Keywords
pine forest
beech forest
vegetation indices
Landsat
How to Cite
Abstract
Located in north-western Poland, the Bukowska Forest and Goleniowska Forest are vast woodlands consisting of areas with a homogeneous species composition that have been scarcely affected by humans. In this respect, they provided an excellent subject for scientific research, the purpose of which was to determine quantitative differences in selected vegetation indices of pine and beech stands in various periods during their vegetation seasons. Another purpose was to characterize the variation in these indices for each stand in its vegetation season. Four Landsat 5 TM images taken in 2007 and 2010 at four different points of vegetation season provided the basis for the analysis. In the analysis, 19 wooded areas with a homogeneous species composition were tested. In Bukowska Forest, the tested area was a beech stand, and in Goleniowska Forest, it was a pine stand. Acquired data was used to calculate the following vegetation indices: Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Transformed Vegetation Index (TVI), Green Normalized Difference Vegetation Index (Green NDVI), Normalized Difference Greenness Index (NDGI) and Normalized Difference Index (NDI). Subsequent research allowed to establish that the beech and pine stands differed significantly with respect to their calculated vegetation indices. These differences derived both from the biochemical and structural attributes of leaves and needles, as well as from transformations that occur in the stands during vegetation seasons. Analysis of the indices’ allowed us to determine these differences and the influence of the stands’ phenological phases on the indices.
References
Bannari A., Morin D., Bonn F., 1995. A Review of Vegetation Indices. Remote Sensing Reviews 13: 95-120.
Bannari A., Morin D., Bonn F., 1995. A Review of Vegetation Indices. Remote Sensing Reviews 13: 95-120.
Białobok S., 1990. Buk zwyczajny. Fagus Sylvatica L. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa-Poznań.
Białobok S., 1990. Buk zwyczajny. Fagus Sylvatica L. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa-Poznań.
Borówka R., Friedrich S., Hesse T., Jasnowska J., Kochanowska R., Opęchowski M., Stanecka E., Zyska W., 2004. Przyroda Pomorza Zachodniego. Oficyna In Plus, Szczecin.
Borówka R., Friedrich S., Hesse T., Jasnowska J., Kochanowska R., Opęchowski M., Stanecka E., Zyska W., 2004. Przyroda Pomorza Zachodniego. Oficyna In Plus, Szczecin.
Castro K.L., Sanchez-Azofeifa A.G., 2008. Changes in Spectral Properties, Chlorophyll Content and Internal Mesophyll Structure of Senescing Populus balsamifera and Populus tremuloides Leaves. Sensors 8: 51-69.
Castro K.L., Sanchez-Azofeifa A.G., 2008. Changes in Spectral Properties, Chlorophyll Content and Internal Mesophyll Structure of Senescing Populus balsamifera and Populus tremuloides Leaves. Sensors 8: 51-69.
Ciołkosz A., Miszalski J., Olędzki J.R., 1999. Interpretacja zdjęć lotniczych. Wydawnictwo Naukowe PWN , Warszawa.
Ciołkosz A., Miszalski J., Olędzki J.R., 1999. Interpretacja zdjęć lotniczych. Wydawnictwo Naukowe PWN , Warszawa.
Colombo R., Meroni M., Marchesi A., Busetto L., Rossini M., Giardino C., Panigada C., 2008. Estimation of leaf and canopy water content in poplar plantations by means of hyperspectral indices and inverse modeling. Remote Sensing of Environment 112: 1820-1834.
Colombo R., Meroni M., Marchesi A., Busetto L., Rossini M., Giardino C., Panigada C., 2008. Estimation of leaf and canopy water content in poplar plantations by means of hyperspectral indices and inverse modeling. Remote Sensing of Environment 112: 1820-1834.
Daughtry C.S.T., Walthall C.L., Kim M.S., Brown de Colstoun E., McMurtrey J.E., 2000. Estimating Corn Leaf Chlorophyll Concentration from Leaf and Canopy Reflectance. Remote Sensing of Environment 74: 229-239.
