Vegetationsindizes

Vegetationsindizes sind numerische Kennwerte, die aus spektralen Reflektanzen von Fernerkundungsdaten abgeleitet werden, um Vegetationszustand, Produktivität und Biomasse abzuschätzen. Sie basieren auf der Beobachtung, dass grüne Vegetation im nahe Infrarotbereich hochreflektiert ist, während im roten Bereich vermehrt absorbiert wird. Durch geschickte Kombination mehrerer Bänder lassen sich Bodeneinfluss, Beleuchtung und atmosphärische Effekte teilweise kompensieren.

Der bekannteste Vertreter ist der NDVI (Normalized Difference Vegetation Index): NDVI = (NIR - Rot) / (NIR + Rot). Werte liegen typischerweise zwischen -1 und 1; höhere Werte deuten auf dichter grüne Vegetation hin, niedrigere auf kahle Flächen, Wasser oder Wolken.

Andere Indizes adressieren bestimmte Probleme oder verbessern Empfindlichkeiten. Der EVI (Enhanced Vegetation Index) verringert Bodeneinfluss und atmosphärische Störungen: EVI = 2.5 (NIR - Rot) / (NIR + 6Rot - 7.5Blau + 1). Der SAVI (Soil-Adjusted Vegetation Index) integriert einen Bodenkorrekturfaktor L: SAVI = (1 + L) (NIR - Rot) / (NIR + Rot + L); häufig L = 0.5. Weitere Indizes wie MSAVI (Modified Soil-Adjusted Vegetation Index) zielen ebenfalls darauf ab, Bodenhintergrund zu reduzieren.

Anwendungen der Vegetationsindizes liegen in der Überwachung von Pflanzenstress, Vegetationsgesundheit, Erntevorhersagen, Phänologie und Kartierung von Landnutzung. Praktisch genutzt werden Daten von Satelliten wie Landsat, Sentinel-2 und MODIS, wobei Auflösung und zeitliche Frequenz je Sensor variieren. Einschränkungen ergeben sich aus atmosphärischen Effekten, Wolken, Schatten, Sensor- und Kampagnendifferenzen sowie einer Sättigung bei sehr dichtem Biomassengehalt.