Wskaźniki teledetekcyjne NDVI, NDMI i NDWI

Wskaźniki teledetekcyjne NDVI, NDMI i NDWI są przetworzeniami obrazów satelitarnych używanymi do ekstrakcji i kondensacji informacji tematycznej zawartej w wielu kanałach zdjęcia. Pomagają zrozumieć i monitorować różne aspekty środowiska naturalnego, w tym jakość i ilość roślinności, wilgotność terenu czy obecność wody otwartej. Co ważne, wymienione wskaźniki NDVI, NDMI i NDWI bazują na informacji niedostępnej dla ludzkiego oka, zatem przedstawiają informacje niemożliwe do obserwacji naziemnej, bez specjalistycznych instrumentów. Dowiedz się, czym różnią się wymienione wskaźniki, a także do czego mogą być wykorzystywane w praktyce.

Dzisiaj obserwacja Ziemi z kosmosu staje się dostępna dla każdego. Zamówienie raportu zobrazowań satelitarnych, na podstawie którego zinterpretujesz zmiany w środowisku i zagospodarowaniu Twojej działki, to kwestia kilku poświęconych minut. Seria zdjęć satelitarnych, wygenerowanych w krótkim przedziale czasowym, daje możliwość śledzenia i monitorowania zmian pokrycia roślinności, identyfikacji obszarów zagrożonych ryzykiem pożarowym lub wskazywania wahań poziomu wody w zbiornikach wodnych.

Zdjęcia satelitarne są zatem powszechnym źródłem wiedzy o terenie, a ich popularność wzrasta wraz z udoskonalaniem narzędzi do ich automatycznego pobierania i przetwarzania.

Kluczową rolę w monitorowaniu środowiska i ocenie stanu zasobów naturalnych odgrywają wskaźniki teledetekcyjne. Do tych najbardziej cennych należą:

• NDVI, ang. Normalized Difference Vegetation Index;
• NDMI, ang. Normalized Difference Moisture Index;
• NDWI, ang. Normalized Difference Water Index.

Poniżej opiszę każdy z nich, a także wskażę obszary, w których znajdują zastosowanie.

Wskaźnik NDVI

NDVI to wskaźnik różnicy wegetacji, który wykorzystuje dane z obrazów satelitarnych do oceny gęstości i kondycji roślinności. Wskaźnik ten pozwala również odróżnić warstwę roślinną od innych, sztucznych rodzajów pokrycia terenu, np. zielonej nawierzchni sztucznego boiska lub plastikowego zielonego drzewka.

Aby ocenić rozwój roślinności przy użyciu wskaźnika NDVI analizuje się odbijanie wiązek światła od powierzchni rośliny. Zdrowa roślina pochłania czerwone światło, a odbija promienie bliskiej podczerwieni. Chorą lub słabą roślinę cechuje zaś reakcja odwrotna.

NDVI mierzy tę różnicę i na tej podstawie wystawia roślinie ocenę. Wyniki przedstawia w skali od -1 do 1, gdzie wartości poniżej "0" oznaczają obszar całkowicie pozbawiony roślinności (kolor czerwony - patrz rys.1.), a wartości bliskie "1", to znak rozpoznawczy bujnej, zielonej roślinności o gęstych liściach (kolor zielony - patrz rys.1.).

O dobrej kondycji roślinności możemy mówić dopiero powyżej ~ 0.4 (na rys.1. kolor biały). Wszystkie wartości niższe oznaczają roślinność suchą lub słabo rozwiniętą. Wskaźnik NDVI prezentuje się w umownej skali barwnej jako mapę intensywności wegetacji.

Dzięki NDVI rolnicy mogą monitorować swoje uprawy, wykrywać choroby roślin i dbać o to, by ich plony były jak najlepsze. Leśnicy mogą śledzić kondycję drzew, a naukowcy badać wpływ zmian klimatu na roślinność. Zmiany wartości NDVI w czasie obrazują momenty powstania choroby, zbioru lub uszkodzenia roślinności lub też pojawienia się nowej roślinności.

NDVI to niczym magiczna lupa, która pozwala nam zajrzeć do wnętrza roślin i ocenić ich stan z kosmicznej perspektywy.

Wskaźnik NDMI

Wskaźnik NDMI to wskaźnik wilgotności, który pozwala ocenić poziom wilgoci w roślinności i glebie.

NDMI opiera się na porównaniu odbicia światła w dwóch pasmach spektralnych - bliskiej podczerwieni (Near Infrared - NIR) i środkowej podczerwieni (Short Wave InfraRed - SWIR).

Wskaźnik NDMI oblicza się jako stosunek różnicy między wartościami odbicia w tych dwóch pasmach do ich sumy. Wartości NDMI wahają się od -1 do 1. Wyższe wartości dodatnie wskazują na wyższą zawartość wilgoci, podczas gdy wartości niższe lub ujemne wskazują na niższą zawartość wilgoci.

