Výpočet NDVI s použitím Agisoft PhotoScan

Pokud máme snímky ve formátu Tiff, například z pětipásmové spektrální kamery MicaSense  - RedEdge, tak jejich zpracování v programu Agisoft Photoscan se provádí s využitím Rastrové kalkulačky.

Zpracování obrazů TIFF získaných po konverzi v GIS Sputnik Agro se nijak neliší od zpracování konvenčních obrazů. Proto uvádíme obecné kroky zpracování bez podrobného popisu.

1. Vytvořte nový projekt, přidejte Chunk, přidejte fotografie.

2. Zarovnání fotografií: «Workflow -> Align photos»

3. V případě potřeby optimalizujte zarovnání kamery: «Tools -> Optimize camera alignment»

4. Data získaná spektrální kamerou (infračervenou) lze použít pro budování výškových polí. Jestliže je požadována detailní výšková mapa, doporučuje se vytvořit detailnější oblak bodů (dense point cloud). Jestliže výškové pole není požadované, potom není nutné oblak bodů vytvářet.

5. Bez ohledu na to, zda bude výškové pole později použito nebo nikoli, je nutné provést sestavení (Build), protože výsledek se používá pro vytváření ortofoto.

6. Postavte ortofoto: «Workflow -> Build Orthomosaic».

7. Ve stromu projektu vyberte orthomosaic. Pokud je obraz příliš tmavý, použijte funkci "Nastavit jas" (Set brightness). Jedná se o vizuální efekt, který neovlivňuje ani výsledek rastrových transformací, ani výsledek exportu.

8. Otevřete rastrovou kalkulačku: «Tools -> Raster Calculator». Na první kartě («CIR calibration») nejsou vyžadována žádná nastavení.

9. Na kartě «Transform» jsou definovány vzorce pro rastrové operace. Například pokud jsou fotografie pořízeny upravenou kamerou Sony A5000 s nainstalovaným červeným filtrem, tak červený kanál odpovídá kanálu B1 a blízký IR kanál odpovídá kanálu B3.

Příklady:

• (B3-B1) / (B3 + B1) - odpovídá klasickému NDVI vzorci;
• B3 - se blíží infračerveného kanálu;
• B3 / B1 - vegetační index jednoduchého poměru.

10. V dolní části dialogového okna zaškrtněte políčko "Povolit transformaci" (Enable Transform). Klikněte na tlačítko «Použít» (Apply).

11. Klikněte na kartu «Palette». Ve výchozím nastavení je použita jednobarevná paleta. Pro práci s vegetačními indexy se používá paleta NDVI.

12. Určete limity palety aplikací výběrem části histogramu pomocí myši nebo zadáním číselné podoby. Pokud není histogram zobrazen, klikněte na tlačítko ("update").

13. Pokud se použije index NDVI a správně zvolené limity rozsahu, bude otevřená voda zbarvena v odstínech modré, otevřená půda bude v odstínech hnědé a fotosyntetická vegetace v odstínech zelené.

14. Export orthopho může být proveden několika způsoby:

• Jako barevný obrázek. Chcete-li to provést, zadejte "Index color" v parametru "Raster transformation" v dialogovém okně exportu orthomosaic. Obrazy získané tímto způsobem jsou vhodné pro zobrazení i u běžných pohledů.
• Jako indexovaný obrázek. Pokud jsou rastry exportovány pro další analýzu v GIS, doporučuje se tato možnost. V dialogovém okně exportu pro orthomosaic pro parametr "Raster transformation" zadejte hodnotu "Indexová hodnota" (Index value). V takovém případě se paleta nepoužije na rastrový obrázek a v případě potřeby bude obarvení provedeno pomocí použitého GISu.

Různé indexy a jejich vzorce

Zde je ukázka indexů v přesném zemědělství.

NDVI - Normalized Difference Vegetation Index - Normalizovaný rozdíl vegetačního indexu

(RNIR−RRED)/(RNIR + RRED)

RedEdge:

("image@5"-"image@3")/("image@5" + "image@3")

Sequoia:

("image@4"-"image@2")/("image@4" + "image@2")

NDRE - Normalized Difference Red Edge 

(RNIR−REDGE)/(RNIR + REDGE)

RedEdge:

("image@5"-"image@4")/("image@5" + "image@4")

Sequoia:

("image@4"-"image@3")/("image@4" + "image@3")

GNDVI - Green NDVI

GNDVI má větší dynamický rozsah než NDVI a je v průměru alespoň pětkrát citlivější na koncentraci chlorofilu. GNDVI se používá ke snímání koncentrace chlorofylu, k měření rychlosti fotosyntézy a k monitorování stresu rostlin.

(RNIR−RGREEN)/(RNIR + RGREEN)

RedEdge:

("image@5"-"image@2")/("image@5" + "image@2")

Sequoia:

("image@4"-"image@1")/("image@4" + "image@1")

GRVI - Green RVI 

RVI se používá k monitorování fotosynteticky aktivní biomasy rostlinných baldachýnů.

RNIR/RGREEN

RedEdge:

"image@5"/"image@2"

Sequoia:

"image@4"/"image@1"