Imaginile din satelit reprezintă una dintre cele mai versatile funcții care pot fi implementate în producția agricolă pentru a îmbunătăți procesul decizional. Luarea deciziilor, bazată pe o cantitate mare de date, poate ajuta fermierii, agronomii sau consultanții să înțeleagă situația și procesele care au loc în câmpurile agricole supuse monitorizării.
Ce este imagistica din satelit?
Imagistica prin satelit, cunoscută și sub denumirea de teledetecție prin satelit, este procesul de utilizare a imaginilor din satelit pentru a colecta informații despre suprafața Pământului, atmosferă și oceane. Această tehnologie implică utilizarea sateliți echipate cu senzori și camere specializate care pot capta imagini de înaltă rezoluție ale Pământului din spațiu.
Imaginile captate de sateliți pot fi utilizate pentru o varietate de aplicații, inclusiv monitorizarea modelelor meteorologice, urmărirea schimbărilor în mediu, cartografierea utilizării terenurilor și a vegetației și evaluarea impactului dezastrelor naturale. De asemenea, acestea pot fi utilizate în scopuri militare și de informații.
Imagistica satelitară, cu beneficiile sale, poate prezenta situații care nu pot fi observate prin observații regulate. Observațiile regulate pot fi foarte solicitante în sensul cantității de forță de muncă implementată, a finanțării și a timpului necesar.
Chiar și cu observații regulate efectuate în perioada de creștere a culturilor, există mai multe lucruri care nu pot fi observate cu ochiul liber, cum ar fi progresia timpurie a boală și daunele induse de dăunători, care duc în cele din urmă la degradarea clorofilei la nivel celular.
Prin integrarea și calcularea benzilor spectrale invizibile ochiului uman, cultivatorii și consultanții pot vizualiza cu ușurință degradarea clorofilei înainte de apariția simptomelor vizibile de boli sau dăunători la plante.
Aceste avantaje în monitorizarea culturilor sunt benefice în tehnologiile actuale, permițând integrarea acestor informații în sistemele informaționale geografice, rezultând în crearea unui set de date prompte și de calitate, gata de a fi utilizate în procesele decizionale privind sistemele de producție agricolă.
Pe lângă luarea deciziilor bazate pe informații, imaginile din satelit pot fi utilizate pentru raportare, păstrarea evidențelor și integrarea cu diferite seturi de date (modele de boli și dăunători, hărți de randament, monitorizarea dăunătorilor, hărți de fertilizare etc.) pentru a crea un sistem și mai funcțional de monitorizare a culturilor și a modului în care fermierul sau alți profesioniști văd progresul culturilor în perioada lor de creștere.
Cum sunt folosite imaginile din satelit în agricultură?
Imaginile pot fi utilizate pentru a modela și calcula indici spectrali care ulterior sunt echivalați pentru a fi utilizați pentru vizualizare sub formă de sinteză a culorilor, fie în partea vizibilă a spectrului, fie prin includerea altor lungimi de undă. Sinteza culorilor selectată corect poate dezvălui creșterea culturilor, stresul sau starea solului. eroziune afișate cu culori diferite.
Indicii spectrali sunt combinații de reflexie spectrală a două sau mai multe lungimi de undă pentru a arăta caracteristicile de interes. Indicii culturilor sunt cel mai frecvent utilizați în agricultură, dar indicii sunt utilizați pentru identificarea zonelor arse, a altor caracteristici artificiale, a apei și a altor caracteristici geologice.
Indicii spectrali utili în producția agricolă includ:
- NDVI (Indicele de vegetație cu diferență normalizată).
- EVI (Indicele Vegetației Îmbunătățite).
- RENDVI sau NDRE (Indicele de vegetație cu diferență normalizată la marginea roșie).
- GNDVI (Indicele de vegetație cu diferență normalizată verde).
- MSI sau NDWI (Indice de stres la umiditate).
- IAF (Indicele suprafeței foliare).
NDVI este unul dintre cei mai utilizați indici și este frecvent utilizat pentru a analiza starea inițială a unei culturi. Alți indici lucrează cu anumite caracteristici, astfel încât rezultatele sunt specifice anumitor amplasamente agricole, fiind important să se lucreze cu istoricul vegetației terestre.
NDVI (Indicele de Vegetație cu Diferență Normalizată)
Acest indice este o măsură a vegetației verzi și este, în general, cel mai utilizat indice. Frunzele reflectă lumina infraroșie (NIR) și utilizează doar lumina vizibilă pentru fotosinteză. Aceasta înseamnă că o plantă sănătoasă cu o rată bună de fotosinteză poate fi analizată prin compararea NIR cu lumina roșie vizibilă.
