
i.vi đỏ=tên đầu ra=tên viname=kiểu [nir=tên] [màu xanh lá=tên] [màu xanh da trời=tên]
[ban nhạc 5=tên] [ban nhạc 7=tên] [land_line_slope=phao] [land_line_intercept=phao]
[land_noise_reduction=phao] [Storage_bit=số nguyên] [-ghi đè] [-giúp đỡ]
[-dài dòng] [-yên tĩnh] [-ui]

Cờ:
- ghi đè
Cho phép các tệp đầu ra ghi đè lên các tệp hiện có

--Cứu giúp
In tóm tắt sử dụng

--dài dòng
Đầu ra mô-đun dài dòng

--Yên lặng
Đầu ra mô-đun yên tĩnh

--ui
Buộc khởi chạy hộp thoại GUI

Tham số:
đỏ=tên [yêu cầu]
Tên của bản đồ phản xạ bề mặt kênh màu đỏ đầu vào
Phạm vi: [0.0; 1.0]

đầu ra=tên [yêu cầu]
Tên cho bản đồ raster đầu ra

viname=kiểu [yêu cầu]
Loại chỉ số thảm thực vật
Tùy chọn: cái, dvi, cái, evi2, gvi, gari, đá quý, ipvi, cái, msavi2, ndvi, pvi, cứu tinh,
ông biến thể, wdvi
Mặc định: NDVI
Arvi: Chỉ số Thực vật Chống chịu Khí quyển
dvi: Chỉ số thực vật khác biệt
Evi: Chỉ số thực vật cải thiện
evi2: Chỉ số Thực vật Nâng cao 2
gvi: Chỉ số thực vật xanh
gari: Chỉ số Thực vật Chống chịu Khí quyển Xanh
Gemi: Chỉ số Giám sát Môi trường Toàn cầu
ipvi: Chỉ số phần trăm thảm thực vật hồng ngoại
msavi: Chỉ số thực vật được điều chỉnh trong đất đã được điều chỉnh
msavi2: Chỉ số thực vật được điều chỉnh trong đất được điều chỉnh thứ hai
NDVI: Chỉ số thực vật khác biệt bình thường hóa
pvi: Chỉ số thực vật vuông góc
savi: Chỉ số thực vật điều chỉnh của đất
sr: Tỷ lệ đơn giản
nhiều: Chỉ số kháng khí quyển có thể nhìn thấy
wdvi: Chỉ số Thực vật Chênh lệch Trọng số

nir=tên
Tên của bản đồ phản xạ bề mặt kênh nir đầu vào
Phạm vi: [0.0; 1.0]

màu xanh lá=tên
Tên của bản đồ phản xạ bề mặt kênh xanh đầu vào
Phạm vi: [0.0; 1.0]

màu xanh da trời=tên
Tên của bản đồ phản xạ bề mặt kênh màu xanh lam đầu vào
Phạm vi: [0.0; 1.0]

ban nhạc 5=tên
Tên của bản đồ phản xạ bề mặt kênh thứ 5 đầu vào
Phạm vi: [0.0; 1.0]

ban nhạc 7=tên
Tên của bản đồ phản xạ bề mặt kênh thứ 7 đầu vào
Phạm vi: [0.0; 1.0]

land_line_slope=phao
Giá trị độ dốc của đường đất (chỉ dành cho MSAVI2)

land_line_intercept=phao
Giá trị giao nhau của đường đất (chỉ dành cho MSAVI2)

land_noise_reduction=phao
Giá trị của hệ số giảm tiếng ồn của đất (chỉ dành cho MSAVI2)

Storage_bit=số nguyên
Số bit tối đa cho các số kỹ thuật số
Nếu dữ liệu ở dạng Số kỹ thuật số (tức là kiểu số nguyên), hãy cung cấp các bit tối đa (tức là 8 cho
Landsat -> [0-255])
Tùy chọn: 7, 8, 10, 16
Mặc định: 8

MÔ TẢ

i.vi tính toán các chỉ số thảm thực vật dựa trên các thông số lý sinh.

