صيغ المؤشرات متعددة الأطياف

This page lists some multispectral indices that Chloros uses

تستخدم صيغ المؤشرات التالية مزيجًا من نطاقات النفاذية المتوسطة لمرشح Survey3:

لون مرشح Survey3	Survey3 اسم المرشح	نطاق النفاذية (FWHM)	متوسط النفاذية
Blue	NGB - Blue	468-483 نانومتر	475 نانومتر
Cyan	OCN- Cyan	476-512 نانومتر	494 نانومتر
Green	RGN | NGB - Green	543-558 نانومتر	547 نانومتر
Orange	OCN - Orange	598-640 نانومتر	619 نانومتر
Red	RGN - Red	653-668 نانومتر	661 نانومتر
RedEdge	إعادة - RedEdge	712-735 نانومتر	724 نانومتر
NIR1	OCN - NIR1	798-848 نانومتر	823 نانومتر
NIR2	RGN | NGB | NIR - NIR2	835-865 نانومتر	850 نانومتر

عند استخدام هذه الصيغ، قد ينتهي الاسم بـ "\_1" أو "\_2"، وهو ما يتوافق مع مرشح NIR، سواء تم استخدام NIR1 أو NIR2.

---

EVI - مؤشر الغطاء النباتي المحسّن

تم تطوير هذا المؤشر في الأصل للاستخدام مع بيانات MODIS كتحسين على NDVI من خلال تحسين إشارة الغطاء النباتي في المناطق ذات مؤشر مساحة الأوراق العالي (LAI). وهو مفيد للغاية في المناطق ذات مؤشر LAI المرتفع حيث قد يتشبع مؤشر NDVI. ويستخدم منطقة الانعكاس الأزرق لتصحيح إشارات خلفية التربة وتقليل التأثيرات الجوية، بما في ذلك تشتت الهباء الجوي.

$$EVI = 2.5 * {(NIR - Red) \over (NIR + 6 * Red - 7.5 * Blue + 1)}$$

يجب أن تتراوح قيم EVI بين 0 و 1 بالنسبة لوحدات البكسل الخاصة بالنباتات. يمكن أن تؤدي الميزات الساطعة مثل السحب والمباني البيضاء، إلى جانب الميزات الداكنة مثل المياه، إلى قيم بكسل شاذة في صورة EVI. قبل إنشاء صورة EVI، يجب إخفاء السحب والسمات الساطعة من صورة الانعكاس، واختياريًا تحديد عتبة قيم وحدات البكسل من 0 إلى 1.

المصدر: Huete, A., et al. "نظرة عامة على الأداء الإشعاعي والفيزيائي الحيوي لمؤشرات الغطاء النباتي MODIS." الاستشعار عن بعد للبيئة 83 (2002):195–213.

---

FCI1 - مؤشر الغطاء الحرجي 1

يميز هذا المؤشر الغطاء الحرجي عن أنواع النباتات الأخرى باستخدام صور الانعكاس متعددة الأطياف التي تتضمن نطاق الحافة الحمراء.

$$FCI1 = Red * RedEdge$$

ستكون قيم FCI1 للمناطق الحرجية أقل بسبب انخفاض انعكاس الأشجار ووجود الظلال داخل الغطاء.

المصدر: Becker, Sarah J., Craig S.T. Daughtry, and Andrew L. Russ. "Robust forest cover indices for multispectral images." Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 84.8 (2018): 505-512.

---

FCI2 - مؤشر الغطاء الحرجي 2

يميز هذا المؤشر الغطاء الحرجي عن أنواع النباتات الأخرى باستخدام صور الانعكاس متعددة الأطياف التي لا تتضمن نطاق الحافة الحمراء.

$$FCI2 = Red * NIR$$

ستكون قيم FCI2 للمناطق الحرجية أقل بسبب انخفاض انعكاس الأشجار ووجود الظلال داخل الغطاء الحرجي.

المصدر: Becker, Sarah J., Craig S.T. Daughtry, and Andrew L. Russ. "Robust forest cover indices for multispectral images." Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 84.8 (2018): 505-512.

