Использование деривативных вегетационных индексов для оценки содержания хлорофилла в растительности по данным измерений из космоса
Рубрика:
| Кочубей, СМ, Казанцев, ТА |
| Косм. наука технол. 2011, 17 ;(3):54-59 |
| https://doi.org/10.15407/knit2011.03.054 |
| Язык публикации: русский |
Аннотация: Изучена возможность использования деривативных вегетационных индексов для мониторинга растительности на основе гиперспектральных измерений с борта космического спутника. С помощью имитационных моделей «ґрунт- растительность» проведены расчеты деривативных вегетационного индекса D725 /D702 с использованием спектральных кривых отражения листьев. Показано, что снижение спектрального разделения до 10 нм, что соответствует максимальным известным на сегодня значением для спутниковых сенсоров, не вызывает существенных изменений индекса D725 /D702. При полном проективном покрытии почвы растительностью отклонения его величины от значений, полученных при разделении 1 нм, находятся в пределах 2-7% при вариациях концентрации пигмента в широком диапазоне. В случае неполного проективного покрытия отклонения не превышают 16% для наиболее неблагоприятного случая: проективное покрытие почвы 25%, низкое содержание хлорофилла и высокое отражение почвы. Теоретическое обоснование информативности индекса D725 /D702 при пониженном спектральном разделении подтверждено результатами анализа данных спектрального сенсора Hyperion, установленного на борту спутника ЕО-1. Установлена высокая корреляция между отражением в зеленой области спектров посевов пшеницы, присутствующих на снимке, и концентрацией хлорофилла, рассчитанной по индексу D725 /D702.
|
| Ключевые слова: гиперспектральные измерения, имитационные модели, хлорофилл |
References:
1. Андрианова Ю. Е., Тарчевский И. А. Хлорофилл и продуктивность растений. — М.: Наука, 2000. — 135 с.
2. Казанцев Т. А., Туменок Л. В., Кочубей С. М. Дистанционные измерения динамики содержания хлорофилла в посевах озимой пшеницы // Физиол. и био-хим. культурных растений. — 2010. — 42, № 6. — С. 544—549.
3. Кочубей С. М. Оценка основных параметров сельскохозяйственных посевов по спектру отражения растительности в оптическом діапазоні // Космічна наука і технологія. — 2003. — 9, № 5/6. — С. 185—190.
4. Кочубей С. М., Казанцев Т. А., Донец В. В. Использование деривативных вегетационных индексов для устранения помех, создаваемых отражением почвы при дистанционном зондировании растительности // Космічна наука і технологія. — 2008. — 14, № 3. — С. 69—74.
5. Кочубей С. М., Кобец Н. И., Шадчина Т. М. Количественный анализ формы спектральных кривых отражения листьев растений как способ тестирования их состояния // Физиол. и биохим. культурных растений. — 1988. — 20, № 6. — С. 535—539.
6. Кочубей С. М., Кобец Н. И., Шадчина Т. М. Спектральные свойства растений как основа методов дистанционной диагностики. — Киев: Наук. думка, 1990. — 136 с.
7. Davids С., Tyler A. N. Detecting contamination-induced tree stress within the Chernobyl exclusion zone // Remote Sens. Environ. — 2003. — 85, N 1. — P. 30—38.
8. Graeff S., Claupein W. Quantifying nitrogen status of corn (Zea mays L.) in the field by reflectance measurements // Eur. J. Agron. — 2003. — 19, N 4. — P. 611—618.
9. Kochubey S. M., Bidyuk P. I. Novel approach to remote sensing of vegetation // Proc. of SPIE. — 2003. — 5093. — P. 181—188.
10. Kochubey S. M., Kazantsev T. A. Changes in the first derivatives of leaf reflectance spectra of various plants induced by variations of chlorophyll content // J. Plant Physiol. — 2007. — 164, N 12. — P. 1648— 1655.
11. Kochubey S. M., Yatsenko V. A. Monitoring system for agricultural crops on chlorophyll basis // Proc. of SPIE. —
2003. — 5232. — P. 92—99.
12. Lamb D. W., Steyn-Ross M., Schaares P., et al. Estimating leaf nitrogen concentration in ryegrass // Int. J. Rem. Sens. — 2002. — N 23. — P. 3619—3648.
13. Smith K. L., Steven M .D., Colls J. J. Use of hyperspectral derivative ratios in the red edge region to identify plant stress responses to gas leaks // Remote Sens. Environ. —
2004. — 92. — P. 207—217.
14. Zarko-Tejada P. J., Miller J. R., Morales A., et al. Hyper-spectral indices and model simulation for chlorophyll estimation in open-canopy tree crops // Remote Sens. Environ. — 2004. — 90. — P. 463—476.