የእፅዋት ጤና ክትትል በሳተላይት እና ድሮን፡ NDVI እና የእፅዋት ኢንዴክሶች

ትርፍ፡

• የ NDVI እና ሌሎች የእፅዋት ኢንዴክሶች ምን እንደሚለኩ የማብራራት ችሎታ እና በየትኛው ሁኔታ ውስጥ የትኛው ኢንዴክስ ተስማሚ ነው.
• ከሳተላይት / ድሮን ምስሎች የተሰሩ የመረጃ ጠቋሚ ካርታዎችን በ AI እገዛ የመተርጎም እና የጭንቀት ቦታዎችን ቅድሚያ የመስጠት ችሎታ
• የመስክ ቁጥጥር ፣ ሜትሮሎጂ እና ፍኖሎጂ ጋር የመረጃ ጠቋሚዎችን በማረጋገጥ የውሸት ማንቂያዎችን የማስወገድ ችሎታ።

ሜዳን በአይን ማሰስ ዝግ ያለ እና በትላልቅ ቦታዎች ላይ አሳሳች ነው፡ አይን ይደክማል፣ ይለማመዳል እና ትልልቅ ቅጦች ይናፍቃል። ነገር ግን ከህዋ ወይም ሰው አልባ አውሮፕላኖች ሲታዩ የእጽዋት ጤና አሃዛዊ ካርታ ይሆናል እና የተጨነቁ ቦታዎች በግልጽ ይገለጣሉ፣ አይን ሊያስተውለው በጣም ቀደም ብሎ። የዚህ ለውጥ ዋናው መሳሪያ የእጽዋት ኢንዴክሶች ነው፡ በምስሉ ላይ ካሉት የተለያዩ የብርሃን ባንዶች ጥምርታ የዕፅዋቱን አስፈላጊነት ወደ ቁጥር የሚቀይሩ ቀመሮች። ይህ ክፍል በጣም የተለመደውን ኢንዴክስ፣ NDVI እና እህቶቹን ያስተዋውቃል፣ በሳተላይት እና በድሮን መካከል ያለውን ልዩነት ያብራራል፣ እና እንዴት እንደሚተረጉሙ እና ከሁሉም በላይ ደግሞ እነዚህን ካርታዎች በአርቴፊሻል ኢንተለጀንስ ያረጋግጡ።

መጀመሪያ ፊዚክስን እንረዳ። ጤናማ የሆነ የፎቶሲንተቲክ ቅጠል ቀይ ብርሃንን አጥብቆ ይይዛል (ክሎሮፊል ስለሚጠቀም) እና ከኢንፍራሬድ አጠገብ ያለውን ብርሃን (NIR፤ ከቀይ ባሻገር ያለው ባንድ፣ በአይን የማይታይ) አጥብቆ ያንጸባርቃል። ተክሉ ውጥረት ሲፈጠር እና ክሎሮፊል ሲያጣ፣ ትንሽ ቀይ ስለሚስብ NIR ያንሳል። NDVI (የተለመደው የዕፅዋት መረጃ ጠቋሚ) ይህንን ልዩነት በትክክል ይለካል፡

NDVI = (NIR - ቀይ) / (NIR + ቀይ)

ውጤቱ በ -1 እና +1 መካከል ነው። ባዶ አፈር እና ውሃ ወደ 0 ወይም አሉታዊ እሴቶችን ይሰጣሉ ። ትንሽ ተክል 0.2-0.4; ጥቅጥቅ ያለ ጤናማ ሽፋን በ 0.7-0.9 ክልል ውስጥ ነው. NDVI በቀጥታ ምርትን፣ በሽታን፣ ወይም የአፈርን እርጥበትን አይለካም—የአረንጓዴ፣ ሕያው ሽፋን ጥግግት ብቻ። ዝቅተኛ NDVI ማስጠንቀቂያ እንጂ ምርመራ አይደለም።

አንድ ኢንዴክስ በቂ ያልሆነው ለምንድን ነው?

