Veröffentlicht am 12. November 2025

swissEO NDVIz

Die Anomalie des «Normalisierten Vegetationsindex» (NDVI) zeigt den Gesundheitszustand der Waldflächen, abgeleitet aus Satellitendaten.

NDVI-Anomalien geben Aufschluss über die Veränderung der Vegetationsvitalität, da aus dem NDVI der Chlorophyllgehalt (das «Grün») der Pflanzen abgeleitet werden kann. Chlorophyll absorbiert rotes Licht, da diese Wellenlänge für die Photosynthese verwendet wird. Je gesünder, meist grüner, die Pflanze, desto höher der Chlorophyllgehalt und desto grösser die Absorption des roten Lichtanteils. Hingegen reflektieren gesunde Pflanzen einen grösseren Teil des nahinfraroten Anteils des Lichtes als dies gestresste oder kranke Pflanzen tun. Aus dem Verhältnis des roten und des nahinfraroten Anteils des Lichtes lässt sich der NDVI berechnen, der bei gesunden Pflanzen höher ist als bei gestressten Pflanzen.

Für die praktische Anwendung werden die gemessenen NDVI-Werte statistisch eingeordnet. Die aktuellen NDVI Werte werden jeweils ins Verhältnis zum Medianwert der Klimareferenzperiode von 1991 bis 2020 gesetzt. Der Z-Score ist ein Mass dafür, wie weit der aktuelle Wert vom Mittelwert, oder in diesem Fall vom Medianwert, entfernt ist. Je grösser der Z-Score, desto extremer die Abweichung und desto seltener kommt dieser Wert vor. Ein positiver Z-Score weist auf eine besonders vitale Vegetation hin, die ein Wachstum und/oder gesteigerte Produktivität aufweist. Ein Z-Score von +2 bedeutet beispielsweise, dass die Vegetation vitaler ist als in 95% der Vergleichsjahre. Ein negativer Z-Score hingegen zeigt reduzierte Vitalität auf, die aufgrund von Bewirtschaftung und/oder natürlichen Störungen (Sturmschäden, Trockenheit, Insektenschäden, etc.) auftritt. Somit kann ein negativer Z-Score sowohl einen Holzschlag, als auch eine verfrühte Herbstverfärbung bedeuten.

Abbildung 1: Zeitlicher Verlauf des NDVI mit jährlichen Höchstwerten im Sommer für die Wälder der Region Franches-Montagnes im Jura. Das Verhältnis eines Wertes zur Klimareferenzperiode 1991-2020 bestimmt die Anomalie (Z-Score). Je grösser die Differenz zwischen dem Messwert eines spezifischen Jahres und dem Medianwert der Klimareferenzperiode, desto grösser der Z-Score. Die Medianwerte der Klimareferenzperiode sind im weiss hinterlegten Bereich zu finden. Ein positiver Z-Score (NDVI Werte im grünen Bereich) bedeutet grünere, vitalere Wälder im Vergleich zu 1991-2020.

Datendarstellung und -verfügbarkeit

Der aktuelle Datensatz kann im Kartenviewer der BGDI via https://map.geo.admin.ch/?layers=ch.swisstopo.swisseo_ndvi_z_v100 angezeigt werden. Im WMS der BGDI kann der Datensatz mittels Nutzung des Layers «ch.swisstopo.swisseo_ndvi_z_v100» dargestellt werden.

