İçeriğe geç

13 spektral indeks ve formülleri

TerraScane'deki 13 spektral indeks, uydu görüntüsünün iki ya da daha fazla bandını bitki örtüsü, su, nem, yapılaşma, yangın izi ya da toprak hakkında tek bir değere çeviren formüllerdir. Her indeksin bölümünde formülü, Sentinel-2 ve Landsat bantları, hesaplandığı uydular, literatür atfı ve hangi durumda seçileceği yer alır.

Örnek: NDVI
(NIR − RED) / (NIR + RED)
Sentinel-2
B8 (842 nm), B4 (665 nm)
Landsat 8 ve 9
SR_B5 (865 nm), SR_B4 (655 nm)
  • Su Kütleleri-1 ile 0
  • Çıplak Toprak0 ile 0,1
  • Seyrek Bitki Örtüsü0,1 ile 0,2
  • Düşük Yoğunluk0,2 ile 0,4
  • Orta Yoğunluk0,4 ile 0,6
  • Yoğun Bitki Örtüsü0,6 ile 0,8
  • Çok Yoğun Bitki0,8 ile 1

Sınıflar ve renkler, tekli NDVI analizinin haritasıyla aynıdır.

İndeks sayısı
13 spektral indeks
Formüller
PDF raporlarındaki kayıtla aynı
Bantlar
Sentinel-2 ile Landsat 8 ve 9 adlarıyla
Atıf
Her indeks için literatür kaynağı
Yalnız Sentinel-2'de
NDRE, kırmızı kenar bandıyla
MODIS'te
NDVI ve EVI

Her spektral indeks formülü ve bandı, platformun PDF raporlarına yazdığı kayıttan okunur; bir NDVI analizinin raporundaki formül bu sayfadakiyle aynıdır.

Landsat bantları Landsat 8 ve 9'un adlarıyla yazılıdır. Landsat 5 ve 7'nin TM ve ETM+ algılayıcıları aynı spektral bölgeleri başka bant numaralarıyla kaydeder; platform bu bantları kendisi eşler, formül aynı kalır.

NDVI

Normalized Difference Vegetation Index

Nasıl ölçülür
(NIR − RED) / (NIR + RED)

Sentinel-2 bantları: B8 (842 nm), B4 (665 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B5 (865 nm), SR_B4 (655 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9 · MODIS

Hangi atıfla

Rouse et al. (1974)

Ne zaman kullanılır

Yeşil bitki örtüsünün ne kadar yoğun olduğunu ve dönemden döneme nasıl değiştiğini izlemek için kullanın. Yaprak kırmızı ışığı soğurur, yakın kızılötesini yansıtır; NDVI bu farkı ölçer. Çok yoğun örtüde değer doyar: orada EVI ile, toprağın göründüğü seyrek örtüde SAVI ile karşılaştırın.

NDVI nasıl hesaplanır?

NDVI'yi hesaplamak için yakın kızılötesi (NIR) ile kırmızı (RED) yansıma arasındaki fark, ikisinin toplamına bölünür: (NIR − RED) / (NIR + RED). Sentinel-2'de B8 (842 nm), B4 (665 nm), Landsat 8 ve 9'da SR_B5 (865 nm), SR_B4 (655 nm) bantları kullanılır. Sonuç −1 ile +1 arasında çıkar; yeşil örtü yoğunlaştıkça değer yükselir.

EVI

Enhanced Vegetation Index

Nasıl ölçülür
2.5 × (NIR − RED) / (NIR + 6×RED − 7.5×BLUE + 1)

Sentinel-2 bantları: B8 (842 nm), B4 (665 nm), B2 (490 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B5 (865 nm), SR_B4 (655 nm), SR_B2 (482 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9 · MODIS

Hangi atıfla

Huete et al. (2002)

Ne zaman kullanılır

Orman gibi yoğun bitki örtüsünde, NDVI'nin doyduğu yerlerde farkı görmek için kullanın. Formüldeki mavi bant atmosferdeki aerosolün, sondaki sabit terim de alttaki toprağın etkisini azaltır. Seyrek örtüde bu düzeltme sapabilir; orada SAVI ile, uzun serilerde NDVI ile karşılaştırın.

SAVI

Soil-Adjusted Vegetation Index

Nasıl ölçülür
((NIR − RED) / (NIR + RED + 0.5)) × 1.5

Sentinel-2 bantları: B8 (842 nm), B4 (665 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B5 (865 nm), SR_B4 (655 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9

Hangi atıfla

Huete (1988)

Ne zaman kullanılır

Bitkilerin seyrek olduğu, toprağın göründüğü tarla ve kurak alanlarda, özellikle erken büyüme döneminde kullanın. Formüldeki toprak düzeltme terimi alttaki toprağın parlaklığını dengeler. Terim orta yoğunluktaki örtüye göre seçilmiştir ve çok yoğun örtüde değer doyar; orada EVI ile, sürekli izlemede NDVI ile karşılaştırın.

