Identifying vegetation indices as the rational spectral indicators of vegetation state under conditions of laboratory experiment
For the vegetation classes, which cover the ground surface with a rather small area and studied by means of the ground-based remote sensors it’s necessary to select the suitable spectral indices, which cloud responded in a fast and effective way to dynamic environmental conditions induced by the dif...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/193 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth| id |
uajuacgovua-article-193 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
vegetation indices durum spring wheat spectrometric and gasometric measurements satellite data carbon cycle climatic effects sustainable development вегетационные индексы твёрдая яровая пшеница спектрометрические и газометрические измерения спутниковые данные цикл углерода климатические воздействия устойчивое развитие вегетаційні індекси тверда яра пшениця спектро- та газометричні вимірювання супутникові дані цикл вуглецю кліматичні впливи сталий розвиток |
| spellingShingle |
vegetation indices durum spring wheat spectrometric and gasometric measurements satellite data carbon cycle climatic effects sustainable development вегетационные индексы твёрдая яровая пшеница спектрометрические и газометрические измерения спутниковые данные цикл углерода климатические воздействия устойчивое развитие вегетаційні індекси тверда яра пшениця спектро- та газометричні вимірювання супутникові дані цикл вуглецю кліматичні впливи сталий розвиток Lyalko, Vadim Zholobak, Galyna Dugin, Stanislav Sybirtseva, Oksana Dorofey, Yelizaveta Identifying vegetation indices as the rational spectral indicators of vegetation state under conditions of laboratory experiment |
| topic_facet |
vegetation indices durum spring wheat spectrometric and gasometric measurements satellite data carbon cycle climatic effects sustainable development вегетационные индексы твёрдая яровая пшеница спектрометрические и газометрические измерения спутниковые данные цикл углерода климатические воздействия устойчивое развитие вегетаційні індекси тверда яра пшениця спектро- та газометричні вимірювання супутникові дані цикл вуглецю кліматичні впливи сталий розвиток |
| format |
Article |
| author |
Lyalko, Vadim Zholobak, Galyna Dugin, Stanislav Sybirtseva, Oksana Dorofey, Yelizaveta |
| author_facet |
Lyalko, Vadim Zholobak, Galyna Dugin, Stanislav Sybirtseva, Oksana Dorofey, Yelizaveta |
| author_sort |
Lyalko, Vadim |
| title |
Identifying vegetation indices as the rational spectral indicators of vegetation state under conditions of laboratory experiment |
| title_short |
Identifying vegetation indices as the rational spectral indicators of vegetation state under conditions of laboratory experiment |
| title_full |
Identifying vegetation indices as the rational spectral indicators of vegetation state under conditions of laboratory experiment |
| title_fullStr |
Identifying vegetation indices as the rational spectral indicators of vegetation state under conditions of laboratory experiment |
| title_full_unstemmed |
Identifying vegetation indices as the rational spectral indicators of vegetation state under conditions of laboratory experiment |
| title_sort |
identifying vegetation indices as the rational spectral indicators of vegetation state under conditions of laboratory experiment |
| title_alt |
Выявление вегетационных индексов - рациональных спектральных индикаторов состояния растительности в условиях лабораторного опыта Виявлення вегетаційних індексів – раціональних спектральних індикаторів стану рослинності в умовах лабораторного досліду |
| description |
For the vegetation classes, which cover the ground surface with a rather small area and studied by means of the ground-based remote sensors it’s necessary to select the suitable spectral indices, which cloud responded in a fast and effective way to dynamic environmental conditions induced by the different stress factors. The vegetation indices (VIs) can be such indicators calculated by the mathematical operations using reflectances in the different spectral ranges measured by the field remote sensors, i.e. spectroradiometers. Application of VIs allows identifying these changes of vegetation state, which aren’t visible at the visual observation. In order to select these VIs we have conducted the laboratory experiment with the cultivation of durum spring wheat variety “Diana” at the different higher seeding rates to provide by this way, first, the fast 100% plant cover, and, second, establish the stressed conditions for the plants. During this experiment the gasometric and spectrometric observation of the constantly growing phytomass carried out, when the measurements of intensity of СО2 absorption and release by the plants in process of photosynthesis/respiration and spectrometric ones have been performed practically simultaneously that allowed further calculation of VIs. Three vegetation indices such as MTCI, Clrededge and Clgreen were identified as the most sensitive to the changes of vegetation state and, thus, they can serve as the proper spectral indicators of vegetation condition, which are extremely necessary to develop the technique of estimating the variables of carbon cycle in the different ecosystems using satellite data and field measurements, improve of assessment for the climatic effects at the regional and local levels and estimating the IAEG-SDGs indicators of sustainable development. |
