Influence of observation angle in leaf area index (LAI) estimation using PROBA/CHRIS images

Abstract

[EN] The estimation of biophysical variables, such as the Leaf Area Index (LAI), using remote sensing techniques, is still the subject of numerous studies, since these variables allow obtaining valuable information on the vegetation status. In this work, we estimate LAI from multiangular PROBA/CHRIS images, by analyzing the reflectance measured in its 5 observation angles, for the bands centered in 665 and 705 nm. These wavelengths correspond to the chlorophyll absorption band and the Red-Edge region, respectively. The Normalized Difference Index (NDI) calculated from this wavelengths, shows good correlation with LAI and allows its remote sensing estimation and its applicability to the recently launched ESA Sentinel 2, thanks to its new bands in the Red-Edge. This research analyzed the influence on the acquisition geometry in the NDI, calibrating the relationship between this index and the LAI for each of the five observation angles in the PROBA / CHRIS images. As a result, we have obtained a relationship capable of providing LAI from the viewing angle and the NDI index.

[ES] La estimación de variables biofísicas como el Índice de Área Foliar (LAI) mediante técnicas de teledetección es objeto de numerosos estudios, ya que de su conocimiento se puede extraer valiosa información sobre el estado de la vegetación. En este trabajo se estudia la estimación del LAI mediante imágenes multiangulares PROBA/CHRIS, analizando el comportamiento de la reflectividad medida en sus 5 ángulos de observación, en las longitudes de onda de 665 y 705 nm correspondientes a la banda de absorción de la clorofila y la reflectividad de la vegetación en el Red-Edge, respectivamente. El Índice de Diferencia Normalizada (NDI) calculado en estas longitudes de onda, mostró una buena correlación con el LAI, lo que permite su estimación por teledetección y su aplicabilidad a las imágenes del recientemente lanzado Sentinel 2 de la ESA, pues incorpora como novedad varias bandas en el Red-Edge. En esta investigación se analiza la influencia en la geometría de adquisición del NDI calibrando la relación entre este índice y el LAI para cada uno de los 5 ángulos de observación de PROBA/CHRIS. Con ello, se ha obtenido una relación capaz de proporcionar el LAI a partir del ángulo de observación y del índice NDI.