بررسی جامع شاخص ساخت و ساز تفاضلی نرمال شده (NDBI)

شاخص ها در سنجش از دور

در یک جمله ساده می توان گفت "شاخص ها، فرمول های ریاضی هستند که با هدف بارز کردن یک پدیده خاص در سطح زمین استفاده می شوند". این تعریف کلی می تواند کمی گیج کننده باید. در ادامه به بررسی جامع شاخص ndbi خواهیم پرداخت. اما قبل از شروع بحث شاخص تفاضلی نرمال شده ساخت و ساز، شما باید به دو مبحث تسلط کافی داشته باشید. اول مبحث تصویر ماهواره ای چیست، که در فیلم آموزشی بالا در مورد آن صحبت کردیم. دوم مبحث شاخص های تفاضلی نرمال شده چیست (لینک در پایین).

پست های مشابه:

• شاخص طیفی در سنجش از دور
• ndvi
• ndwi

سرفصل های این پست:

1. تعریف ndbi
2. بررسی عملکرد شاخص ndbi
3. نحوه استفاده
4. استفاده در سنجنده های مختلف

 

NDBI چیست ؟

کلمه NDBI که مخفف عبارت Normalized Difference Built-up Index می باشد، یکی از شاخص های تفاضلی نرمال شده است که برای بارزسازی و تشخیص منتطقه شهری و مسکونی استفاده می شود. از این شاخص می توان برای بررسی رشد و گسترش یک منطقه مسکونی و یا به عبارت دیگر بررسی ساخت و ساز های انجام شده در یک بازه زمانی استفاده کرد.

همانطور که عنوان شده، شاخص ndbi یکی از شاخص های تفاضلی نرمال شده می باشد. فرمول استفاده از این شاخص بر اساس عبارت زیر می باشد.

( Bx + By ) / (Bx - By)

 

اگر بخواهی این فرمول را به زبانی قابل فهم تر بیان کنیم، باید ابتدا به مباحث باند بازتابی و باند جذبی آشننا باشید (بررسی شده در پست شاخص های طیفی). در صورتی که با این عبارات آشنایی داشته باشید می توانید عبارت زیر که به نوعی ترجمه شده فرمول بالا است را درک کنید.

(باند جذبی + باند بازتابی) / (باند جذبی - باند بازتابی)

 

محاسبه شاخص NDBI

برای درک بهتر شاخص تفاصلی نرمال شده ساخت و ساز  ابتدا باید به نمودار طیفی مواد ساخته شده دست انسان دقت کنید. هر چند تمام مواد رفتار طیفی یکسانی ندارند، اما برای بارزسازی منطقه مسکونی عموما از نمودار طیفی زیر استفاده می شود.

برای استفاده از شاخص مورد نظر باید در نمودار طیفی آن باندهای بازتابی و جذبی را مشخص کنیم. واضح است که منطقه شهری در باند nir یک جذب و در باند swir یک بازتاب شدید را نشان می دهد. با ساتفاده از این باندها می توان شاخص تفاضلی نرمال شده را برای منطقه مسکونی (urban) بازنویسی کرد. با جایگزاری باندهای بازتابی و جذبی در فرمول یاد شده می توانیم به فرمول زیر برسیم:

NDBI = (SWIR - NIR) / (SWIR + NIR)

 

باید دقت کنید که خروجی شاخص تفاضلی ساخت و ساز نرمال شده عددی بین مثبت یک تا منفی یک خواهد بود. هرچه عددی خروجی پیکسل به مثبت یک نزدیکتر باشد پیکسل خروجی سفید تر و به معنی وجود پوشش شهری یا منطقه مسکونی می باشد. در جدول زیر مزابقت هر رنج عددی آورده شده است.

جدول مطابقت رنج های عددی ndbi

رنج عددی	مطابقت
-1  _  -0.5	آب کدر
-0.5  _  -0.01	آب تمیز
-0.01  _  0.49	ساخته شده جزئی
0.49  _  1	ساخته شده عمده

 

در تصاویر زیر نمونه هایی از خروجی این شاخص آورده شده است.

 

شاخص تفاضلی نرمال شده ساخت و سازدر سنجنده ها

درحال تکمیل