NDVI: Нормализованный Разностный Вегетационный Индекс

Что Такое NDVI

Проще говоря, Нормализованный Разностный Вегетационный Индекс (NDVI) измеряет густоту зеленой массы растительности, зафиксированной на спутниковом снимке. Здоровая растительность имеет очень характерную кривую спектрального отражения, которую мы можем использовать для вычисления разницы между двумя диапазонами — видимым красным и ближним инфракрасным. NDVI отображает эту разницу в виде числа в диапазоне от -1 до 1.

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.

Внезапное падение значений NDVI может быть симптомом ухудшения 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.

EOSDA Crop Monitoring

Спутниковые снимки с высоким разрешением для аналитики полей – контролируйте здоровье посевов дистанционно!

Назначить демо

Попробовать сейчас!

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?

По сути, нормализованный разностный ВИ — это показатель состояния здоровья растений, основанный на отражательной способности растений на определенных частотах (одни волны поглощаются, другие отражаются).

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.