NDMI jest powszechnie stosowany w monitorowaniu środowiska, rolnictwie i leśnictwie do oceny stanu roślinności, warunków suszy i poziomu wilgotności gleby.
Wskaźnik NDMI przedstawia rzeczywistość spoza zakresu światła widzialnego, zatem absolutnie niedostępną dla ludzkiego oka i naturalnego procesu widzenia.

Wskaźnik NDWI

NDWI to wskaźnik wody, który pomaga ocenić obszar, skupiając się na obecności i zasięgu wód powierzchniowych.

NDWI opiera się na porównaniu odbicia światła w dwóch pasmach spektralnych - zielonym (Green) i bliskim podczerwonym (Near Infrared). Wody powierzchniowe odbijają więcej światła zielonego, a pochłaniają więcej światła z bliskiej podczerwieni. Z kolei roślinność odbija silnie zarówno światło zielone jak i to w bliskiej podczerwieni.

Wskaźnik NDWI oblicza się jako stosunek różnicy między wartościami odbicia w tych dwóch pasmach do ich sumy. Wyniki przedstawia się w skali od -1 do 1, gdzie wartości ujemne oznaczają obszar pokryty roślinnością lub innymi obiektami lądowymi (kolor czerwony - patrz rys.3.), a zakres powyżej "0" oznacza występowanie wody powierzchniowej (kolor zielony - patrz rys.3.).

Dzięki wskaźnikowi NDWI możemy sprawdzić poziom nawodnienia mokradeł i bagien, a także zidentyfikować i monitorować ich zasięg. Informacje te mogą pomóc w opracowywaniu strategii ochrony tych cennych ekosystemów i zapobiegania ich degradacji.

Raport zobrazowań satelitarnych a wskaźniki teledetekcyjne – pobierz swoje źródło danych o terenie

Zaawansowany Raport zobrazowań satelitarnych OnGeo™ Intelligence to zbiór inteligentnie wyszukanych zdjęć satelitarnych, szczegółowo oddających obszar Twojej działki lub wybranego przez Ciebie terenu.

Wyselekcjonowane zdjęcia satelitarne stanowią nieocenione źródło informacji o zmianach występujących na terenie Twojej działki. Dzięki nim dowiesz się nie tylko, jak zmieniło się zagospodarowanie działki, ale również zweryfikujesz zmiany powstałe na wybranym terenie w skutek działania żywiołów i innych zdarzeń losowych, a także zyskasz narzędzie do analizy procesów produkcyjnych na działce.

Raporty OnGeo™ Intelligence mogą być również doskonałym źródłem danych do analiz szkód w uprawach rolnych. Dzięki nim nie musisz martwić się, skąd wziąć dane do obliczenia wskaźników teledetekcyjnych, m.in. NDVI, NDMI i NDWI. Gotowe, przetworzone dane zdobędziesz w zaledwie kilka minut.

Dane dotyczące zobrazowań satelitarnych otrzymasz w dwóch formach – w postaci przyjaznego dokumentu PDF oraz w formie paczki danych, gdzie znajdziesz pliki gotowe do załączenia ich w programie typu GIS.

Jak wygenerować Raport zobrazowań satelitarnych?

Aby wygenerować Raport zobrazowań satelitarnych wystarczy narysować interesujący Cię obszar na mapie, oczekiwany zakres dat, dla których chcesz pozyskać zobrazowania satelitarne, a także rozdzielczość zamawianych zobrazowań satelitarnych

1. W OnGeo™ Intelligence możesz pobrać serię scen satelitarnych w przedziale dat wynoszącym 6 miesięcy lub krótszym, czyli np. od 04.10.2023 roku do 04.04.2024 roku. Możesz zamówić zdjęcia satelitarne dotyczące zdarzeń nawet na wiele lat wstecz;
2. Po wybraniu dat, zostaniesz poproszony o wskazanie obszaru na mapie. W tym celu wybierz „Narysuj geometrię” i rozpocznij rysowanie nowej geometrii. Rysowanie pola zakończ dwuklikiem myszki, a następnie wybierz przycisk „Zatwierdź”, w lewym dolnym rogu widoku mapy;
3. Teraz wybierz rozdzielczość dla zobrazowania satelitarnego. Rozdzielczość to inaczej wymiar najmniejszego niepodzielnego elementu mapy wyrażona w jednostkach terenowych. Rozdzielczość charakteryzuje czytelność mapy satelitarnej. Do wyboru masz trzy opcje: 10 m, 1,0 m - 2,0 m oraz < 1,0 metra.

Odstępy czasowe między kolejnymi zobrazowaniami wynoszą około 5 dni, jednak sceny przechodzą wstępną weryfikację, eliminującą te, na których widoczne są chmury lub ich cienie. Zatem realny odstęp czasu między zobrazowaniami jest zależny od lokalnej pogody i wynosi statystycznie od 5 do 30 dni.

Po opłaceniu Raportu, analizę wyślemy Ci na wskazany przez Ciebie adres mailowy. W mailu znajdziesz link do pobrania zamówionych produktów w postaci Raportu Satelitarnego oraz paczki danych. Czas generowania raportu wynosi zaledwie kilka minut.