Si ya estás familiarizado con los tradicionales índices de vegetación como el NDVI, igual es hora de subir un escalón y trabajar índices NDVI multitemporales. Una manera de analizar cambios de vegetación y usos del suelo multitemporales a través de una sola imagen analítica. Los tradicionales índices de vegetación NDVI son una sencilla manera de analizar el territorio en un momento fijo. Un análisis multitemporal de tu índice NDVI te permitirá analizar hasta tres momentos temporales a través de una sola imagen.
El procedimiento es sencillo y el fundamento de análisis se basa en trabajar tres momentos temporales de crecimiento vegetal y generar una composición RGB basada en la combinación de los tres índices NDVI de forma simultánea.
La correlación entre la banda del rojo, verde y azul con el correspondiente valor temporal de NDVI 1, NDVI 2 y NDVI 3 te mostrará una combinación de colores que te permitirá representar, en una sola imagen, las tasas de cambio vegetal a lo largo del tiempo. De esta forma, además de identificar la presencia de vegetación, agua y suelo desnudo, podrás saber la evolución de estos ambientes a lo largo del tiempo.
Aquí tienes el procedimiento de cálculo de este peculiar índice, la interpretación de su simbología, un toolbox para análisis en ArcGIS y un script para análisis masivo en Google Earth Engine.
Generación de NDVI multitemporales
Para generar índices NDVI multitemporales deberás componer el índice NDVI tradicional para cada uno de los tres momentos temporales de análisis. Por tanto, deberás disponer de las bandas NIR y RED para cada una de los momentos. No te olvides que también puedes replicar el análisis y componer índices análogos al NDVI, como el índice GLI, si estás trabajando las bandas visibles en ausencia de datos del infrarrojo, o el índice SAVI, si estás trabajando en escenarios de crecimiento incipiente con alta exposición del suelo.
Tu índice NDVI puede ser calculado en tu SIG de escritorio con la convencional calculadora ráster a través de las siguientes expresiones:
NDVI t1 = (NIR – RED) / (NIR + RED)
NDVI t2 = (NIR – RED) / (NIR + RED)
NDVI t3 = (NIR – RED) / (NIR + RED)
Una vez dispongas de los tres índices, deberás realizar una composición RGB incorporando cada índice temporal por las bandas roja, verde y azul.
- RED = NDVI t1
- GREEN = NDVI t2
- BLUE = NDVI t3
La composición RGB te mostrará la combinación de momentos temporales para los entornos de análisis pudiendo identificar qué elementos aparecieron o desaparecieron a lo largo del tiempo. Así, por ejemplo, un color rojo te indicará presencia de elementos en el momento 1, colores verdes indicarán elementos en el momento 2 y colores azules mostrarán elementos o situaciones acontecidas en el momento 3. Tonalidades blancas identificarán presencia continua de vegetación mientras que tonalidades negras mostrarán ausencia continua de vegetación. El resto de combinaciones cromáticas te identificarán todos los potenciales escenarios de presencia o ausencia de vegetación en cada uno de los tres momentos.
Realizando un análisis de valores de píxel RGB podrás identificar los momentos de crecimiento vegetal (valores de pixel elevados) o ausencia de masa vegetal (valores de pixel bajos).
Simbología de colores en NDVI multitemporales
La relación de potenciales combinaciones, en función de la presencia o ausencia de vegetación en cada momento temporal determinará una tonalidad cuyo saturación de color dependerá de la fase de crecimiento vegetal. A grandes rasgos, en una secuencia lineal de crecimiento continuo y retirada de vegetación, encontrás la siguiente secuencia de colores en función de la presencia de vegetación (+) o ausencia de vegetación (0) en cada uno de los tres momentos temporales.
Situaciones con presencia o ausencia de vegetación de manera dispar entre momentos temporales te mostrará tonalidades rosas y verdes.
Toolbox NDVI multitemporal para ArcGIS
Puedes gestionar las bandas de análisis y los tres índices temporales de vegetación para componer el NDVI multitemporal a partir del toolbox de ArcGIS. La herramienta te permitirá trabajar las bandas para componer los tres índices o, por el contrario, trabajar directamente los tres índices para generar tu imagen multitemporal. Puedes descargar el toolbox desde aquí.
Script para NDVI multitemporales en GEE
Si en lugar de comparar tres imágenes temporales tienes intención de analizar franjas temporales basadas en múltiples imágenes, Google Earth Engine puede ayudarte a procesar masivamente las imágenes de cada momento temporal y fusionarlas. De esta forma, en lugar de comparar tres imágenes, podrás generar imágenes compuestas de tres periodos y continuar elaborando el índice NDVI multitemporal. Por ejemplo, para comparar tres estaciones del año.
Aquí dispones de un script para GEE con el que procesar masivamente imágenes para tres franjas temporales y componer el índice NDVI multitemporal de forma rápida y sin descargar imágenes físicamente.
