Комбинации Каналов Для Сельського Хозяйства
Сегодня спутниковый мониторинг посевов невозможен без применения набора спектральных диапазонов для сельского хозяйства. Чаще всего используется кобминация диапазонов SWIR1, NIR и Blue. Комбинации каналов “Здоровье растительности” (Healthy vegetation) помогают отличить здоровую растительность (яркий зеленый цвет) от открытой почвы (пурпурный), несельскохозяйственной растительности (бледно-зеленая) и других объектов на спутниковых снимках.
Как коротковолновые, так и ближние инфракрасные спектральные диапазоны предоставляют много полезной информации о здоровье сельскохозяйственных культур. Диапазон NIR дает представление о фактическом состоянии растительности, в то время как диапазоны SWIR можно использовать для определения содержания воды как в растениях, так и в почве. Производители продуктов питания могут использовать эти данные, чтобы лучше защитить свои посевы и обеспечить более высокие урожаи.
Комбинации Каналов “Сельское Хозяйство” В Действии
Так называемые комбинации диапазонов сельскохозяйственных частот основаны на естественной высокой отражательной способности растительности в ИК-области электромагнитного спектра. Эта характеристика позволяет следить за состоянием посевов и идентифицировать различные типы культур. А поскольку влага — как в почве, так и в растениях — играет ключевую роль в росте сельскохозяйственных культур, совсем не плохо, что вода почти не отражает свет в том же ИК-диапазоне, обеспечивая резкий контраст между водоемами и другими поверхностями, которые отображаются на спутниковых снимках.
SWIR1 + NIR + Blue
В этой комбинации каналов для сельского хозяйства (Agriculture band), благодаря более высокому коэффициенту отражения в ближнем инфракрасном спектре, неубранный урожай можно отличить как от открытой почвы, так и от лесных массивов . В то же время городская инфраструктура имеет гораздо более темный цвет, что еще больше выделяет пахотные земли и луга на изображениях.
Комбинация Каналов Здоровье Растительности (NIR + SWIR1 + Blue)
Сгрупированные иным образом, спектральные диапазоны для сельского хозяйства обеспечивают цветовую схему, которая более точно ориентирована на обнаружение здоровой растительности.
Полученные композиты NIR отображают здоровую растительность в виде различных оттенков красного, оранжевого, желтого и коричневого цветов; почвы в виде оттенков коричневого – от светлого до темного. Элементы, не относящиеся к растительности, такие как облака, снег и лед, выделяются в отдельный цветовой класс голубого синего.
Почему Комбинации Каналов Для Сельского Хозяйства Так Важны?
Диапазоны SWIR и NIR прекрасно подходят для целей мониторинга посевов. Спектральная кривая здоровой растительности имеет пики в ближнем инфракрасном спектре. Благодаря этому явлению здоровые посевы будут казаться намного ярче на спутниковом снимке, чем те, что были подвержены стрессу.
Однако корректная интерпретация данных спутникового диапазона возможна только при условии детального анализа. Например, осадки, выпавшие перед тем, как было получено изображение, могут повлиять на точность анализа данных из-за определенных характеристик диапазона SWR11.
Как Работают Комбинации Каналов “Здоровая Растительность” На Практике
Комбинации диапазонов для сельского хозяйства настолько эффективны благодарю тому, что растительность отражает значительно больше света в ИК-области.
Из-за сильного поглощения видимого света хлорофиллом и среднего инфракрасного света водой, лучшей областью электромагнитного спектра для мониторинга здоровья растений всегда является диапазон NIR – между 0,7 мкм и 1,3 мкм. Чрезвычайно высокая отражательная способность листьев растений в этом диапазоне позволяет легко визуализировать здоровую растительность на спутниковом изображении.
Спутниковые датчики также способны различать типы культур благодаря эффектам отражения листьев растений и полога (с учетом площади листьев, структуры растений, отражательной способности фона, теней и т.д.).
Что касается обнаружения стресса сельскохозяйственных культур из космоса, то здесь учитываются другие эффекты. Вместо того чтобы сосредоточиться на отражении растительности, датчики интерпретируют уменьшение общей площади листьев как потенциальный признак того, что растительность испытывает стресс. Однако для корректной интерпретации эти данные всегда следует сопоставлять с наземными данными, такими как стадия развития, состояние почвы и так далее.
Примечательно, что уменьшение общей площади листьев из-за стресса или болезни обычно соответствует уменьшению инфракрасного отражения. Эти важнейшие данные, полученные со спутника, могут предоставить фермерам достаточно информации, чтобы отличить здоровую растительность от культур, подвергшихся стрессу, и принять все необходимые меры предосторожности для сохранения обильного урожая.
