Raster Calculator QGIS: Rumus Teruji dan 4 Jebakan Senyap

Buka Raster Calculator QGIS dari Raster > Raster Calculator (atau dari Processing Toolbox). Untuk NDVI Sentinel-2, pakai ("B08@1" - "B04@1") / ("B08@1" + "B04@1"): kalkulator di menu otomatis menghitung dalam Float32. Waspadai kalkulator GDAL yang membuat bilangan bulat tak bertanda "melingkar", mask * yang menulis 0 alih-alih nodata, dan alat slope yang rusak pada grid berderajat.

Saya menguji semua itu pada 7 November 2026 di QGIS 3.44.15, pada jendela 5 km kali 5 km berupa lahan pertanian berbukit di selatan Machado, Minas Gerais, Brasil (2.500 ha, 250.000 piksel beresolusi 10 m di UTM 23S, EPSG:32723). Saya memakai scene Sentinel-2 L2A tanggal 3 November 2026 dan DEM Copernicus GLO-30 30 m, lalu mengecek setiap hasil terhadap referensi numpy floating-point 64-bit di luar QGIS.

Apa itu Raster Calculator QGIS, dan yang mana yang Anda buka?

Raster calculator mengevaluasi ekspresi matematika atau boolean piksel demi piksel pada satu atau beberapa band raster, lalu menulis grid baru. Di QGIS, Anda menyebut band sebagai "layername@band" (misalnya "B08@1" untuk band 1 dari layer B08), menggabungkan band dengan +, -, *, /, <, >, AND, OR atau if(condition, true, false), lalu menulis hasilnya ke GeoTIFF atau ke layer virtual di memori.

Yang sering membingungkan, QGIS punya lima alat bernama "Raster calculator", dan tidak semuanya memakai mesin yang sama. Empat memakai parser ekspresi bawaan QGIS dan menghitung dalam floating point. Yang versi GDAL (di baliknya gdal_calc.py) memakai variabel huruf A/B/C dan mengevaluasi ekspresi numpy dalam tipe data asli band input.

Kalau Anda hanya ingin rumus yang langsung jalan tanpa mengubah tipe data, pakai Raster > Raster Calculator dari menu atas, atau Raster calculator pertama di grup QGIS bawaan pada Processing.

Langkah demi langkah: menghitung NDVI di Raster Calculator QGIS

Kalau Anda perlu band Sentinel-2 dulu, panduan kami tentang cara mengunduh citra Sentinel-2 di QGIS membahas jalur lewat katalog STAC. Setelah band B04 (merah, 10 m) dan B08 (inframerah dekat, 10 m) ada di panel Layers, menghitung apa yang diukur NDVI cukup empat langkah.

("B08@1" - "B04@1") / ("B08@1" + "B04@1")

Berikut dialognya tepat sebelum mengklik OK, dengan extent diambil dari B08:

Setelah diberi gaya RdYlGn, vegetasi rapat di sekitar Machado tampil hijau tua, tanah terbuka dan jalan tampil merah, dan 703 piksel tempat merah mengalahkan inframerah dekat (air dan titik gelap) bernilai negatif. Rata-rata NDVI di seluruh jendela adalah 0.727. Kalau kanopi Anda cukup rapat sampai NDVI jenuh, atau menyisakan tanah terbuka di antara barisan tanaman, lihat bagaimana rumusnya berubah dalam perbandingan kami tentang NDVI vs EVI, SAVI dan NDRE.

Kumpulan rumus Raster Calculator QGIS

Setiap ekspresi di bawah dijalankan di QGIS 3.44.15 (QgsRasterCalculator) pada dataset Machado dan dicek piksel demi piksel terhadap numpy. Salin sintaksnya dengan tanda kutip ganda di sekitar "layer@band".

Empat jebakan senyap yang menghasilkan angka salah (dan cara mengenalinya)

Tak satu pun dari empat kegagalan di bawah memunculkan peringatan di QGIS. Masing-masing selesai, menambahkan layer ke proyek Anda, dan memberi angka yang tampak masuk akal sampai Anda mengeceknya.

