Vegetationsindizes (NDVI, GNDVI, NDRE)

Vegetationsindizes sind berechnete Werte, die den Zustand des Bestands zeigen (gesund, gestresst, Unkraut, krank). DroneField berechnet sie aus einer Multispektraldrohne (P4M, M3M): NDVI, GNDVI, NDRE, EVI und VARI — und auch aus einer normalen RGB-Drohne (P4R, M3E, Mavic, …): VDVI, NGRDI, ExG und VARI.

Die Ebene heißt in Multispektralprojekten MS-Index, in Projekten nur mit RGB-Bildern RGB-Index.

Bedeutung der Indizes

NDVI — Normalized Difference Vegetation Index

Die klassische „Wie steht der Bestand”-Messzahl. Aus den NIR- (nahes Infrarot-) und Rot-Bändern:

NDVI = (NIR - R) / (NIR + R)

Bereich: −1 … +1. Positive Werte zeigen Fotosynthese; um 0 nackten Boden, Wasser oder Schatten; negative Werte kommen auf Landaufnahmen kaum vor.

Funktioniert am besten bei dichtem Bestand. Bei gesättigtem Bestand (>0.85) ist er nicht mehr empfindlich — er hebt jedes „sehr grüne” Bild nahe 1.0.

GNDVI — Green NDVI

Verwendet das Grün- statt des Rot-Bands:

GNDVI = (NIR - G) / (NIR + G)

Empfindlicher gegenüber Chlorophyllgehalt und Stickstoff- stress. Im Vergleich zu NDVI unterscheidet er besser zwischen gesunden und voll entwickelten Pflanzen.

NDRE — Normalized Difference Red Edge

Verwendet das Red-Edge-Band statt des Rot-Bands:

NDRE = (NIR - RE) / (NIR + RE)

Der präziseste Index für entwickelten, dichten Bestand — auch bei NDVI-Sättigung liefert er Unterschiede. Der Leitindex der präzisen N-Düngung. Nutze ihn, wenn du reifen Mais, Weizen oder Raps vermisst.

Video: NDVI oder NDRE? Mit dem falschen Index wirkt dichter Bestand rundum „gesund”, während sich die Probleme unter dem Blätterdach verstecken:

RGB-Indizes (ohne Multispektralkamera)

Diese Indizes nutzen nur die sichtbaren Farben Rot, Grün und Blau des RGB-Orthomosaiks — jede Kameradrohne kann sie liefern.

Index	Formel	Geeignet für
VDVI	(2G − R − B) / (2G + R + B)	allgemeines Grün; Standard in RGB-Projekten
NGRDI	(G − R) / (G + R)	Grün gegen Gelb / Braun — Vergilbung, Sikkation
ExG	2g − r − b (r, g, b = Farbanteile)	grüne Pflanzen vom Boden trennen — Auflauf, Unkrautnester
VARI	(G − R) / (G + R − B)	Grün, weniger dunstempfindlich (nur RGB-Projekte)

Sie werden bei der ersten Nutzung erzeugt: Schalte die Ebene RGB-Index ein (oder klicke auf eine ausgegraute RGB-Index-Schaltfläche) — die Bänder werden einmal aus dem Orthomosaik erstellt, der Flugzeug- Fortschrittsbalken zeigt den Fortschritt. Danach wechseln sie sofort.
In einem Multispektralprojekt erscheinen sie in einer zweiten RGB-Zeile unter NDVI … VARI.
RGB-Indizes messen das Grün, nicht die Nahinfrarot-Antwort lebenden Gewebes: Sie reagieren gut auf Farbe (Boden, Vergilbung, Unkraut), sättigen aber früher bei dichtem Bestand und ersetzen NDRE bei Stickstoffentscheidungen nicht.
Ihre Werte sind klein (meist ≈ 0 … 0.3). Da die Farbskala an absolute Werte gebunden ist, zeigen RGB-Indexkarten meist orange bis gelbgrüne Töne — die tiefen Grüntöne einer dichten NDVI-Karte sind selten. Mit dem Bereich-Schieberegler grenzt du die Stellen ein, die dich interessieren.
Die KI-Analyse braucht Multispektralbänder — in reinen RGB-Projekten sind die KI-Schaltflächen ausgeblendet.

