Методи визначення NDVI — названо переваги та недоліки

Про це йдеться у матеріалі «NDVI, погода та різні методи обстеження посівів» на SuperAgronom.com.

Зазначається, що зелене листя рослин поглинає електромагнітні хвилі в червоному діапазоні і відображає хвилі в ближньому інфрачервоному. Чим більша листкова поверхня рослин і чим більше хлорофілу в листі, тим сильніше рослини поглинають червоне світло, що потрапляє на них (і менше його відображають).

Індекс NDVI обчислюється за сумою та різницею відображень у червоному та ближньому інфрачервоному діапазонах.

«Показник NDVI — відносний, він не показує абсолютних значень біомаси зеленого листя (у т/га, наприклад), але з ньому можна достовірно оцінити, наскільки добре чи погано розвивається посів. NDVI посівів можна виміряти наземними методами (за допомогою оптичних датчиків) та дистанційними (на основі супутникової або аерофотозйомки). У кожного з цих методів є свої переваги та недоліки», — йдеться у матеріалі.

Не порівнюючи матеріальну складову процесу обстеження, вартість обладнання, проведення робіт та сумарні витрати на отримання результату, можна виділити такі чинники:

Застосування оптичних датчиків із активним джерелом випромінювання

Перевагами є:

• відсутність спотворень: датчик з активним джерелом світла працює однаково добре за будь-яких умов освітлення і видає значення NDVI без спотворень;
• оперативність отримання: в момент обстеження на екрані відразу висвічується поточне значення NDVI (різні моделі датчиків мають/не мають можливість автоматичного запису оперативних даних із географічними координатами місця спостереження);
• незалежність від метеоумов: хмарність, вітер, холодна погода не впливають на результат, єдине обмеження — не можна знімати NDVI мокрих рослин (під час дощу або після дощу).

Недоліком є повільна продуктивність обстеження: для обстеження великих площ посіву необхідні витрати часу та палива машини-носія; за фактом швидкість обстеження становить близько 5-10 га/година.

Застосування аерофотозйомки з безпілотного літального апарата

Переваги:

• висока детальність зйомки: високодетальні фотозображення з роздільною здатністю на місцевості 10-20 см/пікселів;
• можливість працювати в хмарну погоду: щільна хмарність не створює перешкод зйомці, але окремі купові хмари створюють перешкоди за рахунок тіней, що відкидаються на землю;
• вища продуктивність обстеження: за фактом, за світловий день залежно від моделі літака-носія, можна обстежити від 500 до 5000 га;
• крім індексу NDVI за результатами зйомки можна отримати зображення в природних колірних шкалах, ортофотоплан, розрахувати характеристики мезорельєфу полів.

Недоліками є обмеження за метеоумовами: у сильний вітер (понад 8–10 м/сек.) зйомка з безпілотного літака неможлива; чутливість методу до умов освітленості в момент зйомки: пасивні камери в порівнянні з активними датчиками завжди дають спотворений результат, отже, існує необхідність введення поправочних коефіцієнтів, в різних умовах вони будуть різними.

Застосування супутникових знімків

Переваги:

• найвища продуктивність та можлива оперативність: один знімок покриває площу в сотні квадратних кілометрів;
• безкоштовно знімки низької роздільної здатності оновлюються щодня (MODIS, роздільна здатність 250 м/піксель), більш високої роздільної здатності — 1 раз на 16 днів (Landsat, роздільна здатність 30 м/піксель).

Недоліками цього методу є:

• низька роздільна здатність: 30-250 м/піксель; знімки вищої роздільної здатності (1-6 м/піксель) безкоштовно не надаються;
• втрата інформації та спотворення за рахунок атмосферних явищ: знімки, отримані у хмарну погоду, не дають необхідної інформації;
• для оцінки NDVI за супутниковими знімками необхідно вносити поправочні коефіцієнти (проводити атмосферну корекцію знімків).

Зазначається, що якщо підбити підсумок, то оптичні датчики дають найдостовірнішу оцінку NDVI, але мають низьку продуктивність, супутникова зйомка найбільш продуктивна, але залежить від хмарності, а безпілотна зйомка займає проміжну позицію.