NDVI

Космические технологии помогут увеличить урожайность посевов. | Вегетационные индексы

« | Главная | »

Космические технологии помогут увеличить урожайность посевов.

Автор: Alexander | 06.01.2017

Зачем тратить деньги на Космос, когда на Земле «люди голодают»? Как вообще навигационные и оптические спутники могут помочь труженикам села? В США и Европе с высочайшей урожайностью их полей как раз спутник подсказывает время и необходимость сельскохозяйственных процедур, а программы рассчитывают интенсивность внесения удобрений, пестицидов, полива, прополки, посева и уборки.

А как вообще навигационные и оптические спутники могут помочь труженикам села?

Наблюдение за земной зеленью из космоса ведут применяя особый алгоритм обработки мультиспектральных данных, называемый «индекс вегетации» (NDVI — Normalized Difference Vegetation Index). Для этого спутники снимают поверхность не в видимом диапазоне (красный/зеленый/синий — RGB), а с захватом ближнего инфракрасного (NIR). В результате получаются довольно эффектные и сюрреалистичные кадры.

Но сами по себе фотографии не столь ценны, как информация, полученная после применения алгоритма NDVI.

Физический эффект, который используется для расчета индекса вегетации – это свойство хлорофилла растений лучше поглощать свет видимого диапазона и отражать инфракрасный. В инфракрасном свете трава и листва «светится» гораздо ярче чем в видимом.

Анализируя разницу в яркости на снимках можно получать больше информации о зелени. Более того, поскольку инфракрасный отражается только живыми клетками с хлорофиллом, становятся заметнее любые изменения, связанные с угнетением развития растений: гниение, засуха, нехватка удобрений, вредители. То есть, то, что является очень ценной информацией для сельхозпроизводителя, и на что он в какой-то мере способен повлиять. При достаточно высокой калибровке и накоплении опыта, можно даже сорта растений на полях отличать.

В Европе и Америке спутниковые возможности стали основой нового направления сельскохозяйственной деятельности — precision agriculture – «умное» или «точное земледелие». Когда, фактически, спутник подсказывает время и необходимость сельскохозяйственных процедур, а программы рассчитывают интенсивность внесения удобрений, пестицидов, полива, прополки, посева и уборки. А с развитием беспилотной техники: грузовиков, тракторов и комбайнов, малых беспилотных летательных аппаратов (БПЛА, анг.— UAV) процесс управления сельхозпредприятием, всё больше приближается к игре «Ферма» чему способствуют навигационные спутники ГЛОНАСС/GPS.

С точки зрения пользы в сельском хозяйстве, важную роль играет не одиночный снимок из космоса, а несколько кадров, с различным периодом, для прослеживания динамики и направления процессов. Соответственно требуется регулярная съемка одного и того же участка и чем чаще тем лучше.

Для нужд сельского хозяйства минимально подходит съемка с разрешением 22 м./пиксель. Это достаточно, чтобы наблюдать за полями и достаточно, чтобы за один пролет спутника захватывать широкую полосу в сто километров. Один такой спутник способен снять всю Землю за 4 недели. На орбите их несколько. Но для более точной диагностики посевов необходима высокая точность получаемых снимков с это задачей может справиться лишь беспилотный летательный аппарат (БПЛА*), оборудованный мультиспектральным сенсором (камерой), позволяющий получить снимки с разрешением до 2 см./пиксель.

Примечание: Беспилотный летательный аппарат (БПЛА, реже БЛА; в разговорной речи также «беспилотник» или «дрон», от англ. drone — трутень) – любой летательный аппарат самолетного или мультикоптерного типа оборудованный автопилотом, позволяющий пользователю задавать координаты полета (так называемый режим – полет по точкам) и параметры полетного задания (высота, скорость и др.) или позволяющий оператору управлять дистанционно.  Мультикоптеры бывают нескольких типов исполнения рамы, а также их название походит от количества двигателей приводящих в действия винты: квадрокоптеры (4 двигателя), октокоптеры (6 двигателей), гексакоптеры (8 двигателей) и др.

 

Рубрики: БПЛА, Вегетационные индексы, Дроны | Оставить отзыв »

Отзывы закрыты.