Acerca de los Indices de Vegetación

M.

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Resumen
En este trabajo se abordan los índices de vegetación desde un punto de vista docente, al objeto de explicar qué son y cuáles son las mejores que han ido experimentando a lo largo de los últimos años. La interpretación y justificación de los principales índices de vegetación que han aparecido en la bibliografía para normalizar los efectos del suelo, así como el estudio comparado de los mismos, se realiza con ayuda de una serie de medidas radiométricas correspondientes a una experiencia que se realizó en el laboratorio.
Abstract
In this paper, the vegetation indices are considered from an educational perspective. Their physical meaning and the improvements introduced in their definitions along the recent years are emphasized. The main vegetation indices are calculated for the reflectance measurements from a laboratory ex-periment and their functional utility is quantitatively compared.

Sujets

• Reflectividad
• Réflectance

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• Publié par: erevistas
• Publié le: 01 janvier 1997
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• Langue: Español

Extrait

Revista de Teledetección. 1997
Acerca de los Indices de Vegetación
M. A. Gilabert, J. González-Piqueras, J. García-Haro
Departarnent de Tennodin3.mica, Facultat de Física, Universitat de Valencia Dr. Moliner, 50. 46100 Burjassot,
Valencia
E-mail: [e-mail]


RESUMEN ABSTRACT
En este trabajo se abordan los índices de vegeta- In this paper, the vegetation indices are considered
ción desde un punto de vista docente, al objeto de from an educational perspective. Their physical
explicar qué son y cuáles son las mejores que han meaning and the improvements introduced in their
ido experimentando a lo largo de los últimos años. definitions along the recent years are emphasized.
La interpretación y justificación de los principales The main vegetation indices are calculated for the
índices de vegetación que han aparecido en la reflectance measurements from a laboratory ex-
bibliografía para normalizar los efectos del suelo, periment and their functional utility is quantita-
así como el estudio comparado de los mismos, se tively compared.
realiza con ayuda de una serie de medidas radiomé-
tricas correspondientes a una experiencia que se
realizó en el laboratorio.

PALABRAS CLAVE: Índices de vegetación, KEY WORDS: Vegetation indices, reflectance.
reflectividad.