---

GEMI - مؤشر الرصد البيئي العالمي

يُستخدم هذا المؤشر غير الخطي للغطاء النباتي في رصد البيئة العالمية من خلال صور الأقمار الصناعية، ويحاول تصحيح التأثيرات الجوية. وهو مشابه لمؤشر NDVI ولكنه أقل حساسية للتأثيرات الجوية. يتأثر هذا المؤشر بالتربة الجرداء؛ لذلك، لا يُنصح باستخدامه في المناطق ذات الغطاء النباتي المتناثر أو متوسط الكثافة.

$$GEMI = eta (1 - 0.25 * eta) - {Red - 0.125 \over 1 - Red}$$

حيث:

$$eta = {2(NIR^{2}-Red^{2}) + 1.5 * NIR + 0.5 * Red \over NIR + Red + 0.5}$$

المصدر: Pinty, B., and M. Verstraete. GEMI: مؤشر غير خطي لرصد الغطاء النباتي العالمي من الأقمار الصناعية. Vegetation 101 (1992): 15-20.

---

GARI - Green مؤشر مقاوم للتأثيرات الجوية

هذا المؤشر أكثر حساسية لمجموعة واسعة من تركيزات الكلوروفيل وأقل حساسية للتأثيرات الجوية مقارنة بـ NDVI.

$$GARI = {NIR - [Green - \gamma(Blue - Red)] \over NIR + [Green - \gamma(Blue - Red)] }$$

ثابت جاما هو دالة ترجيح تعتمد على ظروف الهباء الجوي في الغلاف الجوي. يستخدم ENVI قيمة 1.7، وهي القيمة الموصى بها من قبل Gitelson وKaufman وMerzylak (1996، صفحة 296).

المصدر: Gitelson, A., Y. Kaufman, and M. Merzylak. "Use of a Green Channel in Remote Sensing of Global Vegetation from EOS-MODIS." Remote Sensing of Environment 58 (1996): 289-298.

---

GCI - Green مؤشر الكلوروفيل

يُستخدم هذا المؤشر لتقدير محتوى الكلوروفيل في الأوراق عبر مجموعة واسعة من أنواع النباتات.

$$GCI = {NIR \over Green} - 1$$

يوفر وجود أطوال موجية واسعة من NIR والأخضر تنبؤًا أفضل بمحتوى الكلوروفيل مع السماح بمزيد من الحساسية ونسبة إشارة إلى ضوضاء أعلى.

المصدر: Gitelson, A., Y. Gritz, and M. Merzlyak. "العلاقات بين محتوى الكلوروفيل في الأوراق والانعكاس الطيفي والخوارزميات لتقييم الكلوروفيل غير المتلف في أوراق النباتات العليا." مجلة فسيولوجيا النبات 160 (2003): 271-282.

---

GLI - Green مؤشر الأوراق

صُمم هذا المؤشر في الأصل للاستخدام مع كاميرا رقمية RGB لقياس غطاء القمح، حيث تتراوح الأرقام الرقمية (DNs) للأحمر والأخضر والأزرق من 0 إلى 255.

$$GLI = {(Green - Red) + (Green - Blue) \over (2 * Green) + Red + Blue }$$

تتراوح قيم GLI من -1 إلى +1. تمثل القيم السالبة التربة والخصائص غير الحية، بينما تمثل القيم الموجبة الأوراق الخضراء والسيقان.

المصدر: Louhaichi, M., M. Borman, and D. Johnson. "منصة محددة المكان والتصوير الجوي لتوثيق آثار الرعي على القمح." Geocarto International 16، العدد 1 (2001): 65-70.

---

GNDVI - Green مؤشر الفرق المعياري للنبات

يشبه هذا المؤشر مؤشر NDVI إلا أنه يقيس الطيف الأخضر من 540 إلى 570 نانومتر بدلاً من الطيف الأحمر. هذا المؤشر أكثر حساسية لتركيز الكلوروفيل من مؤشر NDVI.

$$GNDVI = {(NIR - Green) \over (NIR + Green) }$$

المصدر: Gitelson, A., and M. Merzlyak. "Remote Sensing of Chlorophyll Concentration in Higher Plant Leaves." Advances in Space Research 22 (1998): 689-692.