NDWI

Normalized Difference Water Index

Nasıl ölçülür
(GREEN − NIR) / (GREEN + NIR)

Sentinel-2 bantları: B3 (560 nm), B8 (842 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B3 (562 nm), SR_B5 (865 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9

Hangi atıfla

McFeeters (1996)

Ne zaman kullanılır

Göl, taşkın alanı ve sulanan çeltik tarlası gibi açık su yüzeylerini bulmak, suyun yayılıp çekildiğini izlemek için kullanın. Su yakın kızılötesini neredeyse tamamen soğurur, yeşil ışığı yansıtır; bitkinin taşıdığı nem için NDMI'ye bakın. Çatı ve beton da suya benzer değer verebilir, yerleşim alanında sonucu MNDWI ile karşılaştırın.

NDMI

Normalized Difference Moisture Index

Nasıl ölçülür
(NIR − SWIR1) / (NIR + SWIR1)

Sentinel-2 bantları: B8 (842 nm), B11 (1610 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B5 (865 nm), SR_B6 (1609 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9

Hangi atıfla

Wilson & Sader (2002)

Ne zaman kullanılır

Bitki örtüsünün nemini ve kuraklık stresini izlemek için kullanın; ormanda kesim ve bozulma da değeri düşürür. Yaprak suyu kısa dalga kızılötesini soğurur, nem arttıkça değer yükselir. Sentinel-2 ile Landsat'ın kısa dalga bantları biraz farklıdır, bu yüzden dönemleri aynı uyduyla karşılaştırın; yeşilliği nemden ayırmak için NDVI'ye bakın.

NDBI

Normalized Difference Built-up Index

Nasıl ölçülür
(SWIR1 − NIR) / (SWIR1 + NIR)

Sentinel-2 bantları: B11 (1610 nm), B8 (842 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B6 (1609 nm), SR_B5 (865 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9

Hangi atıfla

Zha et al. (2003)

Ne zaman kullanılır

Yapılaşmanın yayılmasını izlemek için kullanın; değerin artması beton ve asfalt gibi geçirimsiz yüzeylerin çoğaldığını gösterir. Yapılı yüzey kısa dalga kızılötesini, bitki ise yakın kızılötesini daha çok yansıtır. Kurak iklimde çıplak ve kuru toprak da yüksek değer verir; ayırmak için sonucu NDVI ve BSI ile karşılaştırın.

NBR

Normalized Burn Ratio

Nasıl ölçülür
(NIR − SWIR2) / (NIR + SWIR2)

Sentinel-2 bantları: B8 (842 nm), B12 (2190 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B5 (865 nm), SR_B7 (2201 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9

Hangi atıfla

López García & Caselles (1991); Key & Benson (2006)

Ne zaman kullanılır

Yanan alanı ve yangından sonra bitki örtüsünün toparlanmasını izlemek için kullanın; iki dönem arasındaki farkı platform dNBR kuralıyla, ilk dönemden son dönemi çıkararak hesaplar. Canlı bitki yakın kızılötesini yansıtır, yanık yüzey ve kül SWIR2 bandında parlar; bu yüzden yangın değeri düşürür. Düşük şiddetli yangın çıplak toprağa benzeyebilir; ayırmak için NDVI ile karşılaştırın.

GNDVI

Green Normalized Difference Vegetation Index

Nasıl ölçülür
(NIR − GREEN) / (NIR + GREEN)

Sentinel-2 bantları: B8 (842 nm), B3 (560 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B5 (865 nm), SR_B3 (562 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9

Hangi atıfla

Gitelson, Kaufman & Merzlyak (1996)

Ne zaman kullanılır

Yaprak klorofilini ve dolaylı olarak bitkinin azot durumunu izlemek için kullanın; NDRE'den farklı olarak Landsat'ta da hesaplanır. Yeşil bant, kırmızı bandın doyduğu orta ve yüksek yoğunluktaki örtüde de klorofil değişimine yanıt verir. Çok yoğun örtüde o da doyabilir; Sentinel-2 verisinde NDRE ile, su stresini ayırmak için NDMI ile karşılaştırın.

