Bijvoegsel - Vegetatie-indexen (1/3)
De rode rand
Omdat de rode en nabij-infrarode banden naast elkaar liggen (rood ligt ongeveer tussen 600 en 700 nm en nabij-infrarood begint bij rond 700 en loopt door tot ongeveer 1200 nm), wordt de lage vegetatiereflectantie in de rode banden onmiddellijk gevolgd door een scherpe toename in de hoge reflectantie in het nabij-infrarood. De steile toename in reflectantie in de band van 690-730 nm staat bekend als de rode rand.
In bovenstaande figuur kunnen we de reflectantie van drie gelijkaardige plant kruin zien. Het verschil tussen de drie zit in de chlorofylconcentratie. De rode, gele en groene lijnen zijn van planten met lage, middelmatige en hoge chlorofylconcentraties respectievelijk. Naarmate de chlorofylconcentratie toeneemt, neemt ook het absorptievermogen in de rode band toe, wat leidt tot een lagere reflectantie. Bovendien wordt de absorptiedip (de zone waar het absorptievermogen opgemerkt wordt) groter in breedte. Hierdoor verschuift de rode rand naar langere golflengtes (naar het nabij-infrarood toe) en de helling ervan wordt minder steil.
Vraag: Wat gebeurt er met de reflectantie in de groene band, wanneer de chlorofylconcentratie toeneemt?
Evolutie van vegetatie-indexen
De meeste vegetatie-indexen halen voordeel uit het verschil in reflectantie tussen de zichtbare en nabij-infrarode band. Daar chlorofyl hoofdzakelijk in planten aangetroffen wordt en een unieke absorptie heeft in de rode band, wordt dat bereik vaak geselecteerd in plaats van de zichtbare band als een geheel te gebruiken.
De "Normalised Difference Vegetation Index (NDVI)"
De eerste keer dat de reflectantie in de rode en nabij-infrarode band werd gecombineerd, was om de leaf area index (LAI) (bladoppervlakte-index) te meten in bos kruinen (Jordan, 1969). Deze eerste index maakte gebruik van de verhouding NIR/Rood en werd later toegepast met behulp van satellietgegevens afkomstig van LANDSAT/MSS van NASA. Verdere studies stelden vast dat de genormaliseerde versie van de verhouding in bepaalde gevallen beter werkte en de "Normalised Difference Vegetation Index" (NDVI) (vegetatie-index met genormaliseerd verschil) werd geïntroduceerd. Deze index is de verhouding van het verschil van nabij-infrarode en rode reflectanties gedeeld door hun som. Hij krijgt waarden van -1 (geen vegetatie) tot +1 (overvloedige vegetatie).
Het bleek dat de NDVI te maken had met veel eigenschappen van de planten. Hij werd, en wordt in veel gevallen nog steeds, gebruikt om de gezondheidstoestand van planten te identificeren, om fenologische veranderingen te beschrijven, om groene biomassa en gewasopbrengst te schatten en in andere toepassingen.
De NDVI heeft echter bepaalde zwakheden. Atmosferische omstandigheden en dunne wolken kunnen de berekening van de NDVI beïnvloeden wanneer er satellietgegevens gebruikt worden. Wanneer er weinig vegetatiebedekking is, draagt datgene wat onder de vegetatie kruin zit bij tot het geregistreerde reflectantiesignaal. Dit kan kale grond, vegetatieafval of een ander soort vegetatie zijn. Elk van deze kenmerken geeft een speciale en verschillende spectrale reactie op de vegetatie die bestudeerd wordt.