---

GOSAVI - Green مؤشر الغطاء النباتي المعدل للتربة المُحسّن

تم تصميم هذا المؤشر في الأصل باستخدام التصوير بالأشعة تحت الحمراء الملونة للتنبؤ باحتياجات الذرة من النيتروجين. وهو مشابه لـ OSAVI، لكنه يستبدل النطاق الأخضر بالنطاق الأحمر.

$$GOSAVI = {NIR - Green \over NIR + Green + 0.16) }$$

المصدر: Sripada, R., et al. "تحديد احتياجات الذرة من النيتروجين خلال الموسم باستخدام التصوير الجوي بالأشعة تحت الحمراء الملونة." أطروحة دكتوراه، جامعة ولاية كارولينا الشمالية، 2005.

---

GRVI - Green مؤشر الغطاء النباتي النسبي

هذا المؤشر حساس لمعدلات التمثيل الضوئي في مظلات الغابات، حيث تتأثر الانعكاسات الخضراء والحمراء بشدة بالتغيرات في أصباغ الأوراق.

$$GRVI = {NIR \over Green }$$

المصدر: Sripada, R., et al. "التصوير الجوي بالأشعة تحت الحمراء الملونة لتحديد احتياجات الذرة من النيتروجين في بداية الموسم." مجلة Agronomy Journal 98 (2006): 968-977.

---

GSAVI - Green مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة

صُمم هذا المؤشر في الأصل باستخدام التصوير بالأشعة تحت الحمراء الملونة للتنبؤ باحتياجات الذرة من النيتروجين. وهو مشابه لـ SAVI، لكنه يستبدل النطاق الأخضر بالنطاق الأحمر.

$$GSAVI = 1.5 * {(NIR - Green) \over (NIR + Green + 0.5) }$$

المصدر: Sripada, R., et al. "تحديد احتياجات الذرة من النيتروجين خلال الموسم باستخدام التصوير الجوي بالأشعة تحت الحمراء الملونة." أطروحة دكتوراه، جامعة ولاية كارولينا الشمالية، 2005.

---

LAI - مؤشر مساحة الأوراق

يُستخدم هذا المؤشر لتقدير غطاء الأوراق والتنبؤ بنمو المحصول ومحصوله. يحسب ENVI مؤشر LAI الأخضر باستخدام الصيغة التجريبية التالية من Boegh et al (2002):

$$LAI = 3.618 * EVI - 0.118$$

حيث EVI هو:

$$EVI = 2.5 * {(NIR - Red) \over (NIR + 6 * Red - 7.5 * Blue + 1)}$$

تتراوح قيم LAI العالية عادةً من حوالي 0 إلى 3.5. ومع ذلك، عندما يحتوي المشهد على غيوم وسمات ساطعة أخرى تنتج وحدات بكسل مشبعة، يمكن أن تتجاوز قيم LAI 3.5. من الأفضل إخفاء الغيوم والسمات الساطعة من المشهد قبل إنشاء صورة LAI.

المصدر: Boegh, E., H. Soegaard, N. Broge, C. Hasager, N. Jensen, K. Schelde, and A. Thomsen. "Airborne Multi-spectral Data for Quantifying Leaf Area Index, Nitrogen Concentration and Photosynthetic Efficiency in Agriculture." Remote Sensing of Environment 81، رقم 2-3 (2002): 179-193.

---

LCI - مؤشر الكلوروفيل في الأوراق

يُستخدم هذا المؤشر لتقدير محتوى الكلوروفيل في النباتات العليا، وهو حساس للتغيرات في الانعكاس الناتجة عن امتصاص الكلوروفيل.

$$LCI = {NIR2 - RedEdge \over NIR2 + Red}$$

المصدر: Datt, B. "الاستشعار عن بعد لمحتوى الماء في أوراق شجر الأوكالبتوس." Journal of Plant Physiology 154، العدد 1 (1999): 30-36.

---

MNLI - المؤشر غير الخطي المعدل

هذا المؤشر هو تحسين للمؤشر غير الخطي (NLI) الذي يدمج مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة (SAVI) لمراعاة خلفية التربة. يستخدم ENVI قيمة عامل تعديل خلفية الغطاء النباتي (L) تبلغ 0.5.

$$MNLI = {(NIR^{2} - Red) * (1 + L) \over (NIR^{2} + Red + L) }$$

المصدر: Yang, Z., P. Willis, and R. Mueller. "تأثير صورة AWIFS المحسّنة بنسبة النطاقات على دقة تصنيف المحاصيل." وقائع ندوة Pecora 17 للاستشعار عن بعد (2008)، دنفر، كولورادو.

