NDVI - Salute della Vegetazione

NDVI — Indice di Vegetazione a Differenza Normalizzata

Panoramica

L'NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) è l'indice spettrale più utilizzato al mondo per il monitoraggio della vegetazione. Fu introdotto nel 1973 da Rouse et al. presso la Texas A&M University nell'ambito del programma ERTS-1 (Rouse, J.W. et al., 1974. "Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS", Third Earth Resources Technology Satellite-1 Symposium, NASA SP-351, pp. 309–317). L'indice sfrutta il contrasto tra la riflettanza nel vicino infrarosso (NIR), fortemente riflessa dalla clorofilla, e la riflettanza nel rosso (RED), fortemente assorbita, per quantificare la densità e la salute della copertura vegetale.

Valori compresi tra -1 e +1:

• Valori negativi → superfici non vegetate (acqua, neve, nuvole)
• Valori prossimi a 0 → suolo nudo, roccia, aree desertiche
• Valori 0.2 – 0.5 → vegetazione rada o stressata
• Valori > 0.6 → vegetazione densa e sana

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Metodologia di Calcolo

Formula:

NDVI = (NIR − RED) / (NIR + RED)

Nell'implementazione con Sentinel-2 (risoluzione spaziale 10 m):

• NIR = Banda 8 (842 nm)
• RED = Banda 4 (665 nm)

Pipeline di preprocessing:

1. Mascheramento cloud — pixel classificati via Scene Classification Layer (SCL) come cloud shadow (3), cloud medium (8), cloud high (9), thin cirrus (10), defective (0), dark (1), saturated (2) vengono esclusi
2. Mascheramento acqua — pixel SCL classe 6 esclusi dal calcolo
3. Composizione temporale — composizione mediana sull'intervallo temporale richiesto per ridurre il rumore atmosferico

Modalità di analisi:

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Fonti Dati

Documentazione: Copernicus Sentinel-2 SR Harmonized

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Range e Livelli di Qualità

Invertito = No: un valore più alto indica una condizione migliore.

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Note Tecniche

• È necessario generare le mappe NDVI a partire dalle immagini Sentinel-2
• L'NDVI è sensibile a fattori atmosferici residui, angolo solare e sottofondo del suolo (soil brightness); la composizione mediana temporale mitiga parzialmente questi effetti
• Per aree con vegetazione molto densa, l'NDVI tende a saturare (scarsa discriminazione sopra 0.8–0.9); indici alternativi come EVI possono essere più informativi in questi contesti

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Riferimenti Bibliografici

1. Rouse, J.W., Haas, R.H., Schell, J.A., Deering, D.W. (1974). "Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS". Third ERTS-1 Symposium, NASA SP-351, Vol. 1, pp. 309–317.
2. Tucker, C.J. (1979). "Red and Photographic Infrared Linear Combinations for Monitoring Vegetation". Remote Sensing of Environment, 8(2), pp. 127–150.
3. Huang, S., Tang, L., Hupy, J.P., Wang, Y., Shao, G. (2021). "A commentary review on the use of normalized difference vegetation index (NDVI) in the era of popular remote sensing". Journal of Forestry Research, 32, pp. 1–6.

Responsabile: Gianluca Zani