شاخص NDVI ، شاخص نرمال شده گیاهی

شاخص NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) یا شاخص نرمال‌شده گیاهی، برای ارزیابی پوشش گیاهی و سلامت گیاهان استفاده می‌شود. این شاخص از تفاوت شدت بازتابش نور در باندهای قرمز و نزدیک به مادون قرمز برای محاسبه استفاده می‌کند. مقادیر مثبت NDVI نشان‌دهنده پوشش گیاهی سالم هستند، در حالی که مقادیر نزدیک به صفر یا منفی به معنای کمبود یا عدم وجود پوشش گیاهی است. NDVI در کشاورزی و مدیریت منابع طبیعی کاربرد فراوانی دارد.

شاخص NDVI ، شاخص نرمال شده گیاهی

ndvi formula

فرمول شاخص

NIR: باند مادون قرمز  با طول موج 0.7 تا 1.1 میکرومتر

RED:  باند قرمز با طول موج 0.6 تا 0.7 میکرومتر

متغییرهای فرمول شاخص

اختصار: NDVI

معادل کامل: Normalized Difference Vegetation Index

معادل فارسی: شاخص نرمال شده گیاهی

کاربرد اصلی: سلامت گیاهی , تحلیل وضعیت زمین و کشاورزی

ویژگی های کلی شاخص

کاربرد های شاخص NDVI ، شاخص نرمال شده گیاهی

1-پایش پوشش گیاهی

ارزیابی سلامت و تراکم پوشش گیاهی
شناسایی تغییرات پوشش گیاهی در طول زمان

2-مطالعه کشاورزی

نظارت بر رشد محصولات کشاورزی
شبیه‌سازی عملکرد محصولات و ارزیابی بازدهی کشاورزی

3-مدیریت منابع طبیعی

ارزیابی وضعیت جنگل‌ها و پوشش گیاهی طبیعی
مدیریت زمین‌های کشاورزی و مراتع

4-پایش محیط زیست و تغییرات اقلیمی

 نظارت بر تأثیرات تغییرات اقلیمی بر پوشش گیاهی
شبیه‌سازی اثرات تغییرات اقلیمی بر پوشش گیاهی و اکوسیستم‌ها

5-پایش بلایای طبیعی

ارزیابی آسیب‌های ناشی از آتش‌سوزی‌ها، سیلاب‌ها و خشکسالی‌ها
پیش‌بینی تغییرات پوشش گیاهی به‌دلیل بلایای طبیعی

6-مطالعه بیابان‌زایی

شناسایی مناطق در معرض بیابان‌زایی و تخریب پوشش گیاهی
 ارزیابی تغییرات کاربری زمین در مناطق خشک و بیابانی

7-پایش مناطق حفاظت‌شده و اکوسیستم‌های طبیعی

 ارزیابی وضعیت پارک‌های ملی و مناطق حفاظت‌شده
نظارت بر حفظ تنوع زیستی و حفاظت از اکوسیستم‌های طبیعی

8-پایش زمین‌های شهری و توسعه شهری

شناسایی تغییرات در مناطق شهری و افزایش تراکم جمعیت
ارزیابی تغییرات در کاربری زمین به‌دلیل توسعه شهری

9-پایش جنگل‌ها و مدیریت جنگل

نظارت بر تغییرات پوشش جنگلی و مدیریت منابع جنگلی
ارزیابی اثرات تغییرات محیطی یا فعالیت‌های انسانی بر جنگل‌ها.
کاربردهای شاخص

تحلیل عددی  شاخص NDVI ، شاخص نرمال شده گیاهی

1. محدوده مقادیر NDVI

• مقدار NDVI معمولاً بین -1 تا +1 است.
• مقادیر مثبت بالاتر از 0.6 نشان‌دهنده پوشش گیاهی سالم و متراکم است.
• مقادیر بین 0.2 و 0.6 به پوشش گیاهی کم‌تراکم یا متوسط مرتبط است.
• مقادیر کمتر از 0.2 یا نزدیک به صفر نشان‌دهنده خاک برهنه یا پوشش گیاهی کم است.
• مقادیر منفی نشان‌دهنده مناطق غیر گیاهی مانند آب، یخ یا سازه‌های انسانی است.

2. تحلیل پراکندگی عددی

• میانگین مقادیر NDVI در یک منطقه، سلامت کلی پوشش گیاهی را نشان می‌دهد.
• انحراف معیار مقادیر NDVI می‌تواند نشان‌دهنده تنوع پوشش گیاهی در منطقه باشد.

3. مقایسه مقادیر NDVI در زمان

• تغییرات عددی NDVI در بازه‌های زمانی مختلف می‌تواند نشان‌دهنده رشد یا تخریب پوشش گیاهی باشد.
• کاهش مقادیر NDVI معمولاً به دلیل خشکسالی، آتش‌سوزی یا فعالیت‌های انسانی است.
• افزایش NDVI اغلب به فصل رشد گیاهان یا اقدامات حفاظتی و کشاورزی مرتبط است.

