Что такое NDVI (Нормализованный относительный вегетационный индекс)?
NDVI (нормализованный относительный вегетационный индекс), normalized difference vegetation index; это индекс, который анализирует и представляет плотность и состояние здоровья растительного покрова в наблюдаемой области.
Существуют различные способы контроля увеличения и уменьшения количества растений, занимающих важное место в экосистеме. Одним из наиболее предпочтительных методов являются методы дистанционного зондирования. Изменения в растительном покрове можно наблюдать с помощью спутниковых снимков, не выходя в поле. Спутники собирают информацию о земной поверхности с помощью приемников в соответствии с ответом, который дают электромагнитные волны, посылаемые ими на землю. Полученная информация обрабатывается в различных диапазонах на спутниковых снимках, и благодаря технологии дистанционного зондирования можно легко создать карту растительного покрова любого региона. Кроме того, можно легко определить плотность растительного покрова даже на тех участках, обнаружение которых силами человека затруднительно и дорогостояще.
Расчет формулы NDVI
Если выразить расчет формулы NDVI просто, как показано ниже, в формуле нормализованного относительного вегетационного индекса (NDVI) используются ближний инфракрасный (NIR) и красный (RED) диапазоны.
Здоровая растительность (хлорофилл) отражает больше ближнего инфракрасного (NIR) и зеленого света по сравнению с другими длинами волн, поглощает синий и красный свет; поскольку она отражает зеленый свет, она кажется человеческому глазу зеленой.
Обычное здоровое растение поглощает видимое излучение и отражает большую часть ближнего инфракрасного излучения. С другой стороны, нездоровое растение больше отражает видимое излучение и меньше отражает ближнее инфракрасное излучение.
Значения NDVI
Значения NDVI — это значения, полученные в результате анализа. Значения NDVI всегда варьируются от -1 до +1. В местах с густой и здоровой растительностью значения индекса приближаются к +1, в то время как в местах с редкой и нездоровой растительностью значение индекса приближается к -1.
Карта NDVI
Карта NDVI создается путем классификации значений, полученных в результате анализа NDVI, в соответствии с проводимой работой.
Например: отрицательные значения в основном соответствуют облакам, воде и снегу, а значения, близкие к нулю, — прежде всего камням и голой почве.
Очень низкие значения функции NDVI (0,1 или меньше) соответствуют участкам голых скал, песка или снега.
Средние значения (от 0,2 до 0,3) представляют кустарники и луга, а высокие значения (от 0,6 до 0,8) указывают на умеренные и тропические леса.
Для чего используется информация NDVI?
Области использования информации NDVI можно перечислить следующим образом:
- Определение уровня хлорофилла
- Здоровье растений и уровень стресса
- Оптимальное использование удобрений
- Управление азотом
- Идентификация насекомых и вредителей в урожае
- Анализ болезней растений
- Идентификация растений или сорняков
- Разработка плана фермы
- Планирование выращивания
- Планирование сбора урожая в зависимости от силы роста
Использование анализа NDVI в сельском хозяйстве
Использование анализа NDVI в сельском хозяйстве, благодаря развивающимся технологиям дронов, стало наиболее часто предпочитаемым анализом вегетационного индекса при дистанционном зондировании в сельском хозяйстве. Он помогает отличить земли, лишенные растительности, от травянистых или лесных участков, выявить больные растения и дифференцировать стадии развития сельскохозяйственных культур.
Пример NDVI в сельском хозяйстве
Пример NDVI в сельском хозяйстве; рассмотрим NDVI для сельскохозяйственного угодья с круговым (center pivot) орошением. Пивотное орошение вращается вокруг точки, создавая круговой рисунок посевов. В истинном цвете красный, зеленый и синий каналы выглядят следующим образом. Истинным цветом мы называем его потому, что он совпадает с тем, что видят наши глаза.
В формуле вы можете увидеть, как NDVI использует ближний инфракрасный диапазон (NIR). Когда мы отображаем диапазон NIR как красный, мы получаем цветной инфракрасный снимок. Мы называем его цветным инфракрасным, потому что ближний инфракрасный находится в красном канале. Как видно ниже, растительность при пивотном орошении должна быть ярко-красного цвета.
При применении формулы ярко-зеленый цвет указывает на высокий NDVI. Красный же имеет низкий NDVI. Таким образом, он измеряет растительность, измеряя разницу между ближним инфракрасным светом (который растительность сильно отражает) и красным светом (который растительность поглощает).
Yorumlar