| publisher |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/193 |
| work_keys_str_mv |
AT lyalkovadim identifyingvegetationindicesastherationalspectralindicatorsofvegetationstateunderconditionsoflaboratoryexperiment AT zholobakgalyna identifyingvegetationindicesastherationalspectralindicatorsofvegetationstateunderconditionsoflaboratoryexperiment AT duginstanislav identifyingvegetationindicesastherationalspectralindicatorsofvegetationstateunderconditionsoflaboratoryexperiment AT sybirtsevaoksana identifyingvegetationindicesastherationalspectralindicatorsofvegetationstateunderconditionsoflaboratoryexperiment AT dorofeyyelizaveta identifyingvegetationindicesastherationalspectralindicatorsofvegetationstateunderconditionsoflaboratoryexperiment AT lyalkovadim vyâvlenievegetacionnyhindeksovracionalʹnyhspektralʹnyhindikatorovsostoâniârastitelʹnostivusloviâhlaboratornogoopyta AT zholobakgalyna vyâvlenievegetacionnyhindeksovracionalʹnyhspektralʹnyhindikatorovsostoâniârastitelʹnostivusloviâhlaboratornogoopyta AT duginstanislav vyâvlenievegetacionnyhindeksovracionalʹnyhspektralʹnyhindikatorovsostoâniârastitelʹnostivusloviâhlaboratornogoopyta AT sybirtsevaoksana vyâvlenievegetacionnyhindeksovracionalʹnyhspektralʹnyhindikatorovsostoâniârastitelʹnostivusloviâhlaboratornogoopyta AT dorofeyyelizaveta vyâvlenievegetacionnyhindeksovracionalʹnyhspektralʹnyhindikatorovsostoâniârastitelʹnostivusloviâhlaboratornogoopyta AT lyalkovadim viâvlennâvegetacíjnihíndeksívracíonalʹnihspektralʹnihíndikatorívstanuroslinnostívumovahlaboratornogodoslídu AT zholobakgalyna viâvlennâvegetacíjnihíndeksívracíonalʹnihspektralʹnihíndikatorívstanuroslinnostívumovahlaboratornogodoslídu AT duginstanislav viâvlennâvegetacíjnihíndeksívracíonalʹnihspektralʹnihíndikatorívstanuroslinnostívumovahlaboratornogodoslídu AT sybirtsevaoksana viâvlennâvegetacíjnihíndeksívracíonalʹnihspektralʹnihíndikatorívstanuroslinnostívumovahlaboratornogodoslídu AT dorofeyyelizaveta viâvlennâvegetacíjnihíndeksívracíonalʹnihspektralʹnihíndikatorívstanuroslinnostívumovahlaboratornogodoslídu |
| first_indexed |
2024-04-21T19:48:13Z |
| last_indexed |
2024-04-21T19:48:13Z |
| _version_ |
1796974988325027840 |
| spelling |
uajuacgovua-article-1932021-06-29T22:23:44Z Identifying vegetation indices as the rational spectral indicators of vegetation state under conditions of laboratory experiment Выявление вегетационных индексов - рациональных спектральных индикаторов состояния растительности в условиях лабораторного опыта Виявлення вегетаційних індексів – раціональних спектральних індикаторів стану рослинності в умовах лабораторного досліду Lyalko, Vadim Zholobak, Galyna Dugin, Stanislav Sybirtseva, Oksana Dorofey, Yelizaveta vegetation indices durum spring wheat spectrometric and gasometric measurements satellite data carbon cycle climatic effects sustainable development вегетационные индексы твёрдая яровая пшеница спектрометрические и газометрические измерения спутниковые данные цикл углерода климатические воздействия устойчивое развитие вегетаційні індекси тверда яра пшениця спектро- та газометричні вимірювання супутникові дані цикл вуглецю кліматичні впливи сталий розвиток For the vegetation classes, which cover the ground surface with a rather small area and studied by means of the ground-based remote sensors it’s necessary to select the suitable spectral indices, which cloud responded in a fast and effective way to dynamic environmental conditions induced by the different stress factors. The vegetation indices (VIs) can be such indicators calculated by the mathematical operations using reflectances in the different spectral ranges measured by the field remote sensors, i.e. spectroradiometers. Application of VIs allows identifying these changes of vegetation state, which aren’t visible at the visual observation. In order to select these VIs we have conducted the laboratory experiment with the cultivation of durum spring wheat variety “Diana” at the different higher seeding rates to provide by this way, first, the fast 100% plant cover, and, second, establish the stressed conditions for the plants. During this experiment the gasometric and spectrometric observation of the constantly growing