Werte lesen — was welcher Bereich bedeutet

Richtwerte für Einsteiger. Jede Zeile teilt den Index in vier Bereiche, vom offenen Boden bis zum dichten, gesunden Bestand:

Index	Keine Pflanzen (Boden, Wasser, trockene Reste)	Lückig, früh oder gestresst	Mittel	Dicht, gesund
NDVI	< 0.15	0.15–0.35	0.35–0.65	> 0.65 (sättigt über ~0.85)
GNDVI	< 0.2	0.2–0.4	0.4–0.6	> 0.6
NDRE	< 0.1	0.1–0.2	0.2–0.35	> 0.35
EVI	< 0.1	0.1–0.25	0.25–0.5	> 0.5
VARI	< 0	0–0.1	0.1–0.25	> 0.25
VDVI (RGB)	< 0	0–0.05	0.05–0.15	> 0.15
NGRDI (RGB)	< 0	0–0.05	0.05–0.12	> 0.12
ExG (RGB)	< 0	0–0.05	0.05–0.2	> 0.2

So nutzt du die Tabelle:

Die Zahlen sind Richtwerte. Kamera, Kalibrierung, Licht, Kultur und Entwicklungsstadium verschieben sie. Am wichtigsten ist das Muster innerhalb eines Feldes und eines Fluges — die niedrigeren und höheren Stellen im Vergleich zueinander.
Eine Klasse anzeigen. Ziehe den Bereich-Schieberegler auf eine Tabellenzeile, um nur diese Klasse anzuzeigen — alles außerhalb des Bereichs wird transparent. Die Farben selbst ändern sich nicht: Sie sind an absolute Indexwerte gebunden (siehe Farbskala).
Automatischer Bereich. Beim Indexwechsel wird der Bereich auf das eigene 2.–98. Perzentil des Feldes gesetzt, sodass nur die extremen Ausreißer ausgeblendet werden.
Wasser und Schatten ergeben in jedem Index negative oder sehr niedrige Werte; Schatten von Bäumen oder Gebäuden sind kein Stress.
Dichte Bestände: Liegt NDVI fast überall über ~0.8, wechsle zu NDRE — es zeigt noch Unterschiede, wo NDVI gesättigt ist.
RGB-Indizes hängen stärker vom Sonnenlicht und den Farbeinstellungen der Kamera ab als multispektrale: Fliege bei gleichmäßigem Licht und vergleiche nur Flüge unter ähnlichen Bedingungen.

Wie werden sie berechnet?

Die Indizes werden als Teil des Verarbeitungsprozesses erstellt:

Lass in den Verarbeitungseinstellungen Multispektrale Verarbeitung eingeschaltet (sie schaltet sich automatisch ein, wenn das Projekt multispektrale Bänder enthält).
Am Ende der Verarbeitung werden die Banddateien (band_G, band_R, band_RE, band_NIR, …) in den Layers/-Ordner geschrieben; jeder Index (NDVI, GNDVI, NDRE, EVI, VARI) wird daraus im laufenden Betrieb berechnet.
Sie erscheinen auf der Karte als neue Schicht MS-Index (standardmäßig ist NDVI aktiv; im Panel kannst du zwischen den Indizes wechseln).

Vegetationsindex-Panel

Wenn die Index-Schicht aktiv ist, erscheint in der rechten unteren Ecke der Karte ein schwebendes Panel:

KI-Analyse — KI-gestützte Zonierung und ein Sprühplan-Entwurf von der Luna-Assistentin (siehe KI-Vegetationsanalyse)
Indexauswahl — multispektral: NDVI, GNDVI, NDRE, EVI, VARI, darunter eine RGB-Zeile VDVI, NGRDI, ExG; reine RGB-Projekte: VDVI, NGRDI, ExG, VARI
Bereich — ein Schieberegler mit zwei Griffen, der festlegt, welche Werte angezeigt werden
Voreinstellungs-Bereiche — Einklick-Konfigurationen (Multispektralprojekte)
Farbskala — Legende unten
Export — Als PNG speichern, Als JPEG speichern, Als GeoTIFF speichern (QGIS)

Voreinstellungs-Bereiche

Der rohe Indexbereich (−1 … +1) ist meist zu breit für die visuelle Interpretation. DroneField bietet drei Voreinstellungs-Bereiche mit einem Klick:

Die Voreinstellungen sind NDVI-Schwellen und erscheinen daher nur in Multispektralprojekten, und ein Klick darauf schaltet das Panel auf NDVI um.

Stress (Stress)

Zur Erkennung von gestresstem oder lückigem Bestand (Wasser-, Nährstoff-, Krankheitsstress). Bereich: 0.10 … 0.30.

Wann verwenden? Zum Auffinden schwacher Stellen, Lücken und gestresster Flecken in einem Bestand.

Gesund (Healthy)

Feindetail des entwickelten, gesunden Bestands. Bereich: 0.50 … 0.90.

Wann verwenden? In geschlossenem Bestand — z. B. Grünerbse vor der Blüte — um zu sehen, wo die Entwicklung schneller / langsamer voranschreitet.

