Indeks vegetacije normalizirane razlike (NDVI) Olakšava život poljoprivrednicima

Indeks vegetacije normalizirane razlike (NDVI) je često korištena metrika za kvantificiranje gustoće i zdravlja vegetacije. Njegove vrijednosti kreću se od -1 do 1, pri čemu negativne vrijednosti ukazuju na vodu ili golo tlo, vrijednosti blizu nule ukazuju na rijetku vegetaciju, a više vrijednosti ukazuju na gušću i zdraviju vegetaciju.

Što je Indeks razlike normaliziranih vegetacija (NDVI)?

To je metoda koja izračunava varijaciju između količine crvenog svjetla koju prima vegetacija i količine infracrvenog svjetla u blizini koje snažno reflektira vegetacija.

Cilj ove metode je pružiti kvantitativnu analizu stanja biljnog pokrova. Ne postoji situacija u kojoj njegova vrijednost izlazi izvan spektra od -1 do +1. Međutim, ne postoji jasna razgraničenost između mnogih tipova zemljišnog pokrova koji se mogu pronaći.

Ako zbroj znamenki ispadne manji od nule, prilično je vjerojatno da je dotična tvar voda. Ako dobijete NDVI rezultat koji je prilično blizu pozitivnom, velika je vjerojatnost da je to samo hrpa gusto zbijenog zelenog lišća. To je posebno istinito ako je lišće gusto zbijeno jedno uz drugo.

Zeleno lišće ima veću vrijednost od crvenog, zbog čega je to tako. Zamislite na trenutak da je jednako nuli.

U takvoj situaciji, male su šanse da su listovi bilo koje vrste još uvijek tamo, a regija je možda čak i urbanizirana do tada. Indeks normalizirane razlike vegetacije je indeks koji koriste analitičari u području Daljinska istraživanja većinu vremena.

Zašto je Indeks normalizirane razlike vegetacije koristan?

Postoji mnogo različitih vegetacijskih indeksa, a velika većina je usporediva jedna s drugom. Međutim, upravo je onaj koji se najčešće i najšire koristi, te također ima ključnu prednost, a to je visoka razlučivost slika koje proizlaze iz satelitski podaci.

U okolnostima poput ovih, kanali s rezolucijom od deset metara mogu se koristiti za određivanje NDVI-a. Zapamtite da jedan piksel odgovara deset puta deset metara. S druge strane, rezolucija indeksa koja koristi dodatne svjetlosne kanale, naime crveno doba, može biti dvadeset metara, gdje jedan piksel odgovara dvadeset puta dvadeset metara.

NDVI se računa pomoću sljedeće formule: NDVI = (NIR - Red) / (NIR + Red) Gdje je: * NIR je vrijednost bliske infracrvene refleksije (near-infrared reflectance). * Red je vrijednost crvene refleksije (red reflectance).

To se može odrediti sljedećim jednostavnim matematičkim postupkom, koji pretvara sirove satelitske podatke u indekse vegetacije.

Jednadžba stvara jedinstveni broj koji je reprezentativan i integrira informacije dostupne u crvenom i NIR (blisko infracrvenom) pojasu.

Za to se uzima refleksija kroz crveni spektralni pojas i oduzima se od refleksije kroz NIR pojas. Nakon toga, rezultat se dijeli s ukupnom refleksijom NIR i crvenih valnih duljina.

Procjena NDVI-a nikada neće biti pozitivnija od pozitivne i negativnija od negativne. Osim toga, broj između -1 i 0 označava uginulu biljku i anorganske predmete poput kamenja, cesta i zgrada.

Istovremeno, njegove vrijednosti za žive biljke mogu varirati od 0 do 1, pri čemu 1 predstavlja najzdraviju biljku, a 0 nezdravu biljku. Moguće je dodijeliti jedinstvenu vrijednost svakom pikselu na slici, bez obzira predstavlja li taj piksel pojedinačni list ili pšenično polje površine 500 jutara.

Kako koristimo indeks normalizirane razlike vegetacije?

S opravdanjem se sada koristi u nizu različitih istraživačkih područja. Na primjer, primjenjuje se u poljoprivredi u svrhu precizne poljoprivrede i procjene biomase. Također je koriste šumari u svrhu procjene šumskih resursa, kao i indeksa lisne površine (LAI).

Nadalje, NASA to smatra pouzdanim pokazateljem postojanja sušnih uvjeta. Proporcionalni NDVI i koncentracija vegetacije niži su u područjima gdje voda služi kao prepreka za uspostavu vegetacije.

Ovo je zato što voda sprječava korijenje biljaka da dublje uraste u tlo. Ona, kao i druge vrste Daljinska istraživanja, ima mogućnost da se u stvarnosti koristi na širok spektar različitih načina.

Što nam NDVI može reći o biljkama?

Neophodno je imati čvrsto razumijevanje da normalizirana razlika Vegetacijski indeks je samo pokazatelj zdravlja biljke i ne daje nikakve informacije o razlozima određenog stanja.

Indeks vegetacije više je izraz negoli izravan odraz onoga što se događa na terenu. Pogledajmo tri primjene NDVI-a za analizu polja:

Kada počne nova sezona

Korisno je za razumijevanje otpornosti biljke na zimu i načina na koji je uspjela preživjeti.

