Анализ спектральных индексов NDVI и EVI сельскохозяйственной растительности Белгородской области по данным MOD13Q1

Развитие сельскохозяйственных культур на протяжении вегетационного сезона происходит очень стремительно, что отражается на их спектре отражения. Коэффициенты спектральной яркости большинства сельскохозяйственных растений меняются на протяжении 10–12 дней, что определяет специфические требования к материалам спутниковой съемки, применяемой при их изучении. Для оценки сезонного изменения спектрального отклика сельскохозяйственных растений Белгородской области был применен способ анализа спектральных характеристик, основанный на точечной оценке значений спектра в пределах полей, на которых заведомо известно о наличии конкретных культур. В анализе участвовали поля под озимой пшеницей, ячменем яровым, подсолнечником, кукурузой и многолетними травами. В совокупности оценка спектральных характеристик производилась на 250 полях.
В процессе исследования было проанализировано сезонное изменение спектральных индексов NDVI и EVI, которые являются одними из наиболее эффективных для подобного рода исследований. Значения спектральных индексов были получены на основе продуктов MOD13Q1, представляющих безоблачные композитные изображения значений спектральных индексов, усредненные за 16 дней. Продукты MOD13Q1 создаются на основе атмосферно и радиометрически откорректированных снимков MODIS и распространяются службой LPDAAC. Значения спектральных индексов были исследованы для 14 временных срезов в период со второй половины марта по середину октября.
Выполненное исследование сезонного изменения спектральных индексов NDVI и EVI сельскохозяйственных культур, выращиваемых на территории Белгородской области, позволило проследить изменения в спектре отражения пшеницы озимой, ячменя ярового, кукурузы, подсолнечника и многолетних трав на протяжении вегетационного периода.
Особый интерес представляют результаты исследований спектра отражения многолетних трав, который существенно реагирует на проведение укосов, позволяя оценить количество укосов на полях, сделать выводы о типе трав (эспарцет, люцерна), выращиваемых на них.
С учетом того, что проанализированные спектральные индексы коррелируют с содержанием хлорофилла в растительных тканях и объемом зеленой фитомассы, анализ значений индексов позволил сделать выводы о сезонном развитии каждой анализируемой культуры, в т.ч. определить период максимального роста зеленой фитомассы, сроки уборки урожая, период активного роста озимых. Для многолетних трав исследование спектрального отклика позволило выявить количество скашиваний и сделать более детальные выводы о типах многолетних трав, преимущественно выращиваемых на полях. Совместное использование индексов NDVI и EVI повысило достоверность результатов анализа динамики спектральных признаков сельскохозяйственной растительности.