Моніторинг вегетаційних індексів (NDVI) у агробізнесі

Сучасне агропідприємство неможна уявити без оперативного моніторингу стану посівів. Фермеру треба знати все, що відбувається в даний час на полі.

На території України агробізнесмени активно впроваджують різні, так звані скаут IT-рішення. Найбільш частіше в сучасно сільському господарстві, відповідно і у діджитал розробках, використовується індекс NDVI, абревіатура якого в перекладі з англійської – це нормалізований диференційний вегетаційний індекс.

Завдяки NDVI аграрії можуть не тільки мати характеристику щільності висіяної рослинності, але й спрогнозувати майбутню продуктивність з обробленої ділянки, завдяки оперативній оцінці таких факторів:

- наявність шкідників;

- оцінка схожості на окремих ділянках;

- ріст культури.

В той самий час, в тренді у прогресивних аграріїв індекси EVI (Enhanced Vegetation Index) та GNDVI (Green Normalized Difference Vegetation Index), які характеризують різні якісні й кількісні показники відповідно до потреб конкретного агропідприємства.

Коли команда AgriChain працювала над розробкою IT-рішення по управлінню моніторингом посівів AgriChain Scout, прийняла рішення включити в інструментарій NDVI, як константу та рестайловий ЕVI2, GNDVI, плюс вологість ґрунту від NASA зі швидкою системою реагування.

Хтось може сказати, що й самостійний моніторинг теж дасть результат. Але як бути, коли погодні умови можна охарактеризувати одним словом - «складні», або висота висіяних рослин така, що нічого за ними не вгледиш?

Тому на допомогу приходить супутниковий моніторинг посівів. При цьому джерело інформації – це вихідне випромінювання від сільськогосподарських земель, яке супутник фіксує особливими приладами - спектрометрами.

Як довела агропрактика, кожна сільськогосподарська культура має свою індивідуальну спектральну відбивну здатність завдяки різній довжині хвиль. Поглинаюча електромагнітні хвилі видимого червоного (Ч) діапазону та відбиваюча їх в ближньому інфрачервоному (ІЧ) зелена маса дозволяє сформувати показники індексу NDVI, як різницю в цих показниках.

Чим більше хлорофілу (зеленого пігменту, який відповідає за процес формування органічних речовин), а значить й більша площа сукупної поверхні листя, тим сильніше йде поглинання падаючої на нього червоної частини спектру. Біологи знають, що довжина хвилі червоної зони спектра становить 0,62 – 0,75 мкм, ближча ІЧ має довжину хвилі 0,75 – 1,3 мкм. Це означає, що червона частина видимого спектру максимально поглинається на відміну від інфрачервоної.

На разі це дає можливість провести повноцінний спектральний аналіз, та допомагає виявити ділянки поля, що конче потребують втручання людини:

- пересівання;

- внесення в грунт ЗЗР.

Оскільки наука не стоїть на місці, а зібрані в одному програмному рішенні AgriChain Scout – NDVI, ЕVI2, GNDVI та вологість ґрунту NASA допоможе фермерам провести більш детальне вивчення природних факторів, які мають великий вплив на розвиток окремо взятої сільськогосподарської культури, а як результат на об`єм зароблених грошей бізнесом. В умовах пандемії коронавірусу, початку світової економічної кризи, кожна зернина на рахунку. Чи не так?

Зазвичай вегетаційні індекси застосовують коли треба оцінити стан посівів чи в динаміці, чи на конкретний проміжок часу, тому з упевненістю можна казати, що однією з головних переваг використовування супутникового моніторингу є можливість мати порівняльний аналіз за достатньо тривалий час – накопичені історичні дані дають можливість більш детально планувати майбутні врожаї, а відповідно й доходи бізнесу.

Треба пам’ятати, що індекс NDVI варіює на протязі всього сезону. Він на початку періоду вегетації наростає, підчас цвітіння – зупиняється, а потім поступово знижується під час дозрівання, тому на певних етапах аграрій потребує знання різних індексів:

- перед посівом – стан ґрунту;

- етап схожості – рівень втрат рослин (процент схожості);

- кінець вегетаційного періоду – уточнення термінів збору, остаточне прогнозування врожайності.

Все це можна зробити завдяки аналізу супутникових знімків. Аналіз панорамних знімків з системою реагування в AgriChain Scout дає гарну можливість аналізу та систематизації, тобто за бажанням фермер може отримати історію кожної ділянки за декілька років, виявити та вирішити нагальні проблеми.

Крім того AgriChain Scout – це софт у вигляді веб та мобільного рішення, використовує знімки з кількох супутників, таких як Landsat та Sentinel:

- проводиться автоматичний підрахунок площ з різною вегетацією;

- групуються знімки (поле, дата, культура);

- допомагає створити електронні карти для праці в полі та визначити окремі ділянки, які потребують добрив або іншого втручання;

- допомагають проводити зонування полів.

Треба завважити, що в космічному просторі навколо нашої планети знаходиться багато дослідницьких супутників, фото яких можна з легкістю знайти в відкритому доступі на різних веб-ресурсах, десятків держав світу, але вони не мають потрібного алгоритму обробки, тому й не придатні для аграріїв.

Як би ми не ставились до різних технологій, треба визнати, що вони не тільки значно спрощують, але й удосконалюють роботу фермерів.

Супутниковий моніторинг поступово стає невід’ємною частиною праці та допомагає вести постійне спостереження за рослинними посівами. Дані, які отримуються, стають основою для визначення та вирішення нагальних проблем.

Автор: Андрій Панченко

директор з маркетингу AgriChain