El índice de vegetación diferencial normalizado o índice NDVI, responde a uno de los parámetros calculados mediante el juego de bandas para el estudio de cubiertas vegetales. Su fundamento radica en el análisis de los valores de reflectancia de longitudes de onda en diferentes secciones del espectro electromagnético. Más concretamente en la banda visible del rojo y en la banda del infrarrojo cercano. Su resultado te ayudará a identificar de manera rápida la distribución y el tipo de vegetación en imágenes aéreas.

Los Sistemas de Información Geográfica y software basado en análisis ráster, son una herramienta ideal para trabajar este tipo de índices y localizar los lugares en los que existe una mayor cubierta vegetal y el estado en el que se encuentra. Si bien estos análisis han partido siempre de imágenes satélite, la aparición de los drones ha acercado el cálculo de este indicador para el análisis de la vegetación en superficie de una manera más precisa. Su aplicación es uno de los puntos fuertes dentro de la agricultura de precisión del que te puedes servir si también eres dronero.

El fundamento del análisis parte del estudio de las dos bandas multiespectrales en las que la vegetación interacciona de una manera relevante dentro del espectro electromagnético. Por un lado la parte del espectro visible en el que la vegetación muestra una elevada absorción en la sección del rojo debido a la presencia de clorofila generando imágenes multiespectrales oscuras. Por otro lado la parte del infrarrojo cercano en el que la vegetación se comporta de manera opuesta generando elevados niveles de reflexión obteniéndose imágenes multiespectrales brillantes (niveles radiométricos bajos Vs niveles radiométricos elevados).

Este comportamiento también se traduce en el estado en el que se encuentra la vegetación, pues un estrés hídrico o vegetación menos joven varía su pigmentación afectando de manera directa a los valores del índice NDVI. Así podemos diferenciar cubiertas vegetales en diferentes estados. Nuestro índice podrá ser obtenido mediante la siguiente relación:

NDVI = (Banda infrarroja cercana – Banda roja) / (Banda infrarroja cercana + Banda roja)

O lo que es lo mismo, y en términos de nomenclatura cuando trabajamos las bandas multiespectrales:

NDVI = (NIR – RED) / (NIR + RED)

El intervalo de valores posibles oscila entre -1 y 1. Los valores negativos están asociados a zonas de agua y nieve. Valores positivos próximos a 0 representan zonas rocosas y desnudas que pueden adquirir algo de vegetación hasta llegar a valores próximos a 0,3. A partir de este valor encontramos presencia de vegetación. Cuanto mayor sea el valor más frondosa será la vegetación hasta adquirir valores próximos a 1. Ten en cuenta que, aspectos como la floración, la existencia de suelo expuesto, la presencia de masas de agua, o la pérdida de hojas pueden influir bruscamente en los valores del NDVI. Desde esta entrada puedes ojear los aspectos clave a tener en cuenta cuando trabajes este índice.

Para el cálculo del índice NDVI deberemos recurrir a un SIG o cualquier gestor de imágenes ráster o multiespectrales trabajando con los valores de píxel de cada una de las bandas puestas en juego. Software SIG como ArcGIS, gvSIG, qGIS disponen de calculadoras ráster en las que realizar esta sencilla función matemática. Aplicaciones específicas destinadas a los análisis multiespectrales como SNAP o LEOWorks también disponen de herramientas directas para el cálculo de este índice específico.

El resultado del álgebra de mapas entre ambas capas multiespectrales nos dará un nuevo mapa ráster. En él podremos identificar los valores del índice NDVI comprendido entre unos límites máximos de -1 a 1 y su correspondiente interpretación.

Una alternativa analítica de mayor sensibilidad la puedes obtener gracias al cálculo del índice de clorofila desde imágenes como Sentinel o Landsat. Una relación entre las bandas del verde, el NIR o el rojo de borde puede ayudarte a identificar el estado de la vegetación e identificar enfermedades como la clorosis o la llegada de estaciones del año. Puedes consultar cómo calcular el índice de clorofila GCI desde esta entrada.

También puedes ojear otros índices afines como el NDBI para análisis urbanísticos o el NDWI para la identificación de masas de agua que complementarán la identificación de entornos territoriales en los análisis de vegetación.

Y si quieres trabajar con datos mundiales de valores NDVI, la plataforma Copernicus Global Land Service te ofrece datos NDVI preprocesados en near real time para cualquier parte del mundo con resoluciones espaciales de 300 metros y 1 kilómetro y proveiente de recursos como PROBA-V y SPOT.

Otras fuentes documentales que pueden ayudarte a trabajar el seguimiento de la vegetación los encontrarás a través de las imágenes y subproductos de PROBA-V, el satélite destinado al seguimiento de la cobertura vegetal. Accediendo a sus plataformas y servicios WMS podrás observar las variaciones en la cobertura vegetal mundial de manera diaria y descargar imágenes satélite para el cálculo del NDVI.