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27 agosto 2011

NDVI en ArcGis parte 1

Ya he hablado anteriormente de como calcular el NDVI normalizado en ArcGis, sin embargo lo hice en artículo en el que se hablaba de las operaciones las calculadora raster y creo que muchos lo han pasado por alto. En este artículo lo volvemos a retomar agregando algunas posibilidades que tenemos cuando se calcula este índice.

Los índices de vegetación son útiles porque permiten entre otras cosas:

  • Identificación de áreas forestadas-deforestadas.
  • Evaluación del estado de la vegetación y su grado de estrés.
  • Separación entre distintos tipos de masas vegetales.
  • Monitoreo de plagas.
  • Evaluación de riesgos de incendio.

Además nos permite delimitar zonas ocupadas por agua, permitiendo una aproximación a la digitalización de ríos y lagunas. El NDVI varía de (-1 a +1), los valores de NDVI son mucho mayores para la vegetación que para el suelo descubierto, las nubes y el agua. Cuanto mayor sea el resultado obtenido, tanto mayor será el vigor vegetal presente en la zona observada; aquellas áreas ocupadas por agua dado que no tienen vegetación su valor de NDVI es negativo.

El índice se vegetación NDVI en ArcGis se calcula con las Bandas 3 y 4 de una imagen y para ello se utiliza la siguiente ecuación:

NDVI Ecuacion

Donde

  • B4 = Banda 4 de la imagen
  • B3 = Banda 3 de la imagen

En este caso utilizaremos una imagen de la región de los departamentos de Sucre y Bolívar (Colombia) donde se muestra el sistemas de lagunas del río Magdalena y también quiero destacar el golfo Morrosquillo donde se localiza un importante acuífero aluvial de la zona.

Datos de entrada

La composición de las bandas se ve como se muestra en la siguiente figura.

Composición de bandas

Paso 1. Damos clic en Spatial Analyst seguido de Raster Calculator

Algebra de mapas

En la ventana que nos aparece agregamos las capas correspondientes de acuerdo a la siguiente ecuación:

NDVI = Float([B4] - [B3]) / Float([B4] + [B3]), el operador Float, en la ecuación, se utiliza para que el resultado de la operación sea punto flotante. Si se omite Float el resultado final va ser entero (cero y uno), lo cual es incorrecto para calcular este índice de vegetación.

Calculando NDVI

Damos clic en el botón Evaluate y el resultado obtenido es el siguiente.

NDVI Calculado

Paso 2. Después de cambiar el color, el resultado es el siguiente:

Cambiando el Color al NDVI

Aca pondemos ver que todo los que es agua es de color rojo y es el NDVI mas bajo, lo cual nos permite diferenciar claramente las fuentes de agua.

Haciendo un zoom en el área indicada vemos lo siguiente.

Zoom y comparación de resultados

Observamos el cauce principal del río y aquellas otras zonas susceptibles de ser inundadas y deposito de sedimentos del río.

Paso 3. Si queremos cartografiar estas zonas, podemos reclasificar el NDVI calculado, extraer aquel dato relacionado con los ríos y luego convertirlo a shape para el proceso de digitalización.

Para ello nos vamos a Spatial analyst seguido de Reclassify.

Reclassify

Nos aparece una ventana donde incluimos la siguiente información.

  • Input raster: seleccionamos NDVI.
  • Reclass fiel: Seleccionamos Value.
  • Ouput raster: Damos un nombre al archivo de salida.

Reclasificando NDVI

Damos clic en el botón Classify. Nos aparece una ventana donde incluimos la siguiente información.

  • En Method: seleccionamos Estándar Desviation.
  • En Interval Size: seleccionamos 1/3 Std DEV.

Reclasificando con la desviación estandar

Damos clic en Ok y luego en OK. Obtenemos el siguiente resultado.

NDVI Reclasificado

La figura anterior nos muestras varias cosas interesantes:

Los valores del NDVI_R (NDVI Reclasificado) menores a 5 corresponden a diferentes cuerpos de agua, la variación se debe posiblemente a sedimentación, profundidad, vegetación, etc.

Los valores mayores, corresponden a vegetación en diferentes estados de salubridad, densidad, tamaño, etc.

Miremos en detalle lo que nos muestra el recuadro No 1.

Zoom NDVI

Al hacer zoom sobre los resultados vemos con mayor detalle los elementos del paisaje, como ven en la figura original no se veía lo etiquetado como el canal del Dique (que a propósito por efectos del fenómeno del niño en 2010 se desbordó e inundó muchos pueblos del sur del departamento del Atlántico).

Si hacemos clic sobre cada uno de estos elementos característicos veremos el valor del NDVI_R correspondiente, por ejemplo para el río Magdalena (ríos en general) le corresponde un valor de 5. Vemos que el NDVI (reclasificado) puede tomar valores de hasta 17, cuanto mayor es este valor mas saludable es la vegetación.

En la siguiente parte de este artículo veremos como podemos utilizar los resultados de esta reclasificación para digitalizar los cuerpos de agua. Los espero entonces en NDVI en ArcGis parte 2.

17 comentarios :

  1. Hola amigo me gustaria q me pases tus shapes q utilizastes en tus tutos ya q esta muy interesantes gracias de antemanos y saludos

    mi correo es dandy_06_28@hotmail.com

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  2. men podrias hacer un tutorial de usos de suelos en una cuenca utilizando el arcgis gracias.

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  3. yo tengo una imagen lansat con las 7 bandas unidades no cuento con la bandas separadas en formato tiff, y no puedo realizar el ejercicio, si pudiera ayudarme se lo agradeciera mucho

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  4. Hola!, en este indice explico como obtener imagenes con la extención .tiff, prueba descargarlas http://aguaysig.blogspot.com/2010/04/sensores-remotos.html

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  5. Hola, te felicito porque describes muy bien el proceso del cálculo de NDVI. Ahora bien, tengo una duda: Por qué elegiste esos parámetros para hacer la reclasificación? Agradecería si me pudieras responder a fcvirus@hotmail.com, mi nombre en Felipe Cely y soy Geógrafo de la Universidad Nacional

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  6. Disculpa mi nombre es Aurora y yo también quisiera que me pudieras explicar porqué esos parámetros para explicarlo después en la metodología. mi correo es raauroraa@hotmail.com

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    1. Hola Aurora, si te refiere a las bandas... esas son las que requiere el NDVI

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  7. Respuestas
    1. Hola Ulises, como cualquier cita bibliografica de internet..

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  8. Excelente aporte !!!

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  9. Hola, como puedo conseguir las imagenes landsat con el procesamiento de bandas de mi area de estudio? soy de cordoba, argentina. muchas gracias!!

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  10. Buenas tardes, te saludo con respeto; Tengo una gran duda como se podria hacer una analisis de incendios forestales en arcgis, agradeceria mucho tu ayuda.
    Saludos!!

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    1. Hola. Pudiste hacerlo? Tienes algún tutorial o algo así?

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  11. Hola, tengo un problema, al aplicar el procedimiento para un trabajo que estoy realizando, me salta el siguiente error:

    ERROR 010067: Error in executing grid expression. Unable to initialize reclass table.

    Mi raster es de tipo .img, aunque también he probado usando el formato .tif. Los valores de mi raster son de reflectividad y no valores digitales.

    Qué puedo hacer para resolver esto, o a qué se podría deber el problema.

    Gracias. Att. José L.

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    1. Disculpa, el error me salta al tratar de reclasificar el raster.

      Att. José L.

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  12. Hola alguien me podría decir por favor por qué se clasifica con 1/3 de la desviación estándar?

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