如何在 ArcGIS 中创建 NDVI 地图

NDVI

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-2Landsat 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。

旋转灌溉 rgb

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!

枢轴灌溉彩色红外线

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。

图像分析工具栏

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。

图像分析工具栏选项

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”。

NDVI波段选择

(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。

突出你的形象

在属性下,选择看起来像叶子的 NDVI 图标。

NDVI 按钮

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。

枢轴灌溉 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。

突出显示 NDVI 栅格

右键单击图层,导出栅格以保存到内存中。

导出栅格

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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