Vegetația nesănătoasă va reflecta mai multă lumină vizibilă și va reduce raza de infraroșu apropiată (NIR). Vegetația sănătoasă va reduce o parte din lumina vizibilă care cade pe ea. Cu toate acestea, NDVI este sensibil la efectele solului (lumină și culoare), ale norilor și ale umbrei. De asemenea, valorile NDVI pot fi incorecte într-o situație cu vegetație densă.
EVI (Indicele Vegetației Îmbunătățite)
Acest indice este standardul pentru spectrele cu rezoluție moderată – un instrument utilizat pe sateliții Terra și Aqua. EVI prezintă o alternativă la NDVI, care se referă la unele dintre deficiențele sale, de exemplu, constrângerile legate de sol și atmosferă, prin optimizarea reflectivității vegetației cu frunze.
Folosește partea albastră a spectrului vizibil pentru corecția semnalului, reducând efectele constrângerilor menționate mai sus, inclusiv împrăștierea radiațiilor electromagnetice de către aerosoli.
RENDVI sau NDRE (Indicele de vegetație cu diferență normalizată la marginea roșie)
Acest indice se bazează pe indicele NDVI standard, dar cu modificări. RENDVI este foarte util în agricultura de precizie, monitorizarea pădurilor și detectarea stresului culturilor.
Eficacitatea sa se datorează includerii lungimilor de undă care se încadrează în banda roșie finală, mai degrabă decât lungimilor de undă care corespund valorii reflexiei și absorbției. Este deosebit de convenabil pentru detectarea micilor schimbări în starea vegetației.
GNDVI (Indicele de vegetație cu diferență normalizată verde)
Acest indice este similar cu indicele NDVI și măsoară reflexia luminii în partea verde a spectrului în intervalul de lungimi de undă de la 540 la 570 nanometri, în loc de partea roșie a spectrului. Acest lucru face ca indicele să fie mai sensibil la conținutul de clorofilă din părțile verzi ale culturilor.
MSI (Indicele de stres umed)
Acest indice este sensibil la creșterea conținutului de apă din frunze. Indicele MSI este utilizat pentru a detecta stresul cauzat de deficitul de apă și este un bun indicator al condițiilor culturilor, adesea utilizat pentru modelarea culturilor, analiza incendiilor și fiziologia ecosistemului. Valorile mari indică stres hidric și un conținut mai scăzut de apă.
IAF (Indicele suprafeței foliare)
Acest indice este utilizat pentru a estima suprafața frunzelor și pentru a prezice creșterea și randamentul plantelor.
Tipuri de imagini satelitare ale culturilor
| Furnizori de sateliți și tehnologie | Tipul de imagini din satelit | Repetați ciclul | Rezoluție spațială |
| Landsat4-9 | RGB, MULTISPECTRAL, PANCROMATIC | 8 zile | 15, 30, 100 metri |
| Sentinel-2, | RGB, MULTISPECTRAL | 5 zile | 10 metri |
| Planet Scope | RGB, MULTISPECTRAL | Zilnic | 3-4 metri |
| Planeta SkySat | PANCROMATICE, MULTISPECTRALE | Zilnic | 0,5, 0,71-0,82 m |
| Airbus Pleiade | MULTISPECTRAL | Zilnic | 0,5 metri |
| Imploră NEO | PANCROMATICE, MULTISPECTRALE | 40 de minute după solicitare | 0,3 metri |
| ICEEYE | RADAR CU APERTURĂ SINTETICĂ | Zilnic | 0,25 metri |
| Hyperion | HIPERSPECTRAL | N / A | 30 metri |
| Prismă | HIPERSPECTRAL | N / A | 0,3 metri |
Cazuri de utilizare a imaginilor satelitare
Iată câteva utilizări importante ale imaginilor din satelit în monitorizarea culturilor:
Imagistică termică
Căldura emisă de obiectele de la nivelul solului poate fi observată în fotografiile termice realizate din aer, care dezvăluie și variații de temperatură care corespund stresului culturilor. Eliminarea din imagine a elementelor inutile, cum ar fi echipamentele de pivotare, prin calibrare și corectare a imaginii previne distorsiunea datelor.