(rasgos de absorción en función de los constituyen-INTRODUCCIÓN
tes químicos de los materiales) lo que hace posible
La Teledetección tiene por finalidad identificar y el reconocimiento de materiales en Teledetección.
caracterizar los materiales de la superficie terrestre Al ser este tipo de absorción un proceso que está
y los procesos que en ella ocurren a partir de la cuantizado, dichos rasgos se encuentran localiza-
radiación electromagnética procedente de la mis- dos en longitudes de onda concretas, dependiendo
ma, entendiendo por tal tanto la emitida por la de la presencia de determinados componentes en el
propia superficie terrestre como la reflejada de la material, estando la intensidad de los mismos rela-
que le llega del sol, prevaleciendo una sobre otra cionada de forma directa con la cantidad de dicho
en función del intervalo espectral considerado. En componente (Baret, 1995), Así, por ejemplo, los
la región óptica del espectro, o espectro solar (0.4- rasgos que son consecuencia de transiciones elec-
3.0 µm), la radiación procedente de las superficies trónicas (como los debidos a la presencia de óxidos
es la radiación solar reflejada. En general, cuando de hierro o a la presencia de clorofila) se localizan
la radiación solar incide sobre un material, una en la región visible del espectro, mientras que los
parte de la misma se refleja en la parte más super- debidos a transiciones de tipo rotacional (como los
-ficial del mismo y el resto se propaga por su inter- del ion OH ) se producen en la zona del infrarrojo
ior. Allí, parte es absorbida y el resto sufre un cercano (Figura 1).
proceso de dispersión (en todas direcciones) de tal Es, por tanto, la distinta forma de interactuar la
modo que parte de la energía dispersada emerge radiación electromagnética con la materia en fun-
del material por la misma superficie por la que ción de λ la que determina la respuesta espectral
penetró, sumándose así a la radiación reflejada en de las superficies naturales y posibilita su estudio.
la capa superficial. La suma de estas dos contribu- Hay que añadir, sin embargo, que la reflectividad
ciones constituye la radiación reflejada por el ma- de una superficie puede ser perturbada por la ac-
terial y, juntamente con la irradiancia, permite ción de factores externos a la misma entre los que
definir la reflectividad espectral del mismo, R . Es λ cabe destacar principalmente los relacionados con
precisamente la dependencia de la reflectividad la configuración de la observación y la ilumina-
con la longitud de onda A, juntamente con el ción, así como a la presencia de la propia atmósfe-
hecho de que la reflectividad espectral está ínti- ra.
mamente relacionada con la naturaleza del material
Nº 8 – Diciembre 1997 1 de 10 M. A. Gilabert, J. González-Piqueras, J. García-Haro
En concreto, la reflectividad de las cubiertas ve-
getales viene determinada, además de por los fac-
tores externos citados anteriormente, por las carac-
terísticas ópticas y distribución espacial de todos
sus constituyentes (incluyendo el suelo sobre el
que se asienta la vegetación), así como por sus
proporciones. En este contexto, el gran reto de la
Teledetección consiste en estudiar la vegetación de
una escena a partir de medidas de reflectividad con
independencia de todos los factores que perturban
1 a la señal radiométrica, entre los que cabe resaltar
Figura 1. Espectros de reflectividad típicos de vegetación y la reflectividad del suelo. Es decir, para establecer
suelo, adquiridos mediante un espectrorradiómetro GER SIRIS.
una relación biunívoca entre la medida efectuada
por Teledetección y los parámetros biofísicos que
caracterizan una cubierta vegetal, es necesario el 90% de la información relativa a la vegetación
derivar algún parámetro (magnitud secundaria) a está contenida en las bandas r e irc; éste es el mo-
partir de la reflectividad (magnitud primaria) que tivo por el que algunos autores (Bannari et al.,
normalice la influencia de todos los factores per- 1995) definen los IV s restringiéndolos a combina-
turbadores antes mencionados de forma que, ciones de estas dos bandas solamente: la roja,
idealmente, esta magnitud secundaria adopte el fuertemente correlacionada con el contenido en
mismo valor para una cantidad de vegetación dada clorofila y la infrarroja, controlada por el LAI (leaf
aunque ésta se asiente sobre suelos con propieda- area index o índice de superficie foliar) y la densi-
des ópticas distintas o la medida se realice bajo dad de vegetación verde.
diferentes condiciones atmosféricas. La solución a Sin pretender hacer un review, pues ya existen
este problema se ha abordado tradicionalmente en algunos muy buenos en la bibliografía (Bannari et
Teledetección a partir del diseño de los denomina- al., 1995; Elvidge & Chen, 1995; Baret & Guyot,
dos índices de vegetación. De forma genérica se 1991; Perry & Lautenschlager, 1980), a continua-
podría definir un índice de vegetación (IV) como ción vamos a proceder a enumerar los IVs más
un parámetro calculado a partir de los valores de la importantes en la actualidad. Hay que mencionar
reflectividad a distintas longitudes de onda y que que, durante los últimos veinte años, se han publi-
pretende extraer de los mismos la información cado cerca de cuarenta IVs; la selección que pre-
relacionada con la vegetación minimizando la sentamos viene determinada, principalmente, por
influencia de perturbaciones como las debidas al la frecuencia de aparición de los mismos en la
suelo y a las condiciones atmosféricas. El índice de literatura. Entre los distintos autores surgen fuertes
vegetación ideal ha sido descrito por Jackson et al. discrepancias a la hora de enumerar las ventajas y
(1983) como "aquél particularmente sensible a la desventajas de los distintos índices. Conviene
cubierta vegetal, insensible al brillo y color del señalar que, en la mayoría de los casos, las valida-
suelo y poco afectado por la perturbación atmosfé- ciones que se efectúan no tienen carácter universal
rica, los factores medioambientales y las geometrí- por estar restringidas a un conjunto muy particular
as de la iluminación y de la observación". Eviden- de datos experimentales. Algunos intentos se han
temente, el IV ideal no existe y los IVs definidos realizado para generalizar el problema. Por ejem-
hasta el momento tienen en común el uso de los plo, Rondeaux et al. (1996) realizan un estudio de
valores de reflectividad en las zonas espectrales distintos tipos de cubiertas vegetales sobre distin-
del rojo (r) e infrarrojo cercano (irc). Esto es fácil tos tipos de suelos de fondo y condiciones de ilu-
de comprender si observamos nuevamente la Figu- minación mediante modelos de simulación de la
ra 1 y comprobamos el diferente comportamiento reflectividad. Sin embargo, se puede afirmar que
espectral que presentan la vegetación verde y el cuál índice de vegetación es el más apropiado es
suelo en dichas zonas espectrales: la retlectividad una cuestión todavía abierta y pendiente de un
de la vegetación pasa de un mínimo relativo en el análisis más profundo.
rojo correspondiente a la banda de absorción de la Los IVs publicados hasta el momento se presen-
clorofila a un máximo absoluto en el infrarrojo tan agrupados bajo distintos tipos de clasificacio-
cercano que es consecuencia de