Wskaźnik NDVI

Wskaźnik NDVI to chyba najbardziej znany ze wskaźników środowiskowych.

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) to wskaźnik roślinności oparty na danych satelitarnych, który pozwala ocenić kondycję, gęstość i intensywność fotosyntezy roślin.

Wykorzystuje on różnice w odbiciu promieniowania elektromagnetycznego przez roślinność w zakresie czerwonym (RED) i bliskiej podczerwieni (NIR):

Wartości NDVI przyjmują zakres od –1 do 1. Niskie wartości (poniżej 0) odpowiadają wodzie, chmurom lub śniegowi, wartości zbliżone do zera (0–0,2) charakteryzują powierzchnie nieporośnięte, gleby i obiekty sztuczne, wartości średnie (0,2–0,5) świadczą o rzadkiej lub stresowanej roślinności, a wysokie (0,5–1) wskazują na roślinność gęstą i zdrową.

Do wyliczania NDVI można wykorzystać zarówno darmowe, jak i komercyjne źródła danych satelitarnych. Sentinel-2 (Copernicus, ESA) oferuje obrazy o rozdzielczości 10 metrów, gdzie pasmo czerwone odpowiada kanałowi B4, a podczerwień bliska kanałowi B8. Dane te są dostępne między innymi przez Copernicus Open Access Hub czy Copernicus Browser. Landsat (NASA/USGS) dostarcza obrazy o rozdzielczości 30 metrów, gdzie w przypadku misji Landsat 8 i 9 pasmo czerwone to B4, a podczerwień bliska to B5; dane można pobierać z USGS Earth Explorer lub korzystać z Google Earth Engine. MODIS (NASA) umożliwia analizy w skali globalnej, choć przy rozdzielczości od 250 do 1000 metrów sprawdza się raczej w badaniach klimatycznych niż szczegółowych. Po stronie komercyjnej dostępne są takie systemy jak PlanetScope (Planet Labs), oferujący codzienne zobrazowania w rozdzielczości 3–5 metrów, WorldView (Maxar), zapewniający obrazy nawet poniżej 1 metra, czy SPOT (Airbus), gdzie rozdzielczość wynosi od 1,5 do 10 metrów.

Aby obliczyć NDVI w QGIS, należy najpierw pobrać odpowiednie obrazy i zidentyfikować pasma odpowiadające zakresowi czerwieni oraz podczerwieni bliskiej. W programie otwiera się kalkulator rastra, a następnie wprowadza wzór w postaci (NIR – RED) / (NIR + RED), podmieniając nazwy na właściwe kanały, na przykład („B8” – „B4”) / („B8” + „B4”) dla Sentinel-2. Wynik zapisywany jest jako nowy raster, w którym wartości odpowiadają wskaźnikowi NDVI. Aby przedstawić mapę w czytelny sposób, w ustawieniach symbologii rastra wybiera się wizualizację w trybie „pseudokolor” i przypisuje skalę barw – od czerwieni dla wartości niskich, przez żółcie dla średnich, aż po zielenie dla wysokich. Dzięki temu uzyskuje się mapę przestrzennego rozkładu roślinności, pokazującą, gdzie roślinność jest bujna i zdrowa, a gdzie rzadka lub w ogóle nie występuje.