phytomass carried out, when the measurements of intensity of СО2 absorption and release by the plants in process of photosynthesis/respiration and spectrometric ones have been performed practically simultaneously that allowed further calculation of VIs. Three vegetation indices such as MTCI, Clrededge and Clgreen were identified as the most sensitive to the changes of vegetation state and, thus, they can serve as the proper spectral indicators of vegetation condition, which are extremely necessary to develop the technique of estimating the variables of carbon cycle in the different ecosystems using satellite data and field measurements, improve of assessment for the climatic effects at the regional and local levels and estimating the IAEG-SDGs indicators of sustainable development. Для классов растительности, покрывающей земную поверхность сравнительно небольшой площади и исследуемой наземными приборами дистанционного зондирования, нужно подобрать адекватные спектральные индикаторы, которые быстро и эффективно реагировали бы на меняющиеся условия окружающей среды, вызванные действием различных стрессовых факторов. Такими индикаторами могут служить вегетационные индексы (ВИ), вычисленные на основании математических операций с коэффициентами отражения различных спектральных диапазонов, полученными с применением наземных приборов дистанционного зондирования - спектрорадиометров. Применение ВИ позволяет идентифицировать такие изменения состояния растительности, которые часто незаметны при визуальном наблюдении. Для подбора таких ВИ нами был заложен лабораторный опыт по культивированию твердой яровой пшеницы сорта Диана с разной повышенной нормой высева семян, чтобы таким образом, во-первых, обеспечить быстрое 100% проективное покрытие, а во-вторых, создать стрессовые условия для растений. В течение периода проведения опыта выполняли газо- и спектрометрические исследования постоянно растущего фитоматериала, когда практически одновременно проводили измерения интенсивности поглощения и выделения СО2 растениями в процессах фотосинтеза / дыхания и их спектрометрирования для дальнейшего вычисления ВИ. Выявлено три ВИ - MTCI, Clrededge и Clgreen, наиболее чувствительных к изменениям состояния растительности и поэтому могущих служить адекватными спектральными индикаторами ее состояния, что крайне необходимо для создания методики оценки показателей цикла углерода для различных экосистем по данным спутникового наблюдения и полевых измерений, уточнения оценки климатических воздействий на региональном и локальном уровнях и оценки индикаторов устойчивого развития IAEG-SDGs. Для класів рослинності, що вкривають земну поверхню порівняно незначної площі і досліджуються наземними приладами дистанційного зондування, потрібно підібрати адекватні спектральні індикатори, які б швидко й ефективно реагували на мінливі умови навколишнього середовища, викликані дією різноманітних стресових факторів. Такими індикаторами можуть слугувати вегетаційні індекси (ВІ), обчислені на підставі математичних операцій із коефіцієнтами відбиття різних спектральних діапазонів, отриманими із застосуванням наземних приладів дистанційного зондування – спектрорадіометрів. Застосування ВІ дозволяє ідентифікувати такі зміни стану рослинності, які часто непомітні при візуальному спостереженні. Для підбору таких ВІ нами було проведено лабораторний дослід з культивування твердої ярої пшениці сорту Діана з різною підвищеною нормою висіву насіння, щоб таким чином, по-перше, забезпечити швидке 100% проективне покриття, а по-друге, створити стресові умови для рослин. Протягом досліду проводили газо- та спектрометричні дослідження постійно зростаючого фітоматеріалу, коли практично одночасно виконували вимірювання інтенсивності поглинання та виділення СО2 рослинами в процесах фотосинтезу/дихання та їх спектрометрування для подальшого обчислення ВІ. Виявлено три ВІ – MTCI, Clrededge та Clgreen, які найбільш чутливі до змін стану рослинності, і тому можуть слугувати адекватними спектральними індикаторами її становища. Це вкрай необхідне для створення методики оцінювання показників циклу вуглецю різними екосистемами за даними супутникового спостереження та польових вимірювань, уточнення оцінки кліматичних впливів на регіональному та локальному рівнях, й оцінювання індикаторів сталого розвитку IAEG-SDGs. Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2021-06-12 Article Article application/pdf https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/193 10.36023/ujrs.2021.8.2.193 Ukrainian journal of remote sensing; Vol. 8 No. 2 (2021); 12-20 Украинский журнал дистанционного зондирования Земли; Том 8 № 2 (2021); 12-20 Український журнал дистанційного зондування Землі; Том 8 № 2 (2021); 12-20 2313-2132 uk https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/193/211 Copyright (c) 2021 Ukrainian journal of remote sensing |