Analysis of NDVI, SAVI and MSAVI2 indices in relation of the ground elevation in Crespo, Entre Ríos

Abstract

El avance de la tecnología geoespacial, Teledetección, Sistemas de Información Geográfico y GPS han hecho posible nuevos y numerosos análisis a partir de modelos digitales de elevación (MDE) y de imágenes obtenidas por sensores remotos. Los índices de vegetación derivados de las imágenes y los productos de los modelos digitales de elevación, permiten avanzar en la comprensión de la interacción entre estos índices y las características del terreno. El presente trabajo tiene como objetivo comprobar el comportamiento de los índices NDVI, SAVI y MSAVI2 en función de la altura del terreno en la Localidad de Crespo, correspondiente con la carta topográfica del IGN (hoja número 3360-3-1; escala: 1:50000), al sur del Departamento Paraná en la Provincia de Entre Ríos (Argentina). Se elaboró un modelo digital de elevación a partir de las curvas de nivel digitalizadas de la carta topográfica. El MDE fue categorizado en bajo, medio y alto de acuerdo a 3 intervalos de clase del 33% -aproximadamente- cada uno. Los índices de vegetación, fueron obtenidos de imágenes provenientes del sensor Operational Land Imager (OLI) del Landsat 8 correspondientes al día 22 de febrero de 2016. Para el análisis de los índices de vegetación, en las distintas categorías de altura, se vectorizaron 30 polígonos de lotes como sitios de muestra que - según la fotointerpretación - corresponden a lotes con cultivos. Con estos polígonos se extrajeron los datos de los índices para el análisis estadístico. Se realizó un test de diferencia de medias de las muestras para las 3 clases. Los resultados indican que existen diferencias significativas (n=30, p < 0.05) entre las medias de NDVI de las distintas categorías del modelo digital de elevación. Por otro lado los índices SAVI y MSAVI2 no muestran diferencias significativas cuando se analizan las categorías media y alta. Se encontró que los valores más elevados de los 3 índices corresponden a valores más altos de altura de acuerdo al MDE. A su vez los índices más bajos se presentaron en áreas de menor altura. Se concluye que en el área de estudio y para cultivos estivales, los índices NDVI, SAVI y MSAVI2 podrían resultar afectados por la altura del terreno.

The advances in geospatial technology, remote sensing, geographical information systems and GPS have made possible many and new analysis of digital elevation models (MDE) and the images obtained by remote sensing. The vegetation indexes obtained from the images and the MDE products allow progress in the understanding of the interaction between these indices and the characteristics of the terrain. The present work has as objective to verify the behavior of the indices NDVI, SAVI and MSAVI2 depending on the height of the ground in the area covered by the topographic map of the IGN (sheet number 3360-3-1; Scale: 1:50000), to the south of the Department Paraná in the Province of Entre Rios (Argentina). The digital elevation model was developed from the level curves of the digitized topographic Charter. The terrain was categorized as low, medium and high according to 3 class intervals close to 33% each. The vegetation indexes, were obtained from the Operational Land Imager (OLI) sensor of Landsat 8 for the day 22 February 2016. For the analysis of the vegetation indexes, in the different categories of height, were vectorized 30 polygons of lots as training sites that - according to the photointerpretation - correspond to batches with crops. With these polygons are extracted data from the indexes for the statistical analysis. A test was conducted to check the difference of averages of the samples for the 3 classes. The results indicate that there are significant differences (n = 30, p <0.05) between the mean NDVI of different categories of MDE. On the other hand the SAVI and MSAVI2 indices show no significant difference when the middle and upper categories are analyzed. It was found that the highest values of 3 index correspond to higher height values according to MDE. In turn, the lowest rates were in areas of lower altitude. It is concluded that in the study area and for summer crops, NDVI, SAVI and MSAVI2 indices could be affected by terrain height