---

MSAVI2 - مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة 2

هذا المؤشر هو نسخة أبسط من مؤشر MSAVI الذي اقترحه Qi وآخرون (1994)، والذي يُعد تحسينًا لمؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة (SAVI). فهو يقلل من ضوضاء التربة ويزيد من النطاق الديناميكي لإشارة الغطاء النباتي. يعتمد MSAVI2 على طريقة استقرائية لا تستخدم قيمة ثابتة L (كما هو الحال مع SAVI) لإبراز الغطاء النباتي السليم.

$$MSAVI2 = {2 * NIR + 1 - \sqrt{(2 * NIR + 1)^{2} - 8(NIR - Red)} \over 2}$$

المصدر: Qi, J., A. Chehbouni, A. Huete, Y. Kerr, and S. Sorooshian. "مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة." الاستشعار عن بعد للبيئة 48 (1994): 119-126.

---

NDRE- الفرق المعياري RedEdge

يشبه هذا المؤشر مؤشر NDVI، لكنه يقارن التباين بين NIR و RedEdge بدلاً من Red، والذي غالبًا ما يكتشف إجهاد النباتات في وقت أبكر.

$$NDRE = {NIR - RedEdge \over NIR + RedEdge }$$

---

NDVI - مؤشر الفرق المعياري للنباتات

هذا المؤشر هو مقياس للنباتات الخضراء السليمة. إن الجمع بين صيغة الفرق المعياري واستخدام مناطق أعلى امتصاص وانعكاس للكلوروفيل يجعله قويًا في نطاق واسع من الظروف. ومع ذلك، يمكن أن يتشبع في ظروف النباتات الكثيفة عندما يصبح LAI مرتفعًا.

$$NDVI = {NIR - Red \over NIR + Red }$$

تتراوح قيمة هذا المؤشر بين -1 و 1. ويتراوح النطاق الشائع للغطاء النباتي الأخضر بين 0.2 و 0.8.

المصدر: Rouse, J., R. Haas, J. Schell, and D. Deering. رصد أنظمة الغطاء النباتي في السهول الكبرى باستخدام ERTS. الندوة الثالثة لـ ERTS، ناسا (1973): 309-317.

---

NLI - المؤشر غير الخطي

يفترض هذا المؤشر أن العلاقة بين العديد من مؤشرات الغطاء النباتي والمعلمات الفيزيائية الحيوية السطحية غير خطية. وهو يعمل على تحويل العلاقات مع المعلمات السطحية التي تميل إلى أن تكون غير خطية إلى علاقات خطية.

$$NLI = {NIR^{2} - Red \over NIR^{2} + Red }$$

المصدر: Goel, N., و W. Qin. "تأثيرات بنية الغطاء النباتي على العلاقات بين مختلف مؤشرات الغطاء النباتي و LAI و Fpar: محاكاة حاسوبية." Remote Sensing Reviews 10 (1994): 309-347.

---

OSAVI - مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة المُحسّن

يعتمد هذا المؤشر على مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة (SAVI). ويستخدم قيمة قياسية تبلغ 0.16 لعامل تعديل خلفية الغطاء النباتي. حدد Rondeaux (1996) أن هذه القيمة توفر تباينًا أكبر في التربة مقارنةً بـ SAVI بالنسبة للغطاء النباتي المنخفض، مع إظهار حساسية متزايدة للغطاء النباتي الذي يزيد عن 50%. يُفضل استخدام هذا المؤشر في المناطق ذات الغطاء النباتي المتناثر نسبيًا حيث يمكن رؤية التربة من خلال الغطاء النباتي.

$$OSAVI = {(NIR - Red) \over (NIR + Red + 0.16) }$$

المصدر: Rondeaux, G., M. Steven, and F. Baret. "Optimization of Soil-Adjusted Vegetation Indices." Remote Sensing of Environment 55 (1996): 95-107.

