Índices de Vegetación y pre procesamiento
Índices de Vegetación.
Son indicadores de la densidad de verdor dentro del dosel, cuantifican valores biofísicos relacionados con las porciones de cobertura, superficie de la hoja y el contenido de clorofila (Huete, 2012). Un índice de vegetación estima la máxima sensibilidad de los parámetros biofísicos de la planta, preferiblemente con una respuesta lineal, de tal manera que muestra las condiciones de la vegetación (Jensen, 2005).
El índice más empleado para estudios de vegetación es el índice de vegetación de diferencia normalizada NDVI, basado en la relación de reflectancias entre rojo y el infrarrojo cercano, ver la ecuación:
En donde:
NIR = reflectancia infrarrojo cercano (841 – 876 nm).
Red = reflectancia rojo (620-670 nm).
El NDVI es una medida de la vegetación que permite comparaciones significativas entre temporadas y ayuda a determinar cambios en la actividad, características y condiciones de la vegetación.
En este monitoreo se emplean datos del satélite the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), producto MOD13Q1, con resolución espacial a 250 metros y temporal 16 días, de los años 2001 al 2015 se descargaron 345 imágenes.
Pre- Procesamiento de la serie de tiempo.
Las ondas de luz obtenidas por los satélites provenientes de la vegetación, pueden ser alteradas y obstruidas por varios fenómenos tales como la presencia de aerosoles, las nubes en la atmosfera, patrones de iluminación y el ángulo con que el satélite ve a la tierra en ese momento. Estos fenómenos introducen ruido en los datos del satélite son filtrados a través de varios métodos; en este caso se ocupó el propuesto por Eklundh L. & Jönsson, empleando el Software TIMESAT 3.1 que permite el uso del filtro adaptativo Savitzky-Golay basado en una ventana móvil. En la siguiente gráfica se muestra el filtrado que elimina los picos de los valores de NDVI.
Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI)
El NDVI se presenta en valores de 0 a 1 donde los valores cercanos a 0 representan suelo, arena, nieve, cuerpos de agua y nubes, valores positivos 0.2 a 0.5 representan vegetación como matorrales, pastizales y cultivos, valores de 0.6 a 0.9 arrojan vegetación densa, húmeda y bien desarrollada.
En el siguiente mapa dual se presentan los Índices de Vegetación de Diferencia Normalizada calculados para el año 2015 cada quincena.
Un reucurso en línea que se puede consultar para el monitoreo del NDVI es el GIMMS (The Global Agricultural Monitoring Systems), que permite desplegar imágenes de cada 8 días para este índice a partir de los productos MOD09.
liga: http://glam1.gsfc.nasa.gov/
Mapas de inicio de estación de cultivos
Las series de tiempo de índices de vegetación permiten analizar la fenología de los cultivos relacionada con las condiciones climáticas y meteorológicas. El inicio estación del cultivo es la fecha cuando el satélite detecta el inicio del crecimiento del cultivo, misma que se logra a través de las 23 imágenes por año. Cabe señalar que cada tipo de cultivo o vegetación tiene un comportamiento particular.
En la siguiente figura se representan las etapas del estado fenológico del maíz. Se observa el inicio de la estación del crecimiento en los meses de mayo y junio; el nivel máximo de NDVI se detecta en el mes de septiembre; en el mes de octubre se presenta un punto de inflexión, cuando el cultivo empieza a envejecer y termina su ciclo en el mes de noviembre. Cabe recalcar que en el caso del maíz la cosecha se da antes de que se llegue a la etapa de senescencia.
Mapa de inicio de estación 2015
En el año 2015 el inicio de estación se comportó de la siguiente manera:
En la región Norte de Centroamérica y Centro de Guatemala el inicio de estación se dió en los meses de junio, julio y agosto. En la región Sur se presentó en el mes de abril y mayo. En el Norte de Honduras predominó el inicio de estación en los meses de junio, julio y agosto, al Sur en los meses de mayo y julio; En El Salvador el inicio de estación se dio en abril y junio; en Nicaragua en la parte Este predomina el mes agosto y en la Oeste mayo y junio.
En el siguiente mapa podrás visualizar el inicio de estación de crecimiento para los años 2014 y 2015.
Recursos en Web
El siguiente mapa, obtenido del Sistema Mundial de Información y Alerta Sobre la Alimentación y la Agricultura (SMIA) de la FAO, muestra el inicio de estación derivado de la series de tiempo de NDVI.
Fuente: http://www.fao.org/giews/earthobservation/asis/data/ref/vk_hy_s1.png
Referencias:
Huete, A., 2012. Vegetation Indices, Remote Sensing and Forest Monitoring. Geography Compass, 6(9), pp. 513, 532.
Jensen, J., 2005. Remote sensing of the Environment: An Earth Resource Perspective. 2da ed. New Jersey: Prentice Hall. ISBN-10: 0131889508
Erklundh, L. & Jönsson, P., 2012. Software Manual TIMESAT 3.1. [En línea] Disponible en: http://web.nateko.lu.se/timesat/timesat.asp
