Was ist NDVI (Normalisierter Differenz-Vegetationsindex)?
NDVI (Normalisierter Differenz-Vegetationsindex), normalized difference vegetation index; ist ein Index, der die Dichte und den Gesundheitszustand der Vegetation in einem beobachteten Gebiet durch Analyse aufzeigt.
Es gibt verschiedene Aspekte, um die Zunahme und Abnahme von Pflanzen, die einen wichtigen Platz im Ökosystem einnehmen, zu kontrollieren. Einer der am meisten bevorzugten Hinweise sind Fernerkundungsmethoden. Veränderungen in der Vegetation können mithilfe von Satellitenbildern beobachtet werden, ohne das Gelände betreten zu müssen. Satelliten sammeln Informationen über die Erdoberfläche mithilfe von Empfängern basierend auf der Antwort der elektromagnetischen Wellen, die sie zur Erde senden. Diese erhaltenen Informationen werden in Satellitenbildern in verschiedenen Bändern verarbeitet, und dank der Fernerkundungstechnologie kann die Vegetationskarte jeder Region problemlos erstellt werden. Zudem kann die Vegetationsdichte selbst in Gebieten, deren Erfassung mit menschlicher Kraft schwierig und kostspielig ist, leicht ermittelt werden.
Berechnung der NDVI-Formel
Um die Berechnung der NDVI-Formel einfach auszudrücken, werden in der Formel für den Normalisierten Differenz-Vegetationsindex (NDVI), wie unten gezeigt, die Bänder des nahen Infrarots (NIR) und des roten Lichts (RED) verwendet.
Gesunde Vegetation (Chlorophyll) reflektiert im Vergleich zu anderen Wellenlängen mehr nahes Infrarot (NIR) und grünes Licht, absorbiert blaues und rotes Licht und erscheint dem menschlichen Auge grün, da sie grünes Licht reflektiert.
Eine normale gesunde Pflanze absorbiert sichtbare Strahlen und reflektiert einen großen Teil der nahen Infrarotstrahlen. Im Gegensatz dazu reflektiert eine ungesunde Pflanze mehr sichtbare Strahlen und weniger nahe Infrarotstrahlen.
NDVI-Werte
NDVI-Werte sind die als Ergebnis der Analyse erhaltenen Werte. NDVI-Werte variieren immer zwischen -1 und +1. An Orten mit gesunder und dichter Vegetation nähern sich die Indexwerte +1 an, während sich der Indexwert an Orten mit ungesunder und schwacher Vegetation -1 annähert.
NDVI-Karte
Die NDVI-Karte wird erstellt, indem die aus der NDVI-Analyse resultierenden Werte entsprechend der durchzuführenden Arbeit klassifiziert werden.
Zum Beispiel: Negative Werte stammen meist von Wolken, Wasser und Schnee, während Werte nahe Null primär von Felsen und nacktem Boden stammen.
Sehr kleine Werte der NDVI-Funktion (0,1 oder weniger) entsprechen Gebieten mit nacktem Fels, Sand oder Schnee.
Mittlere Werte (0,2 bis 0,3) repräsentieren Sträucher und Wiesen, während große Werte (0,6 bis 0,8) gemäßigte und tropische Wälder anzeigen.
Wofür werden NDVI-Informationen verwendet?
Die Einsatzbereiche von NDVI-Informationen lassen sich wie folgt auflisten:
- Bestimmung des Chlorophyllgehalts
- Pflanzengesundheit und Stresslevel
- Optimaler Düngereinsatz
- Stickstoffmanagement
- Identifizierung von Insekten und Schädlingen im Erntegut
- Analyse von Pflanzenkrankheiten
- Pflanzen- oder Unkrautbestimmung
- Entwicklung von Betriebsplänen
- Anbauplanung
- Ernteplanung nach Vitalität
Einsatz der NDVI-Analyse in der Landwirtschaft
Der Einsatz der NDVI-Analyse in der Landwirtschaft ist dank der fortschreitenden Drohnentechnologie zum am häufigsten bevorzugten Vegetationsindex der Fernerkundungsanalyse in der Landwirtschaft geworden. Sie hilft dabei, vegetationslose Flächen von Gras- oder Waldgebieten zu unterscheiden, kranke Pflanzen zu erkennen und zwischen den Entwicklungsstadien der Kulturen zu differenzieren.
Beispiel für NDVI in der Landwirtschaft
Beispiel für NDVI in der Landwirtschaft; Betrachten wir den NDVI für eine landwirtschaftliche Fläche mit Center-Pivot-Bewässerung. Die Pivot-Bewässerung dreht sich um einen Punkt und erzeugt ein kreisförmiges Erntemuster. In Echtfarben erscheinen die roten, grünen und blauen Bänder wie folgt. Echtfarbe nennen wir es, weil es dem entspricht, was unser Auge sieht.
In der Formel können Sie sehen, wie der NDVI vom nahen Infrarot (NIR) profitiert. Wenn wir das NIR-Band als Rot darstellen, erhalten wir Farbinfrarot. Wir nennen es Farbinfrarot, weil sich das nahe Infrarot im roten Kanal befindet. Wie unten zu sehen ist, sollte die Vegetation der Pivot-Bewässerung leuchtend rot sein.
Wenn Sie die Formel anwenden, zeigt helles Grün einen hohen NDVI an. Rot hingegen hat einen niedrigen NDVI. Daher misst sie die Vegetation, indem sie den Unterschied zwischen dem nahen Infrarot (das die Vegetation stark reflektiert) und dem roten Licht (das die Vegetation absorbiert) misst.
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