· ARVI: chỉ số thực vật chống chịu với khí quyển

· DVI: Chỉ số thực vật khác biệt

· EVI: Chỉ số thực vật cải thiện

· EVI2: Chỉ số thực vật cải thiện 2

· GARI: Chỉ số thực vật xanh chống chịu với khí quyển

· GEMI: Chỉ số Giám sát Môi trường Toàn cầu

· GVI: Chỉ số thực vật xanh

· IPVI: Chỉ số phần trăm thảm thực vật hồng ngoại

· MSAVI2: Chỉ số thực vật điều chỉnh đất điều chỉnh lần thứ hai

· MSAVI: Chỉ số thảm thực vật được điều chỉnh trong đất đã sửa đổi

· NDVI: Chỉ số Thực vật Khác biệt Chuẩn hóa

· PVI: Chỉ số thực vật vuông góc

· RVI: tỷ lệ chỉ số thảm thực vật

· SAVI: Chỉ số thực vật điều chỉnh của đất

· SR: Tỷ lệ thực vật đơn giản

· WDVI: Chỉ số Thực vật Chênh lệch Trọng số

Tiểu sử cho Người sử dụng mới đến xa cảm biến
Các chỉ số thực vật thường được coi là điểm vào của viễn thám đối với đất trên Trái đất
giám sát. Họ đang phải chịu đựng sự thành công của mình, trong điều kiện mà mọi người thường có xu hướng
thu thập ảnh vệ tinh từ các nguồn trực tuyến và sử dụng chúng trực tiếp trong mô-đun này.

Từ số kỹ thuật số đến Radiance:
Hình ảnh vệ tinh thường được lưu trữ trong Số kỹ thuật số (DN) cho các mục đích lưu trữ; ví dụ,
Dữ liệu Landsat5 được lưu trữ ở các giá trị 8bit (từ 0 đến 255), các vệ tinh khác có thể
được lưu trữ trong 10 hoặc 16 bit. Nếu dữ liệu được cung cấp trong DN, điều này ngụ ý rằng hình ảnh này
"vô hiệu". Điều này có nghĩa là hình ảnh là những gì vệ tinh nhìn thấy ở
vị trí và độ cao trong không gian (lưu trong DN). Đây vẫn chưa phải là tín hiệu trên mặt đất. chúng tôi
gọi dữ liệu này là tại vệ tinh hoặc tại cảm biến. Được mã hóa trong 8bits (hoặc nhiều hơn) là số lượng
năng lượng được cảm biến bởi cảm biến bên trong bệ vệ tinh. Năng lượng này được gọi là
cảm biến bức xạ. Nói chung, các nhà cung cấp hình ảnh vệ tinh mã hóa bức xạ tại cảm biến
thành 8bit (hoặc nhiều hơn) thông qua một phương trình biến đổi affine (y = ax + b). Trong trường hợp sử dụng
Hình ảnh Landsat, nhìn vào i.landsat.toar để dễ dàng chuyển đổi DN thành
cảm biến bức xạ. Nếu sử dụng dữ liệu Aster, hãy thử i.aster.toar mô-đun.

Từ Radiance đến Reflectance:
Cuối cùng, khi đã thu được bức xạ ở các giá trị cảm biến, bầu khí quyển vẫn
giữa cảm biến và bề mặt Trái đất. Thực tế này cần được sửa chữa để giải thích cho
tương tác của khí quyển với năng lượng mặt trời mà thảm thực vật phản xạ trở lại không gian.
Điều này có thể được thực hiện theo hai cách đối với Landsat. Cách đơn giản là thông qua i.landsat.toar, Sử dụng
ví dụ như hiệu chỉnh DOS. Cách chính xác hơn là sử dụng i.atcorr (mà hiệu quả với nhiều người
cảm biến vệ tinh). Sau khi hiệu chỉnh khí quyển đã được áp dụng cho vệ tinh
dữ liệu, giá trị dữ liệu được gọi là độ phản xạ bề mặt. Độ phản xạ bề mặt nằm trong khoảng từ 0.0
đến 1.0 về mặt lý thuyết (và hoàn toàn). Mức hiệu chỉnh dữ liệu này là mức phù hợp
chỉnh sửa để sử dụng với i.vi.

Thảm thực vật CHỈ SỐ
ARVI: Khí quyển Kháng Thảm thực vật Chỉ số

ARVI có khả năng chống lại các tác động của khí quyển (so với NDVI) và được hoàn thiện
bằng quy trình tự điều chỉnh đối với hiệu ứng khí quyển trong kênh màu đỏ, sử dụng
sự khác biệt về độ chói giữa các kênh xanh lam và đỏ (Kaufman và Tanre 1996).
arvi (redchan, nirchan, bluechan)
ARVI = (nirchan - (2.0 * redchan - bluechan)) /
(nirchan + (2.0 * redchan - bluechan))

DVI: Sự khác biệt Thảm thực vật Chỉ số
dvi (redchan, nirchan)
DVI = (nirchan - redchan)

EVI: tăng cường Thảm thực vật Chỉ số

Chỉ số thực vật nâng cao (EVI) là một chỉ số được tối ưu hóa được thiết kế để nâng cao
tín hiệu thảm thực vật với độ nhạy được cải thiện ở các vùng sinh khối cao và được cải thiện
giám sát thảm thực vật thông qua việc tách tín hiệu nền của tán cây và
giảm ảnh hưởng của bầu khí quyển (Huete AR, Liu HQ, Batchily K., van Leeuwen W.
(1997). So sánh các chỉ số thảm thực vật với bộ ảnh TM toàn cầu cho EOS-MODIS. Xa
Cảm biến Môi trường, 59: 440-451).
evi (bluechan, redchan, nirchan)
EVI = 2.5 * (nirchan - redchan) /
(nirchan + 6.0 * redchan - 7.5 * bluechan + 1.0)

