ما هو مؤشر NDVI (مؤشر الاختلاف الخضري الطبيعي)؟
NDVI (مؤشر الاختلاف الخضري الطبيعي)، normalized difference vegetation index؛ هو مؤشر يوضح كثافة الغطاء النباتي في منطقة مرصودة وحالته الصحية من خلال تحليلها.
هناك جوانب مختلفة للتحكم في زيادة ونقصان النباتات التي لها مكانة مهمة في النظام البيئي. أحد أكثر القرائن تفضيلاً هو طرق الاستشعار عن بعد. يمكن ملاحظة التغيرات في الغطاء النباتي باستخدام صور الأقمار الصناعية دون الخروج إلى الميدان. تجمع الأقمار الصناعية معلومات حول الأرض عبر أجهزة استقبال وفقاً للاستجابة التي تعطيها للموجات الكهرومغناطيسية التي ترسلها إلى سطح الأرض. تتم معالجة هذه المعلومات التي تم الحصول عليها في نطاقات مختلفة في صور الأقمار الصناعية، وبفضل تكنولوجيا الاستشعار عن بعد، يمكن بسهولة إنشاء خريطة للغطاء النباتي لأي منطقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن بسهولة تحديد كثافة الغطاء النباتي حتى في المناطق التي يصعب تحديدها يدوياً وتكون مكلفة.
حساب صيغة NDVI
للتعبير عن حساب صيغة NDVI ببساطة، يتم استخدام نطاقات الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) والأحمر (RED) في صيغة مؤشر الاختلاف الخضري الطبيعي (NDVI)، كما هو موضح أدناه.
يعكس الغطاء النباتي الصحي (الكلوروفيل) الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) والضوء الأخضر بشكل أكبر مقارنة بالأطوال الموجية الأخرى، ويمتص الضوء الأزرق والأحمر، وبما أنه يعكس الضوء الأخضر، فإنه يظهر باللون الأخضر للعين البشرية.
تمتص النبتة الصحية الطبيعية الأشعة المرئية وتعكس جزءاً كبيراً من الأشعة تحت الحمراء القريبة. بالإضافة إلى ذلك، فإن النبتة غير الصحية تعكس الأشعة المرئية بشكل أكبر وتعكس الأشعة تحت الحمراء القريبة بشكل أقل.
قيم NDVI
قيم NDVI هي القيم التي يتم الحصول عليها نتيجة التحليل. تتراوح قيم NDVI دائماً بين -1 و +1. في الأماكن التي يكثر فيها الغطاء النباتي الصحي والكثيف، تقترب قيم المؤشر من +1، بينما في الأماكن التي يكثر فيها الغطاء النباتي غير الصحي والضعيف، تقترب قيمة المؤشر من -1.
خريطة NDVI
يتم إنشاء خريطة NDVI من خلال تصنيف القيم التي تم الحصول عليها نتيجة تحليل NDVI لتكون مناسبة للدراسة التي سيتم إجراؤها.
على سبيل المثال؛ تتكون القيم السالبة في الغالب من السحب والمياه والثلج، بينما تتكون القيم القريبة من الصفر بشكل أساسي من الصخور والتربة العارية.
تقابل القيم الصغيرة جداً لوظيفة NDVI (0.1 أو أقل) مناطق الصخور العارية أو الرمال أو الثلج.
تمثل القيم المتوسطة (من 0.2 إلى 0.3) الشجيرات والمراعي، بينما تشير القيم الكبيرة (من 0.6 إلى 0.8) إلى الغابات المعتدلة والاستوائية.
في ماذا تُستخدم معلومات NDVI؟
يمكننا سرد مجالات استخدام معلومات NDVI على النحو التالي.
- تحديد مستوى الكلوروفيل
- صحة النبات ومستوى الإجهاد
- الاستخدام الأمثل للسماد
- إدارة النيتروجين
- تحديد الحشرات والآفات في المحصول
- تحليل أمراض النبات
- تحديد النباتات أو الأعشاب الضارة
- تطوير خطة المزرعة
- تخطيط الزراعة
- تخطيط الحصاد حسب القوة
استخدام تحليل NDVI في الزراعة
أصبح استخدام تحليل NDVI في الزراعة، بفضل تكنولوجيا طائرات بدون طيار (الدرون) المتطورة، هو تحليل الاستشعار عن بعد لمؤشر الغطاء النباتي الأكثر تفضيلاً في الزراعة. فهو يساعد على تمييز الأراضي الخالية من الغطاء النباتي عن العشب أو المناطق الحرجية، واكتشاف النباتات المريضة، والتمييز بين مراحل نمو المحاصيل.
مثال على NDVI في الزراعة
مثال على NDVI في الزراعة؛ لنفحص NDVI لمنطقة زراعية تتوفر فيها الري المحوري المركزي. يدور الري المحوري حول نقطة تخلق نمطاً دائرياً للمحصول. في اللون الحقيقي، تظهر نطاقات الأحمر والأخضر والأزرق كما يلي. نقول اللون الحقيقي لأنه نفس ما تراه أعيننا.
في الصيغة، يمكنك رؤية كيف يستفيد NDVI من الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR). عندما نعرض نطاق NIR باللون الأحمر، نحصل على الأشعة تحت الحمراء الملونة. نسميها الأشعة تحت الحمراء الملونة لأن الأشعة تحت الحمراء القريبة موجودة في القناة الحمراء. كما هو موضح أدناه، يجب أن يكون غطاء الري المحوري باللون الأحمر الساطع.
عند تطبيق الصيغة، يشير اللون الأخضر الساطع إلى ارتفاع NDVI. أما اللون الأحمر فلديه NDVI منخفض. لذلك، فإنه يقيس الغطاء النباتي عن طريق قياس الفرق بين الأشعة تحت الحمراء القريبة (التي يعكسها الغطاء النباتي بقوة) والضوء الأحمر (الذي يمتصه الغطاء النباتي).
Yorumlar