Daughtry C.S.T., Walthall C.L., Kim M.S., Brown de Colstoun E., McMurtrey J.E., 2000. Estimating Corn Leaf Chlorophyll Concentration from Leaf and Canopy Reflectance. Remote Sensing of Environment 74: 229-239.
de Kok R., Kozioł K., Wężyk P., 2005, Zastosowanie klasyfikacji obiektowej wysokorozdzielczych obrazów teledetekcyjnych oraz analiz przestrzennych GIS w kartowaniu drzewostanów. Roczniki Geomatyki 3(4): 99-108.
de Kok R., Kozioł K., Wężyk P., 2005, Zastosowanie klasyfikacji obiektowej wysokorozdzielczych obrazów teledetekcyjnych oraz analiz przestrzennych GIS w kartowaniu drzewostanów. Roczniki Geomatyki 3(4): 99-108.
Domański R., 2002. Fizjologia roślin z elementami biochemii. Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań.
Domański R., 2002. Fizjologia roślin z elementami biochemii. Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań.
Gitelson A.A., Kaufman Y.J., Merzylak M.N., 1996. Use of a Green Channel in Remote Sensing of Global Vegetation from EOS -MODIS . Remote Sensing of Environment 58: 289-298.
Gitelson A.A., Kaufman Y.J., Merzylak M.N., 1996. Use of a Green Channel in Remote Sensing of Global Vegetation from EOS -MODIS . Remote Sensing of Environment 58: 289-298.
Gitelson A.A., Gritz Y., Merzylak M.N., 2003. Relationships between leaf chlorophyll content and spectral reflectance and algorithms for non-destructive chlorophyll assessment in higher plant leaves. Journal of Plant Physiology 160: 271-282.
Gitelson A.A., Gritz Y., Merzylak M.N., 2003. Relationships between leaf chlorophyll content and spectral reflectance and algorithms for non-destructive chlorophyll assessment in higher plant leaves. Journal of Plant Physiology 160: 271-282.
Haapanen R., Ek A.R., Bauer M.E., Finley A.O., 2004. Delineation of forest/nonforest land use classes using nearest neighbor methods. Remote Sensing of Environment 89: 265-271.
Haapanen R., Ek A.R., Bauer M.E., Finley A.O., 2004. Delineation of forest/nonforest land use classes using nearest neighbor methods. Remote Sensing of Environment 89: 265-271.
Kieliszewska-Rokicka B., 1993. Transport. In: Białobok S., Boratyński A., Bugała W., Biologia sosny zwyczajnej. Sorus, Poznań-Kórnik: 125-137.
Kieliszewska-Rokicka B., 1993. Transport. In: Białobok S., Boratyński A., Bugała W., Biologia sosny zwyczajnej. Sorus, Poznań-Kórnik: 125-137.
Kim M., Madden M., Warner T.A., 2009. Forest Type Mapping using Object-specific Texture Measures from Multispectral Ikonos Imagery: Segmentation Quality and Image Classification Issues. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 75: 819-829.
Kim M., Madden M., Warner T.A., 2009. Forest Type Mapping using Object-specific Texture Measures from Multispectral Ikonos Imagery: Segmentation Quality and Image Classification Issues. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 75: 819-829.
Kumar L., Schmidt K., Dury S., Skidmore A., 2002. Imaging Spectrometry and Vegetation Science. In: van der Meer F.D., de Jong S.M., Imaging Spectrometry. Basic Principles and Prospective Applications, Springer, Dordrecht.
Kumar L., Schmidt K., Dury S., Skidmore A., 2002. Imaging Spectrometry and Vegetation Science. In: van der Meer F.D., de Jong S.M., Imaging Spectrometry. Basic Principles and Prospective Applications, Springer, Dordrecht.
Liang S., 2004. Quantitative Remote Sensing of Land Surfaces. Wiley-Interscience, New Jersey.
Liang S., 2004. Quantitative Remote Sensing of Land Surfaces. Wiley-Interscience, New Jersey.
Linder S., 1972, Seasonal Variation of Pigments in Needles A Study of Scots Pine and Norway Spruce. Seedlings Grown under Different Nursery Conditions. Studia Forestalia Suecica 100: 5-37.
Linder S., 1972, Seasonal Variation of Pigments in Needles A Study of Scots Pine and Norway Spruce. Seedlings Grown under Different Nursery Conditions. Studia Forestalia Suecica 100: 5-37.
