Vegetációs indexek (NDVI, GNDVI, NDRE)

A vegetációs indexek olyan számított értékek, amelyek a növényzet állapotát mutatják (egészséges, stresszes, gyom, beteg). A DroneField multispektrális drón (P4M, M3M) felvételeiből NDVI, GNDVI, NDRE, EVI és VARI indexet számol — és sima RGB drón (P4R, M3E, Mavic, …) felvételeiből is: VDVI, NGRDI, ExG és VARI.

A réteg neve multispektrális projektben MS index, csak RGB képeket tartalmazó projektben RGB index.

Az indexek jelentése

NDVI — Normalized Difference Vegetation Index

A klasszikus „mire jó az állomány” mérőszám. A NIR (közeli infravörös) és a Vörös sávból:

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

Tartománya: −1 … +1. Pozitív értékek fotoszintézist mutatnak; 0 körül csupasz talajt, vizet vagy árnyékot; negatív szinte sosem fordul elő szárazföldi felvételen.

A legjobban a sűrű állományra működik. Telített állomány (>0.85) felett már nem érzékeny — minden „nagyon zöld” képet 1.0 közelébe emel.

GNDVI — Green NDVI

A Vörös helyett a Zöld sávot használja:

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

Érzékenyebb a klorofill-tartalomra és a nitrogén-stresszre. NDVI-hoz képest jobban különbséget tesz egészséges és kifejlett növények között.

NDRE — Normalized Difference Red Edge

A Red Edge sávot használja a Vörös helyett:

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

A legpontosabb index a fejlett, sűrű állományra — NDVI-telítődéskor is ad különbséget. A precíziós N-trágyázás vezető indexe. Ezt használd, ha érett kukoricát, búzát vagy repcét mérsz.

Videó: NDVI vagy NDRE? Rossz indexválasztásnál a sűrű állomány mind „egészségesnek” látszik, miközben a problémák a lombkorona alatt bújnak meg:

RGB indexek (multispektrális kamera nélkül)

Ezek az indexek csak az RGB ortomozaik látható piros, zöld és kék színét használják, így bármilyen kamerás drónnal elkészíthetők.

Index	Képlet	Mire jó
VDVI	(2G − R − B) / (2G + R + B)	általános zöldség; RGB-projektben ez az alapértelmezett
NGRDI	(G − R) / (G + R)	zöld kontra sárga / barna — sárgulás, szárítás
ExG	2g − r − b (r, g, b = színarányok)	zöld növény elválasztása a talajtól — kelés, gyomfoltok
VARI	(G − R) / (G + R − B)	zöldség, a párásságra kevésbé érzékeny (csak RGB-projektben)

Első használatkor készülnek el: kapcsold be az RGB index réteget (vagy kattints egy szürkített RGB-index gombra), és a sávok egyszer elkészülnek az ortomozaikból — a repülős progress-csík mutatja. Utána azonnal váltanak.
Multispektrális projektben egy második, RGB sorban jelennek meg az NDVI … VARI alatt.
Az RGB indexek a zöldséget mérik, nem az élő szövet közeli-infravörös válaszát: a színre (talaj, sárgulás, gyom) jól reagálnak, de sűrű állományon hamarabb telítődnek, és nitrogén- döntésnél nem helyettesítik az NDRE-t.
Az értékeik kicsik (többnyire ≈ 0 … 0.3). Mivel a színskála abszolút értékekhez van rögzítve, az RGB index-térképek többnyire narancstól sárgászöldig terjedő árnyalatokat mutatnak — a sűrű NDVI-térképek mélyzöldje ritka. A Tartomány csúszkával emeld ki az érdekes foltokat.
Az AI-elemzéshez multispektrális sávok kellenek — csak RGB-s projektben az AI gombok rejtve vannak.

Mit jelentenek az értékek?

