Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco Facultad de Humanidad y Ciencias Sociales Tecnicatura en SIG y Teledetección Teledetección II
TRABAJO PRÁCTICO Nº 5: INDICE DE VEGETACION DE DIFERENCIA NORMALIZADA (NDVI) y ANÁLISIS MULTITEMPORAL DE IMÁGENES Índ!" d" V"#"$%!&n d" D'""n!% N*%+,%d% (NDVI) El maeo de vegetación es una alicación com!n en el tratamiento de im"genes satelitarias# Para reali$arlo el Image Análysis contiene una -"%*"n$% d" Índ!" V"#"$%$. % V"#"$%$. % Vegetative Index tool &' &' (sta roduce un tema continuo en tonos de grises' )ue evidencia la vegetación en sus di*erentes estadios vegetativos# El emleo de +ndices %o cocientes& ara identi*icar vegetación %cultivos' masas ,oscosas' matorrales' etc#& se ,asa en la resuesta radiom(trica de la vegetación# -a misma' si se encuentran en un ,uen estado sanitario' osee una *irma esectral )ue se caracteri$a or un claro contraste entre las ,andas visi,les' del ro.o y el in*rarro.o cercano# Esto se de,e a )ue la mayor arte de la radiación solar )ue reci,e la vegetación en el visi,le' es a,sor,ida or los igmentos %cloro*ila& de las /o.as' mientras )ue (stos aenas a*ectan a la radiación reci,ida en el in*rarro.o cercano# Esto resenta un alto contraste entre una ,a.a re*lectividad en el visi,le %ro.o& y una alta re*lectividad en el in*rarro.o cercano# 0e,ido a este comortamiento se uede searar la vegetación 1sana2' vigorosa de otras cu,iertas c u,iertas de la suer*icie terrestre# 3lgunas de las alicaciones del N04I son5 la identi*icación de "reas *orestadas6 la evaluación del estado de la vegeta vegetación ción y su grado grado de estr(s estr(s 7 salu,r salu,rida idad6 d6 discri discrimin minaci ación ón entre entre distin distintos tos tios tios de vegeta vegetación ción66 identi*icación de vegetación siniestrada or incendios# Como se /a visto' ara oder reali$ar el an"lisis es necesaria la disoni,ilidad de determinadas ,andas esectrale esectrales6 s6 las corresond corresondiente iente al In*rarro.o In*rarro.o Cercano Cercano %I8& y al ro.o %8&# El Image Análysis Análysis reconoce or de*ecto cuales son las ,andas corresondientes a estos valores de re*lectancia del esectro# Por e.emlo' / /" "/$% $%0%1%nd !n d%$/ 2."n"n$"/ d" +/ /"n/"/ TM y ETM3 d"+ /%$"+$" L%nd/%$' L%nd/%$ ' las ,andas elegidas ser"n la ,anda 9 % Layer 9& 9& ara el I8 y la ,anda : % Layer :& :& ara la ,anda del 8# En cam,io' si se est" tra,a.ando tra,a.ando con datos rovenient rovenientes es del sensor sensor 34H88 del satelite satelite N;33' se escoger" la ,anda < % Layer <& ara la ,anda de I8 y la ,anda = % Layer =& =& ara la ,anda de 8# -a *ormula utili$ada ara el c"lculo del >ndice de 4egetación de 0i*erencia Normali$ada %N04I& es la siguiente5 NDVI 4 (IRR) 6 (IR3R) L/ .%+"/ d" +/ 7nd!"/ "/8+$%n$"/ #"n"%+*"n$" .%n "n$n % 9; < 9= 2%% +% ."#"$%!&n %a mayor valor' m"s densa o saluda,le la vegetación&# L%/ n80"/> n"."/ y %#8% %agua %#8% %agua en distintos estadios& roducen .%+"/ de .%+"/ de +ndices n"#%$./# n"#%$./# L%/ !%/> /8"+/ d"/n8d/ y 01"$/ %n$&2!/' %n$&2!/ ' roducen .%+"/ de .%+"/ de los +ndices !"!%n/ % 9# 9#
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Pasemos a/ora a reali$ar un e.emlo de c"lculo de N04I con una sección de la imagen del sensor T? del -andsat @' de la $ona del Par)ue Nacional El Palmar' localidad de Colón en la Provincia de Entre 8+os#
; C%#%*/ y ./8%+,%*/ "+ "!$" "/2%!%+ d" +% *%#"n d" E+ P%+*%
