The use of vegetation indices in the evaluation of vegetation phenology based on MERIS data: the Czech Republic case study

This article focuses on utilization of vegetation indices for vegetation phenology analysis based on multitemporal MERIS data. The model data set contained imagery acquired during the vegetation season of the year 2009 and it covered most of the area of the Czech Republic. Databases LPIS and GlobCover were used for spatial delimitation of the observed vegetation types. Firstly, a methodology of processing multitemporal MERIS data for atmospheric and geometric corrections is presented. The main part deals with the evaluation of spectral characteristic of the forest species and agricultural crops by means of vegetation indices. Results showed that the MTCI index is well related to the changes of chlorophyll concentration and it is a suitable measure for chlorophyll estimation from MERIS data. Indices fCover and LAI are very sensitive to the quantity of vegetation cover (biomass). Perspectives of the research regarding the planned missions of the satellites Sentinel 2 and Sentinel 3 are given in conclusion. Využití vegetačních indexů v hodnocení fenologických fází vegetace v Česku na základě dat MERIS V této studii je zkoumán potenciál využití vegetačních indexů pro účely výzkumu fenologického chování vegetace na území České republiky pomocí multitemporálních dat MERIS. Hodnocení proběhlo ve vegetační sezoně roku 2009 a k prostorovému vymezení sledovaných vegetačních typů bylo využito databází LPIS a GlobCover. Použitá metodika prokázala schopnost monitoringu fenologického chování lesní a zemědělské vegetace hlavně díky vhodnému časovému a spektrálnímu rozlišení použitých dat MERIS. Obecně lze konstatovat, že specificky navržené indexy pro sensor MERIS přinesly relevantní výsledky, na základě kterých bylo možno podrobněji a přesněji rozlišit jednotlivé typy vegetace a průběh jejich fenologických fází. Studie potvrdila silný výzkumný potenciál kombinace dat MERIS a LPIS. Kombinace těchto zdrojů se jeví jako velmi vhodná pro další výzkum spektrálních charakteristik zemědělských plodin. Pro budoucí výzkum by bylo žádoucí sledovat spektrální křivky ve víceletých periodách s detailnějším průzkumem a vysvětlením dosažených hodnot použitých vegetačních indexů. Přestože provoz družice ENVISAT, na které byl umístěn sensor MERIS, byl ukončen v roce 2012, lze považovat studie založené na těchto datech za užitečné, jelikož data podobných vlastností budou poskytovat v budoucnu vypuštěné družice Sentinel 2 a Sentinel 3. Lze tedy očekávat široké využití datových produktů, které pocházejí z těchto satelitů, nejen pro studium fenologických fází vegetace, ale také pro další výzkumné úlohy, jako jsou detekce změn land cover, určování zdravotního stavu vegetace či odhady biomasy.