Erdbeobachtungsdaten lassen sich mit Hilfe von spektralen Indizes leichter auswerten. In ArcGIS Pro lassen sich solche Indizes leicht als wiederverwendbare Rasterfunktionen erstellen. Einen Einblick gibt Ihnen unsere Gastautorin Magdalena Halbgewachs, EAGLE Master-Studentin an der Universität Würzburg.

Multispektrale Satellitenbilder enthalten mehrere Bänder über spektrale Wellenlängenbereiche. Durch die unterschiedliche Kombination dieser Bänder in spektralen Indizes lassen sich vorhandene Merkmale wie Wasser, Vegetation, verbrannte Gebiete oder bebaute Areale voneinander differenzieren. Dies ist möglich durch das unterschiedliche Reflexionsveralten der verschiedenen Oberflächen. In der Index DataBase sind viele bekannte Indizes enthalten, gegliedert nach Satelliten oder dem Anwendungsbereich, die als Grundlage dienen können.

Abbildung 1: NDVI-Index: Biomasse wird in grün dargestellt, offener Boden und bebautes Land in rot

Wie erstelle ich in ArcGIS Pro eigene Indizes?

Indizes lassen sich ganz einfach als Rasterfunktion in ArcGIS Pro speichern. Dafür muss eine neue Funktion über Raster Functions > Create New Template erstellt werden.

Abbildung 2: „Create New Template“ auswählen

Die Grundstruktur ist immer die gleiche: Ein Rasterbild als Input, gefolgt von vier vorgefertigten Rasterfunktionen, die per Drag&Drop in das Template eingefügt und anschließend verbunden werden können:

Abbildung 3: Raster Function Template
  • Raster als Input-Variable
  • Extract Bands: Method: Wavelength, Combination: benötigte Wellenlängen durch Leerzeichen getrennt eingeben (Tipp: Wellenlängen anstatt Bänder verwenden. Die Bandnamen und daraus resultierenden Wellenlängen sind je nach Satelliten unterschiedlich positioniert)
Abbildung 4: Extra Bands, Parameter festlegen
  • Band Arithmetic 1: Method: User Defined; Band Indexes: Formel des Index eingeben; (Hinweis: Abkürzungen B1, B2 stehen für die zuvor in dieser Reihenfolge definierten Wellenlängen)
Abbildung 5: Band Arithmetic, Parameter festlegen
  • Band Arithmetic 2: Method: User Defined; Band Indexes: B1 * 1 + 0
Abbildung 6: Band Arithmetic, Band Index festlegen
  • Stretch: Type: None; Output Minimum: 0; Output Maximum: 255

Der neu definierte Index kann anschließend unter Raster Function > Custom ausgewählt und angewandt werden. Input der Rasterfunktion ist das gewünschte Satellitenbild. Die benötigten Bänder bzw. Wellenlängen werden automatisch ausgewählt und erfordern keine weitere Nutzer-Interaktion.

Indexfunktion in ArcGIS Online bereitstellen

Die Indizes können auch auf ArcGIS Online geteilt werden. Dafür mit Rechtsklick auf die Funktion und Share to Portal klicken. Esri hat bereits einige Indexfunktionen in der Onlinegruppe „ArcGIS Spectral Index Library“ zur Verfügung gestellt. Diese können entweder einzeln heruntergeladen und anschließend in ArcGIS Pro importiert werden oder durch Beitreten in die Gruppe direkt über Catalog > Portal > Groups ausgeführt werden.