Главная

Продолжаем рассказывать о картах. NDVI

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) – нормализованный относительный индекс растительности, также известный как вегетационный индекс. Значение индекса зависит от того, как растение отражает и поглощает световые волны разной длины. Способность разных культур к отражению и поглощению световой волны различна. Так же она зависит от этапа развития растения.

 

Положительные и отрицательные значения NDVI, что они означают?

Шкала NDVI варьируется в пределах от -1 до 1.

Отрицательные значения – показывают здания, сооружения, асфальтированные дорожные покрытия, водные поверхности, горы, облака и снег.
Индекс 0,1- 0,2 – обычно соответствует открытой почве.

В случае растений индекс NDVI всегда имеет положительные значения от 0,2 до 1.
0,2 до 0,4 – для слабой, разреженной растительности.
0,4 до 0,6 – для умеренной растительности.
Значение выше 0,6 – индекс для здоровой, густой растительности.

Следует отметить, что данные значения лишь приблизительны. Для точного понимания, что означают те или иные данные, следует учитывать конкретный сезон, тип культуры, ее сорт и даже региональные особенности произрастания растения.

Как расшифровать снимок NDVI?

Снимок NDVI представляет собой цветную карту, где каждый цвет соответствует определенному интервалу значений. Стандартной гаммы цветов нет, но большинство программ использует «контрастную» или «естественную» палитры.

«Контрастная» палитра представляет собой красно-желто-зеленый набор цветов. При этом красные, розовые и желтые оттенки указывают на открытую почву или на погибшую/разреженную растительность, а все оттенки зеленого свидетельствуют о нормальном или плотном растительном покрове.

«Контрастная» палитра NDVI
«Контрастная» палитра NDVI

«Естественная» палитра содержит множество коричневых и зеленых оттенков. Это делает ее наиболее приближенной к реальному представлению местности, к космоснимку. На «естественной» палитре белый цвет и коричневые оттенки указывают на открытую почву или на погибшую/разреженную растительность, а все оттенки зеленого свидетельствуют о нормальном или плотном растительном покрове.

«Естественная» палитра NDVI
«Естественная» палитра NDVI

Применение NDVI в сельском хозяйстве

Анализ нормализованного относительного индекса растительности используется для решения следующих задач в сельском хозяйстве:

Оценка состояния и здоровья культур

У каждого типа растения свои: структура надземной части, стадии роста, необходимые климатические особенности для нормального развития. Все это влияет на отражательные способности растения, а, следовательно, и на значение индекса NDVI.

Значение индекса NDVI также варьируется по мере роста, цветения и созревания растения. Начиная со всходов, индекс NDVI постепенно нарастает, и в момент цветения его рост останавливается. Далее по мере созревания индекс NDVI снижается. Почвенное плодородие, метеоусловия и технологии возделывания посевов также влияют на скорость развития биомассы.

NDVI для полей с круговой системой орошения. Космоснимок Sentinel-2
NDVI для полей с круговой системой орошения. Космоснимок Sentinel-2

Оценка засоренности полей

Оценить степень зарастания полей сорной растительностью по значению индекса NDVI возможно на ранних стадиях развития культуры, т.е. в период всходов. В это время быстро растущие сорняки преобладают на поле и четко видны на снимках.

Сорная растительность на карте NDVI. Аэрофотосъемка
Сорная растительность на карте NDVI. Аэрофотосъемка

 

Оперативное выявление проблемных зон на поле, оценка эффективности орошения, внесения удобрений и пестицидов

Вегетационный индекс показывает состояние и здоровье растений, он является показателем роста и развития растения. Если значения NDVI выходят за норму, характерную для данного типа растения и этапа его развития, значит, ему чего-то недостает, например, влаги или питательных элементов. По значениям NDVI также можно отследить зоны с угнетенными или погибшими растениями.

Уничтоженные всходы на поле из-за перемещения техники. Аэрофотосъемка
Уничтоженные всходы на поле из-за перемещения техники. Аэрофотосъемка

 

Наблюдение динамики развития растительности в течение сезона

Индекс NDVI целесообразно оценивать в трех временных периодах – в начале, середине и конце сельскохозяйственного сезона.

Оценка индекса NDVI в начале сезона позволит оценить состояние растения сразу после всходов или после зимовки. В середине сезона индекс NDVI позволит понять, как развивается растение на поле в активную фазу роста. В конце сезона по индексу NDVI можно понять готовы ли поля к уборке урожая.

Динамика NDVI с мая по июль. Аэрофотосъемка
Динамика NDVI с мая по июль. Аэрофотосъемка

Прогнозирование урожайности

Наиболее точный прогноз урожайности посевов по индексу NDVI можно дать в момент прохождения наивысшего (пика) значения NDVI. Например, для озимой пшеницы наивысшее значение NDVI достигается в момент начала фазы колошения и составляет от 0,8 до 0,9. Зная потенциальную урожайность сорта, можно прогнозировать, что при таком значении NDVI будет достигнута максимальная урожайность. Если в момент колошения культуры значение NDVI будет меньше максимально возможного значения, то, соответственно, будет меньше и урожайность.

Динамика NDVI с мая по июль. Аэрофотосъемка
Прогнозирование урожайности по NDVI

Однако не стоит забывать, что не менее важным фактором, влияющим на прогнозирование урожайности, является погода. Отклонение метеоданных от средних значений многолетних наблюдений также приведет к отклонению показателей урожайности.

Как видим, нормализованный относительный индекс растительности (NDVI) является полезным инструментом в оценке состояния посевов. Но следует понимать, что NDVI не даст ответа о причинах отклонения развития растения от нормы, он лишь покажет ситуацию такой, какая она есть.  

Связанные публикации: Что нужно знать об электронных картах. Ортофотоплан
 

Для облета ваших полей и получения высокоточных карт NDVI свяжитесь с нами.

Контакт для связи – Бахмутова Ирина, руководитель направления по развитию и продажам систем автоматизации
e-mail: bahmutova@1cps.ru
раб.: 8(499) 348-13-18 (доб. 406) 

 

20 января, 2021
Статьи
Яндекс.Метрика