NDVI ጠንካራ ነው ግን ሁለት ድክመቶች አሉት። የመጀመሪያው ሙሌት ነው: ሽፋኑ በጣም ጥቅጥቅ ባለበት ጊዜ (በደንብ የዳበረ በቆሎ በሉት) NDVI በ 0.8-0.9 ከፍ ይላል እና ተጨማሪ የባዮማስ መጨመርን አያመለክትም. ሁለተኛው የአፈር ተጽእኖ ነው: በተቆራረጠ ሽፋን, የጀርባው አፈር ቀለም ጠቋሚውን ያዛባል. ለዚህም ነው ለተለያዩ ሁኔታዎች የተለያዩ ኢንዴክሶች የተዘጋጁት። ከታች ያለው ሰንጠረዥ በጣም ጥቅም ላይ የዋሉትን ያጠቃልላል; የመረጡት ኢንዴክስ በጥያቄዎ ላይ የተመሰረተ ነው.

ኢንዴክስ

ምን ይጠቅማል

ማስታወሻ

NDVI

የአጠቃላይ ሽፋን አዋጭነት

ጥቅጥቅ ባለ ሽፋን ላይ ሙሌትን ያቀርባል

NDRE (ቀይ-ጫፍ)

ጥቅጥቅ ባለ ሽፋን ውስጥ ናይትሮጅን/ክሎሮፊል

በመጨረሻው ጊዜ ውስጥ ለNDVI ስሜታዊ

GNDVI (አረንጓዴ)

የክሎሮፊል / ናይትሮጅን ሁኔታ

አረንጓዴ ቴፕ ይጠቀማል

SAVI

ትንሽ ሽፋን ፣ ባዶ አፈር

የአፈርን ተፅእኖ ያስተካክላል

NDWI/NDMI

የእፅዋት / የአፈር ውሃ ይዘት

ወደ የውሃ ውጥረት ቅርብ

ቤት

ጥቅጥቅ ያለ ሽፋን ፣ ከባቢ አየር ተስተካክሏል።

ሙሌትን ይቀንሳል

ፍንጭ፡ "የትኛው ኢንዴክስ?" ለጥያቄው መልሱ የምርቱ የእድገት ደረጃ ነው. SAVI በመጀመሪያ ጊዜ (የተጣራ ሽፋን); NDRE/GNDVI በተሻሻለ ጥቅጥቅ ያለ ሽፋን እና ናይትሮጅን ክትትል; በውሃ ውጥረት ውስጥ፣ NDWI/NDMI ብዙ ጊዜ ከNDVI የበለጠ መረጃ ሰጪ ነው።

ሳተላይት ወይስ ድሮን?

ሁለቱ ሀብቶች ተፎካካሪ ሳይሆኑ እርስ በርስ የሚደጋገፉ ናቸው. ሳተላይቶች (ለምሳሌ ሴንቲነል-2፣ ላንድሳት) ትላልቅ ቦታዎችን በየተወሰነ ጊዜ በነፃ ወይም በርካሽ ይሸፍናሉ፣ ነገር ግን ጥራታቸው ሸካራ ነው (ፒክስል 10-30 ሜትር) እና ደመና ምስሉን ሊያደበዝዘው ይችላል። ድሮን በጣም ከፍተኛ ጥራት (ፒክሰሎች እና ሴንቲሜትር) እና በፈለጉት ቀን በረራ ይሰጣል ፣ ግን ትንሽ ቦታ ይይዛል እና በረራ እና ማቀነባበሪያ የጉልበት ስራን ይፈልጋል ። የተግባር ስልቱ ተደራራቢ ነው፡ እርሻውን በሙሉ በሳተላይት ይቃኙ እና አጠራጣሪ ቦታዎችን ይፈልጉ እና እነዚያን ቦታዎች በድሮን በደንብ ይመርምሩ እና በመጨረሻም ወደ ሜዳ ይሂዱ።

አርቲፊሻል ኢንተለጀንስ የመረጃ ጠቋሚ ካርታውን እንዴት ይተረጉመዋል?

