Índices de vegetação
The Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) índice de vegetação por diferença normalizada
Vamos dar uma olhada no NDVI calculado a partir de uma imagem de satélite. Nas imagens abaixo, é mostrada uma imagem LANDSAT TM de uma área no noroeste do Peloponeso, na Grécia, obtida com resolução espacial de 30 metros.
. Fonte: NASA
A imagem da esquerda é uma imagem em cores reais (vermelho é a faixa vermelha, verde é a faixa verde e azul é a faixa azul). Os campos agrícolas ocupados pelas culturas aparecem em verde. Campos com tons de verde diferentes representam culturas diferentes ou as mesmas culturas, mas em diferentes estágios de crescimento. O solo nu aparece em marrom.
A imagem do meio é uma imagem em falsa cor (vermelho é a faixa do infravermelho próximo, verde é a faixa vermelha e azul é a faixa verde). Aqui, os valores altos do infravermelho próximo representam a vegetação, que aparece vermelha na imagem. O solo nu aparece em ciano, porque não há vegetação para aumentar a cor vermelha na imagem.
A imagem à direita é o NDVI para cada pixel da imagem. Pixels escuros têm NDVI baixo, pixels claros têm NDVI alto e pixels cinza têm valores NDVI médios.
índice de água pro diferença normalizada - Normalised Difference Water Index
Seguindo o mesmo raciocínio que o NDVI, o índice de água por Diferença Normalizada emprega a faixa do infravermelho próximo e uma banda no infravermelho de ondas curtas (SWIR) (Gao, 1996). Em vez de usar a faixa vermelha, cuja refletância é afetada pela clorofila, é usada uma faixa de infravermelho de ondas curtas na região entre 1500 e 1750 nm, região em que a água tem alta absorção. A banda do infravermelho próximo é a mesma do NDVI, pois a água não é absorvida nessa região do espectro eletromagnético.
O índice NDWI é expresso com a seguinte equação:
Vamos dar uma olhada à mesma área do Peloponeso, mas desta vez com o NDWI, mostrado na figura à direita. :
Fonte: NASA
A imagem NDWI em preto e branco à direita representa os valores NDWI para cada pixel. Assim como na imagem NDVI, os pixels escuros têm valores baixos, o branco mostra altos valors do NDWI e o cinza valores médios. Observe que na imagem NDWI o mar (canto superior esquerdo da imagem) tem valores altos, enquanto na imagem NDVI aparece escuro. Em geral, parece que todos os campos agrícolas fornecem altos valores de NDWI, o que sugere que os campos sejam irrigados adequadamente. O solo nu aparece escuro na imagem NDWI, o que mostra que esses campos são mais secos, pois não recebem irrigação.
Problemas com a contribuição do fundo no sinal espectral
O estudo da vegetação através de índices de vegetação tem que lidar com o problema da cobertura vegetal. Ao lidar com uma vegetação grossa e densa, quando os dosséis cobrem a superfície da Terra, o sinal espectral registrado é originário da energia refletida no topo dos dosséis. No entanto, nos casos em que a cobertura vegetal não esteja cobrindo completamente o pixel, os elementos abaixo da copa da árvore se tornam visíveis. Nesses casos, o sinal registrado em tais campos de vegetação será a soma da energia refletida pela vegetação e pelo fundo. Por exemplo, se a cobertura vegetal é de 60%, 60% do sinal é refletido pela vegetação e os outros 40% de qualquer coisa que se encontre no fundo.
Se o objeto abaixo da copa da árvore for outro tipo de vegetação, o sinal manterá a assinatura típica da vegetação, mas será uma mistura das informações dos dois tipos de vegetação, a de cima e a do fundo. No caso em que o fundo seja solo nu, o sinal será uma mistura de sinais de vegetação e solo, que são muito diferentes.
