El índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), uno de los más populares, es una forma valiosa de comprender la salud de la vegetación y el uso de la tierra de forma remota. En este artículo, te contamos de qué se trata y cómo utilizarlo.
| Tabla de contenido: |
1. ¿Qué es el índice NDVI?
El NDVI o índice de verde es un indicador que señala el verdor, densidad y salud de la vegetación en cada píxel de una imagen de satélite.
Ha sido uno de los índices de vegetación más utilizados en la teledetección desde su introducción en la década del 70 y la agricultura digital es una de las industrias que más aprovecha sus ventajas. .
Así, este índice es adecuado para estimar vigor durante todo el ciclo del cultivo basado en cómo las plantas reflejan ciertos rangos del espectro electromagnético. Permite conocer su estado actual, que luego podrá compararse con otra imagen temporal para observar su evolución en el tiempo.
Al conocer cómo funciona el NDVI, entenderemos cómo permite determinar qué tan saludable o insalubre es una planta. Este índice se basa en cómo refleja la energía y la luz. Usa las bandas infrarrojas cercana y roja del espectro electromagnético para estimar un indicador adimensional entre -1 y 1.
Para el ojo humano, una planta es verde porque el pigmento de clorofila que contiene refleja las ondas verdes y absorbe las rojas. Esto significa que una planta sana -con mucha clorofila y estructuras celulares- absorbe activamente la luz roja y refleja NIR cuando ocurre la fotosíntesis. La planta se desarrolla y crece y contiene más estructuras celulares. Con una planta no saludable ocurre exactamente lo contrario.
En nuestra plataforma, la escala a la derecha del lote es la referencia para conocer la vigorosidad del cultivo.
Así, esa relación entre la luz y la clorofila es la forma en que podemos usar NDVI para diferenciar una planta sana de una enferma.
Los sensores de satélite en el espacio miden las longitudes de onda de la luz absorbida y reflejada por las plantas verdes. Son una excelente fuente de datos de firmas espectrales para el análisis NDVI.
El índice NDVI detecta y cuantifica la presencia de vegetación verde viva utilizando esta luz reflejada en las bandas visible e infrarroja cercana.
En cuanto a cómo se calcula el índice NDVI, se utiliza la fórmula estándar de NDVI
NDVI = (NIR – red) / (NIR + red)
2. ¿Cómo usar el NDVI? ¿Cómo varía según el estado del cultivo?
El valor del NDVI va desde -1 hasta 1 y nos muestra el vigor del cultivo:
- Valores cercanos a 1: cuanto más intenso es el verde, más vigorosidad existe en la vegetación y la cubierta vegetal. Debemos tener en cuenta si estamos trabajando con cultivo extensivo o intensivo, o si hay suelo desnudo, ya que todo eso será tenido en cuenta por el índice. Y que también medirá el vigor de las malezas.
- Valores cercanos a 0: corresponden a zonas con muy poca vegetación, primeras fases del cultivo, suelos desnudos o zonas no productivas.
- Valores negativos: suele estar asociado a zonas de agua, nieve o nubes.
3. ¿Qué es el índice GNDVI? ¿En qué se diferencia del NDVI?
El GNDVI (Vegetación de Diferencia Normalizada Verde) es un índice de clorofila y por ello un indicador del “verdor” de la planta o actividad fotosintética. Es uno de los índices de vegetación más utilizados para determinar la captación de agua y nitrógeno en el dosel del cultivo.
A diferencia del NDVI, el índice GNDVI es más sensible a la variación de la clorofila en el cultivo, por lo que es utilizado en las etapas más avanzadas de desarrollo (en la etapa intermedia y final del ciclo del cultivo), ya que se satura más tarde que el NDVI. También es el indicado en cultivos con canopeos densos.
Como sucede con el NDVI, los valores arrojados por este índice también oscilan entre -1 y 1:
- Valores entre -1 y 0: están asociados a la presencia de agua o suelo desnudo.
- Valores mayores a 0: será mayor cuanto más intenso es el verde, más vigorosidad existe en la vegetación y la cubierta vegetal.
En cuanto a cómo se calcula, el GNDVI utiliza la banda infrarrojo cercano (NIR) y la banda verde (GREEN) del espectro electromagnético.
