NDVI時間序列分析主要是利用長時間序列的遙感數據，建立研究區域內NDVI隨時間的變化曲線，並通過比較各種變化檢測指標的年際曲線或生長期曲線的差異獲取覆蓋變化信息;或採用擬合線性函式的斜率來反映植被覆蓋變化趨勢;或採用頻譜分析對NDVI時間序列曲線進行分解，從而檢測出土地覆蓋的變化，以及地表植被生態系統的物候變化，進而分析植被長時序變化與氣候、環境變化的關係。
最佳指數斜率提取(BISE)法:在一個滑動時間視窗內，進行閾值評判，並考慮數據在局部的變化斜率,以防止選擇虛假的最大值,從而降低NDVI 時間序列的噪聲干擾。此方法需要依據研究區特點，不斷調整NDVI 變化率的域值和滑動視窗的大小。非對稱高斯函式擬合法:使用分段高斯函式(曲線)組合來模擬植被季相生長(物候)規津，一個組合代表一次植被盛衰過程,最後通過平滑連線各高斯擬合曲線，實現時間序列重建。
