NDVI: Нормалізований Диференційний Вегетаційний Індекс у Сільському Господарстві

Нормалізований Диференційний Вегетаційний Індекс: Виявлення Змін

NDVI культури або рослини, що регулярно вимірюється протягом певного проміжку часу, може багато розповісти про зміни в їхньому стані здоров’я. Інакше кажучи, ми можемо використовувати вегетаційний індекс NDVI для дистанційної оцінки здоров’я рослин.

Але падіння значень не обов’язково говорить про негативні зміни — можливо, просто настав час збирання врожаю. Тому значення індексу слід звіряти з іншими доступними показниками. Коректне розшифрування значень NDVI може допомогти агрономам підвищити врожайність, знизити витрати на добрива та не зашкодити навколишньому середовищу.

Розрахунок NDVI

NDVI формула має наступний вигляд:

де:

NIR – відбиття у ближньому інфрачервоному діапазоні спектра
RED – відбиття у червоному діапазоні спектра

Відповідно до цієї формули, щільність рослинності (NDVI) у певній точці знімка дорівнює різниці інтенсивностей відбитого світла в червоному та інфрачервоному діапазонах, поділеної на суму цих інтенсивностей.

Шкала NDVI

Значення NDVI варіюються від -1.0 до 1.0, де негативні значення найчастіше вказують на наявність хмар, водної поверхні чи снігу, а значення, близькі до нуля — на скелі чи оголений ґрунт.

Дуже низькі значення NDVI (0.1 і менше) можуть бути пов’язані з наявністю порожніх скелястих ділянок, піску або снігу.

Середні значення (від 0.2 до 0.3) говорять про виявлення чагарників і луків, а високі значення (від 0.6 до 0.8) — лісів помірного та тропічного пояса.

EOSDA Crop Monitoring успішно використовує цю шкалу, щоб фермери у будь-який момент могли визначити ділянки своїх полів з високою, середньою чи низькою щільністю вегетаційного покриву.

Насичення NDVI

Існують певні особливості використання нормалізованого диференційованого вегетаційного індексу, про які важливо пам’ятати. Наприклад, явище, так званого “насичення”, при якому кількість пігментів у листі досягає критичної точки, тим самим знижуючи чутливість NDVI.

Річ у тому, що відбивна здатність культур на пізніх стадіях розвитку зростає в діапазоні NIR, але залишається незмінною в RED діапазоні. Іншими словами, значення NIR продовжує зростати, тоді як значення RED не змінюється. В результаті, значення NDVI стають менш надійними індикаторами стану посівів.

Для розв’язання цієї проблеми EOSDA Crop Monitoring пропонує ще кілька вегетаційних індексів, які можна порівнювати між собою, щоб дійти більш об’єктивного висновку про стан культур.

NDVI у Дистанційному Зондуванні

NDVI – це мабуть один з найбільш використовуваних індексів дистанційного зондування. Його практичне застосування неймовірно різноманітне, включаючи кількісну оцінку лісового фонду та використання як індикатора посухи. До того ж, з його допомогою також можна визначати пожежонебезпечні зони та складати карти опустелювання.

Платформи точного землеробства, такі як EOSDA Crop Monitoring, використовують NDVI для навігації скаутів до проблемних ділянок поля та підвищення точності внесення добрив та іригації, серед інших заходів з обробки поля. Індекс NDVI також найкраще з усіх підходить для глобального моніторингу рослинності, оскільки він допомагає компенсувати зміни освітлення, нахилу поверхні, експозиції та інших зовнішніх факторів.

Яку Роль Грає NDVI у Сільському Господарстві?

Хлорофіл (пігмент-індикатор здоров’я рослин) інтенсивно поглинає видиме світло, тоді як клітинна структура листя інтенсивно відбиває ближнє інфрачервоне світло. Коли рослини страждають від водного стресу, хвороб, шкідників і т.д., їх губчастий шар руйнується, і вони починають поглинати більше світла в ближньому інфрачервоному діапазоні замість того, щоб відбивати його. Таким чином, спостереження за тим, як змінюється відбивна здатність рослин у NIR та RED діапазонах, дозволяє визначити наявність у них хлорофілу та зробити висновок про стан їхнього здоров’я.

Індекс NDVI в EOSDA Crop Monitoring

EOSDA Crop Monitoring – це ідеальний інструмент для відстеження стану посівів за допомогою NDVI та інших вегетаційних індексів. Все, що вам потрібно зробити, це додати ваші поля в систему, налаштувати параметри NDVI і почати отримувати сповіщення.

EOSDA Crop Monitoring відстежує зміни NDVI для кожного поля протягом сезону. Порівнюючи ці дані за кілька років, ви можете зробити висновки щодо продуктивності будь-якого поля. Ви можете відстежувати як схеми сівозміни, так і поточний стан посівів. За допомогою зручних графіків, платформа візуалізує різні типи даних, включаючи вегетаційні індекси, температуру, кількість опадів, стадії розвитку, історичну погоду та багато іншого.

Ще одна важлива функція EOSDA Crop Monitoring, яка ґрунтується на змінах значень NDVI, — Зонування. Вона дозволяє створювати спеціальні карти для диференційованого внесення насіння та добрив. Вегетаційний індекс NDVI допомагає визначити ділянки з найбільшою і найменшою продуктивністю по всьому полю на основі аналізу даних за тривалий проміжок часу – Карти продуктивності (для внесення насіння, калійних та фосфорних добрив). NDVI також використовується для виміру неоднорідності потреби культури в азотних добривах по всьому полю – Карти вегетації.

Скаутам, які використовують EOSDA Crop Monitoring, NDVI карта допомагає дистанційно визначити проблемні зони, які потребують наземного огляду. Точна геолокація проблемних ділянок поля дозволяє значно скоротити час та ресурси на скаутинг. Особливо ефективно це працює завдяки мобільній версії платформи з офлайн картами, онлайн звітами та автоматичною системою сповіщень.

Щодо сповіщень, EOSDA Crop Monitoring також використовує NDVI для дистанційного виявлення останніх негативних змін у розвитку культур. Система автоматично повідомляє користувача про одне або кілька полів, що зазнали стресу, щоразу, коли з’являються нові знімки NDVI. Інформація, що постійно оновлюється, дозволяє фермерам, трейдерам і страховикам бути в курсі подій і приймати рішення.

Приклади Зображень

ТОРРІНГТОН, ШТАТ ВІРДЖИНІЯ, США / БЕЗ NDVI

42.0140° N 104.2435° W

ТОРРІНГТОН, ШТАТ НЬЮ-ЙОРК, США / З NDVI

42.0140° N 104.2435° W

ЕНТРЕ-РІОС, АРГЕНТИНА / БЕЗ NDVI

32.0082° S 60.2895° W

ЕНТРЕ-РІОС, АРГЕНТИНА / З NDVI

32.0082° S 60.2895° W