Bitki örtüsü indeksleri

Toprak Çizgisi

Toprağın diğer arazi örtü şekillerinden daha farklı bir yansıma karakteristiği vardır. Görünür bölge ve yakın-kızılötesinde, yansıma dalgaboyu uzadıkça artar. Yansıma değeri birçok faktöre balı olarak değişir. Toprak tekstürü veya strüktürü yansımanın düzgün veya dağınık olmasını sağlar. Toprak nemi ve organik madde de soğurulmayı arttırarak toprağın yansıma değerini belirlemede etkili olur.

Bununla birlikte, kırmızı ve yakın-kızılötesi yansıması belirli toprak tiplerinin yansıma karakteristiklerinde nispeten belirleyicidir. Eğer aynı toprak için birçok spektral ölçümü birden kullanırsak, fakrlı nem düzeylerinde, her ölçüm için kırmızı ve yakın kızılötesi yansımalarını karşılaştırdığımızda aşşağıdaki şekle benzer veriler elde ederiz.

Soil line between red and near infrared reflectance
Kırmızı ve yakın-kızılötesi yansımaları arasındaki toprak çizgisi örneği.

Çünkü kırmızı ve yakın-kızılötesi yansımaları arasındaki oransal düzensiz değişim, nem düzeyi değişimine bağlı olduğundan, bu iki değer arasında korelasyon olduğu ve ikisinin çizgisel bir ilişkide olduğu söylenebilir. Bunun anlamı, ne zaman birisi değişirse diğeri de aralarındaki bağlantı ile ilişkili olarak değişim gösterdiğidir. Toprak çizgisi olarak bilinen bu çizgi de her toprak için benzersiz olan bu ilişkiyi gösterir.

Bitki indekslerinin toprak için açıklanması

Richardson ve Wiegand'ın (1977) Dikey Bitki Örtüsü İndeksi'nde (Perpendicular Vegetation Index, PVI), toprak çizgisi ve YKÖ-Kırmızı grafiği arasındaki bitki örtüsü odağınının dikey uzaklığını hesaplamak için kırmızı ve yakın-kızılötesi bandlar kullanıldı. Bitki örtüsünün alttaki topraktan daha yüksek yakın-kızılötesi ve daha az kırmızı değerleri alması, bitki örtüsü odağının sol üst koşede olacağını gösterir. Bitki örütüsünün sıklığındaki artış, odak noktasını sol üstten daha da yukarı, toprak çizgisinden uzağa taşıyacaktır.

PVI değerinin düşüklüğü, bitki örtüsünün altında tek tip toprağın olduğu varsayımına dayanır. Fakat bu varsayım , çevredeki toprakların her bir küçük alanda bile farklı toprak tiplerinin karışımı olmasından dolayı (örneğin toprak ve kaya karışımı) partikte her zaman doğrulanamaz. Huete (1988) bu problemi çözmek için Toprakla Düzeltilmiş Bitki Örtüsü İndeksini (Soil-Adjusted Vegetation Index, SAVI) önerdi. SAVI, NDVI ve PVI değerlerinin hibritidir. Förmülü, öncekine benzer:

SAVI = ( (NIR-Red) / (NIR+Red+L) ) · (1+L)

L değeri, bitki örtüsüne bağlı bir düzeltme değeridir. Tamamen bitkilerle kaplanmış arazilerde L değeri 0 olup hesaplamayı NDVI değerine dönüştürür. Çok az yoğunluktaki bitki örtüsü içinse 1 değeri alır. Huete, bitki kaplama yoğunluğu bilinmeyen araziler için bu değerin 0.5 alınmasını önermiştir. 0.5 ortalama bir bitki yoğunluğunu temsil eder.

Transformed Soil-Adjusted Vegetation Index (TSAVI; Baret ve Guyot, 1991) ve Modified Soil-Adjusted Vegetation Index (MSAVI, Qİ et. al., 1994) gibi diğer indeksler de benzer mantıksal açıklamaları takip ettiler fakat çoğu durumda SAVI'de kullanılanlardan daha iyi sonuç veren farklı düzeltme faktörlerini kullandılar. Ayrıca, geçmişte, yüksek spektral çözünürlüklerdeki verilerin kullanıldığı ve özellikle klorofillere ve bitki canlılığına bakılan belirli bitki indeksleri de bulundu. Bunlardan bazıları Photochemical Reflectance Index (PRI), Normalised Pigment Chlorophyll Ratio Index (NPCI; Penuelas et. al., 1994) ve Canopy Chlorophyll Content Index (CCCI; Barnes et. al., 2000) olmuştur.

Soru: Bitkiler yeşil göründüğüne göre, neden bitki indeksleri kırmızı yerine yeşil rengi kullanmazlar?

Cevap ↓

Bitki örtüsü indeksleri kullanılan bantlardan gelen spektral bilgileri, bitkinin beklenen herhangi bir özelliği veya karakteristiği ile ilgili tek bir değere indirir. Çoğu indeks yakın-kızılötesindeki yüksek yansıma ile kırmızı bölgedeki klorofil soğurması sebepli düşük yansımayı kombine ederek kullanır. Bitki örtüsünün araziyi tam olarak kaplamadığı durumlarda ise, toprak örtüsünden gelen yansımış sinyallerin ayrılması gerekir. Bu sebepten bu sorunu aşmak için formüle edilmiş çeşitli bitki örtüsü indeksleri vardır.