1. GDAL Raster Calculator membuat bilangan bulat tak bertanda melingkar pada NDVI negatif

Raster Calculator bawaan QGIS tidak pernah terkena bug pembagian bilangan bulat pada band Sentinel-2, tetapi GDAL Raster calculator di Processing (gdal:rastercalculator) mengevaluasi (A-B)/(A+B) dalam tipe data numpy asli file input dan merusak setiap piksel yang nilai Red-nya lebih tinggi dari NIR.

Band Sentinel-2 Level-2A dikirim sebagai bilangan bulat 16-bit tak bertanda (uint16). Di jendela 250.000 piksel kami, 703 piksel (0,28%, air dan titik gelap) punya B04 lebih besar dari B08. Saat gdal:rastercalculator mengurangkan B04 dari B08 dalam uint16, hasil negatifnya melingkar di 65.536, dan alat ini menulis 703 piksel itu ke file Float32 dengan nilai antara 0 dan 126.7 alih-alih NDVI negatif.

Kalau Anda memakai kalkulator GDAL, ubah tipenya di dalam ekspresi dengan (A.astype(numpy.float32)-B)/(A+B) (yang menurunkan piksel salah menjadi 0 dalam uji kami), atau pakai Raster Calculator bawaan QGIS saja. Dan jangan pernah mengatur tipe output GDAL ke Int16 atau Byte untuk sebuah indeks: memaksa Int16 membulatkan 249.973 dari 250.000 piksel kami (99,99%) menjadi hanya -1, 0 atau 1.

2. Mengalikan dengan kondisi (*) menulis 0, bukan nodata, dan menurunkan rata-rata

Mengalikan raster dengan kondisi boolean seperti ("ndvi@1" > 0.3) * "ndvi@1" membuat setiap piksel yang dikecualikan bernilai 0, bukan nodata, sehingga rata-rata NDVI area yang dipertahankan turun dari 0.753 ke 0.719.

Manual resmi QGIS mengajarkan ("elevation@1" >= 0) * "elevation@1" sebagai cara standar untuk me-mask raster. Pada layer NDVI Machado kami, 11,343 piksel bernilai 0.3 atau kurang. Saat Anda mengalikan dengan ("ndvi@1" > 0.3), ke-11,343 piksel itu ditulis sebagai angka valid 0.0, jadi statistik layer tetap menghitung 250.000 piksel dan memasukkan 11,343 nol ke setiap rata-rata, histogram, dan statistik zonal yang Anda jalankan berikutnya.

Untuk menulis nodata sungguhan dalam satu langkah, bagi dengan kondisi alih-alih mengalikan: "ndvi@1" / ("ndvi@1" > 0.3). Saat kondisinya benar (1), nilainya tidak berubah; saat salah (0), pembagian dengan nol menghasilkan nodata.

3. Menjalankan Slope pada DEM berderajat sebelum kalkulator menandai 100% peta Anda sebagai curam

Menjalankan alat Slope QGIS dengan pengaturan default pada DEM geografis (seperti Copernicus GLO-30 di EPSG:4326) sebelum memberi ambang "slope@1" > 15 menandai 100% lahan berbukit kami lebih curam dari 15 derajat, dengan rata-rata slope 89.99 derajat, padahal angka sebenarnya setelah di-warp ke UTM adalah 32.61%.

Copernicus GLO-30 dan DEM global gratis lainnya (lihat panduan kami tentang unduhan DEM gratis di QGIS) datang dalam derajat geografis (EPSG:4326) dengan elevasi dalam meter. Dengan Z factor default, alat Slope membaca kenaikan dalam meter terhadap langkah horizontal 0.000278 (lebar satu piksel dalam derajat), sehingga setiap lereng bukit tampak seperti tebing vertikal.

Bahkan jalan pintas skala 111120 meter per derajat meleset satu poin persentase penuh (31.61% vs 32.61%), karena pada 22°LS satu derajat bujur kira-kira 7% lebih pendek dari satu derajat lintang (cos 22° = 0.93). Selalu warp DEM Anda ke zona UTM setempat (Raster > Projections > Warp (Reproject), resampling bilinear, dan atur nilai nodata -9999 agar tepinya tidak memunculkan slope palsu 87°) sebelum menjalankan Slope dan Raster Calculator.

