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Índices Espectrais por Diferença Normalizada

Os índices espectrais por diferença normalizada fazem parte de técnicas usadas para classificações automáticas ligadas as características de alvos de sensoriamento remoto (SR), tendo como exemplo a delimitação de corpos hídricos, separando-os de pixels que compõem outras classes, como nuvens, massa terrestre, etc.

Matematicamente os índices espectrais por diferença normalizada são calculados entre duas bandas de um satélite através da expressão abaixo. Os valores resultados desta expressão variam entre -1 e 1 e ao escolher bandas para o índice o analista deve levar em consideração que quanto mais um alvo refletir em comprimentos de onda X em relação a Y mais próximo de 1 será o resultado, e vice versa.

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Comumente utilizado, podemos citar o NDVI (do inglês Normalized Difference Vegetation Index) como sendo um dos mais desenvolvidos dentro da literatura acadêmica, índice capaz de analisar a “saúde” da vegetação por meio de imagens de satélite. Porém, muitos dos analistas e desenvolvedores de tecnologias GIS e de SR não sabem que esta é uma técnica que pode ser explorada para a detecção de outros diferentes tipos de alvos.

Neste artigo iremos abordar alguns índices usuais voltados para ambientes (terrestres e aquáticos) tropicais, bem como um breve explicação de seus resultados:

Normalized Difference Vegetation lndex

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O índice de vegetação por diferença normalizada NDVI, o mais conhecido entre os analistas ambientais, é um índice matemático entre comprimentos de onda do infravermelho próximo (IVP) e do vermelho. O NDVI pode ser interpretado na forma de uma escala gráfica normalizada usada para avaliar se um alvo terrestre contém vegetação sadia.

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Os dois maiores campos de aplicação do NDVI está no monitoramento de florestas (naturais e plantadas) e de plantações agrícolas. Através do uso de correlações com parâmetros ambientais da vegetação como por exemplo o índice de área foliar (IAF) ou nível de estresse hídrico em uma plantação.

Normalized Difference Water Index

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O índice da água por diferença normalizada NDWI é um índice que contém duas versões, uma proposta para análise do conteúdo de água das folhas no dossel quando se tratando de um alvo florestal e uma segunda versão proposta para o monitoramento nas mudanças no conteúdo de corpos hídricos.

Sua primeira versão calcula a diferença normalizada entre bandas em comprimentos de onda do IVP e do infravermelho de ondas curtas (SWIR). Já sua segunda versão usa bandas em comprimentos de onda do verde e do IVP.

Normalized Difference Chlorophyll Index

O índice de clorofila por diferença normalizada NDCI tem como objetivo a predição do conteúdo de clorofila em vegetação e na água, indicando correlação com parâmetros de saúde da vegetação e com a concentração de clorofila e estado trófico de corpos hídricos.

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O NDCI é realizado atráves da diferença normalizada entre bandas em comprimento de onda da borda do espectro do vermelho, conhecido como Red Edge.

Além destes existe uma infinidade de outros índices por diferença normalizada usados em estudos ambientais.

É válido destacar também o índice do total de sedimentos na água cujo principal uso deste índice está na correlação com a concentração do total de sólidos suspensos na coluna d´água e o índice de edificações, utilizado para acompanhar o processo de crescimento urbano e do crescimento de edificações.

Apesar das técnicas serem muito utilizadas para detecção de alvos, sozinhas elas apenas nos demonstram uma tendência de que determinado pixel seja de uma classe específica, segundo o índice em questão.

Contudo, tais índices podem ser empregados de forma combinada entre eles ou associados à outras informações, como a correlação do índice com uma variável ambiental conhecida.

Desse modo, podemos dizer que índices por diferença normalizada são de grande ajuda para estudos e análises que envolvam observações da Terra (EO), nos auxiliando no desenvolvimento de ferramentas e algoritmos que permitem o monitoramento e classificação alvos de SR de forma rotineira e sistematizada. Para isso, nós da OPT GIS podemos auxiliar em seu projeto fornecendo estudos e ferramentas que viabilize a aplicação de tais técnicas.

Há 11 anos a OPT GIS vem desenvolvendo soluções de inteligência geográfica e transformação digital. 

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Visite a pagina: www.optgis.com.br

Escrito por

Victor Curtarelli 

Função: Analista Desenvolvedor
https://www.linkedin.com/in/Victor Curtarelli/

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