صيغ المؤشر متعدد الأطياف

This page lists some multispectral indices that Chloros uses.

تستخدم صيغ المؤشر أدناه مزيجًا من نطاقات النقل المتوسطة لمرشح Survey3:

Survey3 لون المرشح	Survey3 اسم المرشح	نطاق النقل (FWHM)	متوسط النقل
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
RedEdge	Re - 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 النبات المحسّن

تم تطوير هذا المؤشر في الأصل للاستخدام مع بيانات MODIS كتحسين على NDVI من خلال تحسين إشارة النبات في المناطق ذات مؤشر مساحة الأوراق العالي (LAI). وهو مفيد للغاية في المناطق ذات LAI العالية حيث قد يتشبع 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 لبيكسلات الغطاء النباتي. يمكن أن تؤدي الميزات الساطعة مثل السحب والمباني البيضاء، إلى جانب الميزات الداكنة مثل المياه، إلى قيم بيكسل غير طبيعية في صورة EVI. قبل إنشاء صورة EVI، يجب إخفاء السحب والسمات الساطعة من صورة الانعكاس، ويمكن أيضًا تحديد عتبة قيم 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 انعكاسية متعددة الأطياف تتضمن نطاقًا أحمر.

$$FCI1 = Red * RedEdge$$

ستكون قيم FCI1 للمناطق الحرجية أقل بسبب انخفاض انعكاس الأشجار ووجود ظلال 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 النباتي للغابات عن أنواع النباتات الأخرى باستخدام صور انعكاسية متعددة الأطياف لا تتضمن نطاق الحافة الحمراء.

$$FCI2 = Red * NIR$$

ستكون قيم FCI2 للمناطق الحرجية أقل بسبب انخفاض انعكاسية الأشجار ووجود الظلال داخل الغطاء النباتي.

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 مراقبة البيئة العالمية

يُستخدم هذا المؤشر غير الخطي للنباتات في مراقبة البيئة العالمية من خلال صور الأقمار الصناعية، ويحاول تصحيح تأثيرات الغلاف الجوي. وهو مشابه لـ NDVI ولكنه أقل حساسية لتأثيرات الغلاف الجوي. يتأثر بالتربة الجرداء؛ لذلك، لا يُنصح باستخدامه في المناطق ذات النباتات المتناثرة أو المتوسطة الكثافة.

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

المكان:

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

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 للغلاف الجوي

هذا المؤشر أكثر حساسية لمجموعة واسعة من تركيزات الكلوروفيل وأقل حساسية لتأثيرات الغلاف الجوي من 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 Gitelson و Kaufman و Merzylak (1996، صفحة 296).

المصدر: Gitelson، A.، Y. Kaufman، و M. Merzylak. "استخدام قناة Green في الاستشعار عن بعد للنباتات العالمية من EOS-MODIS." الاستشعار عن بعد للبيئة 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 نطاقات طول موجية واسعة NIR وخضراء توقعات أفضل لمحتوى 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 المدمر في أوراق النباتات العليا." مجلة فسيولوجيا النبات 160 (2003): 271-282.

---

GLI - Green مؤشر الأوراق

تم تصميم هذا المؤشر في الأصل للاستخدام مع كاميرا رقمية RGB لقياس غطاء القمح، حيث تتراوح الأرقام الرقمية (DNs) الحمراء والخضراء والزرقاء 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 الموقع جغرافيًا وتصوير جوي لتوثيق تأثيرات الرعي على القمح." Geocarto International 16، رقم 1 (2001): 65-70.

---

GNDVI - Green مؤشر الاختلاف المعياري للنباتات

هذا المؤشر مشابه لـ NDVI باستثناء أنه يقيس الطيف الأخضر من 540 إلى 570 نانومتر بدلاً من الطيف الأحمر. هذا المؤشر أكثر حساسية لتركيز الكلوروفيل من NDVI.

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

المصدر: جيتلسون، أ.، و M. Merzlyak. "الاستشعار عن بعد لتركيز الكلوروفيل في أوراق النباتات العليا." Advances in Space Research 22 (1998): 689-692.

---

GOSAVI - Green مؤشر الغطاء النباتي المعدل للتربة

تم تصميم هذا المؤشر في الأصل باستخدام التصوير الفوتوغرافي بالأشعة تحت الحمراء الملونة للتنبؤ باحتياجات الذرة من النيتروجين. وهو مشابه لـ OSAVI، ولكنه 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 الفوتوغرافي الجوي بالأشعة تحت الحمراء الملونة." أطروحة دكتوراه، جامعة ولاية كارولينا الشمالية، 2005.

---

GRVI - Green مؤشر نسبة الغطاء النباتي

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 متطلبات النيتروجين في بداية موسم زراعة الذرة." مجلة Agronomy Journal 98 (2006): 968-977.

---

GSAVI - Green مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة

صُمم هذا المؤشر في الأصل باستخدام التصوير الفوتوغرافي بالأشعة تحت الحمراء الملونة للتنبؤ باحتياجات الذرة من النيتروجين. وهو مشابه لـ SAVI، ولكنه 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 المحاصيل ومحصولها. يحسب ENVI 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 0 إلى 3.5 تقريبًا. ومع ذلك، عندما يحتوي المشهد على سحب وسمات ساطعة أخرى تنتج بكسلات مشبعة، يمكن أن تتجاوز قيم LAI 3.5. من الأفضل إخفاء السحب والسمات الساطعة من المشهد قبل إنشاء صورة LAI.

