NDVI снимки для контроля полей

Агрономы сталкиваются с необходимостью регулярного осмотра полей для оценки состояния посевов, что традиционно требует значительных усилий и времени. Внедрение карт NDVI позволяет проводить мониторинг вегетации в режиме онлайн, выявляя приоритетные для проверки участки.

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) — это индекс, который показывает присутствие и здоровье растительности на полях. Используя этот индекс, агроном может определить, какие участки поля требуют особого внимания.

Зеленый цвет растений, обусловленный уровнем хлорофилла, является индикатором их здоровья. Преждевременное пожелтение листьев может сигнализировать о проблемах. Подобным образом NDVI оценивает не только виды посевов, но и общее состояние вегетации через анализ отраженных растениями световых волн.

NDVI способен указать на ухудшение состояния растений в определенной зоне, но не дает прямых указаний о причинах возникновения проблем. Важно сопоставлять показатели NDVI на протяжении всего сезона для полного анализа динамики состояния посевов.

На начальной стадии сезона:

• менее 0,15: вероятна гибель или отсутствие растений. Такой индекс характерен для почв без вегетации;
  
• 0,15–0,2: указывает на то, что растения вошли в зимовку до начала кущения;
  
• 0,2–0,3: сигнализирует о начале вегетативного периода;
  
• 0,3–0,5: отличный индекс, предполагающий вхождение растений в зимовку на поздней стадии;
  
• выше 0,5: нестандартно высокие значения для начала сезона, требующие дополнительной проверки.
  
  

Посреди сезона:

• ниже 0,5: может свидетельствовать о стрессовом состоянии растений, вызванном различными факторами;
  
• выше 0,5: соответствует здоровому и нормальному развитию растений.
  
  

На завершающей стадии сезона значения 0,3–0,35 указывают на зрелость культур и готовность участка к сбору урожая.

Использование данных NDVI позволяет агрономам максимально эффективно распределять свои ресурсы, сокращая потребность в ручном осмотре участков и повышая точность оценок состояния посевов.

С помощью приложения можно бесплатно мониторить состояние сельскохозяйственных полей с использованием индексов NDVI и MSAVI. Для начала работы пользователю необходимо загрузить геометрические контуры своих полей в приложение. Данные по индексам начнут отображаться на интерактивных картах NDVI в течение первого дня после загрузки, однако в случае неблагоприятных погодных условий процесс может занять от 3 до 5 дней.

Индекс NDVI основывается на способности хлорофилла растений отражать зеленый свет и поглощать красный, что способствует фотосинтезу и, соответственно, росту и развитию растений. Клеточная структура растения, в свою очередь, отражает ближние инфракрасные волны. Здоровые растения, богатые хлорофиллом и с хорошо развитой клеточной структурой, будут интенсивно поглощать красные световые волны и отражать ближние инфракрасные, тогда как более слабые или больные растения проявят обратное поведение.

Для сбора данных, необходимых для расчета индекса NDVI, применяются современные технологии, включая спутники и беспилотные летательные аппараты, оснащенные NIR камерами. Захват изображений происходит как из космического пространства, так и на высотах до 700 м. Это обеспечивает высокую точность и качество фотографий, необходимых для создания достоверных карт.

Процесс сбора данных разделен на несколько этапов:

1. Настройка оборудования – адаптация техники под специфические условия и типы культур, которые будут исследоваться.
   
2. Размещение меток – определение ключевых точек для съемки, что обеспечивает точность данных.
   
3. Съемка – непосредственно захват изображений.
   
4. Регистрация координат – фиксация точных координат местоположения каждого поля.
   
   

После завершения всех исследований пользователям предоставляется подробная карта территории с указанием состояния растительности, что позволяет агрономам и фермерам принимать обоснованные решения о дальнейших действиях в уходе за посевами и планировании урожая.

NDVI, наиболее известный вегетационный индекс, выделяется своей способностью предоставлять изображения в высоком разрешении при использовании спутниковой системы Sentiel-2. Это достигается за счет применения каналов с разрешением 10x10 метров на пиксель, что позволяет детализировано анализировать состояние растительности. В то время как другие индексы, работающие с оптическими каналами, могут предложить только 20x20 метров на пиксель, ограничивая тем самым мельчайшие детали анализа.

Однако существуют определенные ограничения в применении NDVI. С ростом и развитием растений у индекса снижается чувствительность, что делает его менее эффективным для различения здоровой и аномальной растительности при высоких темпах роста. Помимо этого, плохие погодные условия, такие как продолжительная облачность, могут существенно ухудшить качество снимков, что делает необходимым использование дополнительных технологий, таких как радарные съемки, для обеспечения точности данных.

В то время как NDVI является полезным инструментом для мониторинга здоровья растений, он не всегда предоставляет адекватные результаты при оценке полей с низкой растительной массой или на ранних стадиях развития всходов.

MSAVI, или модифицированный спутниковый индекс вегетации, является альтернативой, специально разработанной для улучшения оценки состояния полей путем учета характеристик почвы, включая ее цвет и влажность. Этот индекс представляет собой ценный инструмент в начале вегетационного периода, когда почва все еще видна сквозь редкие посевы. MSAVI особенно полезен для анализа редких посевов, между которыми находятся заметные участки не покрытой растительностью земли, обеспечивая более точную картину состояния поля, особенно в условиях недостаточной зеленой массы.