NDVI: Нормализованный Разностный Вегетационный Индекс

Нормализованный Разностный Вегетационный Индекс: Обнаружение Изменений

NDVI культуры или растения, регулярно измеряемый в течение определенного периода времени, может многое рассказать об изменениях в их состоянии здоровья. Другими словами, мы можем использовать вегетационный индекс NDVI для дистанционной оценки здоровья растений.

Но падение значений не обязательно говорит о негативных изменениях — возможно, просто пришло время уборки урожая. Поэтому значение NDVI следует сверять с другими доступными показателями. Корректная расшифровка значений NDVI может помочь агрономам повысить урожайность, снизить затраты на удобрения и не навредить окружающей среде.

Расчет NDVI

Формула расчета NDVI выглядит следующим образом:

где:

NIR – отражение в ближнем инфракрасном диапазоне спектра
RED – отражение в красном диапазоне спектра

Согласно этой формуле, густота растительности (NDVI) в определенной точке снимка равна разнице интенсивностей отраженного света в красном и инфракрасном диапазонах, деленной на сумму этих интенсивностей.

Шкала NDVI

Значения NDVI варьируются от -1.0 до 1.0, где отрицательные значения чаще всего указывают на наличие облаков, водной поверхности или снега, а значения, близкие к нулю — на скалы или оголенную почву.

Очень низкие значения NDVI (0.1 и меньше) могут быть связаны с наличием на снимке пустых скалистых участков, песка или снега.

Средние значения (от 0.2 до 0.3) говорят об обнаружении кустарников и лугов, а высокие значения (от 0.6 до 0.8) — лесов умеренного и тропического пояса.

EOSDA Crop Monitoring успешно использует эту шкалу, чтобы фермеры в любой момент могли определить участки своих полей с высокой, средней или низкой густотой вегетационного покрова.

Насыщение NDVI

Существуют определенные особенности в использовании нормализованного разностного вегетационного индекса, о которых важно помнить. Например, явление, так называемого “насыщения”, при котором количество пигментов в листьях достигает критической точки, тем самым снижая чувствительность NDVI.

Дело в том, что отражательная способность культур на поздних стадиях развития растет в NIR диапазоне, но остается неизменной в RED диапазоне. Другими словами, значение NIR продолжает расти, в то время как значение RED не меняется. В результате, значения NDVI становятся менее надежными индикаторами состояния посевов.

Для решения этой проблемы EOSDA Crop Monitoring предлагает еще несколько вегетационных индексов, которые можно сравнивать между собой, чтобы прийти к более объективному заключению о состоянии культур.

NDVI в Дистанционном Зондировании

NDVI — это пожалуй один из самых используемых индексов дистанционного зондирования. Его практическое применение невероятно разнообразно, включая количественную оценку лесного фонда и использование в качестве индикатора засухи. Более того, с его помощью также можно определять пожароопасные зоны и составлять карты опустынивания.

Платформы точного земледелия, такие как EOSDA Crop Monitoring, используют NDVI, чтобы направлять скаутов к проблемным участкам поля и для повышения точности внесения удобрений и ирригации, среди прочих мероприятий по обработке поля. Индекс NDVI также лучше всех подходит для глобального мониторинга растительности, поскольку он помогает компенсировать изменения освещения, наклона поверхности, экспозиции, и других внешних факторов.

Какую Роль Играет NDVI в Сельском Хозяйстве?

Хлорофилл (пигмент-индикатор здоровья растений) интенсивно поглощает видимый свет, в то время как клеточная структура листьев интенсивно отражает ближний инфракрасный свет. Когда растения страдают от водного стресса, болезней, вредителей, и т.д., их губчатый слой разрушается, и они начинают поглощать больше света в ближнем инфракрасном диапазоне, вместо того, чтобы отражать его. Таким образом, наблюдение за тем, как меняется отражательная способность растений в NIR и RED диапазонах, позволяет определить наличие в них хлорофилла и сделать вывод о состоянии их здоровья.

Индекс NDVI в EOSDA Crop Monitoring

EOSDA Crop Monitoring — это идеальный инструмент для дистанционного отслеживания состояния посевов с помощью NDVI и других вегетационных индексов. Все, что вам нужно сделать, это добавить ваши поля в систему, настроить параметры NDVI и начать получать уведомления.

EOSDA Crop Monitoring отслеживает изменения NDVI для каждого поля в течение сезона. Сравнивая эти данные за несколько лет, вы можете сделать выводы о продуктивности любого поля. Вы можете отслеживать как схемы севооборота, так и текущее состояние посевов. С помощью удобных графиков, платформа визуализирует различные типы данных, включая вегетационные индексы, температуру, количество осадков, стадии развития, историческую погоду и многое другое.

Еще одна важная функция EOSDA Crop Monitoring, основанная на изменениях значений NDVI, — Зонирование. Она позволяет создавать специальные карты для дифференцированного внесения семян и удобрений. Индекс вегетации NDVI помогает определить самые продуктивные и непродуктвные участки по всему полю на основе анализа данных за длительный период времени – Карты продуктивности (для внесения семян, калийных и фосфорных удобрений). NDVI также используется для измерения неоднородности потребности культуры в азотных удобрениях по всему полю — Карты вегетации.

Скаутам, которые используют EOSDA Crop Monitoring, NDVI карта помогает дистанционно определить проблемные зоны, которые нуждаются в наземном осмотре.Точная геолокация проблемных участков поля позволяет значительно сократить время и ресурсы на скаутинг. Особенно эффективно это работает благодаря мобильной версии платформы с оффлайн картами, онлайн отчетами и автоматической системой уведомлений.

Говоря об уведомлениях, EOSDA Crop Monitoring также использует NDVI для дистанционного обнаружения последних негативных изменений в развитии культур. Система автоматически уведомляет пользователя об одном или нескольких полях, подвергшихся стрессу, каждый раз, когда появляются новые снимки NDVI. Постоянно обновляемая информация позволяет фермерам, трейдерам и страховщикам быть в курсе событий и принимать решения.

Примеры Снимков

ТОРРИНГТОН, ВАЙОМИНГ, США / БЕЗ NDVI

42.0140° N 104.2435° W

ТОРРИНГТОН, ВАЙОМИНГ, США / С NDVI

42.0140° N 104.2435° W

ЭНТРЕ-РИОС, АРГЕНТИНА / БЕЗ NDVI

32.0082° S 60.2895° W

ЭНТРЕ-РИОС, АРГЕНТИНА / С NDVI

32.0082° S 60.2895° W