Was ist ein Vegetationsindex?
Was ist ein Vegetationsindex?
Ein Vegetationsindex ist eine Zahl, berechnet aus Satellitenreflexionsdaten, die den Zustand der Vegetation am Boden zusammenfasst. Statt sich Rohlichtwerte anzusehen (die schwer zu interpretieren sind und mit Sonnenstand, Dunst und Sensorkalibrierung variieren), kombiniert ein Index bestimmte Lichtbänder zu einer einzelnen Zahl, die direkt mit dem korreliert, was einen Landwirt interessiert: wie grün, wie dicht, wie feucht oder wie gut ernährt die Laubwand ist.
Der bekannteste ist NDVI — aber NDVI ist einer von vielen, jeder auf einen anderen Aspekt der Pflanzengesundheit abgestimmt und jeder mit eigenen Stärken und Schwachstellen.
Wie Satelliten Vegetation messen
Jeder Vegetationsindex ist eine Formel, die zwei oder mehr Bänder der Satellitenreflexion nimmt und eine Zahl produziert, typischerweise zwischen −1 und 1. Die Bänder werden danach ausgewählt, was sie offenbaren:
- Rotes Licht — von Chlorophyll absorbiert. Gesunde Blätter absorbieren es; gestresste Blätter reflektieren mehr.
- Nahes Infrarot (NIR) — stark von gesunder Blattzellstruktur reflektiert. Gestresste oder spärliche Laubwände reflektieren weniger.
- Kurzwelliges Infrarot (SWIR) — von Wasser im Blatt absorbiert. Trockene Blätter reflektieren mehr.
- Red-Edge — ein schmales Übergangsband, empfindlich für Chlorophyllkonzentration; verschiebt sich mit dem Stickstoffstatus.
- Grün — von Wasseroberflächen reflektiert; wird zur Wasserflächenerkennung verwendet.
Die Indizes kombinieren diese Bänder als Verhältnisse (so dass das Ergebnis unabhängig von der Szenenhelligkeit ist) oder als komplexere Formeln mit Korrekturfaktoren für Boden, Atmosphäre oder Laubwandstruktur. Die entscheidende Erkenntnis: Ein Verhältnis kürzt die Rohhelligkeit des Bildes heraus, so dass der Index dasselbe bedeutet, egal ob die Szene an einem hellen oder dunstigen Tag aufgenommen wurde.
Gängige Indizes auf einen Blick
| Index | Misst | Am besten für | Mehr erfahren |
|---|---|---|---|
| NDVI | Laubwandgrünheit und -dichte | Allgemeine Gesundheitsüberwachung, die meisten Kulturen | Was ist NDVI? → |
| EVI | Dichtelaubwand-Biomasse | Hochbiomasse-Kulturen, tropischer Wald, dunstige Regionen | Was ist EVI? → |
| SAVI | Spärliche Laubwandvegetation (bodenkorrigiert) | Junge Kulturen, arides Land, Frühwachstum | Was ist SAVI? → |
| MSAVI2 | Spärliche Laubwandvegetation (selbstanpassend) | Heterogene Felder, sehr spärliche Bedeckung | Was ist MSAVI2? → |
| NDMI | Blattwassergehalt | Dürreüberwachung, Bewässerung, Brandrisiko | Was ist NDMI? → |
| NDWI | Oberflächenwasserflächen | Hochwasserkartierung, Drainage, Reisfelder | Was ist NDWI? → |
| NDRE | Chlorophyll / Stickstoffstatus | Variable Stickstoffdüngung, Mittel-/Spätsaison | Was ist NDRE? → |
| NBR | Brennstoffzustand / Brandschwere | Brandrisiko und Schadensbewertung nach Bränden | Was ist NBR? → |
Den richtigen Index auswählen
Die meisten Überwachungen beginnen mit NDVI — es ist die universelle Basis. Von dort aus fügen Sie Indizes basierend auf Ihrer Frage hinzu:
- „Ist die Laubwand dicht genug?” → NDVI, und wechseln Sie zu EVI, wenn es sättigt
- „Ist die Kultur gut bewässert?” → NDMI (Wasserstress erscheint hier vor NDVI)
- „Ist die Kultur gut ernährt (Stickstoff)?” → NDRE (Chlorophyll, nicht nur Biomasse)
- „Entwickelt sich die junge Kultur richtig?” → SAVI oder MSAVI2 (bodenkorrigiert)
- „Gibt es stehendes Wasser auf meinem Feld?” → NDWI (Oberflächenwassererkennung)
- „Ist mein Land brandgefährdet?” → NBR und NDMI (Brennstoffzustand + Feuchtigkeit)
- „Wie stark hat das Feuer gebrannt?” → dNBR (differenzierter NBR, vor vs. nach)
Kein einzelner Index beantwortet jede Frage. Die besten Berichte kombinieren mehrere und interpretieren sie zusammen. Und vertrauen Sie niemals einer einzelnen Satelliten-Momentaufnahme — Wolkendecke kann ein gesundes Feld sterbend aussehen lassen. Ein vertrauenswürdiges System verwendet wolkenmaskierte Bilder, betrachtet Trends über mehrere Daten, vergleicht mit der saisonalen Historie und sagt Ihnen, wann die Daten unzuverlässig sind.
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Häufig gestellte Fragen
Was ist der am häufigsten verwendete Vegetationsindex?
NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) ist der am weitesten verbreitete. Er misst Laubwandgrünheit und -dichte aus dem Verhältnis von Nahinfrarot- und Rotreflexion. Er ist einfach, universell und ein ausgezeichneter Standard — aber er sättigt bei dichten Laubwänden und misst nicht direkt Wasser oder Stickstoff. Die anderen Indizes decken diese Lücken ab.
Können Vegetationsindizes Pflanzenkrankheiten erkennen?
Indirekt. Krankheit verursacht Stress, den Indizes als Abfall von Chlorophyll, Feuchtigkeit oder Laubwanddichte erkennen können. NDVI, NDRE und NDMI können alle vor dem Auftreten sichtbarer Symptome sinken. Aber kein Satellitenindex kann den spezifischen Erreger identifizieren — er sagt Ihnen, wo und wann Stress auftritt, nicht was ihn verursacht hat. Das Begehen des Feldes bleibt für die Diagnose unerlässlich.
Von welchem Satelliten stammen Vegetationsindizes?
Für die landwirtschaftliche Überwachung ist die häufigste Quelle Sentinel-2 — zwei Satelliten (Sentinel-2A und 2B), betrieben von der Europäischen Weltraumorganisation, die jeden Punkt der Erde alle fünf Tage mit 10–20 m Auflösung fotografieren. Die Daten sind kostenlos und öffentlich verfügbar. Landsat (NASA) wird ebenfalls verwendet, allerdings mit geringerer Wiederkehrfrequenz. AgroReports nutzt Sentinel-2 wegen seiner 5-tägigen Wiederkehr und 10 m Auflösung.