Ir al directorio donde se la /a guardado y en Data Sourse Types %Tios de *uente de datos& y elegir Image Analysis Data Source %Fuente de datos del Image Analysis& Cargar la imagen R"!$"?"/2%!%+?@@5@*#
Par)ue Nacional El Palmar' Provincia de Entre 8+os' rodeado de arcelas agr+colas y *orestales# 3l Este de la imagen' cauce del 8+o Uruguay#
@ E+#"nd +%/ 0%nd%/ 2%% "+ %n+// d" ."#"$%!&n
3segurarse )ue la imagen R"!$"?"/2%!%+?@@5@*# est( activa en la 4ista# 0el ?en! del Image Analysis seleccionar Vegetative Index %>ndice 4egetativo&# -as ,andas seleccionadas son colocadas correctamente or de*ecto %NI8' ,anda 9 y 8' ,anda :&' cli)uear ;A en la ventana )ue se visuali$a a)u+ a,a.o#
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Cli)uear NDVI?M"d?%.-*# ara visuali$arla la resultante en la 4ista#
En la imagen resultante de arri,a se ueden o,servar los distintos valores de los +ndices %m"s claros' valores ositivos y m"s oscuros' valores negativos&' evidenciado las "reas con vegetación saluda,les %m"s claras&#
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An+// M8+$$"*2%+ d" I*#"n"/ (d"$"!!&n d" !%*0/) Para detectar y anali$ar el cam,io a trav(s del tiemo' entre im"genes con datos continuos' es osi,le utili$ar la /erramienta de D'""n!% d" I*%#"n %Image Difference &# Con esta /erramienta' es osi,le cuanti*icar la 1cantidad2 de cam,io tanto en orcenta.es' como en di*erencias directas %valores&# En el e.emlo )ue veremos l+neas a,a.o' arenderemos a cuanti*icar la erdida de vegetación' entre dos *ec/as temorales distintas' de una misma "rea geogr"*ica#
En la ventana de di"logo de D'""n!% d" I*%#"n %Image Difference &' se ueden seleccionar los temas de imagen de %n$"/ % before& y d"/28/ % after &' sus corresondientes ,andas' y la manera en )ue los cam,ios son visuali$ados %como orcenta.e o valor' y la cantidad de cam,io )ue uno desea visuali$ar&#
L/ d/ $"*%/ #"n"%d/ !n +% -"%*"n$% D'""n!% d" I*%#"n El resultado de la alicación de la /erramienta' al comarar dos im"genes de distinto momento temoral' es la generación de temas5 uno es una *%#"n !n$n8% con tonos de grises' y el otro' es una *%#"n $"*$!% con cinco categor+as %de cam,io&# E+ 2*" $"*% #"n"%d "/ "+ $"*% D'""n!% ( Difference)' (sta es una imagen continua de una ,anda en tonos de grises' y es el resultado directo de la su,stracción del tema antes % before& y desu(s % after &# 0ado )ue el comando 0i*erencia de Imagen calcula el cam,io en los valores de ,rillo a trav(s del tiemo' el tema Diferencia simlemente re*le.a es cam,io utili$ando distintos tonos de grises# -as "reas m"s claras /an aumentado su re*lectancia' esto uede de,erse al clareo de "reas *orestadas# -as "reas m"s oscuras /an disminuido su re*lectancia' lo )ue uede estar evidenciando )ue las "reas se /an vegetado' o )ue las "reas esta,an secas y a/ora /!medas# E+ /"#8nd $"*%> D'""n!% R"/%+$%d% (Highlight Difference)' divide los cam,ios ocurridos en cinco categor+as' estas son5 d"!"!d%' algo decrecida' sin cam,io' algo acrecentada' %!"!"n$%d%# -a clase d"!"!d% reresenta las "reas de cam,io negativo %oscuros& mayores al um,ral ara el cam,io y est"n mostradas en color 1# -a clase %!"!"n$%d% muestra las "reas de cam,io ositivo %,rillantes& mayores al um,ral' y en color ."d"# -as otras "reas de cam,ios ositivos y negativos menores )ue los um,rales esta,lecidos %algo decrecida y algo acrecentada&' y las "reas sin cam,ios' aarecen en transarente#
