NDVI 衡量“绿色”和健康的植被。在本指南中,我们将教您如何在 ArcGIS 影像分析工具栏中计算 NDVI 只需按照以下 4 个步骤操作即可。
我们使用归一化差异植被指数或 NDVI 地图来评估植被健康状况。比如农业、林业、生态都用到它。
一般来说,NDVI 使用两个属性来量化健康的植被。它使用近红外 (NIR),因为植被强烈反射它。而且它还使用红光,因为植物强烈吸收它。出于同样的原因,这就是为什么我们的眼睛将植被视为绿色的原因。
现在您已经了解了 NDVI 的一些背景知识,让我们了解在 ArcGIS 中创建 NDVI 地图所需的所有步骤。
如何在 ArcMap 中创建 NDVI 地图
您可以使用 ArcGIS 10 中的影像分析工具栏创建 NDVI 地图。您所需要的只是带有红色和 NIR 波段的影像。例如,您可以从此15 个免费卫星图像来源列表下载 Sentinel-2或Landsat 数据。
在本教程中,我们要对高植被和低植被进行分类。具有高 NDVI 值的像素表示高植被或叶绿素。然而,低 NDVI 值通常意味着植被较少。此外,负的 NDVI 值是一个很好的指标,表明它被归类为水。
在此 NDVI 示例中,我们使用多光谱图像Worldview-2 (WV-2)。我们说多光谱是因为它有多个波段,如红、绿、蓝和近红外 (NIR)。 WV-2 的频段配置为:
波段编号 | 频段说明 |
---|---|
乐队 1 | 沿海 |
频段 2 | 蓝色的 |
频段 3 | 绿色的 |
频段 4 | 黄色的 |
频段 5 | 红色的 |
乐队 6 | 红边 |
波段 7 | 近红外 1 (NIR-1) |
频段 8 | 近红外 2 (NIR-2) |
让我们检查一下这个采用中心喷灌的农业区。当这种类型的灌溉在一个圆的枢轴上旋转时,它会产生这些圆形的作物模式。
如果要显示真彩色,请在图层属性中选择红色、绿色和蓝色波段。我们说真彩色是因为它与我们眼睛看到的一样。在 Worldview-2 的情况下,波段 5 为红色,波段 3 为绿色,波段 2 为蓝色。
但是如果要显示彩色红外,则需要7波段作为红色通道,5波段作为绿色通道,3波段作为蓝色通道。我们说彩色红外线是因为近红外线在红色通道中。正如您在下面看到的,支点灌溉植被应该已经用鲜红色向您大喊大叫了!
现在,让我们了解如何创建 NDVI 地图的步骤。
步骤 1. 启用图像分析工具栏
首先,启用图像分析工具栏(Windows > 图像分析)。图像分析窗口将显示在 ArcMap 中。
第 2 步。检查科学输出属性
其次,在图像分析选项下,选择红色波段和近红外波段。
对于 Worldview-2 图像,在 NDVI 选项卡下——红色波段是“波段 5”,近红外波段是“波段 7”。
(可选)选择“Scientific Output”,以便您的值范围从 -1 到 1。
步骤 3. 单击 NDVI 图标
通过单击突出显示您的图层。
在属性下,选择看起来像叶子的 NDVI 图标。
这将在内容列表中创建一个临时图层。亮绿色表示高 NDVI。而红色具有低 NDVI。
步骤 4. 导出栅格
通过在图像分析工具栏中选择要导出的新 NDVI 图层,突出显示它。
右键单击图层,导出栅格以保存到内存中。
高正 NDVI 值(绿色)意味着高植被。而水通常具有负 NDVI 值(黄色和红色)。一般来说,城市特征通常接近于零。
如何使用 NDVI 地图
归一化差异植被指数 (NDVI)使用 NIR 和红色通道来测量健康的植被。如果您想手动计算,可以使用此公式。
NDVI 始终生成介于 -1 和 +1 之间的值。这实际上只是一种衡量健康植被的标准化方法。但是如何将 NDVI 用作遥感应用程序呢?
在上面的示例中,农业使用 NDVI 进行精准农业。如果您仔细观察 NDVI 图像,您会发现作物生长不佳的地方。在这种情况下,农民可以通过准确了解不健康植被的位置来提高作物产量。以下是农场中的其他 GIS 应用程序。
20 多年来,AVHRR 一直在记录 NDVI。因为我们知道 NDVI 如何随时间变化,这有助于我们了解地球上的植被生长情况。在林业,这有助于他们了解叶面积指数、森林供应和火灾危险
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