Cálculo de índice NDBI para análisis urbanísticos

El NDBI o Índice de Diferencia Normalizada Edificada permite llevar a cabo la estimación de zonas con superficies edificadas o en desarrollo de construcción frente a las habituales zonas naturalizadas con vegetación o desnudas. El índice NDBI, junto a otros como el índice NDVI y el índice UI son una vía de análisis territorial en estudios urbanísticos, infraestructuras y la comparación de la evolución de las urbes en el tiempo.

Cálculo de índice NDBI para análisis urbanisticos

Ya sea mediante álgebra de mapas o a través de los convencionales análisis con programas como LEOWorks y SNAP o SIG de escritorio, podremos analizar los valores de píxel para obtener el indicador NDBI resultante y su degradado. El cálculo del índice NDBI requiere de las bandas de análisis del infrarrojo a través de las bandas SWIR y NIR (11 y 8, por ejemplo, para Sentinel 2). Podremos obtener el indicador con la sencilla relación:

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

Las zonas urbanizadas saltarán a la palestra pudiendo discriminarlas respecto al resto del territorio o establecer comparativas de diversos momentos temporales para identificar las zonas de expansión periferica de las ciudades.

Cálculo de índice NDBI, NDVI y UI para análisis de crecimiento urbano

Al igual que en índices análogos (como el NDWI o el NDVI) el intervalo de valores resultantes oscila entre -1 y 1, donde aquellos valores de tendencia negativa indican presencia de zonas con vegetación. Valores intermedios comienzan a determinar zonas desnudas, cultivos en crecimiento o zonas o en fase de construcción a medida que adquieren valores de tendencia positivos elevados para indicar zonas territoriales con coberturas de suelo edificadas o infraestructuras antrópicas. La reclasificación supervisada de los valores de píxel nos ayudarán a dejar al descubierto los territorios de análisis e identificar zonas de vegetación, zonas desnudas y zonas edificadas pudiendo localizar los núcleos urbanos e infraestructuras antrópicas como carreteras y autovías o aeropuertos.

Cómo calcular el índice NDBI de crecimiento urbano
NDBI para la ciudad de Madrid a partir de imágenes Sentinel 2

El UI o Urban Index de Kawamura tambiénnos permitirá obtener mapas análogos incorporando la banda VNIR en nuestra relación:

UI= (SWIR-VNIR)/ (SWIR+VNIR)

Junto al NDBI y el UI podemos recurrir a herramientas análogas. El índice NDVI nos permitirá trabajar de manera inversa para identificar las tradicionales zonas de vegetación habitualmente empleado en temas de agricultura de precisión. Gracias a la sensibilidad de la vegetación dentro del infrarrojo cercano podremos trabajar con las bandas NIR y RED a través de la siguiente relación y discriminar de manera específica las zonas con vegetación territorial.

NDVI = (NIR – RED) / (NIR + RED)

2 comentarios en “Cálculo de índice NDBI para análisis urbanísticos

  1. Hola, buenas tardes,
    tengo una duda:
    Según mi opinión, las operaciones algebraicas entre bandas, como los índices mencionados arriba y otros de mapeo de minerales, parten del supuesto de que el dominio de los valores de los ND son enteros entre 0 y 255 o sea de un Byte.
    Pero cuando la imagen está en reales en valores de radiancia o valores de reflectancia he tenido dificultades para interpretar los resultados de las operaciones algebraicas.
    No tengo seguridad en interpretar que, por ejemplo, valores mayores de 0.5 de NDVI indican vegetación.
    He intentado llevar los valores de nuevo a rangos entre 0 y 255 pero en ese caso, ¿cuáles son los valores que deben tomarse como mínimo y máximo? ¿los mínimos y máximos de cada banda? ¿o el mínimo y máximo de todas las bandas? ¿o el mínimo y máximo teórico dada la magnitud en la que está expresado el ND?
    Por favor, alguien que haya resuelto esta cuestión, ¿podría indicarme cómo lo resolvió?
    Desde ya, muy agradecido por la atención que le brindan a este mensaje
    Cordialmente
    Osvaldo Campanella

    1. Hola Osvaldo
      Tiene pinta de que estás trabajando con la composición final de una imagen RGB. De ahí que tengas valores de 0 a 255. Normalmente los índices terminan generando un archivo multibanda con valores diversos. No sé qué procedimiento empleas para generar tu NDVI, pero si estás viendo valores de 0 a 255 es porque has compuesto finalmente una imagen a color formada por 3 bandas. El NDVI se saca con generndi una banda resultante para trabajar con valores originales. Trabajar con una imagen de 3 bandas es dificil establecer equivalencias de -1 a 1 entre 0 y 255.

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