Bild

Mit Hilfe von spektralen Indizes können Sachverhalte in Fernerkundungsdaten hervorgehoben oder erst sichtbar gemacht werden. Auf ArcGIS Online finden Esri Nutzer eine ganze Reihe von einfach verwendbaren Indizes. In diesem Artikel beschreibt unsere Gastautorin Magdalena Halbgewachs, EAGLE Master-Studentin an der Universität Würzburg, das Potential von Indizes und ihre Anwendung.

In ArcGIS Online kann über die „Spectral Index Library“ auf verschiedene Rasterfunktionsvorlagen für spektrale Indizes zugegriffen werden. Multispektrale Satellitenbilder enthalten mehrere Bänder über spektrale Wellenlängenbereiche. Durch die unterschiedliche Kombination dieser Bänder lassen sich für das menschliche Auge scheinbar unsichtbare Dinge sichtbar machen.

Dies beruht auf der Tatsache, dass verschiedene Oberflächen unterschiedliche Reflexionsverhalten aufweisen. Gesunde Vegetation beispielsweise reflektiert im roten Bereich des sichtbaren Lichts relativ wenig Strahlung, im nahen Infrarot-Bereich hingegen viel. Die unterschiedlichen Reflexionsverhalten lassen sich anhand von definierten Indizes als RGB-Bild darstellen.

Für einige Indizes werden in der Library zwei verschiedene Vorlagen zur Verfügung gestellt: Die Visual-Vorlage gibt ein Farbspektrum aus, welches allein zur visuellen Bestimmung geeignet ist. Die Analytic-Vorlage berechnet ein Single-Band-Bild mit den Werten -1 bis 1. Diese ist für weiterführende Analysen und zur Bestimmung von Zuständen bestimmter Landschaftsformen sinnvoll.

Abbildung 1: NDSI: Gletscher und Schnee erscheinen blau, Vegetation und Gestein in grün

Auf welche Daten sind die Indizes anwendbar?

Alle Spektralindizes können auf lokal gespeicherte, multispektrale Satellitendaten oder auf Bilder aus einem Bilddienst angewendet werden. Welche Aufnahmen genau geeignet sind, steht in der jeweiligen Indexbeschreibung. Landsat 8 und Sentinel-2 sind dabei am häufigsten vertreten.

Aber auch die Daten von Quickbird, IKONOS, Geoeye-1 oder Pleiades-1 sind oft verwendbar. In der Beschreibung wird außerdem näher auf die spezifische Verwendung eingegangen.

Überwiegend sind diese Indizes für die Bestimmung von Vegetationsformen (Zustand, Brandherde, Wassergehalt in den Blättern) geeignet, aber es können auch bebaute Areale oder Wasserflächen identifiziert werden.

Abbildung 2: NDVI: Die Vegetation wird in grün dargestellt, bebaute Areale oder Ackerflächen in rot

Wie wende ich die Indizes an?

Die Funktionsbibliothek ist über die öffentliche ArcGIS Online Gruppe „ArcGIS Spectral Index Library“ zugänglich. In ArcGIS Pro oder im Map Viewer im ArcGIS Enterprise Portal können die Indizes einfach über Portal > Gruppen erreicht und angewendet werden. Voraussetzung ist, dass Sie der Gruppe in ArcGIS Online beigetreten sind. Dazu folgen Sie einfach dem Link und klicken im rechten Fensterbereich auf „Dieser Gruppe beitreten“.

Durch den unkomplizierten Zugang ist die Anwendung auch für Laien problemlos möglich. Input der Indexfunktion ist das gewünschte Satellitenbild. Die benötigten Bänder bzw. Wellenlängen werden automatisch ausgewählt und erfordern keine Nutzer-Interaktion oder weiterführende Kenntnisse.