Індекс Хлорофілу У Сільському Господарстві
Індекс хлорофілу (CI) застосовується для розрахунку загальної кількості хлорофілу в рослинах. Як правило, цей індекс містить два окремих канали: CIgreen (зелений хлорофіл) і CIred-edge (червоний хлорофіл). Ці канали реагують навіть на невеликі зміни у вмісті хлорофілу в листях і є показовими для більшості видів рослин.
Іншими словами, індекс хлорофілу є досить точним індикатором здоров’я рослин та може бути ефективно застосований для управління поживними речовинами протягом усього сезону. Дані, отримані завдяки цьому вегетаційному індексу також дозволяють здійснювати планування від сезону до сезону.
Індекс Хлорофілу Як Сільськогосподарський Алгоритм
Індекс хлорофілу грає дуже важливу роль у сучасному сільському господарстві. Щоб зрозуміти чому, нам потрібно ближче поглянути на сам хлорофіл.
Хлорофіл — пігмент, який надає рослинам характерного зеленого кольору. Він відіграє важливу роль у житті рослин, оскільки поглинає сонячне світло, яке за допомогою фотосинтезу потім перетворюється на цукор та крохмаль. Таким чином, хлорофіл є чудовим індикатором здоров’я рослини.
Вимірявши спектральну відбивну здатність хлорофілу в рослинах з космосу, ми можемо регулярно відстежувати стан сільськогосподарських культур. Для цього завдання застосовується хлорофіловий вегетаційний індекс.
При коректній інтерпретації, індекс хлорофілу може надати виробникам продуктів харчування цінну інформацію про розвиток сільськогосподарських культур, що дозволить підвищити продуктивність поля, врожайність та прибуток.
Індекс хлорофілу знаходить різне застосування в точному землеробстві:
- Виявлення дефіциту поживних речовин у рослинах.
- Оцінка поглинання азотних добрив.
- Прогнозування врожайності.
- Картування рекомендацій щодо диференційованого внесення насіння та добрив (VRA) та інше.
І фермери не єдині, хто може отримати вигоду з використання індексу хлорофілу. Постачальникам засобів виробництва необхідно регулярно відстежувати стан сільськогосподарських культур, щоб перевірити ефективність своїх продуктів. Страховики можуть використовувати індекс для надійного прогнозування врожайності та розрахунку страхових виплат на основі об’єктивних даних. А сільськогосподарським кооперативам індекс дозволить швидше та простіше коригувати план внесення добрив для великої кількості полів. Можливості безмежні.
Сьогодні використовується кілька різновидів індексу хлорофілу.
EOSDA Crop Monitoring
Аналітика полів на основі актуальних супутникових даних – приймайте ефективні рішення!
Індекс Зеленого Хлорофілу (CIgreen Або Індекс GCI)
Основна перевага так званого індексу зеленого хлорофілу полягає в тому, що він може бути успішно використаний для широкого спектру видів рослин. Індекс GCI розраховується як співвідношення відбивної здатності хлорофілу в каналі NIR щодо відбивної здатності зеленого каналу.
Формула індексу зеленого хлорофілу виглядає так:
CI green = ρNIR / ρgreen – 1 = ρ730/ρ530 – 1.
Індекс Червоного Хлорофілу (CIred-edge Або RCI)
Індекс червоного хлорофілу використовує перевагу вузького спектрального каналу, що знаходиться між червоним та ближнім інфрачервоним (NIR) каналами відбивної здатності рослин. Індекс червоного хлорофілу розраховується з використанням цього каналу.
CI red-edge = ρNIR/ρred_edge – 1 = ρ850/ρ730 – 1
Червоний канал дуже чутливий до світла, відбитого від клітинної структури рослини. Більш яскраве відображення відповідає більшій кількості рослинних клітин та, відповідно, більш зеленій області.
Карти вегетації для диференційованого внесення насіння та добрив на основі індексу червоного хлорофілу (RCI) можуть бути більш точними, ніж карти, побудовані на основі NDVI. Це пов’язане з високою насиченістю даних NDVI на зображеннях. Справа в тому, що NDVI використовується для оцінки щільності біомаси, яка, сама по собі, не завжди корелює зі здоров’ям посівів. Деякі виробники виявили, що необхідність заміни індексу NDVI на індекс CI виникає в період коли змикання крони становить близько 80% — під час ранніх фаз старіння. У цей час вимірювання вмісту хлорофілу в рослинах є надійнішим способом визначення стану посівів.
Наземний Хлорофільний Індекс Мерріса (MTCI)
Індекс земного хлорофілу MERIS (MTCI) розраховується з використанням трьох дуже специфічних довжин хвиль червоного/БІК (681,25, 708,75 та 753,75 нм).
MTCI = (754-709 нм) / (709-681 нм)
Цей індекс є більш чутливим до високого вмісту хлорофілу у рослинах в порівнянні з NDVI і легко розраховується, що виправдовує його використання в точному землеробстві.
Індекс MCARI
Модифікований індекс поглинання хлорофілу вловлює найменші зміни у вмісті хлорофілу у рослинах.
Розраховується так:
MCARI = ((ρ850-ρ710) – 0,2 × (ρ850-ρ570)) / ρ710
Індекс MCARI є особливо корисним, коли на супутникових знімках спостерігається високий рівень відбивної здатності поверхні ґрунту та інших об’єктів. Для досягнення максимальної точності дистанційного аналізу здоров’я рослин, індекс MCARI слід використовувати разом із NDVI або LAI.
Індекс Хлорофілу В EOSDA Crop Monitoring
Висока точність у відстеженні здоров’я посівів зробила індекс хлорофілу найпоширенішим інструментом дистанційного зондування. Його використання в точному землеробстві є особливо вигідним для виробників.
Серед інших вегетаційних індексів, платформа EOSDA Crop Monitoring використовує індекс червоного хлорофілу (ReCl). Його можна використати декількома способами. Наприклад, для створення точної карти поля для диференційованого внесення добрив. Беремо якісні мультиспектральні супутникові знімки полів, застосовуємо необхідний алгоритм та розраховуємо індекс червоного хлорофілу (ReCl) посівів. Це може здатись трохи складним, але насправді користувач може легко побудувати карту вегетації на основі індексу червоного хлорофілу (ReCl) буквально в кілька кліків.
Карта вегетації нижче чітко відображає поле, поділене на кілька вегетаційних зон на основі значень індексу червоного хлорофілу (ReCl) у кожній зоні. Значення від 0 до 5 можуть вказувати на рослини з низьким рівнем фотосинтезу. У цьому випадку найефективнішим рішенням буде відправити скаута для детального огляду, щоб точно зрозуміти причини стресу посівів у даній ділянці.
Індекс червоного хлорофілу в EOSDA Crop Monitoring – це вбудована автоматизована функція, яка виконує для вас розрахунки одним натисканням кнопки. Завдяки регулярному доступу до останніх високоякісних супутникових знімків ваших полів та добре навчених алгоритмів обробки, платформа дозволяє вибудовувати більш ефективні стратегії внесення добрив та зрошення. А крім індексу хлорофілу (CI) платформа пропонує кілька інших вегетаційних індексів (NDVI, NDRE, MSAVI), які можна використовувати для побудови карт вегетації та продуктивності, моніторингу стану посівів та багато іншого.