Procedimiento de recuperación de la Land Surface Temperture (LST) y el Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) con imágenes de MODIS en ArcGIS

Procedimiento de recuperación de la Land Surface Temperture (LST) y el Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) con imágenes de MODIS en ArcGIS ABRIL 2019 Universitat Politècnica de Catalunya Centre de Política de Sòl i Valoracions Este documento forma parte de una serie de guías para la utilización de imágenes satelitales en los estudios territoriales. Particularmente, este documento presenta el procedimiento para calcular la Land Surface Temperature (LST) y el Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) con imágenes de teledetección de MODIS con las herramientas de ArcGIS. Realización Alan García Haro Arquitecto Máster en Estudios Avanzados en Arquitectura (UPC) ABRIL 2019 Extracción de LST y NDVI de MODIS con ArcGIS Alan García-Haro [email protected] Abril 2019 Contenido Contenido Introducción ArcMap Guardar área de trabajo Recomendaciones generales Crear Geodatabase Agregar datos Preprocesamiento Ajustar proyección de coordenadas Cortar por área de estudio Extracción de datos Land Surface Temperature (LST) Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) Guardar área de trabajo Preparación de archivo de trabajo Contenido Abrir “ArcMap” Contenido Guardar el espacio de trabajo File > Save As… Definir ubicación sencilla Contenido Recomendaciones generales Contenido Crear grupos de capas. Una forma de administrar las capas que se van generando es con grupos. Se pueden hacer grupos de los archivos de procesamiento y otros con las imágenes finales. Contenido 1. Aceptar en la ventana de Map Document Properties… 2. Save (Seguir guardando en cada parte del proceso) NOTA: de aquí en adelante, todos los archivos de salida se guardarán automáticamente en la Geodatabase creada. 1 2 Contenido Insertar imágenes de MODIS y polígono de referencia Preparación de imágenes satelitales Contenido Primero insertar los polígonos de referencia. MODIS se visualiza a 1km-pixel por lo que se recomienda para estudios de mayor escala territorial. 1. Add Data Contenido 1 Agregar imágenes MODIS 1. Add Data 2. Connect to folder 3. Carpeta con archivos MODIS 4. Seleccionar archivo MODIS (.hdf) > Add 12 3 Contenido 4 1. Seleccionar “LST_Day_1km” y “LST_Night_1km” > OK 2. Yes a la creación de pirámides 3. Close a la advertencia de diferencia de coordenadas Contenido 1 2 3 Las imágenes se visualizan en números digitales ajustados para la LST. Para diferenciar día y noche: - Siempre el día mostrará los valores más altos. - El día termina en 0 y la noche en -1 Contenido Desde este punto se puede descartar la utilidad de la imagen al visualizar el día y la noche. NOTA: La imagen del ejemplo no serviría para el estudio de la LST de noche por la falta de información que presentan, pero se utiliza como referencia del proceso. Día Noche Contenido Ajustar coordenadas de imágenes satelitales Preparación de imágenes satelitales Contenido Las imágenes de MODIS están georreferenciadas, pero es necesario ajustar su proyección a la misma de los polígonos de referencia. NOTA: Aunque se pueden agregar ambas imágenes DÍA y NOCHE al mismo tiempo, si la proyección no funciona, se recomienda agregar primero DÍA y procesarla, después NOCHE y procesarla. Contenido Proyectar coordenadas de todas las imágenes de MODIS. Las imágenes deben tener el mismo sistema de coordenadas que el polígono de referencia. 1. Project raster 1 Contenido MODIS ya viene procesado en valores de LST, solo es necesario multiplicar por un factor de ajuste y convertir en Celsius. 1. Raster calculator 1 Contenido Insertar la siguiente fórmula: MODIS * 0.02 - 273.15 1 Contenido 1. Sustituir MODIS con la imagen de MODIS recortada. 2. Definir nombre del archivo de salida. 1 2 Contenido La LST resultante está en grados Celsius (°C), los valores deben estar en valores razonables dependiendo de la zona de estudio y la temporada del año. Editar la visualización. Contenido 1. En Layer Properties ir a Symbology 2. Seleccionar una banda de colores que represente la temperatura. 1 2 Contenido 1. En Layer Properties ir a Display 2. Definir Bilinear interpolation como visualización. 1 2 Contenido Visualización de la LST de DÍA del área de estudio para un día de febrero con una gama de colores rojo-amarillo-azul. Contenido Visualización de la LST de NOCHE del área de estudio para un día de febrero con una gama de colores rojo-amarillo-azul. NOTA: Se debe buscar la imagen más completa posible para el área de estudio. Contenido Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) Extracción de datos de imágenes satelitales Contenido Agregar datos de MODIS MOD13Q1 a ArcMap y seguir los siguientes pasos: 1. Seleccionar “250m_16_DAYS_NDVI” > OK 2. Yes a la creación de pirámides 3. Close a la advertencia de diferencia de coordenadas Contenido 1 2 3 MODIS NDVI 250m 16-day de la RMB NOTA: Algunos autores mencionan que el NDVI de MODIS sobrevalora la calidad de la vegetación densa, se recomienda insertar bandas RED y NIR dentro del mismo archivo HDF y calcular el NDVI manualmente. Contenido