增强型植被指数——EVI

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97@365《增强型植被指数——EVI》
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The coefficients adopted in the EVI algorithm are, L=1, C1 = 6, C2 = 7.5, and G (gain factor) = 2.5.

EVI中输入如的反射率可以是经过对瑞利散射，臭氧吸收等大气校正或部分大气校正，C1和C2是气溶胶阻抗系数，使用蓝波段的数据去校正红波段的气溶剂影响，L是冠层背景调整因子，使得EVI对大多数冠层背景不敏感，带有雪背景的除外

The input reflectances to the EVI equation may be atmospherically-corrected or partially atmosphere corrected for Rayleigh scattering and ozone absorption. C1and C2 are the coefficients of the aerosol resistance term, which uses the blue band to correct for aerosol influences in the red band. The canopy background adjustment factor，L , addresses non-linear, differential NIR and red radiant transfer through a canopy and renders the EVI insensitive to most canopy backgrounds, with snow backgrounds as the exception.

大气的阻抗Atmosphere Resistance

大气阻抗是以气溶胶效应的波长依赖性为基础的，应用对气溶胶敏感的蓝波段去校正气溶胶对红波段的影响，这个概念来源于被kaufman和tanre（1992）提出的大气阻抗植被指数（ARVI），EVI在大量气溶胶秸秆燃烧的条件下能较好地反映植被信息(Miura et al., 1998)

Kaufman, Y.J. and Tanré, D., 1992, Atmospherically resistant vegetation index (ARVI) for EOS-MODIS, IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, 30:261-270.

EVI同时也减少了基于黑目标的大气校正（DTAC）方法所残留的气溶胶效应(Vermote et al., 2002; Miura et al., 2001)，由于黑目标表面反射率估计的不确定性和气溶胶光学厚度的空间异质性以及粗糙网格气溶胶产品的应用，来自DTAC的表面反射率仍包含了残留的气溶胶Miura et al. (2001)误差保存了气溶胶效应的波长依赖性,EVI用于Landsat TM的例子

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冠层背景的可变性

目前对植被冠层背景对植被指数的影响很少被关注，这些背景包括土壤、水、雪和落叶。冠层背景所表现出的高频和低频的时空变化，将会极大地影响植被指数信号。对任何给定的土壤类型NDVI和fAPAR之间有很好的相关关系，但是这种关系将会随着土壤类型或者地点的变化而变化，全球植被指数数据的时空相互比较也将随着土壤变化、土壤湿度以及落叶干草的变化而变动

对植被监测来说，植被冠层背景的校正是有联系的，这是因为地球陆地表面的70％是由开放开放冠层组成，严重的冠层背景信号会对冠层反射率特性有一些影响。这些开放的冠层包括沙漠、苔原、草地、灌木地、热带稀疏草原、林地、湿地以及疏林地。冠层背景包括风化地质层、枯枝落叶、水和雪。植被指数的基本目标是从时空上变化的混合像元中分离出绿色的，光合作用信号，以便进行植被活动的时空比较

L是来自土壤调整植被指数SAVI (Huete 1988)。冠层背景噪声在中等植被覆盖(40-60% cover) 时最为严重，因为它耦合了冠层背景和上层（决定了植被指数中背景噪声的范围）的透射特性的影响。在半湿润和湿润环境最多的是土壤/落叶背景和土壤湿度变化。在稀疏植被冠层和更加湿润更茂密的植被条件下土壤噪声的严重性有所减小，这是由于随着覆盖度的减小，植被传递冠层散射和土壤反射的能力减弱；而植被很高的时候，植被也无法传递有价值的土壤信号。为了更好地从和冠层背景相联的变化中解译出植被指数相关的时空变化，背景的影响必须被去除。

大气阻抗植被指数可以和SAVI的土壤调整相结合得出一个土壤大气阻抗植被指数(SARVI),，但是土壤和大气对NDVI的影响不是独立的，土壤和大气的影响是相互作用的，消除其中的一个可能会增加另一个因此反馈调整导致EVI的产生

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NDVI对叶绿素比较敏感，the NDVI is chlorophyll sensitive，但是它对植被冠层背景的影响较为敏感，实验证明，当植被覆盖度小于15％的时候，植被的NDVI高于裸土，植被可以被监测出来，但是因为植被的覆盖度低，如干旱和半干旱地区，其NDVI很难指示区域的植物生物量；当植被覆盖度在25％－80％时，其NDVI随植物量的增加呈线性迅速增加；当植被覆盖度大于80％时，其NDVI增加延缓而呈现饱和状态。NDVI应该说是增强了低值部分，抑制了高指部分，对高植被区有较低的敏感性。

通过大气对植被指数影响研究表明，大气降低了红色和近红外反射信号的对比度，从而减少了NDVI值。红色波段的信号通常由于散射、上行路径辐射中大气的贡献而增强，而近红外信号由于散射和水汽吸收等大气衰减作用而减弱，净效果是NDVI信号的下降和地表植被量被低估。

NDVI信号衰减与大气中气溶胶含量有关，大气越溷浊，衰减越大，大气效应对NDVI值的影响以气溶胶最为严重，其次是水汽，再次是瑞利散射

但目前在现已有的40多种植被指数定义中，只有NDVI得到了广泛的应用。部分原因是比值的特有属性，通过比值可以消除大部分与太阳角、地形、云/暗影和大气条件有关的辐照度条件的变化，增强了NDVI对植被的响应能力。

而EVI对冠层结构变化包括叶面积指数（LAI），冠层类型、植被相和冠层结构 更加敏感。这两种植被指数在全球植被研究中可以互相补充，并能改进植被变化检测和冠层物理参数的提取。（the EVI is more responsive to canopy structural variations, including leaf area index (LAI), canopy type, plant physiognomy, and canopy architecture.）

增强性的植被指数EVI时一个优化的植被指数，提高了对高生物量区域的敏感性，并且通过对植被冠层背景信号的去耦合和大气效应的减少改进了植被监测能力。The enhanced vegetation index (EVI) is an ‘optimized’ vegetation index with improved sensitivity in high biomass regions and improved vegetation monitoring through a de-coupling of the canopy background signal and a reduction in atmosphere influences.