Irányértékek kezdőknek. Minden sor négy sávra bontja az indexet, a csupasz talajtól a sűrű, egészséges állományig:

Index	Nincs növény (talaj, víz, száraz maradvány)	Gyér, korai vagy stresszes	Közepes	Sűrű, egészséges
NDVI	< 0.15	0.15–0.35	0.35–0.65	> 0.65 (~0.85 felett telítődik)
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

Hogyan használd a táblázatot:

A számok irányértékek. A kamera, a kalibráció, a fény, a kultúra és a fenofázis mind eltolja őket. A legfontosabb a mintázat egy táblán és egy repülésen belül — az alacsonyabb és magasabb foltok egymáshoz képest.
Egy osztály megjelenítése. Húzd a Tartomány csúszkát a táblázat egy sorára, és csak az az osztály látszik — minden, ami a tartományon kívül esik, átlátszóvá válik. Maguk a színek nem változnak: abszolút index-értékekhez vannak rögzítve (lásd Színskála).
Automatikus tartomány. Indexváltáskor a tartomány a tábla saját 2.–98. percentilisére áll be, így csak a szélsőséges kiugró értékek rejtődnek el.
A víz és az árnyék minden indexben negatív vagy nagyon alacsony értéket ad; a fák, épületek árnyékát ne olvasd stressznek.
Sűrű állomány: ha az NDVI szinte mindenhol 0.8 fölött van, válts NDRE-re — ott is mutat különbséget, ahol az NDVI már telített.
Az RGB indexek jobban függnek a napfénytől és a kamera színbeállításától, mint a multispektrálisak: egyenletes fényben repülj, és csak hasonló körülmények közt készült repüléseket hasonlíts össze.

Hogyan számítódnak?

Az indexek a feldolgozási folyamat részeként készülnek:

A feldolgozási beállításokban hagyd bekapcsolva a Multispektrális képek feldolgozása opciót (automatikusan bekapcsol, ha a projekt multispektrális sávokat tartalmaz).
A feldolgozás végén a sávfájlok (band_G, band_R, band_RE, band_NIR, …) a Layers/ mappába kerülnek; minden index (NDVI, GNDVI, NDRE, EVI, VARI) ezekből számolódik menet közben.
Megjelenik a térképen mint új MS index réteg (alapból az NDVI aktív; a panelen váltogathatsz az indexek között).

Vegetációs index panel

Amikor az index réteg be van kapcsolva, a térkép jobb alsó sarkában megjelenik egy lebegő panel:

AI elemzés — AI-alapú zónázás és permetezésiterv-vázlat a Luna asszisztenstől (lásd AI vegetáció-elemzés)
Index választó — multispektrális: NDVI, GNDVI, NDRE, EVI, VARI, alatta egy RGB sor: VDVI, NGRDI, ExG; csak RGB-s projektben: VDVI, NGRDI, ExG, VARI
Tartomány — kétfogantyús csúszka, amely beállítja, mely értékek látszanak
Preset tartományok — egykattintásos beállítások (multispektrális projektekben)
Színskála — magyarázat alul
Export — Mentés PNG-ként, Mentés JPEG-ként, Mentés GeoTIFF-ként (QGIS)

Preset tartományok

A nyers index-tartomány (−1 … +1) általában túl széles a vizuális értelmezéshez. A DroneField három preset-tartományt kínál egykattintással:

A presetek NDVI-küszöbök, ezért csak multispektrális projektben jelennek meg, és rájuk kattintva a panel NDVI-re vált.

Stressz (Stress)

A stresszes vagy ritka állomány (víz-, tápanyag-, betegségi) detekciójához. Tartomány: 0.10 … 0.30.

Mikor használd? Gyenge foltok, hézagok és stresszes részek felderítésére egy állományban.

Egészséges (Healthy)

A fejlett, egészséges állomány finombontása. Tartomány: 0.50 … 0.90.

Mikor használd? Telt állományban — pl. zöldborsó virágzás előtt — hogy lásd, hol gyorsabb / lassabb a fejlődés.

Víz / Talaj (Water/Soil)

A negatív és nulla közeli értékekre fókuszál. Tartomány: −1.00 … 0.00.

Mikor használd? Belvíz-fennmaradás detektálása, csupasz talajfoltok felderítése.

