Znormalizowany Wskaźnik Różnicowy Wilgotności

Liczba indeksy roślinności obsługiwane przez GeoPard stale rośnie. Zespół GeoPard wprowadza znormalizowany różnicowy wskaźnik wilgotności (NDMI). Wskaźnik ten określa zawartość wody w roślinności i znormalizowany różnicowy wskaźnik wilgotności (NDWI). Jest on przydatny do wyszukiwania miejsc z istniejącymi stres wodny u roślin.

Niższe wartości NDMI oznaczają miejsca, w których rośliny są narażone na stres z powodu niedostatecznej wilgoci.
Z drugiej strony, niższe znormalizowane wartości wskaźnika różnicy wody po szczycie wegetacji uwydatniają miejsca, które stają się gotowe do zbioru Pierwszy.

Różnica w względnej zawartości wody w roślinności na dwóch obrazach satelitarnych (w tym przypadku konstelacji Sentinel-2)

Na poniższych zrzutach ekranu można znaleźć strefy NDMI wygenerowane na podstawie zdjęć satelitarnych z 19 czerwca (szczyt wegetacji) i 6 lipca, a także mapę równań reprezentującą różnicę NDMI.

NDMI obliczone na podstawie obrazu Planet/Sentinel-2/Landsat

Co to jest wskaźnik wilgotności?

Jest to miara lub obliczenie służące do oceny zawartości lub dostępności wilgoci w określonym obszarze lub regionie. Zazwyczaj jest ono obliczane na podstawie różnych czynników środowiskowych, takich jak opady, parowanie, właściwości gleby i pokrywa roślinna.

Daje względne wskazówki dotyczące wilgotności lub suchości danego obszaru, pomagając zidentyfikować potencjalny stres wodny lub warunki suszy.

Jest to cenne narzędzie służące do monitorowania i zarządzania zasobami wodnymi, planowania rolnictwa i zrozumienia warunków ekologicznych danego regionu.

Czym jest znormalizowany różnicowy wskaźnik wilgotności?

Znormalizowany różnicowy wskaźnik wilgotności (NDMI) to wskaźnik roślinności wywodzący się z danych teledetekcyjnych, służący do oceny i monitorowania zawartości wilgoci w roślinności. Podobnie jak inne wskaźniki roślinności, jest on obliczany na podstawie wartości odbicia widmowego z obrazów satelitarnych lub lotniczych.

Jest on szczególnie przydatny przy monitorowaniu stresu wodnego roślin, ocenie warunków suszy, szacowaniu ryzyka pożaru i badaniu wpływu zmian klimatycznych na roślinność.

Oblicza się go z wykorzystaniem pasm bliskiej podczerwieni (NIR) i podczerwieni krótkofalowej (SWIR), które są wrażliwe na zawartość wilgoci w roślinności. Wzór na NDMI jest następujący:

NDMI = (NIR – SWIR) / (NIR + SWIR)

Wartości NDWI zazwyczaj mieszczą się w zakresie od -1 do 1, przy czym wyższe wartości wskazują na wyższą wilgotność roślinności, a niższe na niższą wilgotność lub stres wodny w roślinności. Ujemne wartości NDMI mogą być związane z obszarami pozbawionymi roślinności lub obszarami o bardzo niskiej wilgotności.

Czym jest NDWI?

NDWI (Normalized Difference Water Index) to wskaźnik teledetekcyjny służący do ilościowego określania i oceny zawartości wody lub cech związanych z wodą w roślinności lub krajobrazie.

Oblicza się go, analizując współczynnik odbicia pasm światła bliskiej podczerwieni i światła zielonego ze zdjęć satelitarnych lub lotniczych. Jest on szczególnie przydatny do identyfikacji zbiorników wodnych, monitorowania zmian dostępności wody oraz oceny stanu roślinności.

Porównując absorpcję i odbicie różnych długości fal, urządzenie dostarcza cennych informacji do zastosowań takich jak monitorowanie suszy, analiza hydrologiczna i zarządzanie ekosystemami.

Wizualizacja NDMI w celu określenia znormalizowanego różnicowego wskaźnika wody

Wizualizacja NDMI obejmuje przetwarzanie zdjęć satelitarnych lub lotniczych, obliczanie wartości NDMI, a następnie wyświetlanie wyników w postaci mapy lub obrazu z kodem kolorów. Oto ogólne kroki wizualizacji NDMI:

• Uzyskaj zdjęcia satelitarne lub lotnicze: Uzyskaj obrazy wielospektralne z satelity lub platformy lotniczej, takiej jak Landsat, Sentinel lub MODIS. Upewnij się, że obrazy obejmują niezbędne pasma: bliską podczerwień (NIR) i podczerwień krótkofalową (SWIR).
• Wstępne przetwarzanie obrazu: W zależności od źródła danych, konieczne może być wstępne przetworzenie obrazu w celu skorygowania zniekształceń atmosferycznych, geometrycznych i radiometrycznych. Przekształć liczby cyfrowe (DN) na obrazie na wartości współczynnika odbicia widmowego.
• Oblicz NDMI: Dla każdego piksela na obrazie użyj wartości odbicia NIR i SWIR, aby obliczyć NDMI przy użyciu wzoru: NDMI = (NIR – SWIR) / (NIR + SWIR).
• Mapowanie kolorów: Przypisz paletę kolorów do wartości NDMI. Zazwyczaj stosuje się ciągłą skalę kolorów, od jednego koloru (np. czerwonego) dla niskich wartości NDMI (oznaczających niską zawartość wilgoci) do innego koloru (np. zielonego) dla wysokich wartości NDMI (oznaczających wysoką zawartość wilgoci). Do utworzenia mapy kolorów można użyć oprogramowania takiego jak QGIS, ArcGIS lub bibliotek programistycznych, takich jak Rasterio i Matplotlib w Pythonie.
• Wizualizuj mapę NDMI: Wyświetl mapę lub obraz NDMI za pomocą oprogramowania GIS, biblioteki programistycznej lub platformy online. Pozwoli Ci to przeanalizować przestrzenny rozkład wilgotności roślinności i zidentyfikować obszary niedoboru wody lub wysokiej wilgotności.
• Interpretacja i analiza: Użyj wizualizacji NDWI do oceny stanu roślinności, monitorowania warunków suszy lub oceny ryzyka pożaru. Możesz również porównywać znormalizowane mapy różnic wskaźników wody z różnych okresów, aby analizować zmiany wilgotności roślinności w czasie.

Pamiętaj, że różne narzędzia programistyczne lub biblioteki programistyczne mogą mieć nieco inne przepływy pracy, ale ogólny proces będzie podobny. Dodatkowo, możesz nałożyć inne warstwy danych, takie jak użytkowanie terenu, wysokość nad poziomem morza czy granice administracyjne, aby usprawnić analizę i lepiej zrozumieć zależności między wilgotnością roślinności a innymi czynnikami.