Các chỉ số thực vật trong Viễn Thám

Bất kỳ vật thể nào trên bề mặt đất đều có tác dụng điện từ . Đồng thời bất kỳ vật thể nào có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ không tuyệt đối (nhiệt độ k =-273,16⁰C) đều liên tục phát ra sóng điện từ (nhiệt bức xạ). Do thành phần cấu tạo của các vật thể trên bề mặt trái đất khác nhau nên sự hấp thu hoặc phát xạ các sóng điện từ là khác nhau, ngay như thảm thực vật mỗi loại thực vật khác nhau cũng hấp thu và phát xạ các sóng điện từ cũng khác nhau. Vì vậy trên cơ sở các dữ liệu viễn thám ta có thể xác định được các đặc trưng quang phổ khác nhau của của bề mặt trái đất. Trong đó một trong những đặc trưng quang phổ quan trọng nhất của viễn thám là quang phổ thực vật. Từ những đặc trưng này làm cơ sở để xây dựng lên các chỉ số thực vật, là những thông tin quan trọng trong nghiên cứu và phục vụ khí tượng nông nghiệp.
Các chỉ số phổ thực vật được phân tách từ các băng cận hồng ngoại, hồng ngoại và dải đỏ là các tham số trung gian mà từ đó có thể thấy được các đặc tính khác nhau của thảm thực vật như: sinh khối, chỉ số diện tích lá, khả năng quang hợp, tổng các sản phẩm sinh khối theo mùa mà thực vật có thể tạo ra. Những đặc tính đó có liên quan và phụ thuộc rất lớn vào dạng thực vật bao phủ và thời tiết, đặc tính sinh lý, sinh hoá và sâu bệnh…Công nghệ gần đúng để giám sát đặc tính các hệ sinh thái khác nhau là phép nhận dạng chuẩn và phép so sánh giữa chúng.
Đặc trưng cho bề mặt trái đất bao gồm các chỉ số thực vật như sau:

1. Chỉ số thực vật NDVI (normalized difference vegetation index)
NDIV = (IR-R)/(IR+R)
Trong đó IR là giá trị bức xạ của bước sóng cận hồng ngoại (near infrared), R là giá trị bức xạ của bước sóng nhìn thấy (visible).Chỉ số thực vật được dùng rất rộng rãi để xác định mật độ phân bố của thảm thực vật, đánh giá trạng thái sinh trưởng và phát triển của cây trồng, làm cơ sở số liệu để dự báo sâu bệnh, hạn hán, diện tích năng suất và sản lượng cây trồng…Hình1 là bản đồ chỉ số thực vật (NDVI) bề mặt trái đất theo MODIS

2. Tỷ số chỉ số thực vật RVI (ratio vegetion index)
RIV = IR/R
RVI thường dùng để xác định chỉ số diện tích lá, sinh khối khô của lá và hàm lượng chất diệp lục trong lá. Vì vậy chỉ số RVI được dùng để đánh giá mức độ che phủ và phân biệt các lớp thảm thực vật khác nhau nhất là những thảm thực vật có độ che phủ cao.

3. Chỉ số thực vật sai khác DVI (difference vegetion index) hay còn gọi là chỉ số thực vật môi trường EVI (environmental vegetion index), chỉ số thực vật cây trồng CVI (crop vegetion index).
DVI =IR −R

4. Chỉ số màu xanh thực vật GVI (green vegetation index)
GVI=1.6225CH₂– 2.2978CH₁ + 11.0656
Trong đó CH₂ và CH₁ là quang phổ của các bước sóng cận hồng ngoại và bước sóng nhìn thấy của vệ tinh NOAA/AVHRR. Hệ số GVI có ưu điểm là giảm được mức tối thiểu sự ảnh hưởng của đất đai đến chỉ số thực vật.
5. Chỉ số màu sáng thực vật LVI (light vegetation index)
Năm 1976 R. J. Kauth và G. S Thomas đã tìm được mối liên hệ giữa chỉ số hạn hán thực vật và số liệu vệ tinh TM: LVI=0.3037b1+0.2793b2+0.4743b3+0.5585b4+0.5082b5+0 .1863b7
Trong đó b1-b7 là quang phổ của các bước sóng khác nhau của ảnh vệ tinh TM.

6. Chỉ số úa vàng thực vật YVI (yellow vegetation index)
YVI = (R+G)/2
Trong đó R là quang phổ bước sóng nhìn thấy (0.63-0.69), G bước sóng xanh (0.52-0.60). Chỉ
số này chỉ mức độ hạn hán của thực vật

7. Chỉ số màu nâu thực vật BVI (brown vegetation index)
BVI=(b5+b7)/2
Chỉ số này phản ánh mức độ thiếu nước của thực vật. Chỉ số này còn được dùng để đánh giá tác hại của sâu bệnh đối với cây trồng. Do các chỉ số viễn thám thực vật rất phong phú vì vậy hoàn toàn có khả năng sử dụng các thông tin viễn thám để giải quyết nhiều vấn đề khác nhau trong sản xuất nông nghiệp.

gisvn.com.vn