4. Mengurangi offset +1000 Sentinel-2 tanpa mengecek scene merusak 90,6% piksel

Mengurangi 1000 dari band Sentinel-2 L2A kami sebelum menghitung NDVI mendorong 226,413 dari 250,000 piksel (90,6%) keluar dari rentang valid [-1, 1], dengan nilai dari -1273 sampai 1217 dan rata-rata 1.39 alih-alih 0.727.

Processing baseline Sentinel-2 04.00 dari ESA dan versi sesudahnya menambahkan offset digital number +1000 agar piksel gelap tidak terpotong di nol, dan metadata STAC mencantumkan scale: 0.0001 dan offset: -0.1. Tetapi saat Anda mengambil Cloud-Optimized GeoTIFF dari Earth Search STAC API (seperti yang kami lakukan untuk scene S2A_23KLR_20261103_0_L2A, baseline 05.13), penyedia sudah menggeser nilainya dan mengisi earthsearch:boa_offset_applied: true di metadata item.

Di file B04 kami, 226,773 dari 250,000 piksel (90,7%) punya digital number mentah di bawah 1000 (minimum 59, median 491). Cek nilai minimum B04 di Layer Properties > Information sebelum menyentuh rumus: kalau piksel gelap ada di sekitar 50 sampai 300, offset sudah dihapus dan (B08 - B04) / (B08 + B04) mentah sudah tepat (pembagian dengan faktor skala 10,000 saling meniadakan dalam rasio). Kurangi 1000 hanya kalau piksel langit cerah tergelap Anda ada di atas 1000.

Bonus: arti sebenarnya "Expression valid" dan bilah error merah generik

Dua perilaku lain di Raster > Raster Calculator banyak membuang waktu debugging:

• Resolusi campuran pada grid kasar tidak dirata-rata. Saat Anda menggabungkan band 10 m (B08) dan band 20 m (B11), kalkulator bawaan melakukan resampling langsung dengan nearest neighbour (kalkulator GDAL langsung berhenti dengan Error! Dimensions of file ... (250, 250) are different from other files (500, 500). Cannot proceed). Pada grid output 10 m, mengulang setiap piksel 20 m menjadi 2 kali 2 berjalan mulus. Pada grid output 20 m, kalkulator tidak merata-rata empat piksel 10 m: di 62,250 dari 62,500 sel, ia hanya mengambil piksel 10 m kanan atas dari setiap blok 2 kali 2, dengan selisih hingga 0.71 dari rata-rata 4 piksel pada (B08 - B11) / (B08 + B11).
• "Expression valid" hanya mengecek sintaks, bukan nama band. Kalau Anda menyisakan operator di akhir seperti "B08@1" /, dialog menangkapnya (Expression invalid, tombol OK menjadi abu-abu).

Tetapi kalau Anda mengetik layer atau band yang tidak ada di proyek (seperti "B04@2" atau "B02@1" saat B02 belum dimuat), labelnya tetap berbunyi Expression valid. Saat Anda mengklik OK, QGIS menulis GeoTIFF 500 kali 500 yang 100% berisi nodata, tidak menambahkan apa pun ke peta, dan menampilkan satu banner merah: Raster calculator: An error occurred while performing the calculation. Setiap kali melihat banner itu, cek setiap nama "layer@band" terhadap daftar Raster Bands.

Melewati dialog: menjalankan perhitungan raster dengan meminta agen AI di QGIS

Kami membuat AI Agent, jadi bagian ini membahas plugin kami sendiri. Plugin ini menambahkan panel chat di dalam QGIS yang bisa mencari katalog STAC, me-warp DEM, menjalankan perhitungan raster di Python atau Processing, dan mengatur gaya hasilnya di peta Anda.

Untuk melihat apakah ia menghindari jebakan di atas pada data Machado yang persis sama, saya menggambar poligon lahan 120,07 ha (E 405300-406300, N 7594400-7595600 di UTM 23S) di atas proyek OpenStreetMap kosong dan mengirim tiga prompt satu pesan dengan effort Medium, izin Balanced, satu chat baru per tugas.

