ÍNDICES DE VEGETACION

Monitoreo de la vegetación

mediante técnicas de percepción remota

(2010)

NASA

Serie de Satélites (1972)

LANDSAT 1-3, con sensores MSS (MultispectralScaner Systems).

LANDSAT 4-5, con sensores TM

(Thematic Maper).

Establecer la relación existente entre la respuesta

radiométrica de las coberturas vegetales

El intervalo espectral de la vegetación verde

λ 0,4 - 2,5 µm,

proveyó las bases para que se realicen mediciones de

mediante sensores remotos

Relación con la

Vegetación Verde

Las regiones:

λ 0,4 - 0,7 µm Concentración de pigmentos en las hojas

λ 0,74 - 1,1 µm Densidad de hojas verdes Proyectadas

λ 1,3 - 2,5 µm Agua líquida presente

Sub Intervalo - λ 0,62 - 0,68 µm

se logra el mayor contraste espectral

permite inferir in situ, el grado de absorción

de la clorofila del follaje de la planta

λ 0,4 - 0,7 µm

λ 0,74 - 1,1 µm

Sub Intervalo - λ 0,79 - 0,90 µm

Se utiliza para evitar problemas de

absorción de bandas por el vapor de agua en

atmósfera

λ 1,3 - 2,5 µm

SubIntervalo - λ 1,55 - 1,75 µm

SubIntervalo - λ 2,1 - 2,3 µm

Se utilizan para evitar problemas de absorción de bandas por el vapor de agua en atmósfera, logrando el mayor contraste en contenido de agua del follaje y el background

Rojo λ 0,6 - 0,7 µm

IR λ 0,75 - 1.1 µm

BANDAS del SENSOR

LANDSAT -TMEspectro electromagnético

Banda 5

m

0.4

3.0

0.7

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

14.0

4.0

6.0

10.0

12.0

Banda 1

Banda 2

Banda 3

Banda 4

Banda 7

Banda 6

Visible

Infrarrojo

Cercano

Infrarrojo

Medio

Infrarrojo

Térmico

8.0

Índice de vegetación

Son las diferentes relaciones y

combinaciones (algoritmos), entre

bandas de los sensores remotos

Jensen (1996)

Jordan (1969)

Ratio = Near IR / R

Pearson & Miller (1972)

Ratio Vegetation Index

RVI = R/NIR

Ratio Vegetation Number

VIN = NIR/R

Colwell (1973)

Bidireccional Reflectancia espectral

Ratio = IR/R

Rouse (1974)

Landsat MSS

Vegetation Index

VI = MSS7-MSS5/MSS7+MSS5

Transformed Vegetation Index

TVI = √ IV +0.5

80% Vegetación Verde

20 % Vegetación Muerta

52% Vegetación Verde

48 % Vegetación Muerta

100% Vegetación Muerta

Para el monitoreo de vegetación,

Las diferentes relaciones entre bandas Roja e

IR, fueron superiores y a las diferentes relaciones

entre bandas Verde y Roja.

Conclusiones

Índices de Vegetación

significativamente sensibles a la cantidad o biomasa

de vegetación fotosintéticamente activa

Ratio = IR/R

Square root Ratio = √IR/R

Diff = IR-R

VI = (IR-R)/(IR+R)

TVI = √IV + 0.5

Basados en la pendiente

Estos índices son simples combinaciones

aritméticas que permiten enfocar los contrastes

entre la respuesta de los patrones espectrales de la

vegetación en las porciones R e NIR del espectro

electromagnético.

Clasificación de IVJackson & Huete (1991)

Baret & Guyot (1991)

RATIO Simple Ratio

NDVI Normalized Difference Vegetation Index

RVI Ratio Vegetation Index

NRVI Normalized Ratio Vegetation Index

TVI Transformed Vegetation Index

CTVI Corrected Transformed Vegetation Index

TTVI Thiam's Transformed Vegetation Index

Realizan correcciones: descalibrado del

sensor, efectos

atmosféricos, condiciones de

visualización del sensor, geometría de

iluminación solar, y de la variación de

humedad, color y brillo del suelo

Los basados en la perpendicular distancia

en relación a la línea del suelo.