Um ältere Datensätze im Kartenviewer des BGDI anzuzeigen, muss eine URL-Parametrisierung vorgenommen werden. Dabei wird <id> im nachfolgenden Link durch das Enddatum der Datenaufnahme im Format «yyyy-mm-ddT235959» (Beispiel: 2023-09-30T235959) ersetzt.

https://map.geo.admin.ch/index.html?layers=WMS||ndvi_z_v100_<id>||https://wms.geo.admin.ch/?item=<id>||ch.swisstopo.swisseo_ndvi_z_v100||1.3.0

Zum Beispiel für den Datensatz von August/September 2023:

https://map.geo.admin.ch/index.html?layers=WMS||ndvi_z_v100_2023-09-30T235959||https://wms.geo.admin.ch/?item=2023-09-30T235959||ch.swisstopo.swisseo_ndvi_z_v100||1.3.0

Weiterführende Informationen

• Technische Details

  • Koordinatensystem: CH1903+ LV95 (EPSG:2056)
  • Auflösung: 10 m
  • Zeitliche Auflösung: Monatlich im Sommer (Juni/Juli, Juli/August, August/September)
  • Datenformat: Cloud Optimized GeoTIFF (COG)
  • Schnittstellen: STAC, WMS
  • Source Code der genutzt wurde für die Herstellung: https://github.com/swisstopo/topo-satromo/

• Produktinhalte

  Das swissEO NDVIz-Produkt enthält sieben Elemente, die alle direkt heruntergeladen werden können:*

  • FOREST-10M: Dieser Raster enthält die NDVI Z-Score-Werte maskiert für die Waldflächen der Schweiz. Auflösung: 10 m. (Vorschau, Musterdaten)
  • PIXELCOUNT-10M: Dieser Raster enthält die Anzahl Datensätze, welche für die Berechnung des NDVI Z-Scores jedes Pixels eingeflossen sind. Auflösung: 10 m. (Musterdaten)
  • FOREST-WARNREGIONS-CSV: CSV-File mit dem durchschnittlichen NDVI Z-Score-Wert und der prozentualen Verfügbarkeit gültiger Werte über den Waldflächen pro Warnregion. (Musterdaten)
  • FOREST-WARNREGIONS-GEOJSON: GeoJSON-File mit dem durchschnittlichen NDVI Z-Score-Wert und der prozentualen Verfügbarkeit gültiger Werte über den Waldflächen pro Warnregion. Ebenfalls enthalten sind die Koordinaten der Warnregionen und deren Bounding Boxes. (Musterdaten)
  • FOREST-WARNREGIONS-PARQUET: Parquet-File mit dem durchschnittlichen NDVI Z-Score-Wert und der prozentualen Verfügbarkeit gültiger Werte über den Waldflächen pro Warnregion. Ebenfalls enthalten sind die Koordinaten der Warnregionen und deren Bounding Boxes. (Musterdaten)
  • METADATA: JSON-Datei mit allen notwendigen Informationen für jedes Element des Produkts. (Musterdaten)
  • THUMBNAIL: Ein verkleinertes JPEG-Bild des NDVI Z-Scores zur schnelleren Vorschau. (Vorschau)

  * Alle Musterdaten und Vorschauen beziehen sich auf das neueste Produktupdate.

• Detaillierte Produktinformation

  Das «swissEO NDVIz»-Produkt basiert auf Fernerkundungsdaten von polumlaufenden Satelliten. Die optischen Daten (Sentinel-2), verarbeitet im «swissEO S2-SR»-Produkt, haben eine räumliche Auflösung von 10 m und decken seit Frühling 2017 ca. alle fünf Tage die gesamte Fläche der Schweiz ab. Für das «swissEO S2-SR»-Produkt werden die mitgelieferten Masken (Wolken- und Terrainschatten) verwendet, wobei alle Wolken und Wolkenschatten maskiert werden. Zudem werden Pixel mit einem Beleuchtungswinkel von über 65° als potenziell problematisch identifiziert und entsprechend maskiert, da hier die Reflexionswerte durch die extreme Schrägbeleuchtung nicht mehr zuverlässig interpretierbar sind.

