Моніторинг вегетаційних індексів (NDVI) у агробізнесі

количество просмотров767   24-04-2020, 11:42
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.

AgriChain Scout

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?

Як казав видатний американський пропагандист автомобілів Нельсон Джексон: «Я не вірю в те, що хтось може виконувати сьогоднішню роботу вчорашніми методами і залишитися в бізнесі завтра!»

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?

AgriChain Scout

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.

AgriChain Scout

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