植被指數(shù)主要反映植被在可見(jiàn)光、近紅外波段反射與土壤背景之間差異的指標(biāo)，各個(gè)植被指數(shù)在一定條件下能用來(lái)定量說(shuō)明植被的生長(zhǎng)狀況。在學(xué)習(xí)和使用植被指數(shù)時(shí)必須由一些基本的認(rèn)識(shí)：
1、健康的綠色植被在NIR和R的反射差異比較大，原因在于R對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)是強(qiáng)吸收的，NIR則是高反射高透射的；
2、建立植被指數(shù)的目的是有效地綜合各有關(guān)的光譜信號(hào)，增強(qiáng)植被信息，減少非植被信息
3、植被指數(shù)有明顯的地域性和時(shí)效性，受植被本身、環(huán)境、大氣等條件的影響
一、RVI——比值植被指數(shù)：RVI=NIR/R，或兩個(gè)波段反射率的比值。
1、綠色健康植被覆蓋地區(qū)的RVI遠(yuǎn)大于1，而無(wú)植被覆蓋的地面（裸土、人工建筑、水體、植被枯死或嚴(yán)重蟲(chóng)害）的RVI在1附近。植被的RVI通常大于2；
2、RVI是綠色植物的靈敏指示參數(shù)，與LAI、葉干生物量(DM)、葉綠素含量相關(guān)性高，可用于檢測(cè)和估算植物生物量；
3、植被覆蓋度影響RVI，當(dāng)植被覆蓋度較高時(shí)，RVI對(duì)植被十分敏感；當(dāng)植被覆蓋度<50%時(shí)，這種敏感性顯著降低；
4、RVI受大氣條件影響，大氣效應(yīng)大大降低對(duì)植被檢測(cè)的靈敏度，所以在計(jì)算前需要進(jìn)行大氣校正，或用反射率計(jì)算RVI。
二、NDVI——?dú)w一化植被指數(shù)：NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)，或兩個(gè)波段反射率的計(jì)算。
1、NDVI的應(yīng)用：檢測(cè)植被生長(zhǎng)狀態(tài)、植被覆蓋度和消除部分輻射誤差等；
2、-1<=NDVI<=1，負(fù)值表示地面覆蓋為云、水、雪等，對(duì)可見(jiàn)光高反射；0表示有巖石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被覆蓋，且隨覆蓋度增大而增大；
3、NDVI的局限性表現(xiàn)在，用非線性拉伸的方式增強(qiáng)了NIR和R的反射率的對(duì)比度。對(duì)于同一幅圖象，分別求RVI和NDVI時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，RVI值增加的速度高于NDVI增加速度，即NDVI對(duì)高植被區(qū)具有較低的靈敏度；
4、NDVI能反映出植物冠層的背景影響，如土壤、潮濕地面、學(xué)、枯葉、粗超度等，且與植被覆蓋有關(guān)；
三、DVI\EVI——差值\環(huán)境植被指數(shù)：DVI=NIR-R，或兩個(gè)波段反射率的計(jì)算。
1、對(duì)土壤背景的變化極為敏感；
四、SAVI\TSAVI\MSAVI——調(diào)整土壤亮度的植被指數(shù)：SAVI=((NIR-R)/(NIR+R+L))(1+L)，或兩個(gè)波段反射率的計(jì)算。
1、目的是解釋背景的光學(xué)特征變化并修正NDVI對(duì)土壤背景的敏感。與NDVI相比，增加了根據(jù)實(shí)際情況確定的土壤調(diào)節(jié)系數(shù)L，取值范圍0~1。 L=0 時(shí)，表示植被覆蓋度為零；L=1時(shí)，表示土壤背景的影響為零，即植被覆蓋度非常高，土壤背景的影響為零，這種情況只有在被樹(shù)冠濃密的高大樹(shù)木覆蓋的地方才會(huì)出現(xiàn)。
2、SAVI僅在土壤線參數(shù)a=1,b=0（即非常理想的狀態(tài)下）時(shí)才適用。因此有了TSAVI、ATSAVI、MSAVI、SAVI2、SAVI3、SAVI4等改進(jìn)模型。
| 小結(jié)：上述幾種VI均受土壤背景的影響大。植被非完全覆蓋時(shí)，土壤背景影響較大 |
五、GVI——綠度植被指數(shù)，k-t變換后表示綠度的分量。
1、通過(guò)k-t變換使植被與土壤的光譜特性分離。植被生長(zhǎng)過(guò)程的光譜圖形呈所謂的"穗帽"狀，而土壤光譜構(gòu)成一條土壤亮度線，土壤的含水量、有機(jī)質(zhì)含量、粒度大小、礦物成分、表面粗糙度等特征的光譜變化沿土壤亮度線方向產(chǎn)生。
2、kt變換后得到的第一個(gè)分量表示土壤亮度，第二個(gè)分量表示綠度，第三個(gè)分量隨傳感器不同而表達(dá)不同的含義。如，MSS的第三個(gè)分量表示黃度，沒(méi)有確定的意義；TM的第三個(gè)分量表示濕度。
3、第一二分量集中了>95%的信息，這兩個(gè)分量構(gòu)成的二位圖可以很好的反映出植被和土壤光譜特征的差異。
4、GVI是各波段輻射亮度值的加權(quán)和，而輻射亮度是大氣輻射、太陽(yáng)輻射、環(huán)境輻射的綜合結(jié)果，所以GVI受外界條件影響大。
六、PVI——垂直植被指數(shù)，在R-NIR的二為坐標(biāo)系內(nèi)，植被像元到土壤亮度線的垂直距離。PVI=((S R-VR)2+(SNIR-VNIR)2)1/2，S是土壤反射率，V是植被反射率。
1、較好的消除了土壤背景的影響，對(duì)大氣的敏感度小于其他VI
2、PVI是在R-NIR二位數(shù)據(jù)中對(duì)GVI的模擬，兩者物理意義相同
3、PVI=(DNnir-b)cosq-DNr´sinq，b是土壤基線與NIR截距，q是土壤基線與R的夾角。
七、其他
1、根據(jù)具體情況改進(jìn)型：如MSS的DVI = B4-aB2，PVI=(B4-aB2-b)/(1+a2)1/2，SARVI = B4/(B2+b/a)；RDVI=(NDVI´DVI)1/2等
2、應(yīng)用于高光譜數(shù)據(jù)的VI，如CARI(葉綠素吸收比值指數(shù)）和CACI（葉綠素吸收連續(xù)區(qū)指數(shù)）等