Mallinis G., Koutsias N., Tsakiri-Strati M., Karteris M., 2008. Object-based classification using Quickbird imagery for delineating forest vegetation polygons in a Mediterranean test site. ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 63: 237-250.
Mallinis G., Koutsias N., Tsakiri-Strati M., Karteris M., 2008. Object-based classification using Quickbird imagery for delineating forest vegetation polygons in a Mediterranean test site. ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 63: 237-250.
Mirek Z., Nikiel A., Paul W., Wilk Ł., 2005. Ostoje roślinne w Polsce. Instytut Botaniki im. W. Szafera Polskiej Akademii Nauk, Kraków.
Mirek Z., Nikiel A., Paul W., Wilk Ł., 2005. Ostoje roślinne w Polsce. Instytut Botaniki im. W. Szafera Polskiej Akademii Nauk, Kraków.
O’Neill A.L., Kupiec J.A., Curran P.J., 2002. Biochemical and reflectance variation throughout a Sitka spruce canopy. Remote Sensing of Environment 80: 134-142.
O’Neill A.L., Kupiec J.A., Curran P.J., 2002. Biochemical and reflectance variation throughout a Sitka spruce canopy. Remote Sensing of Environment 80: 134-142.
Oleksyn J., 1990. Wymiana gazowa i gospodarka wodna. In: Białobok S., Buk zwyczajny . Fagus Sylvatica L., Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa - Poznań: 97-122.
Oleksyn J., 1990. Wymiana gazowa i gospodarka wodna. In: Białobok S., Buk zwyczajny . Fagus Sylvatica L., Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa - Poznań: 97-122.
Paris J., 2005. FAQs by Jack B, Tutorials about Remote Sensing Science and Geospatial Information Technologies. Online 18.05.2012 - http://www.microimages.com/sml/smlscripts/ParisScripts/FAQsbyJackB.pdf
Paris J., 2005. FAQs by Jack B, Tutorials about Remote Sensing Science and Geospatial Information Technologies. Online 18.05.2012 - http://www.microimages.com/sml/smlscripts/ParisScripts/FAQsbyJackB.pdf
Piekarczyk J., 2009. Remote sensing in agriculture. In: Zwoliński Z. (ed.), GIS - platforma integracyjna geografii. Bogucki Wydawnictwo Naukowe. Poznań, 55-66.
Piekarczyk J., 2009. Remote sensing in agriculture. In: Zwoliński Z. (ed.), GIS - platforma integracyjna geografii. Bogucki Wydawnictwo Naukowe. Poznań, 55-66.
Piekarski P., Dzieszko P., 2013. Wpływ wieku drzewostanów na ich charakterystyki spektralne i wartości wybranych wskaźników wegetacyjnych. Roczniki Geomatyki 11: 67-79.
Piekarski P., Dzieszko P., 2013. Wpływ wieku drzewostanów na ich charakterystyki spektralne i wartości wybranych wskaźników wegetacyjnych. Roczniki Geomatyki 11: 67-79.
Piekarski P., Zwoliński Z., 2012. Dywersyfikacja odbicia spektralnego i wskaźników wegetacji dla drzewostanów sosnowych i bukowych, Nizina Szczecińska. In: Zwoliński Z. (ed.) GIS - teledetekcja środowiska. Bogucki Wydawnictwo Naukowe. Poznań: 31-60.
Piekarski P., Zwoliński Z., 2012. Dywersyfikacja odbicia spektralnego i wskaźników wegetacji dla drzewostanów sosnowych i bukowych, Nizina Szczecińska. In: Zwoliński Z. (ed.) GIS - teledetekcja środowiska. Bogucki Wydawnictwo Naukowe. Poznań: 31-60.
Przybylski T., 1970. Morfologia. In: Białobok S., Sosna zwyczajna Pinus silvestris L. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa - Poznań: 86-123.
Przybylski T., 1970. Morfologia. In: Białobok S., Sosna zwyczajna Pinus silvestris L. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa - Poznań: 86-123.
Rąkowski G., Wójcik J., Walczak M., Smogorzewska M., Brodowska M., 2005. Województwo zachodniopomorskie. In: Rąkowski G., Rezerwaty przyrody w Polsce Północnej, Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa: 11-96.
