Calcular el índice de vegetación de diferencia normalizada NDVI

Un índice de vegetación puede ser definido como un parámetro calculado a partir de los valores de la reflectancia a distintas longitudes de onda, y es particularmente sensible a la cubierta vegetal, de acuerdo a Gilabert et al (1997).

El utilizar estos índices tiene su fundamento en el particular comportamiento radiométrico de la vegetación. Una cubierta vegetal en buen estado de salud, tiene una firma espectral que se caracteriza por el contraste entre la banda del rojo (entre 0,6 y 0,7 μm.), la cual es absorbida en gran parte por las hojas, y el infrarrojo cercano (entre 0,7 y 1,1 μm.), que es reflectada en su mayoría. Esta cualidad de la vegetación permite la realización de su valoración cualitativa.

El Índice de Vegetación Diferencial Normalizado se calcula mediante la siguiente expresión:

NDVI= ((IRC-R))/(IRC+R)

dónde: IRC es la reflectividad en el infrarrojo cercano y R es la reflectividad en el rojo.

El rango de valores de las reflexiones espectrales se encuentra entre el 0 y el 1; ya que, tanto la reflectividad del infrarrojo cercano como la del rojo, son cocientes de la radiación reflejada sobre la radiación entrante en cada banda espectral. Por consecuencia de estos rangos de valores, el NDVI varía su valor entre -1 y 1. El NDVI posee un gran valor en términos ecológicos, ya que es un buen estimador de la fracción de la radiación fotosintéticamente activa interceptada por la vegetación (fPAR) según Monteith (1981).

En las imágenes Landsat 8, la banda 4 (0.630 – 0.680 µm) corresponde al rojo (R) y la banda 5 (0.845 – 0.885 µm) al infrarrojo (IRC), por lo tanto para el cálculo NDVI se requiere contar con ambas bandas (Descargar imágenes Landsat 8).

Calcular NDVI en ArcGIS

Para calcular el NDVI simplemente se requiere aplicar su respectiva ecuación, cabe mencionar que dicho proceso se lo puede realizar en diferentes aplicaciones que cuenten con una calculadora de imágenes ráster (ArcGIS, Erdas, QGIS, gvSIG, Surfer, Idrisi, ENVI, etc).

El primer paso luego de abrir la aplicación ArcMap 10 es cargar las bandas 4 y 5 con la herramienta Add Data desde el directorio donde se encuentren almacenadas, seguidamente se muestra una ventana solicitando la creación de pirámides, en este caso dejar los valores por defecto y aceptar, cabe señalar que se requiere una licencia activa de la extensión Spatial Analyst, para ejecutar el Raster Calculator.

Una vez cargadas las bandas, desde la caja ArcToolbox, abrir la siguiente herramienta:

ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Map Algebra > Raster Calculator

Para obtener los valores NDVI en imágenes Landsat 8 usando ArcGIS se aplica la siguiente ecuación:

NDVI = Float (banda 5 – banda 4) / Float (banda 5 + banda 4)

El resultado es una imagen ráster que contiene valores que van desde -1 a 1 (siendo los valores más cercanos a 1 la vegetación más vigorosa). Generalmente la imagen del NDVI se muestra en una escala de grises, para dar un aspecto más agradable y de fácil interpretación, dirigirse a las propiedades del ráster y seleccionar una paleta de colores en la pestaña de simbología (clic derecho > Properties > Symbology).

franzpc

9 thoughts on “Calcular el índice de vegetación de diferencia normalizada NDVI”

  1. Eric dice:

    Hola Franz gracias por el tutorial.
    ¿Es posible determinar el tipo de vegetación usando el NDVI?
    Y otra pregunta.
    ¿Es posible eliminar las nubes de una imagen Landsat 8 y después interpolar los valores en los huecos de las imágenes en ArcGis?
    Lo pregunto porque es mi caso, y tengo una imagen L8 muy reciente pero con algo de nubes y deseo quitar las nubes de mi imagen NDVI pero eso me dejará huecos con pixeles sin información.
    Gracias.

    1. franzpc dice:

      El NDVI te puede ayudar a identificar lugares con vegetación y cuán vigorosa es la misma. Hasta el momento no conozco una técnica que permita eliminar las nubes por completo, normalmente se suele rellenar las partes nubosas con píxeles de imágenes similares que no contengan nubes.

  2. yusef dice:

    hola que buen tutorial, yo quiero saber una vez que he generado mi imagen raster con NDVI ¿ como puedo saber el valor de cada pixel en mi imagen ? es que lo necesito para promediar los valores distintas imagenes de Landsat 8?

    1. franzpc dice:

      Crea una capa de puntos con las coordenadas de tus píxeles específico, luego con la herramienta Extract Multi Values To Points obtienes los valores para las diferente imágenes.

  3. yusef dice:

    hola, yo quiero saber como puede calcular el NDVI o bien la clorofila en zonas de cuerpos de agua no solo en tierra para despues calcular el valor por pixeles también con las bandas de landasat 8

  4. Eduardo dice:

    Hola Franz tengo una duda al realizar un NDVI con una imágene del sensor Pleiades sucede algo curioso, aparecen huecos como si se perdiera información por que algunos pixeles no tienen informacion en el NDVI, ya realice el proceso con la calculadora en ARCGIS y con el Image Analysis y en ambos casos sucede lo mismo. Esto sucede cuando realizo un pansharpen, por que cuando lo hago directamente con las bandas no pasa esto. sabras algo al respecto.
    gracias

    1. franzpc dice:

      disculpas, por el momento no tengo conocimiento sobre aquello

  5. María dice:

    Hola franz! Al realizar el NDVI con Raster Calculator, me da valores de -137 a 134.6, a que debe ser eso, me estoy volviendo loca? Muchas gracias por la ayuda.

    1. franzpc dice:

      Si realizas el proceso en ArcGIS intenta colocando los datos como Float (tal como se muestra en esta entrada). En QGIS los puedes procesar directamente. ¿Qué tipo de datos de entrada estás usando?

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