አርቴፊሻል ኢንተለጀንስ በመተርጎም ዋጋ ያለው ምስሉን በራሱ ሳይሆን ከእሱ የመነጩ የቁጥር ማጠቃለያዎች፡ የክልል አማካዮች፣ በጊዜ ሂደት ለውጥ፣ ከአጎራባች ክልሎች ጋር ያለው ልዩነት። ለምሳሌ፣ ለ AI ማጠቃለያ ከሰጠህ እንደ “Plot-3 NDVI North መጨረሻ ባለፉት 12 ቀናት ከ 0.72 ወደ 0.48 ቀንሷል፣ ደቡብ ጫፍ የተረጋጋ ነው” የሚል ማጠቃለያ ከሰጡ፣ ይህም ሊሆኑ የሚችሉ ምክንያቶችን ቅድሚያ ለመስጠት እና የመስክ ቁጥጥር እቅድ ለማውጣት ይረዳዎታል። ነገር ግን ያስታውሱ፡ AI የሚጠቁመው "ለምን" የሚለው መላምት ዝርዝር ነው። ዝቅተኛ NDVI በውሃ ውጥረት፣ በበሽታ፣ በንጥረ ነገር እጥረት፣ አልፎ አልፎ ብቅ ማለት፣ የበረዶ መጎዳት፣ የደመና ጥላ ወይም አዲስ የታረሰ አፈር ሊሆን ይችላል። እነዚህን የሚለዩት መስክ፣ ሜትሮሎጂ እና ፍኖሎጂ ብቻ ነው።

ሶስት ትናንሽ ጉዳዮች: በቁጥሮች

ጉዳይ 1 - ቀደምት ጭንቀት መያዝ. በቆሎ መስክ፣ ሳተላይት NDVI በደቡብ ምዕራብ 8-ዲኬር የመስክ ክፍል ከአካባቢው አካባቢ በ0.15 ነጥብ ዝቅ ያለ ነበር። መሐንዲሱ ወደዚያ አካባቢ ሄደ; በመስኖ መስመሩ ላይ ተዘግቶ ተገኘ እና ስህተቱ የሚታዩ ምልክቶች ከመታየታቸው ከ6 ቀናት በፊት ተስተካክሏል። ግምታዊ ምርታማነት መጥፋት ቀርቷል።

ጉዳይ 2 - የውሸት ማንቂያ. NDVI በድንገት በአንድ የሳተላይት ቀን ላይ በስንዴ መሬት ውስጥ ወደቀ። AI "ሊሆን የሚችል በሽታ" አለ. ይሁን እንጂ ሜትሮሎጂ በዚያ ቀን ከባድ ደመና አሳይቷል; በሚቀጥለው ከደመና-ነጻ ምስል፣ NDVI ወደ መደበኛው ተመልሷል። የደመና ጥላ የውሸት ማንቂያ ነበር; ውሳኔው በአንድ ቀን ላይ የተመሰረተ አይደለም, ተከታታይ የጊዜ ሰሌዳው ታይቷል.

ጉዳይ 3 - የመረጃ ጠቋሚ ምርጫ. በዳበረ ስኳር ቢት መስክ NDVI በየቦታው በ0.85 ተሞልቷል እና ምንም የናይትሮጅን ልዩነት አላሳየም። ወደ NDRE ኢንዴክስ ሲቀይሩ, በሜዳው ምስራቃዊ ግማሽ ላይ የክሎሮፊል እጥረት ታይቷል; የቅጠል ትንተና የናይትሮጅን እጥረት መኖሩን አረጋግጧል እና የታለመ ከፍተኛ አለባበስ በዚያ ቦታ ላይ ተተግብሯል።

ደካማ ፈጣን/ጠንካራ ፍጥነት

ደካማ ጥያቄ፡

በዚህ NDVI ካርታ ላይ ምንም ችግር አለ? ምን ማድረግ ነው የሚገባኝ፧

ኃይለኛ ጥያቄ፡-

የእርስዎ ሚና፡ የርቀት ዳሰሳ የታገዘ የግብርና ባለሙያ። በክልል ጠቢብ NDVI እና NDREtime ተከታታይ ማጠቃለያ (ቀን፣ ክልል፣ አማካኝ እሴት) እሰጥዎታለሁ። ተግባር፡- ከፍተኛ ቅናሽ የሚያሳዩ ክልሎችን በመቀነስ መጠን እና ቆይታ ይዘርዝሩ።- 2-4 POSSIBLE መንስኤ መላምቶችን ለእያንዳንዱ ክልል (ውሃ/በሽታ/ንጥረ ነገር/አፈር/ደመና) ይስጡ።- ለእያንዳንዱ መላምት በመስክ ላይ እንዴት እንደማረጋግጥ በአንድ ዓረፍተ ነገር ጻፍ። ፀረ-ተባይ / ማዳበሪያዎች; ቅድሚያ የሚሰጠው የማረጋገጫ ዝርዝር ver.Data:[የጊዜ ተከታታይ ማጠቃለያ]

