<<На Главную         <В меню Советы по ArcGIS

Расчет индекса NDVI в ArcGIS

Для тех, кто занимается обработкой /интерпретацией космоснимков для нужд сельского хозяйства, охраны лесов или, скажем, изучает динамику опустынивания земель понятие об индексе вегетации растений NDVI  должно быть знакомо как отче наш. Основы теории по индексу NDVI  представлены в Интернете  исчерпывающим образом и вы сможете без труда почитать такую информацию в Сети  например здесь :  http://gis-lab.info/qa/ndvi.html.  Для совсем ленивых можно привести следующие  основные понятия и факты:

 

1. Индекс NDVI имеет размах значений от 1 (интенсивная, густая растительность) до -1 (угнетенные с точки зрения наличия хлорофилла поверхности - асфальт, бетон и т.д.)

2. Для вычисления NDVI нужны изображения в ближнем инфракрасном канале , и в красном канале. Для снимков Landsat 7 (на примере которых мы будем создавать соотв. композит) это соответственно каналы 4 и 3 (с деталями можно ознакомиться тут).

3. Индекс NDVI вычисляется по сл. нехитрой формуле:

 

                  ЯркостьКанала4 - ЯркостьКанала3

NDVI = ---------------------------------------------

                   ЯркостьКанала4 + ЯркостьКанала3

 

Так. Теперь после небольшого теоретического вступления можно переходить к практической части. Предположим, что мы располагаем космоснимком Landsat 7 на нужную нам территорию (где взять -  можно посмотреть на нашем сайте здесь):

 

Загрузить каналы tiff Landsat на карту ArcGIS

 

Как показано на картинке выше, просто берём и вытягиваем мышкой из панели Catalog в окно представления карты снимки с суффиксами B3(красный канал) и B4(ближний инфракрасный 1 канал.)

Далее в наборе инструментов Map Algebra (Алгебра карт) ищем утилиту Raster Calculator:

 

Утилита Raster Calculator в ArcToolBox

 

В поле для составления формулы вычислений пишем выражение в соответствии с приведенной в начале статьи формулой для подсчета индекса NDVI (обведено красным):

 

Выражение для расчета NDVI в Raster Calculator

 

Поначалу синтезированный таким образом растр со значением распределения индекса NDVI может выглядеть не совсем  выразительно:

 

Синтезированный растр NDVI в ArcGIS

 

Чтобы сделать картинку более наглядной, имеет смысл заменить ч/б палитру ну например на красно-зеленую. Наша карта стала явно симпатичней - зеленый цвет соответствует более высокому значению NDVI (обширная ярко-красная область - это ничто иное как водная поверхность, р. Волга в районе Ульяновска, если уж говорить совсем конкретно):

 

Вычислить индекс NDVI в ArcGIS

 

 

 

Прим (окт. 2014)  Для более современных снимков Landsat 8 вычисление NDVI нужно производить на основе данных каналов 4 и 5:

 

Выражение для вычисления NDVI для Landsat 8

 

При желании , для ещё более точной идентификации растительного покрова, можно  с помощью шторок панели Effects просматривать соответствие синтезированного растра NDVI с композитом каналов 4-3-2:

 

Использование панели Effects в ArcGIS

 

Существует ещё один способ создания растровой карты индекса NDVI . Этот метод можно рекомендовать при наличии мультиспектрального снимка. Здесь нам понадобиться инструментальная панель Image Analysis:

 

Создать растр NDVI с помощью Image Analysis

 

Как показано на рисунке выше, выбираем нужный снимок, жмём на кнопку Свойств в верхнем левом углу панели, и идём на вкладку NDVI:

 

Вкладка NDVI на форме Image Analysis

 

Результат в первом приближении может выглядеть так:

 

Растр NDVI в ArcGIS

 

Но для лучшей выразительности, имеет смысл поменять цветовую палитру синтезированного растра NDVI на красно-зелёную, где-то так:

 

Изменить цветовую палитру NDVI в ArcGIS

 

 

 

В более крупном масштабе наша карта может выглядеть сл. образом ( в таком виде ,  локализация контуров сельхозугодий с интенсивной/угнетенной  растительностью будет очевидна  даже  для неискушенного в вопросах дешифрирования пользователя):

 

Вычислить индекс NDVI в ArcGIS

 

... а с размещенной  поверх  сборки растровой картой  для создания топографического контекста так:

 

Совмещение NDVI с топокартой ArcGIS

 

Ну, в общем, где-то так в двух словах о том, как создать карту с распределением индекса NDVI средствами ArcGIS. Удачи !

©Simashkov.2014

22.05.2014 г.

Назад