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Vegetationsindex

 
     
  vegetation indices, Masszahl zur Quantifizierung des Vegetationsanteils, auf der Tatsache beruhend, dass alle optischen multispektralen Fernerkundungsdaten besonders sensibel auf Vegetation reagieren. Grüne Pflanzen zeichnen sich durch ein typisches Reflexionsverhalten in Abhängigkeit von der Wellenlänge aus. Im sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums reflektieren sie nur sehr gering, was durch die hohe Absorption innerhalb der Blätter zu erklären ist. Im Spektralbereich um 0,7 μm, am Übergang zum nahen Infrarot, ist eine sehr starke Zunahme der reflektierten Strahlung zu verzeichnen. Im gesamten Infrarotbereich liegt der Reflexionsanteil zwischen 40 und 50%. Die Absorption in diesem Wellenlängenbereich durch die Blätter beträgt weniger als 10%. Der Rest der Strahlung wird transmittiert. Absorption und Brechung sind abhängig von den Zellstrukturen der Pflanzen. Die beschriebene Reflexionscharakteristik unterliegt weiterhin der Phänologie, dem Alter der Pflanzen und ihrem Vitalitätszustand. Aus letzterem können Ursachen für Veränderungen von Pigment- und Wassergehalt sowie zur Zellstruktur einer Pflanze abgeleitet werden. Neben diesen das einzelne Blatt beeinflussenden Faktoren spielen folgende Rolle: a) Blattflächenindex, b) prozentuale Bodenbedeckung, c) Geometrie der Vegetationsdecke, d) Zusammensetzung der Vegetationsdecke (Blätter, Stengel, Äste, Stämme, etc.) und Reflexionseigenschaften der einzelnen Komponenten, e) Eigenschaften des Hintergrundes (Reflexionsverhalten des Bodens, Bedeckung mit Blattstreu, etc.), f) Sonnenhöhe und Sonnenazimut und g) Blickwinkel und Azimut des Sensors. Auf der Grundlage von beschriebenen Reflexionseigenschaften der Vegetation sind seit den 1970er Jahren verschiedene Rechenverfahren zur Bestimmung des Vegetationsanteils entwickelt worden. Die Mehrzahl dieser Indizes macht sich den starken Reflexionsunterschied zwischen sichtbarem Rot und nahem Infrarot zunutze, indem entweder eine Differenz oder/und ein Quotient aus den Reflexionswerten der entsprechenden Kanäle gebildet wird (Normalized Difference Vegetation Index). Vor allem werden Quotienten berechnet, um den Einfluss des unterliegenden Bodens auf die Gesamtreflexion zu minimieren. Es wird davon ausgegangen, dass die Reflexion des Bodens relativ gleichmässig vom sichtbaren Bereich zum nahen Infrarot ansteigt. Ein Quotient bleibt daher von Unterschieden des Bodentyps oder der Bodenfeuchte relativ unbeeinflusst, so dass der Anteil an Vegetation die entscheidende Grösse bleibt. Der Wert der Indizes nimmt mit steigendem Vegetationsanteil zu.  
 

 

 

 
 
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