EV2: tăng cường Thảm thực vật Chỉ số 2

EVI 2 băng tần (EVI2), không có dải màu xanh lam, có độ tương đồng tốt nhất với dải 3
EVI, đặc biệt khi hiệu ứng khí quyển không đáng kể và chất lượng dữ liệu tốt
(Zhangyan Jiang; Alfredo R. Huete; Youngwook Kim và Kamel Didan 2-band nâng cao
chỉ số thảm thực vật không có dải màu xanh lam và ứng dụng của nó vào dữ liệu AVHRR. Proc. SPIE 6679,
Viễn thám và mô hình hóa các hệ sinh thái vì sự bền vững IV, 667905 (ngày 09 tháng 2007 năm XNUMX)
doi: 10.1117 / 12.734933).
evi2 (redchan, nirchan)
EVI2 = 2.5 * (nirchan - redchan) /
(nirchan + 2.4 * redchan + 1.0)

GARI: màu xanh lá khí quyển kháng thảm thực vật chỉ số

Công thức đã thực sự được xác định: Gitelson, Anatoly A.; Kaufman, Yoram J.; Merzlyak, Mark
N. (1996) Sử dụng kênh xanh trong viễn thám thảm thực vật toàn cầu từ EOS- MODIS,
Viễn thám Môi trường 58 (3), 289-298. doi: 10.1016 /s0034-4257(96)00072-7
gari (redchan, nirchan, bluechan, greenchan)
GARI = (nirchan - (greenchan - (bluechan - redchan))) /
(nirchan + (greenchan - (bluechan - redchan)))

ĐÁ QUÝ: Toàn cầu môi trường Giám sát Chỉ số
gemi (redchan, nirchan)
GEMI = (((2 * ((nirchan * nirchan) - (redchan * redchan)) +
1.5 * nirchan + 0.5 * redchan) / (nirchan + redchan + 0.5)) *
(1 - 0.25 * (2 * ((nirchan * nirchan) - (redchan * redchan)) +
1.5 * nirchan + 0.5 * redchan) / (nirchan + redchan + 0.5))) -
((redchan - 0.125) / (1 - redchan))

GV: màu xanh lá Thảm thực vật Chỉ số
gvi (bluechan, greenchan, redchan, nirchan, chan5chan, chan7chan)
GVI = (-0.2848 * bluechan - 0.2435 * greenchan -
0.5436 * redchan + 0.7243 * nirchan + 0.0840 * chan5chan-
0.1800 * chan7chan)

IPVI: cấp bằng sáng chế Tỷ lệ phần trăm Thảm thực vật Chỉ số
ipvi (redchan, nirchan)
IPVI = nirchan / (nirchan + redchan)

MSAVI2: 2 Thay đổi Đất Điều chỉnh Thảm thực vật Chỉ số
msavi2 (redchan, nirchan)
MSAVI2 = (1/2)*(2(NIR+1)-sqrt((2*NIR+1)^2-8(NIR-red)))

MSavi: Thay đổi Đất Điều chỉnh Thảm thực vật Chỉ số
msavi (redchan, nirchan)
MSAVI = s (NIR-s * red-a) / (a ​​* NIR + red-a * s + X * (1 + s * s))
trong đó a là điểm chặn của đường đất, s là độ dốc của đường đất và X là điều chỉnh
Hệ số được thiết lập để giảm thiểu tiếng ồn của đất (0.08 trong giấy tờ gốc).

NDVI: Chuẩn hóa Sự khác biệt Thảm thực vật Chỉ số
ndvi (redchan, nirchan)
Số băng tần của loại dữ liệu ([NIR, Red])
Dải MSS = [7, 5]
Băng tần TM1-5,7 = [4, 3]
Băng tần TM8 = [5, 4]
Dải AVHRR = [2, 1]
Băng tần SPOT XS = [3, 2]
Băng tần AVIRIS = [51, 29]
NDVI = (NIR - Đỏ) / (NIR + Đỏ)

PVI: Vuông góc Thảm thực vật Chỉ số
pvi (redchan, nirchan)
PVI = sin (a) NIR-cos (a) đỏ
đối với một đường đẳng cấp (các đường của thảm thực vật bằng nhau) tất cả sẽ song song với đất
dòng do đó a = 1.

