NDVI

NDVI (nimetusest Normalized Difference Vegetation Index) on arvutuslikul teel loodud taimkatteindeksi kaart, mille abil on mugav hinnata taimkatte tihedust ja üldist seisundit. Seda võib lihtsamalt nimetada ka taimkatte rohelisuse kaardiks. Taimedes sisalduv klorofüll peegeldab hästi lähi-infrapunakiirgust (NIR – Near Infrared) ja rohelist valgust (G – Green), neelab aga nähtavat punast valgust (R – Red). Selle kaardikihi abil saab hinnata, milline on peegeldunud lähi-infrapunakiirguse ja punase kiirguse erinevus.

Arvutust tehakse järgmise valemi abil: NDVI=(NIR+Red) / (NIR−Red)

NDVI on normeeritud, mis tähendab, et selle väärtused on skaleeritud kindlasse vahemikku, tavaliselt –1 kuni +1. Mida kõrgem on ala NDVI väärtus, seda rohelisemana see pildil paistab. Seda rohelisem ja tihedam on vastavalt ka taimkate (Pilt 1). Väga heas ja heas seisundis (tihe, lopsakas, roheline) taimkate ei pruugi omavahel NDVI kihil hästi eristuda, kuna roheline toon gradiendis küllastub teatud tasemest. Küll aga paistavad eriti hästi välja need massiivid, milles rohelus on hõre, vili ebaühtlane, pinnas küntud/kahjustatud või muu olukord, mis võib-olla vajab rohkem tähelepanu.

Seega roheline toon näitab, et taimkate on tõenäoliselt terve ja heas seisundis. Kui taimkate on hõredam, peegeldub rohkem punast valgust ja lähi-infrapunakiirguse osakaal väheneb. Madala, hõreda, kahjustunud või puuduva taimkatte korral kuvatakse taimkatteindeksi kaardil toonid kollasest punaseni (Pilt 2).

Üldiselt viitavad punased toonid küntud maale, taimkatte puudumisele või erosiooniga aladele. Kollased toonid näitavad taimestikku, mis ei ole optimaalses seisundis, näiteks hõredat või osaliselt paljandunud pinnast. Madal NDVI väärtus võib olla põhjustatud kuivusest, kahjuritest või muudest teguritest, mis vähendavad rohelust. Oluline on aga meeles pidada, et madalad NDVI väärtused võivad tähistada ka muid alasid, näiteks tehispindu, vett või jääd. Seetõttu on vajalik uurida ala täpsemalt, et kindlaks teha, millele madal NDVI väärtus konkreetsel juhul viitab.

NDVI andmekiht on meeldivamaks vaatlemiseks silutud, kuid soovi korral saab kasutaja Satilaos välja lülitada silumise funktsiooni, klikkides ülal paremal asuvale piksliruutudega nupule (Pilt 3), mille järel kuvatakse originaalpiksleid. Erinevates teaduslikes või analüütilistes ülesannetes, kus on oluline hoida iga pikslit täpsena, võib originaalpikslite vaatamine olla korrektsem, et vältida silumise tõttu tekkinud ühtlustamisi, mis võivad analüüsi täpsust mõjutada.

Näiteks, kui inimene viibib looduses ja kasutab mobiilis asukoha fikseerimist (lülitab Satilaos sisse asukoha tuvastamise), võib ta muuta eelnevalt kirjeldatud nupuga pildi "ruuduliseks", et liikumise ajal näha, millise väärtusega piksliruudul ta paikneb või liikuda ise huvipakkuva anomaaliaga piksliruudule, jälgides erinevaid maastikuüksuseid või taimestiku seisundeid oma liikumispiirkonnas. NDVI piksliväärtuseid saab Satilaos vaadata alt paremalt nurgast koordinaatide välja kõrvalt (Pilt 4). NDVI piksliväärtused on kursori liikumisega vaadeldavad üle kõikide kaardikihtide.

NDVI on loodud peamiselt taimkatte analüüsimiseks, kuid seda saab kasutada ka laiemalt erinevates valdkondades. NDVI negatiivsed väärtused märgivad suure tõenäosusega veekogu olemasolu. Need on Satilao NDVI kaardikihil välja toodud sügavsinise tooniga (Pilt 5). Veekogude vaatlemisel soovitame lülitada alt vasakult nupust välja Hübriid kiht. Kuigi NDVI ei suuda otseselt hinnata veekogude kvaliteeti (nt saastatus või temperatuur), võib see anda vihjeid, kas veekogus esineb taimestikku (nt vetikate või muu veetaimestiku olemasolu).

NDVI kaardikihi kasutamisel on oluline teadvustada, et NDVI on tundlik erinevate atmosfäärimõjude suhtes. Ka pilved peegeldavad rohkem punast valgust kui lähiinfrapunakiirgust, seetõttu on need ka pildi peal punased (Pilt 6). Mõned õhemad pilved võivad paista ka kollastena. Seega on mõistlik koos NDVI kaardikihiga kasutada referentsiks RGB fotopilti, veendumaks, et tegemist näiteks ei ole pilvevinega.

NDVI on kõige tõhusam rohelise perioodi jälgimiseks, kuna see on spetsiaalselt välja töötatud taimkatte seisundi ja elujõudluse hindamiseks, milleks on kõige sobivamad soojad, rohelised kasvuperioodid. Talvisel ajal, kui taimestik on vähem aktiivne või isegi täielikult puhkab, on NDVI andmeid raskem tõlgendada, kuna lumi, jää ja külmunud pinnas võivad moonutada tulemusi. Seetõttu ei ole NDVI kõige optimaalsem tööriist talvise taimkatte seisundi analüüsimiseks. Siiski, kes otsib ja uurib, võib leida põnevaid tähelepanekuid.

Põllumassiividel, sealhulgas ka metsaserva varjus olevatel põldudel, võib kevadine lume sulamine olla ebaühtlane. Mõnedel aladel võib jää ja lumi püsida kevadel pikemalt, mõjutades sellega pinnast ja taimkatet. Mõnel juhul võib lume püsimine olla negatiivse, teisel juhul positiivse mõjuga. Lumised ja jäised veelombid paistavad NDVI kaardikihil sinakas mustja tooniga (Pilt 7).

Alltoodud pildil (Pilt 8) on toodud näide sellest, kuidas talioder elas talve ja kevadised külmalained üle just lumelaigu all. NDVI kasutus talvisel ajal on pigem kitsa nišiga ja eeldab uuritava ala kohapealset tundmist. Näide illustreerib seda, kuidas NDVI uurimine tagantjärele võib anda indikatsiooni, millised mikrokliima olud või tegurid, nagu lumelaigud, võisid vilja kasvu ja arengut mõjutada, kuid lõplikud järeldused sõltuvad paljuski täiendavatest uuringutest ja kohaliku keskkonna spetsiifikast.