Wasser / Boden (Water/Soil)

Fokussiert auf negative und null-nahe Werte. Bereich: −1.00 … 0.00.

Wann verwenden? Erkennung von Staunässe, Aufspüren nackter Bodenflecken.

Farbskala

Die Farben sind an feste Indexwerte auf der vollen Skala −1 … +1 gebunden — derselbe Wert bekommt immer dieselbe Farbe, in jedem Index und jedem Projekt:

Indexwert	Farbe	Typische Bedeutung
−1.0 … −0.8	Schwarz	Wasser, tiefer Schatten
um −0.5	Kastanienbraun	Wasser, nasser Boden
um −0.2	Rot	Nackter Boden
um 0.0	Blassrot	Boden, trockene Reste
um 0.3	Orange	Lückiger oder gestresster Bestand
um 0.6	Hellgrün	Gesunder Bestand
1.0	Dunkelgrün	Starker, dichter Bestand

Zwischen diesen Punkten gehen die Farben fließend ineinander über.

Eigener Bereich

Der Bereich-Schieberegler streckt die Farben nicht — er wirkt als Filter: Pixel, deren Wert außerhalb von Min … Max liegt, werden transparent, die übrigen behalten ihre feste Farbe. Nützlich, um:

Nur eine Klasse aus der Tabelle oben anzuzeigen (z. B. die Griffe auf NDRE 0.10–0.20 ziehen, um nur die schwachen Zonen zu sehen)
Boden und Wasser auszublenden, sodass nur der Bestand auf der Karte bleibt

Beim Indexwechsel wird der Bereich automatisch auf das eigene 2.–98. Perzentil des Feldes gesetzt. Änderungen werden sofort auf der Karte wirksam.

On-Demand-Index-Berechnung

Lief die Verarbeitung ohne multispektrale Bänder (z. B. nur ein schnelles Orthomosaik) oder wurde ein RGB-Index noch nicht erzeugt, ist seine Schaltfläche im Panel ausgegraut (↓). Fahre mit der Maus darüber — der Tooltip nennt die fehlenden Bänder (z. B. „NDRE – Verarbeitung erforderlich (fehlende Bänder: RE, NIR)”).

Klicke auf die ausgegraute Schaltfläche, und die Verarbeitung startet sofort:

multispektrale Indizes — nur die fehlenden Bänder werden verarbeitet, vorhandene Arbeit wird nicht wiederholt;
RGB-Indizes — die Bänder werden einmal aus dem RGB-Orthomosaik erzeugt.

Das ist schneller als die gesamte Verarbeitung neu zu starten.

Export

Der Export-Button im Panel bietet drei Formate. Jedes exportiert die eingefärbte Karte genau so, wie sie angezeigt wird (Index, Bereich, Transparenz).

PNG / JPEG

Der visualisierte Index wird mit der Farbskala als Bild gespeichert. Keine Georeferenz — einfaches Bild, ideal für E-Mail oder Präsentation.

GeoTIFF (QGIS)

Eine georeferenzierte 8-Bit-RGBA-.tif derselben eingefärbten Karte:

Georeferenziert — in WGS84-Projektion, EPSG:4326
Lesbar in QGIS, ArcGIS und anderen GIS-Programmen, über deinen anderen Ebenen
Sie enthält Farben, keine Indexwerte — du kannst sie nicht neu klassifizieren

Für die Rohwerte (Float32) nutze die Banddateien im Layers/-Ordner des Projekts — band_G.tif, band_R.tif, band_RE.tif, band_NIR.tif (multispektral) oder rgb_band_R.tif, rgb_band_G.tif, rgb_band_B.tif (RGB-Indizes) — und berechne den Index in QGIS mit dem Rasterrechner.

Details: Export nach QGIS.

Die exportierten Dateinamen

Exporte landen im Exports/-Ordner des Projekts, benannt nach dem Index und dem Bereich (×100, n = negativ):

Exports/
├─ NDVI_010-030.png
├─ NDVI_010-030.jpg
├─ NDRE_020-035.tif
└─ ...

Was solltest du NICHT tun?

Entscheide nicht allein auf NDVI-Basis — ein einzelner Index sagt nie alles aus. Bodenprobenanalyse und Vor-Ort-Kontrolle sind immer ergänzend.
Vergleiche nicht zwei verschiedene Drohnen — die Bänder von P4M und M3M werden mit unterschiedlichen Filtern erzeugt, die Werte sind nicht 1:1 vergleichbar.
Mische nicht Vormittags- und Nachmittagsaufnahmen in einem Projekt — die Änderung des Beleuchtungswinkels beeinflusst auch die Indexwerte.

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