Uji 1: NDVI dalam 5 kelas dengan luas hektare per kelas

Saya mengetik:

Compute NDVI for this field from the latest cloud-free Sentinel-2 and class it in 5 classes with hectares per class

Agen mengecek katalog STAC, mencatat bahwa ada scene 6 November 2026 tetapi tertutup awan tebal, lalu memilih scene 3 November 2026 yang sama (tutupan awan tile 1.65%) yang saya pakai untuk uji manual. Ia mengambil B08 dan B04 pada 10 m, menghitung NDVI, membaginya ke lima interval, mengatur gaya layer, dan melaporkan luas per kelas pada grid metrik 10 m.

Piksel demi piksel pada raster NDVI yang diekspornya, selisih absolut rata-rata terhadap referensi saya adalah 5e-5, dan raster kelasnya berbeda dari milik saya pada 4 dari 12.000 piksel.

Uji 2: Slope di atas 15 derajat (tanpa DEM di proyek)

Di chat baru dengan hanya poligon lahan yang dimuat, saya mengetik:

Show where slope is above 15 degrees on the farm layer

Agen mengambil DEM Copernicus 30 m, memproyeksikannya ulang ke grid metrik alih-alih menjalankan slope dalam derajat, lalu mengatur gaya layer dua kelas (15 degrees or less kuning pucat, above 15 degrees merah). Ia melaporkan 331 dari 1,320 piksel lahan di atas 15 derajat (25.08%, maks 29.15°). Referensi Slope bawaan saya sendiri yang di-warp ke UTM pada persegi panjang yang sama memberi 341 dari 1,360 piksel (25.07%, maks 29.29°), selisih 0.01 poin persentase.

Uji 3: Di mana Anda tetap harus mengecek agen

Di chat ketiga, saya bertanya:

Mask out everything with NDVI below 0.3 on the farm layer and tell me the mean NDVI of what is left

Perhatikan bahwa saya tidak menulis "cloud-free" atau "latest" di prompt ini. Agen menghindari jebakan mask 0: ia menulis nodata -9999 untuk setiap piksel yang di-mask dan memberi rata-rata NDVI 0.552 pada 2,277 piksel yang tersisa. Rata-rata file outputnya 0.5515; milik saya pada scene dan aturan yang sama 0.5513.

Namun, ia mengambil scene Sentinel-2 tanggal 27 Oktober 2026, dan pada tanggal itu 80.5% lahan (9,656 dari 12,000 piksel di band Scene Classification) tertutup awan, bayangan, atau cirrus. Ia menyebut tanggalnya dalam jawaban, tetapi tidak pernah menyebut bahwa 0.552 hanya menggambarkan seperlima lahan yang cerah. Pada scene cerah 3 November, aturan yang sama memberi rata-rata 0.766 pada 8.785 piksel.

Patokan saya: entah Anda menjalankan Raster Calculator secara manual atau meminta agen di ekosistem AI QGIS, selalu periksa tanggal scene dan muat band warna asli atau band awan SCL sebelum memercayai angka ringkasan.

Cara kami mengukurnya. Semua pengujian berjalan pada 7 November 2026 di QGIS 3.44.15-Solothurn di macOS (GDAL 3.13.3, numpy 2.5.2) pada jendela 5 km kali 5 km di selatan Machado, Minas Gerais, Brasil (EPSG:32723, E 402000-407000, N 7591000-7596000), memakai scene Sentinel-2 L2A S2A_23KLR_20261103_0_L2A (dan scene 27 Oktober 2026 untuk uji 3) dari Earth Search dan tile Copernicus GLO-30 S22_00_W046_00. Kriteria keberhasilan untuk uji manual serta uji agen 1 dan 2 ditulis sebelum perhitungan raster apa pun dijalankan; kriteria untuk uji 3 ditulis setelah melihat uji 1 dan 2. Grid referensi dihitung dengan numpy float 64-bit di luar QGIS. AI Agent 1.9.4 berjalan dengan effort Medium dan izin Balanced, satu pesan per chat. Satu scene dan satu lokasi adalah benchmark satu kasus, bukan survei statistik lintas baseline.

Pertanyaan yang sering diajukan

Baca selanjutnyaApa itu NDVI? Arti, nilai, dan rumus

Coba AI Agent gratis