PVI Perpendicular Vegetation Index

PVI1 Perpendicular Vegetation Index 1

PVI2 Perpendicular Vegetation Index 2

PVI3 Perpendicular Vegetation Index 3

DVI Difference Vegetation Index

AVI Ashburn Vegetation Index

SAVI Soil-Adjusted Vegetation Index

TSAVI1 Transformed Soil-Adjusted Vegetation Index 1

TSAVI2 Transformed Soil-Adjusted Vegetation Index 2

MSAVI1 Modified Soil-Adjusted Vegetation Index 1

MSAVI2 Modified Soil-Adjusted Vegetation Index 2

WDVI Weighted Difference Vegetation Index

Este grupo aborda una transformación de las

bandas espectrales disponibles para formar un

nuevo set de datos no correlacionadas, PCA

Jackson & Huete (1991)

Transformación Ortogonal

NASA (1979)

NOAA, Sensor AVHRR,

SIG

Análisis Multivariado (ACP)

Monitoreo de la vegetación global

PCAJustice et al. (1985)

Kogan (2001)

Monitoring Drought

El índice de Condición de Vegetación (VCI)

VCI = (NDVI - NDVImin)/(NDVImax - NDVImin)*100

Es un indicador del estado de la cobertura vegetal en

función de los NDVI máximos y mínimos de varios años

consecutivos.

Drought

Severe Moisture and Thermal

Vegetation Stress

Vegetation Health, Mid-July 2006

Vegetation Health, surface condition

Precipitation Standarized Index (SPI) and its

relationship with NDVI

Palmer Drought Severity Index (PDSI) and its

relationship with NDVI

Peters (2003)

Monitoring Drought

Fenología

El estudio de los eventos periódicos del ciclo de vida de las plantas (brotación, floración, fructificación) influenciados por fluctuaciones climáticas

Brotación Floración Maduración Coloración

Influencias climáticas a corto plazo

• Por la variación estacional de la precipitación y latemperatura (El Niño o su fase inversa La Niña)

• Los cambios en las coberturas de la tierra por actividadesantrópicas (Deforestación)

Influencias climáticas a largo plazo

•El cambio climático global (> temperatura)

•Perturbaciones antrópicas de gran magnitud

NDVI, 2009

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Precipitación Anual Acumulada(SMN)

Fenología a partir de sensores remotos

Permite interpretar las fases fenológicas

generales análogas de la estación de

crecimiento como:

Inicio del verde

Pico del verde

Fin del verde

Longitud

Amplitud

Tiempo Integrado VI

Tasa de Crecimiento

UMBRALES

Ampliamente utilizados por ser faciles de aplicar

Los umbrales son arbitrarios, los define el investigador

Hay gran variación entre diferentes coberturas

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

J F M A M J J A S O N D

Months

NDVI

INICIO FIN

A S O N D E F M A MY JN JL A

Southwest Virginia

Northeastern Maine

Death Valley

Corn/Soy belt Central Illinois

Tundra Northern Alaska

110,00

130,00

150,00

170,00

190,00

210,00

230,00

1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

NDVI BOSQUE

Bosque Chaqueño

semiárido

TRC = IV T2 – IV T1 / T2 – T1

TASA RELATIVA DE CRECIMIENTO

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

220,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

NDVI BOSQUE PENDIENTE BOSQUE

Regresión Lineal

IV T2 = m IV T1 + b

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

220,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

NDVI BOSQUE PENDIENTE REGRESS

Growing Degree Days

Series Temporales

T1

T2

Tn

TnT1 T2

Pixel j; k

Tn

NDVI ratio = (NDVI - NDVI min) / (NDVI max - NDVI min)

• 50%

umbral

más utilizado

El rápido crecimiento es más importante que la ocurrencia de los primeros brotes.

Reduce la probabilidad de confundir a menores umbrales suelo-vegetación.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

J F M A M J J A S O N D

Months

NDVIr

atio

A S O N D E F M A MY JN JL A

PICO DE VERDE

50% UMBRAL

Clasificación de las coberturas deÁfrica, mediante PCA

Tucker et al. (1985)

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

2008

0801

s

2008

0821

s

2008

0911

s

2008

0921

s

2008

1001

s

2008

1021

s

2008

1101

s

2008

1111

s

2008

1121

s

2008

1211

s

2008

1221

s

2009

0101

s

2009

0121

s

2009

0201

s

2009

0221

s

2009

0301

s

2009

0321

s

2009

0411

s

2009

0421

s

2009

0501

s

2009

0621

s

2009

0801

s

2009

0811

s

2009

0821

s

CMP 1 CMP 2 CMP 3

Muchas Gracias