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En!n$%nd Á"%/ d" C%*0/ Para conocer como tra,a.a el comando 1D'""n!% d" I*%#"n2 tra,a.aremos con el e.emlo de a,a.o# -as im"genes utili$adas en este e.emlo corresonden a un "rea re y ost evento natural con imlicancias catastró*icas ara la sociedad6 un /urac"n# Como se uede areciar en am,as im"genes una gran cantidad de "reas vegetadas *ueron destro$adas or la tormenta# Con im"genes multi,anda como (stas %-andsat T?& odemos utili$ar' revia di*erenciación' la /erramienta de >ndice 4egetativo# U$+,%nd "/$%/ d/ '8n!n"/ "n '*% !n18n$% (2*" "+ 7nd!" ."#"$%$. y +8"# d'""n!% d" *%#"n)> /" 2$"n!% "+ /"#8*"n$ "n +/ !%*0/ "n +% ."#"$%!&n
; C%#%*/ y ./8%+,%*/ +%/ *#"n"/ Ir a Data Sourse Types %Tios de *uente de datos& y elegir Image Analysis Data Source %Fuente de datos del Image Analysis& Navegar /asta el directorio c5esriavgis:Davtutoriadata' y cargar las im"genes $*?!$*# y $*?!$*#
@ En!n$%nd +%/ "%/ d" ."#"$%!&n "n +%/ *#"n"/
3segurarse )ue la imagen $*?!$*# est( activa en la 4ista# 0el ?en! del Image Analysis seleccionar Vegetative Index %>ndice 4egetativo&# -as ,andas seleccionadas son colocadas correctamente or de*ecto' cli)uear ;A en la ventana )ue se visuali$a a)u+ a,a.o#
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Cli)uear NDVI? $*?!$*# ara visuali$arla la resultante en la 4ista# 8eetir los asos con la imagen $*?!$*#
-a imagen de la vista de arri,a muestra la creación de las im"genes de +ndices vegetativos %!nica ,anda de datos continuos&' ara utili$ar a osteriori' la /erramienta de 0i*erencia de imagen
H C%+!8+%nd +%/ D'""n!%/ d" I*%#"n
Poner a los dos temas N04I activos en la 4ista utili$ando la tecla SHIFT# 0el ?en! del Image Analysis seleccionar Image Difference %0i*erencia de Imagen&# En la ventana de dialogo de D'""n!% d" I*%#"n %Image Difference &' colocar los ar"metros seg!n la imagen a continuación5
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Como uede o,servarse estamos colocando la imagen NDVI? $*?!$*# como de 3ntes %before&' y la de NDVI? $*?!$*# como la imagen de 0esu(s % After &# Tendremos los resultados en orcenta.es' y visuali$aremos en color verde las areas con cam,ios al =@' y en color ro.o las areas con cam,ios al =@#
El tema llamado 0i*erencia % Difference) muestra el resultado de la su,stracción del tema de 3ntes (Before) del tema 0esu(s (After &#
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Cuando se activa el tema 0i*erencia 8esaltada % Highlight Difference& en la vista' se evidencian los mayores cam,ios en las "reas color verdes y ro.os#
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CONSIGNAS DEL TRABAJO PRACTICO N 5 3 continuación reali$ar la siguiente r"ctica integradora utili$ando los recortes esaciales de las im"genes satelitarias -andsat %sensor T?&' del =D9= y =:DKndice 4egetativo %Vegetative Index & ara am,as im"genes# <# Calcular la 0i*erencia de Imagen %Image Difference&' evidenciando los cam,ios mayores y menores a <@#
:# Convertir a un s/ae*ile la imagen continua resultante % Highlight Difference& y resonder a la siguiente regunta5 9# OCu"l es la suer*icie' en /ect"reas' )ue decreció %ro.o& la vegetación or inundación' a artir de la creación del em,alse de la reresa Urugua+ ################################# @# 8eali$ar una salida cartogr"*ica )ue evidencie lo anterior#
Imagen orientativa