---

RDVI - مؤشر الفرق المعاد تقييمه للغطاء النباتي

يستخدم هذا المؤشر الفرق بين الأطوال الموجية القريبة من الأشعة تحت الحمراء والأحمر، جنبًا إلى جنب مع NDVI، لإبراز الغطاء النباتي السليم. وهو غير حساس لتأثيرات التربة وهندسة رؤية الشمس.

$$RDVI = {(NIR- Red) \over \sqrt{(NIR + Red)} }$$

المصدر: Roujean, J., and F. Breon. "تقدير PAR الممتص بواسطة الغطاء النباتي من قياسات الانعكاس ثنائي الاتجاه." الاستشعار عن بعد للبيئة 51 (1995): 375-384.

---

SAVI - مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة

يشبه هذا المؤشر مؤشر NDVI، لكنه يقلل من تأثيرات وحدات البكسل الخاصة بالتربة. ويستخدم عامل تعديل خلفية الغطاء النباتي، L، وهو دالة لكثافة الغطاء النباتي وغالبًا ما يتطلب معرفة مسبقة بكميات الغطاء النباتي. يقترح Huete (1988) قيمة مثالية لـ L=0.5 لمراعاة تباينات خلفية التربة من الدرجة الأولى. يُفضل استخدام هذا المؤشر في المناطق ذات الغطاء النباتي المتناثر نسبيًا حيث يمكن رؤية التربة من خلال الغطاء النباتي.

$$SAVI = {1.5 * (NIR- Red) \over (NIR + Red + 0.5) }$$

المصدر: Huete, A. "مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة (SAVI)." Remote Sensing of Environment 25 (1988): 295-309.

---

TDVI - مؤشر الغطاء النباتي التفاضلي المحوّل

هذا المؤشر مفيد لرصد الغطاء النباتي في البيئات الحضرية. ولا يتعرض للتشبع مثل NDVI و SAVI.

$$TDVI = 1.5 * {(NIR- Red) \over \sqrt{NIR^{2} + Red + 0.5} }$$

المصدر: Bannari, A., H. Asalhi, and P. Teillet. "مؤشر الفرق المحول للغطاء النباتي (TDVI) لرسم خرائط الغطاء النباتي" في وقائع ندوة علوم الأرض والاستشعار عن بعد، IGARSS '02، IEEE International، المجلد 5 (2002).

---

VARI - مؤشر مرئي مقاوم للتأثيرات الجوية

يعتمد هذا المؤشر على ARVI ويُستخدم لتقدير نسبة الغطاء النباتي في مشهد مع حساسية منخفضة للتأثيرات الجوية.

$$VARI = {Green - Red \over Green + Red - Blue }$$

المصدر: Gitelson, A., et al. "خطوط الغطاء النباتي والتربة في الفضاء الطيفي المرئي: مفهوم وتقنية للتقدير عن بُعد لنسبة الغطاء النباتي. المجلة الدولية للاستشعار عن بُعد 23 (2002): 2537−2562.

---

WDRVI - مؤشر الغطاء النباتي ذو النطاق الديناميكي الواسع

يشبه هذا المؤشر مؤشر NDVI، لكنه يستخدم معامل ترجيح (a) لتقليل التباين بين مساهمات الإشارات القريبة من الأشعة تحت الحمراء والإشارات الحمراء في مؤشر NDVI. يكون WDRVI فعالاً بشكل خاص في المشاهد التي تتميز بكثافة نباتية متوسطة إلى عالية عندما يتجاوز NDVI 0.6. يميل NDVI إلى الاستقرار عندما تزداد نسبة الغطاء النباتي ومؤشر مساحة الأوراق (LAI)، في حين أن WDRVI أكثر حساسية لنطاق أوسع من نسب الغطاء النباتي وللتغيرات في LAI.

$$WDRVI = {(\alpha * NIR- Red) \over (\alpha * NIR + Red)}$$

يمكن أن يتراوح معامل الترجيح (a) بين 0.1 و 0.2. ويوصي Henebry و Viña و Gitelson (2004) بقيمة 0.2.

المراجع

Gitelson, A. "مؤشر الغطاء النباتي ذو النطاق الديناميكي الواسع للتحديد الكمي عن بُعد للخصائص الفيزيائية الحيوية للغطاء النباتي." مجلة فسيولوجيا النبات 161، العدد 2 (2004): 165-173.

هينبري، ج.، أ. فينا، وأ. جيتلسون. "مؤشر الغطاء النباتي ذو النطاق الديناميكي الواسع وفائدته المحتملة في تحليل الفجوات." نشرة تحليل الفجوات 12: 50-56.