• Ako je njegova vrijednost manja od 0,15, donekle je vjerojatno da su sve biljke u ovom dijelu polja uginule. Obično se te brojke odnose na obrađeno tlo bez ikakvih biljaka.
• Druga niska vrijednost je 0.15-0.2. To bi moglo sugerirati da su se biljke počele pripremati za zimu tijekom ranog fenološkog razdoblja, prije faze obrade tla.
• Rezultat u rasponu od 0,2 do 0,3 je zadovoljavajući. Biljke su najvjerojatnije prešle u fazu okopavanja i vratile su se u vegetativno stanje.0,3−
• 0.5 je pristojna vrijednost. Međutim, važno je zapamtiti da viša očitanja NDVI sugeriraju da su biljke prezimile u kasnijoj fenološkoj fazi. Pretpostavimo da je satelitska snimka snimljena prije nego što je vegetacija nastavila svoje normalno stanje. U tom slučaju, važno je analizirati područje nakon što je vegetacija nastavila svoj normalni oblik.
• Broj veći od 0.5 ukazuje na anomaliju tijekom post-zimovanja. Preporučuje se da provjerite ovu poljsku zonu.

Da rezimiramo, ako primijetite da se dobivene vrijednosti značajno razlikuju od uobičajenih, potrebno je izvršiti inspekciju odgovarajućeg dijela terena. Potreban je velik odmak od uobičajenih vrijednosti da bi se one mogle kategorizirati kao abnormalne u određenom području.

Kada je sezona na polovici

Korištenje indeksa moglo bi biti korisno za bolje razumijevanje razvoja biljaka. Zamislite da očitanja padaju između blagog i visokog (0,5-0,85). Vrlo je vjerojatno da ovaj konkretni dio područja trenutno ne predstavlja veće probleme.

Ako indeks ostane niži nego što bi trebao biti, mogući su problemi poput nedostatka vode ili hranjivih tvari u tlu. Međutim, potrebno je provesti vlastito istraživanje na ovom konkretnom području.

Mi generiramo mape za primjenu varijabilne stope (VRA) dušika pomoću normaliziranog indeksa razlike vegetacije. Identificiramo regije s indeksima vegetacije u rasponu od niskih do visokih.

Nakon toga, na pojedinom poljoprivredniku je da utvrdi količinu potrebnog gnojiva. Slijedi najučinkovitiji način primjene dušika:

• Pretpostavimo da je vegetacijski indeks za regiju visok. U tom slučaju, preporučena doza gnojiva trebala bi se smanjiti na 10 i 30 posto tipične stope.
• Ako je indeks vegetacije oko prosjeka, preporučena doza gnojiva trebala bi se povećati na između 20 i 25 posto uobičajene količine.
• Ako je indeks vegetacije nizak, prvo morate otkriti zašto je tako.

Za rekonstrukciju polja poljoprivredni prinos, također koristimo ovaj indeks. Tim podacima izrađujemo karte koje se mogu koristiti za promjenjivu primjenu kalijevih i fosfatnih gnojiva.

Kad sezona završi

NDVI indeks je koristan alat za utvrđivanje je li zelena masa spremna za žetvu; što je niži indeks, to se više dio površine približava fazi spremnosti za žetvu. U ovom scenariju, idealna vrijednost indeksa bila bi niža od 0,25.

Za početak, to je matematičko izračunavanje koje se vrši piksel po piksel na slici pomoću alata iz GIS-a (Geografski informacijski sustav). Izračunava se uspoređivanjem količine crvene i bliske infracrvene svjetlosti koju biljka apsorbira i reflektira, a mjeri opće stanje zdravlja biljke.

Normalizirani razdjelni indeks vegetacije (NDVI) može se koristiti za proučavanje kopna diljem svijeta, što ga čini idealnim za fokusirana terenska istraživanja i nacionalno ili globalno praćenje vegetacije.

Korištenjem NDVI-a možemo dobiti neposrednu analizu polja, omogućujući poljoprivrednicima da optimiziraju proizvodni potencijal područja, ograniče svoj utjecaj na okoliš i prilagode svoje precizne poljoprivredne operacije.

Nadalje, ispitivanjem u kombinaciji s drugim podatkovnim tokovima, poput podataka o vremenu, moglo bi se dobiti dublji uvid u ponavljajuće obrasce suša, mraza ili poplava te kako oni utječu na vegetaciju.

Često postavljana pitanja

1. Čemu NDVI primarno služi za određivanje?

Prvenstveno se koristi za određivanje zdravlja i gustoće vegetacije na određenom području. Ovaj indeks se široko koristi u poljoprivredi, šumarstvu i ekologiji za praćenje rasta vegetacije, procjenu razine stresa biljaka, identifikaciju područja suše ili bolesti te pomoć u donošenju odluka o upravljanju usjevima.

2. Kako čitati NDVI snimke?

Za čitanje NDVI snimaka, možete interpretirati ljestvicu boja povezanu s vrijednostima indeksa. Obično, zdrava vegetacija izgleda zeleno, dok manje zdrava ili oskudna vegetacija izgleda žuto ili crveno.

Tamnije nijanse mogu ukazivati na područja s visokom biomasom, dok svjetlije nijanse mogu sugerirati nižu gustoću vegetacije ili prisutnost golog tla.

Razumijevanje konteksta područja koje se analizira, poput specifične vrste usjeva ili uvjeta okoliša, može dodatno pomoći u interpretaciji NDVI snimaka i donošenju informiranih odluka o poljoprivrednim praksama.