Regiunile mai reci sunt afișate în violet, iar regiunile mai calde apar în galben în imaginea finală. Imagistica termică este utilă pentru găsirea scurgerilor, blocajelor și a altor probleme de irigare, deoarece apa răcește vegetația. Imagistica termică ajută cultivatorii să identifice presiunile presimptomatice ale bolilor și dăunătorilor și să răspundă cu intervenții mai prompte și mai concentrate, dezvăluind mici modificări ale temperaturii suprafeței frunzelor.
Umiditatea solului
Agricultura trebuie să ia în considerare umiditatea solului. Pentru aplicațiile agriculturii de precizie (la scara câmpurilor individuale) și cu anticiparea îmbunătățirii modelării randamentului culturilor, disponibilitatea hărților de înaltă rezoluție a umidității solului este deosebit de importantă.
Din cauza rezoluției spațiale slabe și a profunzimii reduse a observațiilor, produsele de umiditate a solului generate de sateliți au fost utilizate până acum cu raritate în sprijinul deciziilor agricole la scară agricolă sau de câmp. Cu toate acestea, dacă pot furniza date pertinente la dimensiuni temporale și spațiale acceptabile, se anticipează că umiditatea solului derivată din sateliți va avea un potențial semnificativ.
Rezoluţie
Imagistica satelitară de înaltă rezoluție obținută de la sateliți pe orbită joasă a devenit recent mai dezvoltată și mai accesibilă, oferind un alt potențial pentru aplicațiile de fenotipare. Această lucrare ilustrează modul în care fotografia satelitară este utilizată în fenotiparea culturilor și în producția agricolă și identifică caracteristicile plantelor care pot fi evaluate folosind date satelitare de înaltă rezoluție.
Lucrarea prezintă beneficiile utilizării fenotipării bazate pe satelit în programele de ameliorare a culturilor, precum și dezavantajele acesteia, cum ar fi blocajul cauzat de nori. De asemenea, explorează potențialele utilizări ale imagisticii satelitare de înaltă rezoluție ca instrument de fenotipare în viitor.
Pentru a ajuta amelioratorii de plante să aleagă soiuri cu randament ridicat și tolerante la stres, care pot contribui la satisfacerea cererii globale de alimente, în timp ce fac față schimbărilor climatice, imaginile satelitare de înaltă rezoluție pot fi utilizate ca instrument de fenotipare pentru evaluarea soiurilor de culturi.
Aplicații ale imaginilor din satelit
GeoPard capacități și aplicațiile de imagistică prin satelit oferă utilizatorilor să vizualizeze, să normalizeze, să analizeze și să obțină informații direct din parcelele agricole pentru a îmbunătăți producția culturilor. Această utilizare a datelor se poate face cu ajutorul algoritmilor GeoPard gata de utilizare sau prin crearea propriilor algoritmi pentru a-i face utili în agronomie.
Acești algoritmi permit evaluarea creșterii culturilor, a stresului etc. (vezi foto) sau chiar crearea de hărți de prescripție: de exemplu hărți de aplicare a azotului VR, hărți de aplicare a pulverizării pentru protecția culturilor.
Întrebări frecvente
1. Cum se obțin imagini din satelit pentru o fermă?
Pentru a-l obține pentru ferma dvs., căutați furnizori, înregistrați-vă și accesați baza de date sau portalul lor. Specificați locația fermei dvs. și parametrii doriți pentru a prelua imagini relevante pentru monitorizarea agricolă.
2. De ce sunt utile imaginile din satelit pentru înțelegerea rețelelor trofice?
Este util în înțelegerea rețelelor trofice datorită capacității sale de a oferi o imagine largă și cuprinzătoare a ecosistemelor. Prin capturarea de imagini la scară largă ale corpurilor terestre și de apă, permite oamenilor de știință să observe și să analizeze distribuția spațială a diferitelor habitate și resurse.
Acest lucru, la rândul său, ajută la studierea interacțiunilor dintre diferite specii, identificarea relațiilor cheie de hrănire și înțelegerea fluxului de energie prin rețelele trofice.
Ajută la dezvăluirea dinamicii ecologice complexe, contribuind la o înțelegere mai profundă a funcționării ecosistemelor și a eforturilor de conservare.
3. Cât de scumpe sunt imaginile din satelit?
Costul său variază în funcție de mai mulți factori. Aceștia includ furnizorul, rezoluția, frecvența de achiziție și extinderea acoperirii necesare. Prețurile pot varia de la opțiuni accesibile pentru imagini de rezoluție mică până la opțiuni mai scumpe pentru monitorizare de înaltă rezoluție și în timp real.
