Расчет NDVI в GRASS 6.4.3

Эта страница является черновиком статьи.

Аннотация:в статье представлена инструкция по расчету нормализованного относительного индекса растительности NDVI с помощью программы GRASS 6.4.3

Общие сведения

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) - нормализованный относительный индекс растительности - простой количественный показатель количества фотосинтетически активной биомассы (обычно называемый вегетационным индексом). Один из самых распространенных и используемых индексов для решения задач, использующих количественные оценки растительного покрова. Подробнее об индексе в статье "NDVI - [теория] и практика"http://gis-lab.info/qa/ndvi.html

Расчет произведен на примере снимка Landsat 8 Oli LC81130252013190LGN00, Хабаровский край, Солнечный район.

Подготовка к расчету

Импорт данных в проект

Для дальнейшей работы необходимо импортировать растровые слои http://gis-lab.info/docs/grass/tutorial60/05r.html. Для расчёта NDVI нам потребуются файлы 3 и 4 канала. Воспользуемся модулем r.in.gdal

Выбираем «Определить новую область» - «Привязанный файл»

нажимаем «Войти в GRASS», видим на экране три окна

Задаём имя выходной растровой карты

Нажимаем «Запустить». В окне «Вывод» видим сообщение

Повторяем операцию для создания слоя L8_4.

Настройка региона и разрешения растра

После импорта растров, но перед расчетом NDVI Точная подгонка региона под охват и разрешение выбранного растра:

g.region rast=растр -a

Флаг -a позволяет подогнать с максимальной точностью, без этого флага, подгонка разрешения выполняется с округлением. Этот подход предпочтительней.

Другой вар.: подогнать охват под выбранный растр и задать разрешение равное ровно 30 м. (в исходных растрах Landsat пространственное разрешение м.б. не 30 м, а, например, 29.85 КОД: ВЫДЕЛИТЬ ВСЁ g.region rast=растр res=30.0 -a

Посмотреть параметры текущего региона: КОД: ВЫДЕЛИТЬ ВСЁ g.region -p

Радиометрическая коррекция

Перед расчетом необходимо провести радиометрическую коррекцию снимка,которую можно выполнить с помощью модуля i.landsat.toar

Расчет NDVI

Расчёт NDVI производится по формуле (http://gis-lab.info/qa/ndvi.html)

$NDVI={\frac {NIR-RED}{NIR+RED}}$

где NIR - отражение в ближней инфракрасной области спектра RED - отражение в красной области спектра. В связи с тем, что при регистрации данных Landsat физические величины яркости каналов сжимаются в диапазон [1,255] (преобразование L→DN),необходимо провести радиометрическую коррекцию/ Исходные максимальные и минимальные значения яркостей приводятся в файле метаданных (MTL) к снимку:

LMAX_BAND3 (RADIANCE_MAXIMUM_BAND_3) = 705.61206
LMIN_BAND3(RADIANCE_MINIMUM_BAND_3) = -58.26967
LMAX_BAND4(RADIANCE_MAXIMUM_BAND_4) = 597.61023
LMIN_BAND3(RADIANCE_MINIMUM_BAND_4) = -49.35085

Обратное преобразование (DN→L) производится по формуле: Открываем калькулятор растров, в строки А и B добавляем слои L8_3 и L8_4. В формулу вставляем значения из метафайла, обозначаем имя выходного слоя, нажимаем Запустить.Если всё корректно выполнено,то в окне Вывод вы получите сообщение о том, что операция выполнена и создан новый слой.

Повторяем операцию для второго слоя.

Теперь раcсчитываем NDVI. Для этого в калькулятор добавляем слои, созданные по результатам радиометрической коррекции, записываем формулу и новый слой L8_ndvi

На этом расчет вегетационного индекса NDVI в программе GRASS окончен.

Ссылки по теме

1. Знакомство с ГИС GRASS Колесов Д. А., Мурый А. А.http://gisconf.ru/talks/lect17-kolesov-grass.pdf 2. NDVI - [теория] и практика http://gis-lab.info/qa/ndvi.html 4. Учебное руководство по GRASS. Импорт данных http://gis-lab.info/docs/grass/tutorial60/05r.html 5.http://ru.wikipedia.org/wiki/GRASS_(%D0%93%D0%98%D0%A1)