Vegetačný index: ako sa používa v presnom poľnohospodárstve?

Aby sme mohli viesť kompletný rozhovor o presnom poľnohospodárstve, musíme hovoriť o vegetačnom indexe, najmä ak hovoríme o úlohe diaľkového prieskumu Zeme v tejto forme poľnohospodárstva.

Vegetácia je úzko spojená s takmer každým aspektom ľudskej existencie vrátane dýchania, zabezpečovania oblečenia a prístrešia, produkcie potravy atď. Akákoľvek zmena v zložení vegetácie môže významne ovplyvniť životné prostredie a hospodárstvo.

Nedávny technologický pokrok (geografické informačné systémy (GIS), globálne pozičné systémy (GPS), diaľkový prieskum Zeme a presné poľnohospodárstvo) boli hlavnými hnacími silami zlepšeného manažmentu plodín. Napríklad presné poľnohospodárstvo poskytuje lepšiu analýzu a objavovanie a kontrolu časových aj geografických variácií v produkcii plodín v rámci poľa.

Priekopníci v oblasti poľnohospodárskych technológií prinášajú revolúciu do presného poľnohospodárstva prostredníctvom vegetačných indexov. To má mimoriadny význam pre dosiahnutie cieľa tohto druhu poľnohospodárstva, ktorým je maximalizácia produkcie a zároveň minimalizácia množstva použitých zdrojov.

Toto moderné využitie vegetačných indexov v presnom poľnohospodárstve prináša niekoľko výhod: fyzikálno-chemické monitorovanie, údaje v reálnom čase a plánovanie poľnohospodárskych činností. Je tiež možné efektívne využiť mapovanie vegetačných indexov pre budúce referencie na indikáciu cyklických zmien.

Čo sú vegetačné indexy a aké sú ich typy?

Od roku 1974 je rozšírené používanie vegetačných indexov, ktoré pomáhajú pri vykonávaní pravidelných diaľkových prieskumov vegetácie. Tento štatistický model, ktorý využíva dve alebo viac spektrálnych pásiem, je spektrálnou transformáciou, ktorú možno použiť na detekciu vegetácie v jej všeobecnejšom zmysle.

Pomocou tejto metódy môžu vedci a ďalší zvedaví jednotlivci efektívne sledovať fotocentrické správanie a identifikovať rozdiely v korune. V prípade potreby môžu pomocou týchto informácií vykonať aj spoľahlivé porovnania. Zahŕňa to hodnotenie rôznych premenných, ako je vývoj plodiny, jej vitalita, biomasa a obsah chlorofylu. Tu je zoznam vegetačných indexov:

• NDVI (Normalizovaný index rozdielnej vegetácie)
• VARI (Index viditeľnej atmosférickej odolnosti)
• ReCl (indexy vegetácie chlorofylu s červeným okrajom)
• EVI2 (dvojpásmový vylepšený vegetačný index)
• LAI (Index listovej vegetácie)
• WDRVI (Index vegetácie so širokým dynamickým rozsahom)
• GNDVI (Indexy zelenej normalizovanej diferenčnej vegetácie)
• GCI (Index vegetácie zeleného chlorofylu)
• RCI (Index vegetácie červeného chlorofylu)
• NDWI (Normalizovaný rozdielový index vody)

Na čo sa dá použiť vegetačný index?

Pri skúmaní vzorcov v zdraví rastlín by poľnohospodárski odborníci, ako sú farmári, agronómovia, poisťovatelia plodín, výskumníci a ďalší, mohli mať úžitok z použitia vegetačného indexu, ako je NDVI alebo VARI.

Používatelia nástroja na poľnohospodárske mapovanie a analýzu môžu implementovať index kliknutím tlačidla a v závislosti od výsledkov indexu vytvoriť na svojich leteckých snímkach zelenú alebo červenú škvrnu. Oblasti označené zelenou farbou majú rastliny, ktoré sú v dobrom zdravotnom stave. Farby ako oranžová, žltá a červená naznačujú stratu energie a vitality.

Napríklad pestovateľ kukurice môže pomocou programu odoslať multispektrálne fotografie svojich kukuričných polí v ktoromkoľvek bode medzi objavením sa rastlín a zberom úrody. Aplikácia potom použije preferovaný vegetačný index.

Farebný výnos ich môže upozorniť na to, že časť poľa na určitých miestach nadobudla oranžový a červený odtieň. Je to znak toho, že rastliny hnednú alebo žltnú, alebo že sa na nich objavujú škvrny. Rastliny v tejto oblasti môžu trpieť následkami dlhšieho obdobia sucha, záplav, nedostatočného alebo nadmerného hnojenia, alebo sú napadnuté chorobou.

Ako v minulosti, terénne zistenie bolo najúčinnejšou metódou na diagnostikovanie konkrétneho problému. Vegetačný index však poskytuje farmárovi náznak, že by sa mal sústrediť na konkrétnu časť svojej pôdy. V tomto bode môže slobodne preskúmať, čo problém spôsobilo, a zvážiť možné riešenia.

Prečo sú hyperspektrálne vegetačné indexy také dôležité?

Integrácia spektra odrazivosti do jednej číselnej hodnoty, známej ako index vegetácie, je štandardnou metódou na určovanie vlastností vegetácie. Hyperspektrálne vegetačné indexy, známe aj ako úzkopásmové vegetačné indexy, obsahujú charakteristiky alebo vlnové dĺžky, ktoré hyperspektrálne zariadenia dokážu zachytiť iba kvôli ich kratším šírkam pásma.