  Aus dem «swissEO S2-SR»-Produkt wird der NDVI aus dem Verhältnis des roten und des nahinfraroten Anteils des Lichtes berechnet (Tucker, 1979):

  NDVI = (NIR - Red) / (NIR + Red)

  Um die Anomalien der NDVI-Werte betrachten zu können, wird der Z-Score berechnet, wobei das Mittel der Referenzwerte (ref) vom Mittel der Werte einer bestimmten Zeitperiode (current) subtrahiert wird, bevor diese Differenz durch die Standardabweichung dividiert wird (z.B. Meroni et al., 2019). Swisstopo verwendet einen modifizierten Z-Score, der auf den Median- anstatt den Mittelwerten beruht. Des Weiteren wird der Median der absoluten Abweichung (MAD) und eine Konstante anstelle der Standardabweichung verwendet. Der modifizierte Z-Score ist robuster gegen Ausreisserwerte und wird folgendermassen berechnet:

  mod z-score = (NDVI_{current,median} - NDVI_ref,median) * 0.6745 / NDVI_ref,MAD

  Für das «swissEO NDVIz»-Produkt werden die Medianwerte pixelbasiert für jedes 10 m Pixel jeweils über ein zweimonatiges Zeitfenster (z.B. Juni - Juli) berechnet. Je grösser die Variabilität der NDVI-Werte für ein Pixel in diesem zweimonatigen Fenster der Klimareferenzperiode ist, desto weniger fallen schwache Veränderungen ins Gewicht, was sich in einem Z-Score nahe bei null widerspiegelt. Hingegen werden Veränderungen in einem Gebiet mit sehr stabilen Referenzwerten und geringer Variabilität schnell als extrem aufgefasst und mit hohen Z-Scores versehen.

  Da der NDVIz für Waldflächen entwickelt wurde, wird eine entsprechende Maskierung angewendet. Basierend auf den Kategorie 6 (Wälder) der Lebensraumkarte der Schweiz enthält «swissEO NDVIz» nur Werte derjenigen 10 m Pixel, welche vollständig von Wald bedeckt sind. Für das Fürstentum Liechtenstein wurden die entsprechende Kategorie aus dem CLC+Backbone-Datensatz verwendet.

  Dieser Datensatz wurde in Zusammenarbeit mit der Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften der Berner Fachhochschule BFH-HAFL und dem Bundesamt für Umwelt BAFU für waldmonitoring.ch entwickelt. Die Datengrundlage der Vegetationswerte bilden optische Satellitendaten der European Space Agency (ESA – Sentinel-2) für die aktuellen Werte des «swissEO S2-SR»-Produkts und der National Aeronautics and Space Administration (NASA – Landsat 5, 7, 8) für die Werte der Klimareferenzperiode.

• Zusätzliche Informationen zum Inhalt (Englisch)

  • swissEO NVDIz - Additional content info

    PDF401.52 kB30. Oktober 2025

Bezug Rohdaten

Der Bezug der Rohdaten erfolgt über die collection «ch.swisstopo.swisseo_ndvi_z_v100» in der STAC Schnittstelle der BGDI:

• Download Schnittstelle: swissEO NDVIz: NDVI anomaly (admin.ch)
• Download API Dokumentation: REST Interface: Spatial Temporal Asset Catalog API (admin.ch)
• Google Earth Engine: NDVI z-score Image Collection [projects/satromo-prod/assets/col/NDVIz_SWISS]
• Zugriff auf STAC via Python - Einführung (Jupyter Notebook)
• Bildverarbeitung via Python using STAC (Jupyter Notebook)
• Streaming von swissEO Produkten in QGIS

Nutzungsbedingungen

swissEO darf verwendet, verbreitet und zugänglich gemacht werden. Darüber hinaus darf es angereichert und verarbeitet und auch kommerziell genutzt werden. Ein Verweis auf die Quelle ist obligatorisch. Im Falle digitaler oder analoger Darstellungen und Veröffentlichungen sowie im Falle der Verbreitung müssen in jedem Fall folgende Quellenangaben angefügt werden:

© swisstopo, Enthält modifizierte Copernicus Sentinel-Daten [Jahr]

Weitere Informationen zu den Nutzungsbedingungen finden Sie auf der Nutzungsbedingungen-Webseite.