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Published 2008 in Canadian journal of remote sensing

ABSTRACT

Vegetation indices based on satellite image data are widely used for change monitoring but, when derived from different satellite sensors, differ as a function of the uncorrectable differences between the analogous spectral bands used to generate them. This is an important issue because multiple satellite sensors in the Landsat class or in the AVHRR and MODIS classes are being used increasingly to monitor vegetation dynamics. This paper reports on an investigation of the impact of spectral band difference effects (SBDEs) on cross-comparisons between vegetation indices (VIs) derived from multiple satellite sensors in the solar-reflective spectral domain. Results from the simulation study, which encompassed three vegetation target types and eight VIs, indicate how large SBDEs can be and for which VI cross-comparisons they are significant. They also indicate that the spectral dependence of atmospheric gas transmittance is the key factor that gives rise to such significant spectral band difference effects. Among the vegetation indices considered, the GEMI proved to be the least sensitive to spectral dissimilarities between sensors, and hence GEMI is worth considering for quantitative monitoring of vegetation using images from multiple sensors. In the context of potential candidates to fill the forthcoming gap in Landsat data continuity, either one of the IRS-P6 sensors or the SPOT-5 HRG is preferable to the CBERS-2 HRCC as a replacement sensor from the standpoint of agreement with Landsat-based vegetation indices. Résumé. Les indices de végétation basés sur les données image satellitaires sont utilisés couramment pour le suivi des changements, mais lorsqu’ils sont dérivés de différents capteurs satellitaires, ceux-ci diffèrent en fonction des différences incorrigibles entre les bandes spectrales analogues utilisées pour les générer. Cet aspect est important étant donné que plusieurs capteurs satellitaires dans la classe de Landsat ou de AVHRR et de MODIS sont de plus en plus utilisés pour faire le suivi de la dynamique de la végétation. Cet article traite d’une recherche sur l’impact des effets des différences entre les bandes spectrales (SBDEs) sur les intercomparaisons entre les indices de végétation (VIs) dérivés de capteurs satellitaires multiples dans le domaine réfléchissant du spectre solaire. Les résultats de l’étude de simulation, qui comprenait trois types de cible de la végétation et huit indices de végétation, montrent combien grandes ces différences peuvent être et pour lesquelles des intercomparaisons d’indices de végétation ces différences peuvent être significatives. Ils montrent également que la dépendance spectrale de la transmittance des gaz atmosphériques constitue le facteur clé à la source de tels effets engendrant des différences significatives entre les bandes spectrales. Parmi les indices de végétation considérés, le GEMI s’est avéré le moins sensible aux dissemblances spectrales entre les capteurs et ainsi, le GEMI mérite d’être considéré pour le suivi quantitatif de la végétation à l’aide de capteurs multiples. Dans le contexte de la recherche de candidats potentiels pour remplir le vide prévu dans la continuité des données de Landsat, l’un ou l’autre des capteurs P6 de IRS ou HRG de SPOT-5 est préférable au capteur HRCC de CBERS-2 comme capteur de remplacement du point de vue de la correspondance avec les indices de végétation basés sur les données de Landsat. [Traduit par la Rédaction]

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