Színskála

A színek a teljes −1 … +1 skálán rögzített index-értékekhez kötődnek — ugyanaz az érték mindig ugyanazt a színt kapja, minden indexben és minden projektben:

Index érték	Szín	Jellemző jelentés
−1.0 … −0.8	Fekete	Víz, mély árnyék
−0.5 körül	Bordó	Víz, nedves talaj
−0.2 körül	Piros	Csupasz talaj
0.0 körül	Halványpiros	Talaj, száraz maradvány
0.3 körül	Narancs	Ritka vagy stresszes növényzet
0.6 körül	Világoszöld	Egészséges növényzet
1.0	Sötétzöld	Erős, sűrű állomány

A pontok között a színek folyamatosan átmennek egymásba.

Egyedi tartomány

A Tartomány csúszka nem húzza szét a színeket — szűrőként működik: azok a pixelek, amelyek értéke a min … max tartományon kívül esik, átlátszóvá válnak, a többi megtartja a rögzített színét. Hasznos, ha:

Csak egy osztályt szeretnél látni a fenti táblázatból (pl. húzd a fogantyúkat NDRE 0.10–0.20-ra, hogy csak a gyenge zónák látszódjanak)
El szeretnéd rejteni a talajt és a vizet, hogy csak az állomány maradjon a térképen

Indexváltáskor a tartomány automatikusan a tábla saját 2.–98. percentilisére áll be. A módosítás azonnal érvénybe lép a térképen.

On-demand index feldolgozás

Ha a feldolgozás multispektrális sávok nélkül futott (pl. csak gyors ortomozaikot kértél), vagy egy RGB index még nem készült el, annak gombja a panelen szürkített (↓). Vidd fölé az egeret — a tooltip felsorolja a hiányzó sávokat (pl. „NDRE – kidolgozás szükséges (hiányzó sávok: RE, NIR)”).

Kattints a szürkített gombra, és a feldolgozás azonnal elindul:

multispektrális indexek — csak a hiányzó sávok készülnek el, a meglévő munkát nem ismétli meg;
RGB indexek — a sávok egyszer elkészülnek az RGB ortomozaikból.

Ez gyorsabb, mint az egész feldolgozást újrafuttatni.

Export

A panel Export gombja három formátumot kínál. Mindegyik a színezett térképet exportálja pontosan úgy, ahogy látszik (index, tartomány, átlátszóság).

PNG / JPEG

A vizualizált index a színskálával képként mentődik. Nincs georeferencia — egyszerű kép, e-mailre, prezentációba ideális.

GeoTIFF (QGIS)

Ugyanannak a színezett térképnek georeferált, 8 bites RGBA .tif változata:

Georeferenced — WGS84 vetületben, EPSG:4326
Közvetlenül beolvasható QGIS, ArcGIS és más GIS-programokban, a többi rétegeid fölé
Színeket tartalmaz, nem index-értékeket — nem osztályozható át

A nyers értékekhez (Float32) a projekt Layers/ mappájában lévő sávfájlokat használd — band_G.tif, band_R.tif, band_RE.tif, band_NIR.tif (multispektrális) vagy rgb_band_R.tif, rgb_band_G.tif, rgb_band_B.tif (RGB indexek) —, és az indexet a QGIS Raster Calculator eszközével számold ki.

Részletek: QGIS-be exportálás.

Az exportált fájlnevek

Az exportok a projekt Exports/ mappájába kerülnek, az index és a tartomány alapján elnevezve (×100, n = negatív):

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

Mit ne tegyél?

Ne nyomtass csak NDVI alapján döntést — egy index sose mond el mindent. Talajminta-elemzés és helyszíni ellenőrzés mindig kiegészítő.
Ne hasonlíts össze két különböző drónt — a P4M és az M3M sávjai más szűrőkkel készülnek, az értékek nem 1:1 megfeleltethetők.
Ne keverj össze délelőtti és délutáni felvételeket egy projektben — a megvilágítás szögének változása az index-értékeket is befolyásolja.

DroneField weboldal DroneField szoftver Funkciók Összehasonlítás Letöltés Ügyfélportál