MNDWI

Modified Normalized Difference Water Index

Nasıl ölçülür
(GREEN − SWIR1) / (GREEN + SWIR1)

Sentinel-2 bantları: B3 (560 nm), B11 (1610 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B3 (562 nm), SR_B6 (1609 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9

Hangi atıfla

Xu (2006)

Ne zaman kullanılır

Açık suyu yapılı alandan ayırmanız gereken yerleşim alanlarında NDWI yerine kullanın. Yakın kızılötesi yerine SWIR1 bandını kullandığı için çatı ve beton sudan ayrılır. Kar ve buz da suya benzer değer verebilir; sonucu NDWI ile karşılaştırın.

BSI

Bare Soil Index

Nasıl ölçülür
((SWIR1 + RED) − (NIR + BLUE)) / ((SWIR1 + RED) + (NIR + BLUE))

Sentinel-2 bantları: B11 (1610 nm), B4 (665 nm), B8 (842 nm), B2 (490 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B6, SR_B4, SR_B5, SR_B2

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9

Hangi atıfla

Rikimaru et al. (2002); Chen et al. (2004)

Ne zaman kullanılır

Nadasa bırakılan tarla ya da erozyona açık yamaç gibi çıplak yüzeyleri izlemek için kullanın; değerin artması bitki örtüsünün azaldığını gösterir. Toprak kısa dalga kızılötesinde ve kırmızıda, bitki yakın kızılötesinde daha çok yansıtır; BSI bu karşıtlığı mavi bantla birlikte dört bantta ölçer. Islak toprak değeri düşürür, toprağın rengi de sonucu etkiler; gerçek çıplaklaşmayı görmek için NDVI ya da SAVI ile karşılaştırın.

NDRE

Normalized Difference Red Edge Index

Nasıl ölçülür
(NIR − RedEdge) / (NIR + RedEdge)

Sentinel-2 bantları: B8 (842 nm), B5 (705 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2

Hangi atıfla

Barnes et al. (2000)

Ne zaman kullanılır

Tarımda klorofil ve azot eksikliğini erken fark etmek için kullanın; NDRE bu eksikliği NDVI değişmeden önce gösterebilir. Kırmızı kenar bandı, kırmızının doyduğu yoğun örtüde de klorofile duyarlı kalır. Bu bant yalnız Sentinel-2'de bulunur ve 20 m çözünürlüktedir; sonucu GNDVI ile, su stresini ayırmak için NDMI ile karşılaştırın.

MNDBI

Modified Normalized Difference Built-up Index

Nasıl ölçülür
(SWIR2 − NIR) / (SWIR2 + NIR)

Sentinel-2 bantları: B12 (2190 nm), B8 (842 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B7 (2201 nm), SR_B5 (865 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9

Hangi atıfla

NDBI'nin SWIR2 türevi; temel çalışma Zha et al. (2003)

Ne zaman kullanılır

NDBI sonucunu ikinci bir kısa dalga kızılötesi bandıyla sınamak için kullanın; yapılı yüzey arttıkça değer yükselir. NDBI'deki SWIR1 yerine SWIR2 kullanır ve iki indeksin ayrıştığı yer nem ya da mineral farkına işaret eder. Eşikleri sahaya özgüdür; değeri dönemler arasındaki farkla okuyun, çıplak topraktan ayırmak için NDVI ve BSI ile karşılaştırın.

NDTI

Normalized Difference Tillage Index

Nasıl ölçülür
(SWIR1 − SWIR2) / (SWIR1 + SWIR2)

Sentinel-2 bantları: B11 (1610 nm), B12 (2190 nm)

Landsat 8 ve 9 bantları: SR_B6 (1609 nm), SR_B7 (2201 nm)

Hangi uydularda

Sentinel-2 · Landsat 5, 7, 8 ve 9

Hangi atıfla

Van Deventer et al. (1997)

Ne zaman kullanılır

Hasattan sonra tarlada anız ve bitki artığı kalıp kalmadığını, dolayısıyla toprak işlemenin yoğunluğunu izlemek için kullanın; yüksek değer artıkla örtülü yüzeyi gösterir. Artıktaki selüloz ve lignin SWIR2 bandında ışığı soğurur ve indeks bunu SWIR1 ile karşılaştırarak ölçer. Islak toprak ve ıslak anız sonucu saptırır; kuru dönemdeki görüntüyü seçin ve yeşil bitkiyi ölü artıktan ayırmak için NDVI ile karşılaştırın.

Çalışmanın iki yolu

Kayıt olmadan, her biri en çok 7.500 hektar olan 2 parselde 5 analiz yapabilirsiniz. Analizi bizim yapmamızı isterseniz önce tek parselle bir pilot çalışma yapalım.