GNDVI = (NIR-GREEN) /(NDVI+GREEN)
4. Variantes de NDVI: NDRE, MSAVI2 y Visible
NDRE (Normalized Difference Red Edge)
El NDRE (en inglés, Diferencia Normalizada de Borde Rojo) es un índice muy similar al NDVI. Su principal diferencia radica en una solución más segura, ya que puede detectar las variaciones en la salud de los cultivos en sus estadios más avanzados. Esto se debe a que utiliza luz de borde rojo que puede atravesar las hojas mucho más profundamente que la luz roja (usada en el NDVI). Así, donde hay un canopeo más intenso es recomendable utilizar el NDRE porque el NDVI se satura.
Este índice detecta cambios en el contenido de clorofila, que es uno de los principales indicadores de nitrógeno en el interior de las hojas.
NDRE = (NIR – RED EDGE) / (NIR + RED EDGE)
¿Cómo se utiliza el NDRE?
El NDRE se utiliza en las etapas avanzadas del cultivo, donde podremos generar mapas de fertilización nitrogenada en las zonas más afectadas.
Es un índice muy relacionado con el NDVI sin embargo, permite identificar antes las bajadas de vigor.
MSAVI2 (Modified Soil Adjusted Vegetation Index)
El MSAVI2 o Índice de Vegetación Ajustado al Suelo Modificado es un índice de vegetación que se utiliza como variante para ampliar los límites de aplicación del NDVI a las áreas con elevada presencia de suelo desnudo. Se lo usa en las áreas donde los índices como NDVI o NDRE proporcionan datos incompletos o erróneos, principalmente debido a una pequeña cantidad de vegetación o a la falta de clorofila en ella (por ejemplo, en el estado fenológico de emergencia). De esta manera, sirve para minimizar la influencia del fondo del suelo y aumentar el rango dinámico que señala la vegetación.
¿Cómo se utiliza el MSAVI2?
El MSAVI2 se utiliza en las etapas iniciales de desarrollo del cultivo, en el cual nos va a permitir observar las primeras plántulas que emergen.
Se usa para minimizar la influencia del suelo desnudo, por lo que es ideal para etapas tempranas, como emergencia del cultivo, cultivos que no llegan a cubrir el suelo en su estado más desarrollado o para cultivos leñosos. Este índice nos permite ser más eficientes en el uso de fertilizantes durante los primeros estadios reduciendo el impacto ambiental y aumentando la producción de manera significativa.
Visible (RGB)
Si bien nuestros algoritmos detectan automáticamente imágenes con nubosidad y las filtramos para evitar que puedan afectar la correcta medición, siempre es recomendable ver la imagen satelital cruda (RGB), también conocida como Visible, antes de sacar conclusiones basado en NDVI o cualquier otro índice de los que aquí te presentamos.
5. NDWI: El índice agua y cómo se utiliza
El NDWI, Índice Diferencial de Agua Normalizado, se utiliza para observar el estado hídrico del cultivo. Sirve para observar el estado hídrico del cultivo, identificar déficit y saturación de humedad en el cultivo. Este índice usa bandas verdes y cercanas a infrarrojas de imágenes satelitales. El NDWI puede mejorar la información sobre el agua de manera eficiente en la mayoría de los casos. Es sensible a la acumulación de tierra y resulta en la sobreestimación de los cuerpos de agua. Los productos NDWI pueden ser usados en conjunto con los productos de cambio NDVI para evaluar el contexto de las áreas de cambio aparente.
NDWI=(NIR-SWIR) / (NIR+SWIR)
¿Cómo se utiliza el NDWI?
Al igual que otros índices, los valores obtenidos en el NDWI oscilan entre -1 y 1, donde los valores altos corresponden a un alto contenido de agua en la planta y al recubrimiento de una gran parte de la planta y los valores bajos representan bajo contenido de agua en vegetación y una cobertura escasa.
6. ¿Cómo puedo visualizar, entender, y analizar índices de vegetación?
Aunque la información satelital procede de fuentes de información principalmente abiertas, requiere un trabajo de procesamiento excesivamente laborioso para el correcto cálculo de los índices y su visualización. Incluso una vez visualizables estos índices, es necesario poder interpretarlos y correlacionarlos entre sí, e incluso con otras fuentes de información de manera a poder sacar conclusiones en nuestros lotes o parcelas.
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