Pro detailní pozorování vegetace se používají vegetační indexy, které se dají charakterizovat jako operace s pásmy multispektrálního snímku. Pokud jsou provedeny základní matematické operace s různými kombinacemi pásem, tak výsledkem jsou některé vegetační charakteristiky. U vegetačních indexů se jedná o pásma v červené viditelné části spektra (RED), které nabývá hodnot 600-700 nm a blízké infračervené části spektra s hodnotami od 700-900 nm (NIR). Hodnoty v nanometrech jednotlivých typů záření barevného spektra jsou vidět na obr. 1.  Vegetační indexy lze rozdělit do 2 skupin: poměrové a ortogonální a jejich cílem je maximalizovat citlivost na biofyzikální vlastnosti rostlin, tak aby mohlo dojít k posouzení jejich stavu z výsledných snímků 

Poměrové indexy

Do výpočtu vstupují jednoduché nebo normalizované poměry odrazivosti pásem RED – Band 4 s rozlišením 10 m a NIR -Band 8 s rozlišením 10 m. Mezi nejpoužívanější indexy patří NDVI, DVI, TVI, RVI, SAVI, SI.

 

DVI (Difference Vegetation Index) – rozdílový vegetační index

Nejjednodušší vegetační index, který je citlivý na množství vegetace a vyjadřuje rozdíly mezi půdou a vegetací. Z DVI vychází NDVI, které je upraveno tak aby se výsledné hodnoty pohybovaly od -1 do 1 a nenabývali hodnot do nekonečna.

 

TVI (Transformed Vegetation Index) – Upravený vegetační index

Upravený index TVI, slouží k tomu, aby došlo k odstranění záporných hodnot přidáním odmocniny a hodnoty 0,5. Podmínkou indexu je, aby hodnoty byly větší než -0,5.

 

RVI (Ratio Vegetation Index) poměrový vegetační index

Základní poměrový vegetační index, jehož hodnoty se pohybují od nuly do 30, vysoké hodnoty jsou pro vegetaci a nízké pro půdu, led a vodu. Indikuje množství vegetace a redukuje vlivy atmosféry.

 

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) – normalizovaný vegetační index

            NDVI je upravený DVI index a jedná se o nejznámější a hojně využívaný index, kde se hodnoty pohybují v rozmezí (-1;1), vyšší hodnoty značí hustší vegetaci viz tab. 4 a slouží k mapování stavu vegetace v delších časových úsecích (například v úseku 10 let). Index NDVI nachází uplatnění hlavně v zemědělství a lesnictví.

 Tab. 1 Hodnoty jednotlivých povrchů u NDVI indexu

SAVI (Soil Adjusted Vegetation Index) – Upravený půdní vegetační index

            SAVI index se využívá pro minimalizaci vlivu půdy a jeho součástí je L - faktor přizpůsobení půdy, a nabývá hodnot od 0 do 1, hodnota L=1 se využívá pro řídkou vegetaci, L=0,5 pro středně hustou vegetaci a L=0,25 pro hustou vegetaci.

 

Ortogonální indexy

Z původních originálních pásem jsou vypočteny lineární kombinací nová pásma, která zvýrazňují jednotlivé vlastnosti povrchů. Při výpočtu se využívají koeficienty jednotlivých pásem, které jsou pro každý jeden satelit jiné a je potřeba si je nejprve vyhledat například v databázi indexů.

 

Tasseled Cap

Jedná se o transformaci pásem multispektrálního senzoru, která obsahuje odvozenou informaci. Pomocí Tasseled Cap se redukuje množství pásem pouze do 3

-        Brightness – První pásmo Tasseled-cap odpovídá celkovému jasu snímku, tedy maximu odrazivosti půdy

-        Greeness – Druhé pásmo značí rozdíl mezi viditelnou a blízkou infračervenou částí spektra a ukazuje množství zelené             hmoty, podobný indexu NDVI

-        Wetness – Třetí pásmo značí vlhkost půdy a vegetace, podobný indexu NDMI

Koeficienty pro výpočet Tasseled Cap pro družici Sentinel-2 jsou v tab. 2 

 Tab. 2 Koeficienty pro Sentinel-2

Band	B2	B3	B4	B8	B11	B12
BRIGHTNESS	0.3037	0.2793	0.4743	0.5585	0.5082	0.1863
GREENNESS	-0.1128	-0.1680	-0.3480	-0.3303	0.0852	0.3302
WETNESS	0.1363	0.2802	0.3072	0.5288	0.1379	-0.0001

Zdroje, doporučená literatura a zajímavé odkazy: 

GISAT [2019]: Sentinel-2B. http://www.gisat.cz/content/cz/dpz/prehled-druzicovych-systemu/satelite/sentinel-2-b 

IndexDatabase (©2011-2019) A database for remote sensing Indices. https://www.indexdatabase.de 

Komeštíková, P., (2006): Vegetační indexy. Seminární práce. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně, Ústní nad Labem, 14 s.

Natur.cuni (2019): DPZ https://web.natur.cuni.cz/~langhamr/lectures/vtfg2/prednasky/dpz_4/DPZ_prednaska_4.pdf 

Tögelová, E., (2013): Nasazení multispektrální kamery adc tetracam při monitorování vegetačních příznaků. Magisterská práce. Univerzita Palackého, Olomouc, 69 s.

WikiSkripta (2019): Barevné spektrum https://www.wikiskripta.eu/w/Viditeln%C3%A9_z%C3%A1%C5%99en%C3%AD