4. تحلیل مقادیر بحرانی

• شناسایی مقادیر بحرانی NDVI (مثلاً کمتر از 0.1) برای پیش‌بینی بیابان‌زایی یا فرسایش خاک مهم است.
• مقادیر NDVI نزدیک به 1 در مناطق خاص ممکن است به تراکم بالای پوشش گیاهی یا شرایط مرطوب اشاره داشته باشد.

5. شاخص‌های مکمل عددی

• ترکیب NDVI با داده‌های دمای سطح زمین یا بارش برای تفسیر بهتر تغییرات عددی و دلایل آن استفاده می‌شود.
• مقایسه NDVI با شاخص‌های دیگر مانند EVI یا SAVI برای بهبود دقت تحلیل.

6. استفاده از هیستوگرام NDVI

• رسم هیستوگرام مقادیر NDVI برای نمایش توزیع عددی مقادیر در یک منطقه.
• شناسایی طبقات مختلف پوشش زمین بر اساس محدوده‌های عددی NDVI.

7. روندهای عددی منطقه‌ای

• محاسبه تغییرات میانگین NDVI در مناطق مختلف برای شناسایی نقاط بحرانی یا مناطق در حال بهبود.
• تحلیل عددی مقایسه‌ای بین مناطق با شرایط اقلیمی مختلف برای ارزیابی تأثیر محیط زیست.

تحلیل عددی شاخص
نام سنجنده یا ماهوارهشماره باند مادون قرمزشماره باند قرمز
AHSBand 13Band 9
AISABand 174Band 118
ALIBand MS___4Band MS___3
ALOSBand 5Band 4
ARIES-1Band 22Band 15
ASASBand 40Band 27
ASTERVNIR_Band3NVNIR_Band2
AVHRRBand 2Band 1
AVIRISBand 51Band 29
AVISBand 42Band 20
Azimuth Systems AZ-16Band 7Band 5
CASI 550Band 192Band 130
CASI spectralBand 77Band 53
CASI1500Band 109Band 75
CASI_spatialBand 11Band 7
CBERS-1/CBERS-2InfraredRed
ChrisProbaM1Band A44Band A25
ChrisProbaM4Band C18Band C4
ChrisProbaM5Band H24Band H8
CZCSBand 5Band 4
DaedalusBand 7Band 5
DAIS-7915Band 22Band 15
Deimos-2Band MS4Band MS3
DubaiSat-1Band MS4_Near_InfraredBand MS3_Red
Early BirdBand 4Band 3
EnMapBand 59Band 39
Formosat-2Band B4Band B3
GeoEye-1Band NIR1Band Red
GLIBand 23Band 11
HYDICEBand 40Band 27
HyMapBand 25Band 16
HyperionBand B45Band B32
IKONOS-2nahe_InfrarotRot
INSAT-2ECCD_Near_InfraredCCD_Visible
IRS-1ABand 4Band 3
IRS-1BBand 4Band 3
IRS-1CNIRRed
IRS-1DNIRRed
IRS-P2Band 4Band 3
IRS-P3MOS_B12MOS_B8
Kompsat-2Band 5Band 4
Landsat 8 & 9Band 5Band 4
LandsatETM+ (Landsat7)Band 5Band 4
LandsatMSS (Landsat1-3)Band 3Band 2
LandsatTM (Landsat4,5)Band 4Band 3
MMRBand 4Band 3
Monitor-EBand 4Band 3
MSU-MRBand 2Band 1
Orbview-1Band 5Band 4
Orbview-4Band 35Band 22
PHIBand 163Band 110
Pleiades-1Band NIR1Band Red
PROBA-VNIRRED
QuickBirdnear_infraredred
RapidEyeNear_InfraredRed
Resource21Band 4Band 3
Resurs-DK1Band 4Band 3
SCIAMACHYPMD4_NIRPMD3_VIS
SeaWiFSBand 7Band 6
Sentinel-2ABand 8Band 4
SEVIRIVIS_0.8_VIS_0.6
SISBand 5Band 4
SPOT 1-3near_infraredred
SPOT 4near_infraredred
SPOT 5near_infraredred
SPOT 6NIRRED
SPOT 7NIRRED
UK-DMC 2NIRRed
VENμSBand 10Band 7
VIIRSDNBI1
WorldView-2Band NIR1Band Red
WorldView-3Near_IR1Red
پیاده سازی شاخص در سنجند های مختلف

Rouse, J., R. Haas, J. Schell, and D. Deering. Monitoring Vegetation Systems in the Great Plains with ERTS. Third ERTS Symposium, NASA (1973): 309-317.

رفرنس مربوط به شاخص
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.
اگر نظری یا سوالی در مورد شاخص داری بپرس!