محاسبه شاخص NDWI و تفکیک عوارض آبی به کمک آن

شاخص NDWI در سامانه GEE

استخراج پهنه آبی در سامانه گوگل ارث انجین

شاخص NDWI با نام کامل Normalized Difference Water Index معروف ترین شاخص در تفکیک عوارض آبی از سایر عوارض است. در این آموزش نحوه استخراج و محاسبه این شاخص به کمک تصاویر بازتابی Landsat8 و Sentinel-2 در سامانه گوگل ارث انجین به صورت ویدیویی قرار داده شده است.

تعریف شاخص NDWI

فرم کلی معادله محاسبه شاخص NDWI به فرم زیر است. در این رابطه R_NIR بازتاب سطحی در باند نزدیک مادون قرمز و R_green بازتاب سطحی در باند سبز است.

به طور کلی مقادیر بزرگتر از 0/3 به عنوان پیکسل های آبی درنظر گرفته می شود. این مقدار آستانه مقدار آستانه می تواند بسته به عوامل مختلفی، تغییر کند. به عنوان مثال در شناسایی پیکسل های آب کم عمق، پیکسل های ساحلی و آب های کدر مقدار حدآستانه باید به درستی تعیین شود. در حال حاضر بهترین مرجع برای مشاهده عوارض زمینی از سکویی بالاتر از سطح زمین باکیفیت مکانی بالا، تصاویر Google Earth است. بنابراین می توان از تصاویر هوایی این سامانه برای تعیین مقدار حد آستانه استفاده کرد. در واقع با مقایسه شاخص NDWI با عکس های هوایی متناظر (همزمانی تاریخ مدنظر است)، می توان تا حد خوبی حد آستانه را به دست آورد.

باندهای بازتابی ماهواره Landsat

برای محاسبه شاخص NDWI از روی تصاویر بازتابی ماهواره Landsat، برای باند NIR باید از باند B5 استفاده شود. همچنین برای باند green باید از باند B3 استفاده شود. تصاویر Landsat 9 Level 2, Collection 2, Tier 1 حاوی تصاویر بازتاب سطحی دارای تصحیح اتمسفری، رادیومتری و هندسی توصیه می شود.

باندهای بازتابی ماهواره Sentinel-2

برای محاسبه شاخص NDWI از روی تصاویر بازتابی ماهواره Sentinel-2، برای باند NIR باید از باند B8 استفاده شود. همچنین برای باند green باید از باند B3 استفاده شود. تصاویر Sentinel-2: Multispectral Instrument Level 2A حاوی تصاویر بازتاب سطحی دارای تصحیح اتمسفری، رادیومتری و هندسی توصیه می شود.

چی قراره یاد بگیریم؟

در این آموزش شما فراخوانی تصاویر بازتابی ماهواره Landsat و Sentinel-2، فیلتر زمانی، فیلتر درصد ابر و برش تصاویر را متناسب با محدوده دریاچه سد کرج یاد خواهید گرفت. سپس یاد خواهید گرفت به کمک نوشتن expression و همچنین توابع داخلی سامانه گوگل ارث انجین، مقدار شاخص NDWI را حساب کنید. سپس با تعیین حد آستانه مناسب به تفکیک دریاچه سد کرج از عوارض خشکی اطرافش پرداخته می شود. به عنوان می توان خروجی پهنه آبی دریاچه سد کرج که در این آموزش یاد خواهید گرفت در شکل زیر نمایش داده شده است.