المصدر: Boegh, E., H. Soegaard, N. Broge, C. Hasager, N. Jensen, K. Schelde, and A. Thomsen. "البيانات متعددة الأطياف المحمولة جوًا لتقدير مؤشر مساحة الأوراق وتركيز النيتروجين وكفاءة التمثيل الضوئي في الزراعة." الاستشعار عن بعد للبيئة 81، رقم 2-3 (2002): 179-193.

---

LCI - مؤشر الكلوروفيل في الأوراق

يُستخدم هذا المؤشر لتقدير محتوى الكلوروفيل في النباتات العليا، الحساسة 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." مجلة فسيولوجيا النبات 154، رقم 1 (1999): 30-36.

---

MNLI - المؤشر غير الخطي المعدل

هذا المؤشر هو تحسين لمؤشر 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 المحسنة بنسبة النطاق على دقة تصنيف المحاصيل." وقائع ندوة Pecora 17 للاستشعار عن بعد (2008)، دنفر، كولورادو.

---

MSAVI2 - مؤشر الغطاء النباتي المعدل 2

هذا المؤشر هو نسخة أبسط من مؤشر MSAVI الذي اقترحه Qi، وآخرون (1994)، والذي يحسن مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة (SAVI). وهو 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 الصحي.

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

المصدر: Qi, J., A. Chehbouni, A. Huete, Y. Kerr, and S. Sorooshian. "A Modified Soil Adjusted Vegetation Index." Remote Sensing of Environment 48 (1994): 119-126.

---

NDRE- الفرق المعياري RedEdge

هذا المؤشر مشابه لـ NDVI ولكنه 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 الصحية. إن الجمع بين صيغة الفرق المعياري واستخدام مناطق الامتصاص والانعكاس الأعلى للكلوروفيل يجعله قويًا في مجموعة واسعة 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 من -1 إلى 1. النطاق الشائع للنباتات الخضراء هو 0.2 إلى 0.8.

المصدر: Rouse, J., R. Haas, J. Schell, and D. Deering. مراقبة أنظمة النباتات 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 النباتات والمعلمات البيوفيزيائية السطحية غير خطية. وهو يخطط العلاقات مع المعلمات السطحية التي تميل إلى أن تكون غير خطية.

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

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

---

OSAVI - مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة

يعتمد هذا المؤشر على مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة (SAVI). ويستخدم قيمة قياسية تبلغ 0.16 لعامل تعديل خلفية الغطاء النباتي. حدد روندو (1996) أن هذه القيمة توفر تباينًا أكبر في التربة مقارنة 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 النباتات المُعاد تقييمه

يستخدم هذا المؤشر الفرق بين الأطوال الموجية القريبة من الأشعة تحت الحمراء والأطوال الموجية الحمراء، إلى جانب NDVI، لإبراز الغطاء النباتي الصحي. وهو غير حساس لتأثيرات التربة وهندسة رؤية الشمس.

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

المصدر: Roujean, J., and F. Breon. "Estimating PAR Absorbed by Vegetation from Bidirectional Reflectance Measurements." Remote Sensing of Environment 51 (1995): 375-384.

---

SAVI - مؤشر الغطاء النباتي المعدل حسب التربة

يشبه هذا المؤشر مؤشر NDVI، ولكنه يحد من تأثيرات بكسلات التربة. 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)." الاستشعار عن بعد للبيئة 25 (1988): 295-309.

---

TDVI - مؤشر النباتات المتباين المحول

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

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

المصدر: Bannari, A., H. Asalhi, and P. Teillet. "Transformed Difference Vegetation Index (TDVI) for Vegetation Cover Mapping" In Proceedings of the Geoscience and Remote Sensing Symposium, IGARSS '02, IEEE International, Volume 5 (2002).

---

VARI - مؤشر مقاومة الغلاف الجوي المرئي

يعتمد هذا المؤشر على ARVI ويستخدم لتقدير نسبة الغطاء النباتي في مشهد ذي حساسية منخفضة لتأثيرات الغلاف الجوي.

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

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

---

WDRVI - مؤشر الغطاء النباتي ذو النطاق الديناميكي الواسع

يشبه هذا المؤشر مؤشر NDVI، ولكنه يستخدم معامل ترجيح (a) لتقليل التباين بين مساهمات الإشارات القريبة من الأشعة تحت الحمراء والإشارات الحمراء في مؤشر NDVI. يكون WDRVI فعالًا بشكل خاص في المشاهد التي تحتوي على كثافة 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 لمجموعة أوسع من أجزاء الغطاء النباتي والتغيرات في LAI.

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

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

المراجع

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

Henebry، G.، A. Viña، و A. Gitelson. "مؤشر الغطاء النباتي ذو النطاق الديناميكي الواسع وفائدته المحتملة في تحليل الفجوات." نشرة تحليل الفجوات 12: 50-56.