| | |  | Immagine SPOT_NDVI per febbraio 2000 | |
Indici di vegetazione
Misurando attentamente le lunghezze d'onda e l'intensità della luce visibile e del vicino infrarosso riflessa dalla superficie terrestre nello spazio, gli scienziati usano il cosiddetto "Indice di vegetazione" per quantificare le concentrazioni di vegetazione a foglia verde presenti sul globo.
Combinando gli Indici di vegetazione quotidiani in composti di 8, 16 o 30 giorni, gli scienziati creano delle mappe dettagliate della densità di vegetazione verde presente sul pianeta, capaci di identificare le aree in cui le piante sono rigogliose e quelle in cui sono in condizioni di stress (a causa della mancanza d'acqua).
Per determinare la densità di verde in una zona, i ricercatori devono osservare i diversi colori (lunghezze d'onda) della luce solare visibile e del vicino infrarosso riflessa dalle piante. Quando la luce del sole colpisce gli oggetti, alcune lunghezze d'onda di questo spettro vengono assorbite mentre altre vengono riflesse.
Il pigmento delle foglie, la clorofilla, assorbe in modo marcato la luce visibile (da 0,4 a 0,7 µm) per usarla nella fotosintesi. La struttura cellulare delle foglie, al contrario, riflette in modo deciso la luce del vicino infrarosso (da 0,7 a 1,1 µm). Se la radiazione riflessa nelle lunghezze d'onda del vicino infrarosso è molto superiore a quella della luce visibile, la vegetazione in quel pixel sarà probabilmente densa e potrebbe essere costituita da un tipo di foresta. Se la differenza tra l'intensità delle lunghezze d'onda riflesse dalla luce visibile e da quella del vicino infrarosso è molto bassa, la vegetazione sarà probabilmente rada e potrebbe essere costituita da prateria, tundra o deserto.
Quasi tutti gli Indici satellitari di vegetazione impiegano questa formula della differenza per quantificare la densità di crescita delle piante sulla Terra: la radiazione del vicino infrarosso meno la radiazione della luce visibile diviso la radiazione del vicino infrarosso più la radiazione della luce visibile. Il risultato di questa formula viene chiamato Indice di vegetazione della differenza normalizzata (NDVI). La formula matematica è:
NDVI = (NIR — VIS)/ (NIR + VIS)
NDVI si calcola a partire dalla luce visibile e del vicino infrarosso riflessa dalla vegetazione. Nella figura sottostante, la vegetazione sana (a sinistra) assorbe gran parte della luce visibile che la colpisce e riflette la maggior parte della luce del vicino infrarosso. La vegetazione rada o malata (a destra) riflette di più la luce visibile e meno la luce del vicino infrarosso. I numeri presenti in figura sono rappresentativi dei valori effettivi, ma la vegetazione reale è molto più variegata.
Principi dell'NDVI
I calcoli dell'NDVI per un dato pixel restituiscono sempre un numero compreso tra -1 e +1. Tuttavia, l'assenza di foglie verdi restituisce un valore vicino allo zero. Uno zero indica assenza di vegetazione e un valore vicino a +1 (0,8 - 0,9) indica la massima densità possibile di fogliame verde.
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