Štruktúra, biochémia a fyziológia rastlín alebo stres sú tri hlavné kategórie, ktoré možno použiť na klasifikáciu atribútov vegetácie, ktoré možno posúdiť pomocou HVI.

• Proporcionálna pokrývka, index listovej plochy (LAI), biomasa zelených listov, senescentná biomasa a podiel absorbovaného fotosynteticky aktívneho žiarenia sú príkladmi štrukturálnych znakov, ktoré je možné merať. Väčšina indexov pre štrukturálnu analýzu bola navrhnutá pre kompletné pásmové zostavy a mala úzkopásmové a hyperspektrálne náprotivky.
• Medzi príklady biochemických vlastností patrí voda, pigmenty (ako je chlorofyl, antokyány a karotenoidy) a ďalšie produkty bohaté na dusík (ako sú bielkoviny). Do tejto kategórie patria aj štrukturálne zložky rastlín (lignín a celulóza).
• Stresom vyvolaný posun v stave xantofylov, zmeny v obsahu chlorofylu, zmeny vlhkosti listov a fluorescencia sú niektoré podceňované zmeny, ktoré možno merať pomocou fyziologických a stresových indexov.

Vo všeobecnosti boli biochemické a fyziologické alebo stresové indikátory vyvinuté pomocou laboratórnych alebo terénnych zariadení (spektrálny odber vzoriek menší ako 10 nm). Sú zamerané na veľmi malé spektrálne charakteristiky. V priamom dôsledku toho sú výlučne hyperspektrálne. Vyvinuté indexy pre vodu sú jedinou výnimkou z tohto pravidla.

Technológia diaľkového prieskumu Zeme a indexu vegetácie

Satelity pozorujúce Zemu poskytujú vedcom diaľkového prieskumu Zeme nové údaje, ktoré slúžia ako podklad pre ich štúdium a na zlepšenie analýz, ktoré už boli vykonané s pokrokom senzorov.

Podniky, ktoré už majú vlastnú technológiu založenú na indexoch, a tie, ktoré sa pripravujú na zavedenie novej, môžu výrazne vytvoriť trh pre svoje poľnohospodárske produkty prijatím najnovších inovácií v aplikáciách spektrálnych vegetačných indexov. Platí to pre spoločnosti, ktoré už majú svoj softvér založený na indexoch, aj pre tie, ktoré plánujú uviesť na trh nový.

Výhody, ktoré ponúkajú vegetačné indexy pri diaľkovom prieskume Zeme, zvyšujú celkovú kvalitu zákazníckej skúsenosti. Porovnanie satelitných snímok s rôznymi typmi leteckých údajov umožňuje nasledovné:

• Znížené náklady na prevádzku, spracovanie a interpretáciu údajov zozbieraných dronmi.
• V porovnaní s leteckými snímkami môžu satelitné snímky pokrývať širšiu oblasť.
• Zníženie nákladov na vykonávanie terénnych kontrol: dodatočné pozorovania pomocou UAV (bezpilotných lietadiel) sú drahšie ako štandardné satelitné kontroly.
• Získanie analýz údajov vo vhodnom formáte v kratšom čase.
• Monitorovanie polí bez ohľadu na to, aký silný je vietor.

Používanie satelitných snímok umožňuje spoločnostiam zaoberajúcim sa poľnohospodárskym softvérom výrazne zvýšiť množstvo leteckých údajov, ku ktorým už majú prístup, a zároveň im šetrí čas a peniaze a umožňuje koncovým používateľom získať viac údajov v kratšom čase.

Preto index vegetácie v diaľkový prieskum Zeme a monitorovanie plodín pomôcť pri vykonávaní rozsiahlej, diaľkovej kontroly stavu plodín. Ak sa vyskytne problém, poľnohospodári sa môžu rozhodnúť preskúmať skôr zistené oblasti ako celé pole.

Pre riešenie vo vašej oblasti kontaktujte GeoPard

Prevažná väčšina najdôležitejších vegetačných indexov, ktorých počet sa pohybuje v stovkách, musí byť zahrnutá do poľnohospodárskeho softvéru vo forme dlhého zoznamu, ku ktorému je možné pristupovať a používať ho na jednom mieste. GeoPard ponúka základné analytické nástroje, ktoré je možné integrovať do už dostupného poľnohospodárskeho softvéru a plánovaného softvéru.

Pomôžeme vám s optimálnou voľbou, ktorá splní požiadavky stanovené vami alebo vašimi klientmi. Bez ohľadu na to, ako plánujete náš produkt využiť – API, white-label alebo riešenia na mieru – môžete si byť istí, že údaje, ktoré dostanete, budú presné a dôveryhodné, pretože boli zhromaždené pomocou diaľkového prieskumu Zeme a najmodernejšej satelitnej technológie.

Spoločnosť GeoPard dokáže poskytnúť presnú analýzu založenú na dátach v celosvetovom meradle. Vďaka tomu si spoločnosť získala spokojnosť mnohých spokojných klientov. Kontaktujte nás, prosím, a preberte s nami špecifiká a možnosti využitia. diaľkové prieskumy vo vašej oblasti alebo odvetví.