ኃይለኛው ፈጣን AI ከመመርመሪያ ማሽን ወደ ቅድሚያ እና የማረጋገጫ እቅድ ረዳትነት ይለውጣል; ስለ ነጠላ የቀን ወጥመድ እና የምርመራ ወሰን በግልፅ ይጽፋል።

አራት ሊገለበጡ የሚችሉ አብነቶች

1) የመረጃ ጠቋሚ ምርጫ ምክክር;

ሰብል: [ሰብል], የእድገት ደረጃ: [ደረጃ], የእኔ ጥያቄ: (የውሃ ውጥረት / ናይትሮጅን / አጠቃላይ ጥንካሬ). ለዚህ ሁኔታ በጣም ተስማሚ የሆኑትን 2 የእፅዋት ኢንዴክሶች ፣ ለምን እና ከ NDVI ያላቸውን ጥቅም በአጭሩ ያብራሩ። ቀመሮቹንም ይፃፉ።

2) የጊዜ ተከታታይ ያልተለመደ ማጠቃለያ፡-

ከታች ባለው የክልል-ቀን-NDVI ሠንጠረዥ፡ ለየብቻ ይዘርዝሩ፡ (ሀ) ከ0.1 በላይ ውድቅ የተደረገ እና ቢያንስ ለ2 ተከታታይ ቀናት የሚቆይ፣ (ለ) የአንድ ቀን መዝለሎች። አስተያየቶችን አትጨምር፣ ሰንጠረዡን ብቻ አውጣ።

3) የመስክ ቁጥጥር እቅድ;

ለሚከተሉት ቅድሚያ የሚሰጣቸው ቦታዎች የመስክ ጉዞ እቅድ ያውጡ፡ ምን አይነት መለኪያ (እርጥበት፣ የቅጠል ናሙና፣ የስር ቼክ) በእያንዳንዱ አካባቢ እንደምወስድ እና ለምን እንደሚያስፈልግ ይፃፉ። የጂፒኤስ ነጥቦችን ወደ ክልላዊ ማእከል ጠቁም።

4) የውሸት ማንቂያ ማጣሪያ;

ውሳኔ ከማድረግዎ በፊት ይህንን የ NDVI ጠብታ ለማስቀረት የማረጋገጫ ዝርዝር፡ ደመና/ጥላ፣ የጥላ አንግል፣ መከር/የሚለቀቅበት፣ የዳሳሽ ቀን፣ የአጎራባች ዞን ወጥነት። እያንዳንዱን ንጥል ያረጋግጡ "ተረጋግጧል?" ያቅርቡ።

የተለመዱ ስህተቶች

• በአንድ ቀን ላይ በመመስረት ውሳኔዎችን ማድረግ. ደመናዎች, ጥላዎች እና ከባቢ አየር ነጠላውን ምስል ያዛባሉ; ሁል ጊዜ ተከታታይን ይመልከቱ።
• ዝቅተኛ NDVI = በበሽታ ተሳስቷል. መረጃ ጠቋሚው ምክንያቱን አይናገርም; የውሃ፣ የንጥረ-ምግብ፣ የአፈር እና የውሃ መውጫ ችግሮች ተመሳሳይ ውድቀትን ይሰጣሉ።
• ሙሌትን ችላ ማለት። ጥቅጥቅ ባለ ሽፋን ውስጥ የ NDVI ጫፎች; በናይትሮጅን ክትትል ወደ NDRE/GNDVI ቀይር።
• የመርሳት መፍትሄ. የ 10 ሜትር የሳተላይት ፒክሰል ትንሽ የጭንቀት ንጣፍ መደበቅ ይችላል; ሰው አልባ አውሮፕላኑን አጠራጣሪ በሆነበት ቦታ ያርፉ።
• ሜዳውን መዝለል። ካርታው አመልካች ጣት ነው; በአፈር እና በቅጠሎች ውስጥ ምርመራ ይደረጋል.