SAVI: Đất Điều chỉnh Thảm thực vật Chỉ số
savi (redchan, nirchan)
SAVI = ((1.0 + 0.5) * (nirchan - redchan)) / (nirchan + redchan +0.5)

SR: Đơn giản Thảm thực vật tỉ lệ
sr (redchan, nirchan)
SR = (nirchan / redchan)

VARI: Có thể nhìn thấy Khí quyển Kháng Chỉ số VARI được thiết kế để giới thiệu một
Sự tự điều chỉnh của khí quyển (Gitelson AA, Kaufman YJ, Stark R., Rundquist D., 2002.
Các thuật toán mới để ước tính tỷ lệ thảm thực vật Cảm biến từ xa về môi trường (80),
trang76-87.)
vari = (bluechan, greenchan, redchan)
VARI = (xanh lá cây - đỏ) / (xanh lục + đỏ - xanh lam)

WDVI: Có trọng số Sự khác biệt Thảm thực vật Chỉ số
wdvi (redchan, nirchan, land_line_weight)
WDVI = nirchan - a * redchan
if (land_weight_line == Không có):
a = 1.0 #slope của đường đất

VÍ DỤ

Ví dụ này dựa trên cảnh LANDSAT TM7 có trong mẫu North Carolina
tập dữ liệu.

Chuẩn bị: DN đến sự phản chiếu
Bước đầu tiên, các giá trị pixel DN (số kỹ thuật số) ban đầu phải được chuyển đổi thành
phản xạ bằng cách sử dụng i.landsat.toar. Để làm như vậy, chúng tôi tạo một bản sao (hoặc đổi tên các kênh) thành
phù hợp với i.landsat.toarlược đồ đầu vào của:

g.copy raster=lsat7_2002_10,lsat7_2002.1
g.copy raster=lsat7_2002_20,lsat7_2002.2
g.copy raster=lsat7_2002_30,lsat7_2002.3
g.copy raster=lsat7_2002_40,lsat7_2002.4
g.copy raster=lsat7_2002_50,lsat7_2002.5
g.copy raster=lsat7_2002_61,lsat7_2002.61
g.copy raster=lsat7_2002_62,lsat7_2002.62
g.copy raster=lsat7_2002_70,lsat7_2002.7
g.copy raster=lsat7_2002_80,lsat7_2002.8

Tính toán các giá trị phản xạ từ DN bằng DOS1 (siêu dữ liệu thu được từ
p016r035_7x20020524.met.gz):

i.landsat.toar input = lsat7_2002. đầu ra = lsat7_2002_toar. cảm biến = tm7 \
method = dos1 date = 2002-05-24 sun_elevation = 64.7730999 \
product_date = 2004-02-12 gain = HHHLHLHHL
Các kênh Landsat kết quả là các tên lsat7_2002_toar.1 .. lsat7_2002_toar.8.

Tính toán of NDVI
Việc tính toán NDVI từ các giá trị phản xạ được thực hiện như sau:
g.region raster = lsat7_2002_toar.3 -p
i.vi red = lsat7_2002_toar.3 nir = lsat7_2002_toar.4 viname = ndvi \
output = lsat7_2002.ndvi
r.colors lsat7_2002.ndvi color = ndvi
d.mon wx0.
d.rast.leg lsat7_2002.ndvi
Bộ dữ liệu Bắc Carolina: NDVI

Tính toán of ARVI
Việc tính toán ARVI từ các giá trị phản xạ được thực hiện như sau:
g.region raster = lsat7_2002_toar.3 -p
i.vi blue=lsat7_2002_toar.1 red=lsat7_2002_toar.3 nir=lsat7_2002_toar.4 \
viname = arvi output = lsat7_2002.arvi
d.mon wx0.
d.rast.leg lsat7_2002.arvi
Bộ dữ liệu Bắc Carolina: ARVI

Tính toán of GARI
Việc tính toán GARI từ các giá trị phản xạ được thực hiện như sau:
g.region raster = lsat7_2002_toar.3 -p
i.vi blue=lsat7_2002_toar.1 green=lsat7_2002_toar.2 red=lsat7_2002_toar.3 \
nir=lsat7_2002_toar.4 viname=gari output=lsat7_2002.gari
d.mon wx0.
d.rast.leg lsat7_2002.gari
Bộ dữ liệu North Carolina: GARI

GHI CHÚ

Ban đầu từ kepler.gps.caltech.edu (Câu hỏi thường gặp):

Câu hỏi thường gặp về thảm thực vật trong viễn thám
Viết bởi Terrill W. Ray, Div. của Khoa học Địa chất và Hành tinh, Viện California
của Công nghệ, email: [email được bảo vệ]

Thư Snail: Terrill Ray
Phòng Khoa học Địa chất và Hành tinh
Caltech, Mã thư 170-25
Pasadena, CA 91125

Sử dụng i.vigrass trực tuyến bằng các dịch vụ onworks.net