nahes Infrarot (NIR)

Engl. near infrared, franz. proche infrarouge; elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen von ca. 0,7 Mikrometern bis ca. 3 Mikrometern. Das nahe Infrarot ist und verhält sich wie reflektiertes Sonnenlicht.

Die Abgrenzungen für die verschiedenen Infrarot-Bereiche sind nicht immer so eindeutig wie für den sichtbaren Bereich definiert und werden teils durch die Anwendungen oder spezielle physikalische Phänomene bestimmt, weshalb es auch mehrere unterschiedliche Bezeichnungen gibt.

NIR neben dem VIS Quelle: Geovlex / WebGeo

In der Fernerkundung dient das nahe Infrarot bei der Analyse von Luft- und Satellitenbildern unter anderem zur Wolkenklassifikation und zur Klassifizierung der Vegetation (in Kombination mit VIS) sowie zur Beurteilung der Vitalität der Vegetation. Im nahen Infrarot besitzt Chlorophyll eine deutlich (ungefähr Faktor 6) höhere Reflektivität als im sichtbaren (insbesondere grünen) Spektrum. Dieser Effekt wird zur Erkennung von Vegetation ausgenutzt. Hierbei wird ein Bild im sichtbaren (vorzugsweise im roten) Spektrum (VIS) und eines im nahen Infrarot (NIR) aufgenommen. Nutzobjekte haben sowohl im sichtbaren als auch im nahen infraroten Bereich eine ungefähr gleiche Reflektivität, während Chlorophyll-haltige Vegetation im nahen Infrarot eine deutlich höhere Reflektivität besitzt. Somit können z. B. auch grüne Nutzobjekte von ebenso grüner Vegetation unterschieden werden.

Die starke Reflexion grüner Pflanzen von Strahlung im visuellen und NIR-Bereich wird auf die spezifischen Reflexionsverhältnisse in den Blättern zurückgeführt. Die Blattpigmente absorbieren im Spektralbereich des VNIR (visible and near-infrared) fast nichts, aber an den Grenzflächen der Pflanzenzellen (Zellwände, Interzellularen) wird der überwiegende Teil der IR-Strahlung mehrfach gespiegelt und dadurch zu einem hohen Anteil reflektiert.

Für die Fernerkundung von Vegetation ist der steile Anstieg des Reflexionsgrades von grünen Pflanzen bei 0,7 µ, also am Übergang des sichtbaren Lichts zur IR-Strahlung, von großer Bedeutung. Er hängt mit der Wasserversorgung, Stressfaktoren und der Phänologie zusammen und kann damit für eine Aussage über den Vitalitätszustand der Vegetation verwendet werden.

Die starke Reflexion von VNIR-Strahlung von grünen Pflanzen wird auf die spezifischen Reflexionsverhältnisse in den Blättern zurückgeführt. Die Blattpigmente absorbieren im Spektralbereich des VNIR fast nichts, aber an den Grenzflächen der Pflanzenzellen (Zellwände, Interzellularen) wird der überwiegende Teil der infraroten Strahlung mehrfach gespiegelt und dadurch zu einem hohen Anteil reflektiert.

Ein Anwendungsbeispiel ist die Berechnung des NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Der NDVI macht eine qualitative Aussage über die Vitalität von Pflanzenbeständen und ist mit dem LAI (Leaf Area Index) korreliert.

Reflektivität von Pflanzen Quelle: Geovlex / WebGeo