Зачекайте будь ласка...
Моніторинг вегетаційних індексів (NDVI) у сільському господарстві
05.12 2019
Невід'ємною частиною будь-якого сучасного агропідприємства є планування агрооперацій і оперативний моніторинг стану посівів. Він дозволяє своєчасно виявляти відхилення в рості й розвитку рослин, визначати причини цих відхилень і приймати відповідні управлінські рішення. На сьогодні є багато способів моніторингу посівів протягом сезону. Це вихід агронома в поле, аналіз проб ґрунту, використання даних із дронів та супутників і т. ін. При самостійному обстеженні існує ряд труднощів. Ранньою весною проїхати до полів ще неможливо, хоча планувати роботи потрібно виходячи з поточного стану культури, а в розпал сезону рослини можуть досягати двох і більше метрів у висоту, що істотно ускладнює аналіз посівів у принципі. У результаті неможливо побачити цілісну картину по всьому полю, що може призвести до втрат врожаю.
На допомогу приходить супутниковий моніторинг посівів. Це технологія спостереження за змінами індексу вегетації, отриманого за допомогою аналізу супутникових знімків. У сільському господарстві найбільш поширений нормалізований відносний вегетаційний індекс NDVI (англ. Normalized Difference Vegetation Index), який характеризує щільність рослинності й дозволяє аграріям оцінити схожість, ріст, наявність бур'янів або хвороб, а також спрогнозувати продуктивність полів. Показники індексу формуються через супутникові знімки зеленої маси, яка поглинає електромагнітні хвилі у видимому червоному діапазоні та відображає їх у ближньому інфрачервоному. Чим більше листова поверхня рослин і чим більше хлорофілу, тобто зеленого пігменту в листі, тим сильніше рослини поглинають червоне світло, що на них потрапляє, і менше його відображають. У результаті можна отримати повноцінний спектральний аналіз і виявити ділянки, які потребують пересівання, внесення ЗЗР або добрив.
Для більш детального вивчення факторів, що впливають на розвиток культури, команда Soft.Farm додала у функціонал системи можливість проводити аналіз і по іншим вегетаційним індексам. Крім NDVI, можна використовувати індекси EVI (Enhanced Vegetation Index), GNDVI (Green Normalized Difference Vegetation Index), CVI (Chlorophyll Vegetation Index), а також True Color, які характеризують різні якісні й кількісні показники відповідно до потреб конкретного підприємства.
Індекси застосовуються при оцінці стану посівів у визначений момент часу або в динаміці. Вони змінюються весь сезон і їх значення відрізняються під час росту, цвітіння й дозрівання рослин. На початку вегетації індекс наростає, у момент цвітіння його зростання зупиняється, потім, по мірі дозрівання, знижується. Залежно від чинників і умов родючості ґрунту, метеоумов і технології обробітку культур швидкість розвитку біомаси буде різною. Перед посівом головним чином аналізується стан ґрунту для якісного проведення передпосівної обробки. На етапі схожості розглядається рівень втрат рослин і визначається потреба в підсіві або пересіві. В кінці вегетаційного періоду за допомогою аналізу супутникових знімків можна уточнити терміни збору й остаточно спрогнозувати врожайність.
Великою перевагою використання супутникових знімків в Soft.Farm є їх ретроспективність. Якщо потрібна ділянка знаходиться в «полі зору» супутника, можна отримати історію такої ділянки за останні кілька років, що дозволить визначити динаміку розвитку біомаси на певних полях, а також найбільш і найменш продуктивні зони. Якщо на тій самій ділянці поля спектральні знімки демонструють проблеми із року в рік, агроному буде легше виявляти різні фактори, що заважають розвитку рослин, й усувати або зменшувати їх вплив. Проведення аналізу індексу NDVI по роках допоможе оптимально сформувати сівозміну або, наприклад, прийняти рішення, чи вкладати кошти для внесення добрив або засіяти багаторічні трави для кормів.
Soft.Farm використовує знімки з різних супутників, що відрізняються своєю спеціалізацією й періодичністю проходження над конкретною областю Землі. Це Landsat8 і Sentinel2, які відповідають за дистанційне зондування.
Однією з особливостей аналізу знімків в Soft.Farm є автоматичний підрахунок площ із різною вегетацією, а також можливість групувати знімки за полем, культурою або датою. Використовуючи супутник, можна визначати ті ділянки, де потрібно вносити великі норми добрива, а також створювати електронні карти завдань для техніки. Такі карти використовуються для диференційного внесення. Ретельний аналіз різних факторів при побудові карти завдань дозволяє істотно скоротити витрату добрив або ЗЗР, знизити вартість виробничого процесу, уникнути негативних наслідків, пов'язаних, наприклад, з «перегодовуванням» рослин і т. д. В абсолютній більшості випадків необхідно провести зонування поля, яке складно виконати без можливості спостерігати ситуацію в цілому.
Технології з кожним днем спрощують і удосконалюють роботу аграріїв. Моніторинг із застосуванням супутників стає звичайною справою й революційним чином змінює вигляд сільського господарства. Аграрію залишається спостерігати за посівами протягом усього вегетаційного періоду і виявляти відхилення. Отримані дані допомагають визначити проблемні ділянки на полі для впровадження точного землеробства.
До списку новин