ማሳሰቢያ፡ ጠቋሚ ካርታው "ችግሩ ምንድን ነው" ለሚለው ጥያቄ ሳይሆን "የት ማየት እንዳለብህ" ለሚለው ጥያቄ መልስ ይሰጣል። ሰንጠረዡን በቀጥታ ወደ መድሃኒት ወይም ማዳበሪያ ውሳኔ መተርጎም በተሳሳተ ምክንያት ውስጥ ጣልቃ የመግባት አደጋ ነው.

በማጠቃለያው

የእፅዋት ኢንዴክሶች ከተለያዩ የብርሃን ባንዶች ጥምርታ የእፅዋትን ጥንካሬ ወደ ቁጥሮች ይተረጉማሉ። NDVI በጣም የተለመደ ቢሆንም, በመሙላት እና በአፈር ተጽእኖ ምክንያት ለእያንዳንዱ ሁኔታ አይጣጣምም - እንደ NDRE, SAVI, NDWI ያሉ ወንድሞቹ እና እህቶቹ በተወሰኑ ጥያቄዎች ላይ ጠንካራ ናቸው. ሳተላይቱ ሰፊው ቅኝት ነው, ድሮኑ የቅርብ ፍተሻ ነው, እና መስኩ የመጨረሻው የማረጋገጫ ንብርብር ነው. AI የመረጃ ጠቋሚ ማጠቃለያዎችን ቅድሚያ በመስጠት እና የማረጋገጫ እቅድ በማዘጋጀት ጠቃሚ ነው; ነገር ግን ዝቅተኛ መረጃ ጠቋሚ መላምት እንጂ ምርመራ አይደለም. በአንድ የቀን ወጥመድ ውስጥ አይግቡ፣ መረጃ ጠቋሚውን በጥያቄ ይምረጡ እና በመስክ ላይ ያለውን እያንዳንዱን ምልክት ይሞክሩ።

የመተግበሪያ ተግባር

ቢያንስ ሶስት ቀን NDVI እና ከተቻለ የ NDRE እሴቶችን ለአንድ እሽግ (ትክክለኛ ወይም ተወካይ) የያዘ ትንሽ ሠንጠረዥ ያዘጋጁ; በአንድ ክልል ውስጥ ሆን ተብሎ ጠብታ ያድርጉ እና በአንድ ቀን ውስጥ የአንድ ጊዜ ዝላይ ያድርጉ። በዚህ ክፍል ውስጥ ካሉት “የጊዜ ተከታታይ ያልተለመደ ማጠቃለያ” እና “የውሸት የማንቂያ ደወል ማጣሪያ” አብነቶችን ለ AI ይስጡት። በውጤቱ ውስጥ ፣ AI ትክክለኛውን ጠብታ ከደመና ውርወራ መለየት ይችል እንደሆነ ፣ ምርመራ ለማድረግ ይሞክር እንደሆነ ይገምግሙ እና ለእያንዳንዱ ክልል በሜዳው ላይ የሚመለከቱትን አንድ ሜትሪክ ይፃፉ።

የማረጋገጫ ዝርዝር

• [ ] አውቄ ለጥያቄዬ የሚስማማውን መረጃ ጠቋሚ (NDVI/NDRE/SAVI/NDWI) መርጫለሁ።
• [ ] ውሳኔውን በነጠላ ምስል ላይ ሳይሆን በጊዜ ተከታታይ ላይ መሰረት አድርጌዋለሁ።
• [ ] ደመና/ጥላዎች/ተንሸራታች ከሆኑ ድንገተኛ ጠብታዎችን አጣራሁ።
• [ ] በ AI የተሰጡትን ምክንያቶች እንደ ምርመራ ሳይሆን እንደ መላምት ነው የወሰድኳቸው።
• [ ] ለእያንዳንዱ የቅድሚያ ዞን የመስክ ማረጋገጫ መለኪያ አቅጄ ነበር።