În plus, serviciile specializate sau solicitările de date personalizate pot implica costuri suplimentare. Este recomandabil să explorați diferiți furnizori și modelele lor de prețuri pentru a găsi o soluție de imagistică satelitară care să se alinieze cerințelor și bugetului dumneavoastră specifice.
4. Ce sunt imaginile satelitare în infraroșu? Cum se citesc?
Captează radiația infraroșie emisă de obiectele și suprafețele de pe suprafața Pământului. Oferă informații valoroase despre variațiile de temperatură și modelele termice.
Pentru a citi imagini satelitare în infraroșu, trebuie să înțelegem că obiectele mai calde apar mai luminoase în imagine, în timp ce obiectele mai reci apar mai întunecate. Analizând aceste variații de temperatură, se pot evalua formațiunile norilor, se pot identifica disparitățile de temperatură dintre uscat și apă, se pot detecta incendiile de vegetație și chiar se pot monitoriza curenții oceanici.
Înțelegerea scalei de culori și interpretarea nivelurilor de luminozitate din imagini ajută la extragerea de informații semnificative din imaginile satelitare în infraroșu.




Iată cum funcționează cartografierea cu drone: o dronă este echipată cu senzori, cum ar fi camere și scanere laser, care zboară deasupra unei zone, captând imagini sau scanând-o cu lasere la diferite altitudini și unghiuri. Datele colectate sunt apoi procesate în hărți 3D care pot fi vizualizate pe ecranul unui computer sau al unui smartphone.
2. Hărți de prescripție pentru îngrășăminte, erbicide și pesticide cu ajutorul unui sistem de supraveghere cu dronă
O singură strategie este demodată, deoarece nu numai că risipește resurse, dar poate afecta și sănătatea și vitalitatea culturilor. Prea multă apă, de exemplu, poate ucide o cultură altfel sănătoasă, împiedicând rădăcinile acesteia să absoarbă oxigenul, așa că nici măcar udarea nu este cea mai bună abordare pentru a cultiva culturi impecabile. Același lucru este valabil și pentru îngrășăminte; utilizarea cantității corecte este esențială pentru creștere, deoarece utilizarea prea multor substanțe provoacă arderea rădăcinilor, care pot distruge plantele altfel sănătoase. Cartografierea cu drone permite pulverizarea îngrășămintelor doar acolo unde există problema, reducând risipa de resurse și riscul de a afecta culturile sănătoase care nu necesită același tratament. În timp ce oamenii nu ar putea recunoaște cerințele unice ale fiecărei plante din cultura lor, tehnologia de supraveghere cu drone poate face acest lucru în câteva minute.
3. Evaluarea culturilor
Prin simpla apăsare a unui buton, se lansează misiunile de recunoaștere; drona părăsește stația de încărcare rezistentă la intemperii, colectează date și le încarcă. Constatările dronei, precum și un studiu privind detectarea stresului asupra plantelor și eficacitatea oricăror tratamente sau modificări actuale, pot fi utilizate pentru adaptarea sistemelor de irigații automate. Cu dronele de recunoaștere la fața locului, sunt posibile verificări constante ale stării de sănătate.
4. Numărarea populației de plante
Cu ajutorul tehnologiei puternice de inteligență artificială a dronei, se poate identifica orice varietate de plante. Acest lucru permite determinarea întregii producții și a pierderilor totale la începutul și sfârșitul fiecărui sezon, sporind precizia și conștientizarea succesului sezonului de creștere.
5. Clasificări automate cu imagistică cu dronă
Imaginile obținute cu drona pot indica tipul de teren agricol peste care se survolează, fie că este arabil, pastoral sau mixt. Dronele pot număra culturile și animalele cultivate, așa cum se arată mai sus, pentru a verifica dacă înregistrările sunt actuale și dacă orice pierderi sunt înregistrate.
6. Urmărirea culturilor
Sănătatea culturilor nu este predeterminată, deoarece factorii de mediu ar putea influența dezvoltarea. Temperatura, umiditatea, conținutul nutrițional și de oligoelemente, prezența insectelor și a bolilor, disponibilitatea apei și gradul de expunere la soare sunt elemente de luat în considerare. Toate acestea pot fi urmărite folosind diferitele sarcini utile ale dronelor, iar multe dintre aceste variabile intangibile pot fi gestionate prin aplicarea directă a apei sau a spray-urilor în regiunile necesare. Cu cât mediul înconjurător al culturii este mai sănătos, cu atât sistemul său imunitar devine mai puternic și, prin urmare, cu atât mai sănătoasă devine - cu o capacitate mult mai mare de a combate dăunătorii și bolile.














