El NDVI se estanca apenas el bosque se pone denso; el GNDVI sigue moviéndose cuando el primero ya no tiene nada más que decir. Esa diferencia fue la razón completa por la que terminé comparando estos dos índices de vegetación en RStudio, con las mismas bandas de Sentinel-2 puestas una al lado de la otra sobre el bosque valdiviano que se ve desde la ventana de mi departamento en el centro de Valdivia. No hace falta ser ingeniera forestal ni programadora para notar la diferencia: solo hay que saber dónde mirar.
Antes de llegar a esa comparación probé el camino largo, que fue leer artículos científicos sobre teledetección para entender bien por qué un índice se satura y el otro no. Duré poco. El vocabulario técnico me bloqueó por completo, entre tantas siglas y fórmulas sin contexto, y terminé cerrando las pestañas sin haber entendido casi nada. Lo que sí funcionó fue otra cosa, bastante menos elegante: abrir RStudio, cargar las mismas bandas con los dos índices y mirar los resultados uno junto al otro hasta que la diferencia se explicara sola. Llevo dos años metida en esto por mi cuenta, los fines de semana, y ese método, comparar antes que leer teoría, sigue siendo el que más me sirve.
Dónde se traba el NDVI en un bosque denso
El NDVI compara la banda roja con la infrarroja cercana, y funciona perfecto mientras la vegetación no sea demasiada. El problema aparece en sitios como el bosque nativo que bordea el Faro de Niebla, donde los árboles crecen unos encima de otros y casi no queda suelo visible entre las copas. Ahí la banda roja llega a un techo, el índice se queda pegado arriba, y un mapa de esa zona termina pareciendo una sola mancha verde oscura, sin matices entre un árbol que recién está brotando y uno que lleva décadas en el mismo lugar.
Fue justo ahí donde empecé a sospechar que necesitaba otra herramienta. Buscando alternativas encontré el GNDVI, que cambia la banda roja por la verde dentro de la misma resta normalizada. La idea es simple de seguir aunque una no sepa de física óptica: al mirar otra parte del espectro, el índice no choca con el mismo techo y sigue mostrando diferencias incluso cuando la vegetación ya está en su punto más denso.
Cargar las bandas verde, roja e infrarroja en RStudio
Para hacer la comparación en la práctica hacen falta tres bandas de una misma imagen Sentinel-2: la verde, la roja y la infrarroja cercana, cargadas como objetos raster con el paquete terra, que reemplazó al antiguo paquete raster y corre bastante más rápido. Si te marea como a mí encontrar qué carpeta tiene guardada cada banda, dejé apuntado lo que aprendí organizando mis scripts de R, que evita perder media hora buscando dónde quedó el infrarrojo. Antes de calcular nada hay que dejar las proyecciones cuadradas entre capas y limpiar las nubes si la imagen trae parches nublados, porque cualquiera de las dos cosas mal hecha mete ruido que no tiene nada que ver con la vegetación real.
Todo esto lo hago en el escritorio de madera de mi pieza, en un departamento del centro de Valdivia, con un monitor externo que me prestaron hace tiempo y que ya doy por mío. La ventana da al patio interior y en invierno se empaña tanto que dejo de mirar para afuera mientras espero que algo cargue. Con la imagen completa de este ejercicio, que pesaba casi ochocientos megas, el ventilador del notebook se puso a aullar como si fuera a despegar, y el té que tenía al lado del trackpad ya estaba frío antes de que terminara de procesar.
Le mostré el avance a Raimundo Saavedra, un conocido del grupo de senderismo que anda siempre con la cámara fotografiando hongos por los senderos cerca del Faro de Niebla. Tiene una paciencia infinita para esperar horas a que aparezca el hongo que busca, pero apenas vio la pantalla llena de código se puso nervioso y me preguntó si de verdad hacía falta tanto paso solo para ver un mapa verde.
Dos fórmulas que comparten casi todo menos el color
La fórmula del NDVI es (infrarrojo menos rojo) dividido por (infrarrojo más rojo), usando las bandas B8 y B4 de Sentinel-2. La del GNDVI cambia un solo término: (infrarrojo menos verde) dividido por (infrarrojo más verde), con la banda B3 en lugar de la B4. Es la misma resta normalizada, solo que mirando otra ventana del espectro. Anotado en la libreta que tengo junto al teclado parece una diferencia menor, pero cambia por completo lo que el mapa final termina mostrando.
Cuándo conviene usar GNDVI en lugar de NDVI
Puesta en la práctica, la respuesta depende de qué tan cargado esté el dosel. Cerca del faro, donde el bosque nativo es denso y maduro, el NDVI mostraba una mancha casi uniforme sobre el cerro, mientras que el GNDVI distinguía los renovales de canelo de los coigües más viejos, algo que en el primer mapa era imposible de separar. En zonas más abiertas, con vegetación rala o en los bordes de claros, esa ventaja casi desaparece, y ahí vale más la pena revisar cómo calcular el índice de vegetación MSAVI, pensado justo para suelos con poca densidad de plantas.
Le mandé una captura a mi hermana esa misma tarde y le expliqué qué significaba cada tono de verde sin mirar ni una sola de mis notas, algo que meses atrás me habría tomado media hora de repasar apuntes. Isidora Moya, una compañera de este mismo camino autodidacta que conocí por YouTube y que estudia biología en Concepción, me escribió después preguntando justo eso: si para su tesis le convenía cambiarse al GNDVI. Le respondí que solo si su zona de estudio tenía la vegetación tan cerrada como la mía, porque en sitios con menos biomasa el cambio casi no se nota. Ella anota todo en un cuaderno físico y después lo escanea, así que esa respuesta seguro ya quedó guardada en alguna página con su letra apretada.
Si tengo que resumir la decisión en una frase: uso NDVI como primera pasada casi siempre, porque es rápido y todo el mundo lo entiende, y cambio a GNDVI solo cuando el bosque que estoy mirando ya está tan cargado de hojas que el primero deja de decirme algo nuevo. Buscar esa segunda opción, en vez de quedarme con el índice que aprendí primero, es lo que permite mejorar tus mapas de bosque cuando el paisaje que quieres entender no se deja leer con una sola fórmula. No hay un índice mejor en abstracto: hay uno que sirve mejor para lo que tienes enfrente.