Rąkowski G., Wójcik J., Walczak M., Smogorzewska M., Brodowska M., 2005. Województwo zachodniopomorskie. In: Rąkowski G., Rezerwaty przyrody w Polsce Północnej, Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa: 11-96.
Rouse Jr. J.W., Haas R.H., Schell J.A., Deering D.W., 1973. Monitoring the vernal advancement and retrogradation (Green wave effect) of natural vegetation. Progress Report RSC: 1-112.
Rouse Jr. J.W., Haas R.H., Schell J.A., Deering D.W., 1973. Monitoring the vernal advancement and retrogradation (Green wave effect) of natural vegetation. Progress Report RSC: 1-112.
Sims D.A., Gamon J.A., 2002. Relationships between leaf pigment content and spectral reflectance acrossa wide range of species, leaf structures and developmental stages. Remote Sensing of Environment 81: 337-354.
Sims D.A., Gamon J.A., 2002. Relationships between leaf pigment content and spectral reflectance acrossa wide range of species, leaf structures and developmental stages. Remote Sensing of Environment 81: 337-354.
Smith M.-L., Ollinger S.V., Martin M.E., Aber J.D., Hallett A., Goodale C.L., 2002. Direct estimation of aboveground forest productivity through hyperspectral remote sensing of canopy nitrogen. Ecological Applications 12(5): 1286-1302.
Smith M.-L., Ollinger S.V., Martin M.E., Aber J.D., Hallett A., Goodale C.L., 2002. Direct estimation of aboveground forest productivity through hyperspectral remote sensing of canopy nitrogen. Ecological Applications 12(5): 1286-1302.
Virk R., King D., 2006. Comparison of Techniques for Forest Change Mapping UsingLandsat Data in Karnataka, India. Geocarto International 21(4): 49-57.
Virk R., King D., 2006. Comparison of Techniques for Forest Change Mapping UsingLandsat Data in Karnataka, India. Geocarto International 21(4): 49-57.
Weng Q., 2011. Advances In Environmental Remote Sensing, Sensors, Algorithms, and Applications. CRC Press, Taylor&- Francis Group.
Weng Q., 2011. Advances In Environmental Remote Sensing, Sensors, Algorithms, and Applications. CRC Press, Taylor&- Francis Group.
Wężyk P., Wertz B., Waloszek A., 2003. Skaner hiperspektralny AISA (Airborne Imaging Spectrometer for Applications jako narzędzie pozyskiwania informacji o ekosystemie leśnym. Materiały Ogólnopolskiego Sympozjum Geoinformacji. Geoinformacja zintegrowanym narzędziem badań przestrzennych, Wrocław-Polanica Zdrój 13B: 485-496.
Wężyk P., Wertz B., Waloszek A., 2003. Skaner hiperspektralny AISA (Airborne Imaging Spectrometer for Applications jako narzędzie pozyskiwania informacji o ekosystemie leśnym. Materiały Ogólnopolskiego Sympozjum Geoinformacji. Geoinformacja zintegrowanym narzędziem badań przestrzennych, Wrocław-Polanica Zdrój 13B: 485-496.
Zajączkowski G., Wężyk P., 2004. Techniki teledetekcyjne w inwentaryzacji urządzeniowej lasu. Roczniki Geomatyki 2(4): 41-50.
Zajączkowski G., Wężyk P., 2004. Techniki teledetekcyjne w inwentaryzacji urządzeniowej lasu. Roczniki Geomatyki 2(4): 41-50.
Zheng D., Rademacher J., Chen J., Crow T., Bresee M., Le Moine J., Ryua S.-R., 2004. Estimating aboveground biomass using Landsat 7 ETM+ data across amanaged landscape in northern Wisconsin, USA. Remote Sensing of Environment 93: 402-411.
Zheng D., Rademacher J., Chen J., Crow T., Bresee M., Le Moine J., Ryua S.-R., 2004. Estimating aboveground biomass using Landsat 7 ETM+ data across amanaged landscape in northern Wisconsin, USA. Remote Sensing of Environment 93: 402-411.
Zwoliński Z., (ed.), 2012. GIS - remote sensing of environment. Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań.
Zwoliński Z., (ed.), 2012. GIS - remote sensing of environment. Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań.
License
© Faculty of Geographical and Geological Sciences, Adam Mickiewicz University.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.