Функция NDVI

Нормализированный вегетационный индекс NDVI (NDVI) – это стандартизированный индекс, показывающий наличие и состояние растительности (относительную биомассу). Этот индекс использует контраст характеристик двух каналов из набора мультиспектральных растровых данных – поглощения пигментом хлорофилла в красном канале и высокой отражательной способности растительности в инфракрасном канале (NIR).

NDVI часто используется по всему миру для мониторинга засухи, мониторинга и прогнозирования сельскохозяйственного производства, помощи в прогнозировании опасных зон пожаров и картографировании наступления пустыни. NDVI предпочтительнее для глобального мониторинга растительности, поскольку помогает компенсировать изменение условий освещения, уклон поверхности, экспозицию и другие внешние факторы (Lillesand 2004).

Различное отражение в красном и инфракрасном (IR) каналах позволяет контролировать плотность и интенсивность роста зеленой растительности с использованием спектрального отражения солнечной радиации. Зеленые листья обычно показывают лучшее отражение в ближнем диапазоне инфракрасных длин волн, чем в диапазонах видимых длин волн. Если листья имеют дефицит влаги, увядающие или мертвые, они становятся более желтыми и отражают значительно меньше в ближнем инфракрасном диапазоне. Облака, вода и снег дают лучшее отражение в видимом диапазоне, чем в ближнем инфракрасном диапазоне, в то время как разница практически равна нулю для скал и голой почвы. Обработка NDVI создает одноканальный набор данных, который в основном представляет зелень. Отрицательные значения представляют облака, воду и снег, а значения, близкие к нулю, представляют скалы и голую почву.

Документированное уравнение NDVI, используемое по умолчанию:

NDVI = ((IR - R)/(IR + R))
  • IR = значения пикселов из инфракрасного канала
  • R = значения пикселов из красного канала

Этот индекс выдает значения от -1,0 до 1,0, в основном представляющие зелень, где все отрицательные значения в основном образуются от облаков, воды и снега, а значения, близкие к нулю, образуются в основном от скал и голой почвы. Очень маленькие значения (0,1 и меньше) функции NDVI соответствуют пустым областям скал, песка или снега. Умеренные значения (от 0,2 до 0,3) представляют кустарники и луга, в то время как большие значения (от 0,6 до 0,8) указывают на умеренные и тропические леса.

Уравнение, используемое для создания выходных данных:

NDVI = ((IR - R)/(IR + R)) * 100 + 100

Это приведет к диапазону значений 0-200 и вписывается в структуру 8-бит, что позволяет отображать их с помощью цветовой шкалы или цветовой карты.

Если нужны конкретные значения пикселов (от -1,0 до 1,0), воспользуйтесь функцией Функция арифметики канала (Band Arithmetic function) и выберите метод NDVI.

Ниже приведены примеры комбинации каналов Landsat 7,4,3 (слева) и NDVI, использующего цветовую карту, которая выделяет области сельскохозяйственной деятельности (справа).

комбинация каналов Landsat 7,4,3
пример NDVI

Входные данные для этой функции:

  • Входной растр
  • ID канала видимого диапазона
  • ID инфракрасного канала

Используйте функцию Цветовая карта для визуализации результата с цветовой схемой NDVI.

Вы также можете применить Цветовую функцию NDVI, чтобы создать цветовую карту.

Связанные разделы