Hagnaður:
- Geta til að útskýra hvað NDVI og aðrar gróðurvísitölur mæla og hvaða vísitala hentar við hvaða aðstæður.
- Geta til að túlka vísitölukort framleidd úr gervihnatta-/drónamyndum með hjálp gervigreindar og forgangsraða álagssvæðum
- Geta til að útrýma fölskum viðvörunum með því að sannreyna vísitölufrávik með vettvangsstýringu, veðurfræði og fyrirbærafræði
Það er bæði hægt og villandi að flakka um svið eftir auga yfir stór svæði: augað verður þreytt, venst því og saknar stærri mynstur. Hins vegar, þegar það er skoðað úr geimnum eða dróna, verður heilsufar gróðursins að stafrænu korti og streitusvæði koma greinilega í ljós, of snemmt fyrir augað að taka eftir. Helsta tækið fyrir þessa umbreytingu eru gróðurvísitölur: formúlur sem breyta lífsþrótti plöntunnar í tölu úr hlutfalli mismunandi ljósabanda á myndinni. Þessi eining kynnir algengustu vísitöluna, NDVI, og systkini þess, útskýrir muninn á gervihnött og dróna og sýnir þér hvernig á að túlka og - síðast en ekki síst - sannreyna þessi kort með gervigreind.
Við skulum skilja eðlisfræðina fyrst. Heilbrigt, ljóstillífað lauf gleypir rautt ljós ákaft (vegna þess að blaðgræna notar það) og endurkastar nær-innrauðu ljósi (NIR; bandið handan rautt, ósýnilegt fyrir augað) sterklega. Þegar plöntan verður stressuð og missir blaðgrænu gleypir hún minna rauða og endurkastar NIR minna. NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) mælir nákvæmlega þennan mun:
NDVI = (NIR - Rauður) / (NIR + Rauður)
Niðurstaðan er á milli -1 og +1. Ber jarðvegur og vatn gefa gildi nálægt 0 eða neikvæð; dreifður planta 0,2-0,4; þétt, heilbrigð þekja er á bilinu 0,7-0,9. NDVI mælir ekki beint uppskeru, sjúkdóma eða raka jarðvegsins - aðeins þéttleika græns, lifandi kápa. Lágt NDVI er viðvörun, ekki sjúkdómsgreining.
Af hverju er ein vísitala ekki nóg?
NDVI er sterkt en hefur tvo veikleika. Hið fyrra er mettun: þegar þekjan verður mjög þétt (td vel þróað korn) nær NDVI hámarki við 0,8-0,9 og gefur ekki til kynna frekari lífmassaaukningu. Annað er jarðvegsáhrif: í dreifðri þekju skekkir litur bakgrunnsjarðvegsins vísitöluna. Þess vegna hafa mismunandi vísitölur verið þróaðar fyrir mismunandi aðstæður. Taflan hér að neðan sýnir þær sem mest eru notaðar; Hvaða vísitölu þú velur fer eftir spurningu þinni.
vísitölu
Til hvers er það gott
ath
NDVI
Almenn tryggingahagkvæmni
Veitir mettun í þéttri þekju
NDRE (Rauðbrún)
Nitur/blaðgræna í þéttri þekju
Viðkvæm fyrir NDVI á seint tímabili
GNDVI (grænt)
Klórófyll/köfnunarefnisstaða
Notar grænt borði
SAVI
Dreifð þekja, ber jarðvegur
Leiðréttir jarðvegsáhrif
NDWI/NDMI
Vatnsinnihald planta/jarðvegs
Nær vatnsstreitu
HÚS
Þétt þekja, andrúmsloft leiðrétt
Dregur úr mettun
Ábending: "Hvaða vísitölu?" Svarið við spurningunni er þróunarstig vörunnar. SAVI í upphafi tímabils (dreifður kápa); NDRE/GNDVI í aukinni þéttri þekju og köfnunarefniseftirliti; Í vatnsstreitu er NDWI/NDMI oft upplýsandi en NDVI.
Gervihnöttur eða dróni?
Þessar tvær auðlindir eru ekki keppinautar heldur viðbót við hvert annað. Gervitungl (t.d. Sentinel-2, Landsat) þekja stór svæði með reglulegu millibili ókeypis eða ódýrt, en upplausn þeirra er gróf (pixlar 10-30 m) og ský getur skyggt á myndina. Dróninn veitir mjög háa upplausn (pixla og sentímetra) og flýgur hvaða dag sem þú vilt, en hann tekur lítið svæði og flug og vinnsla krefst vinnu. Hagnýta stefnan er lagskipt: Skannaðu allan bæinn með gervihnött og finndu grunsamleg svæði, skoðaðu síðan þessi svæði náið með dróna og farðu að lokum á völlinn.
Hvernig túlkar gervigreind vísitölukortið?
Gervigreind er dýrmæt til að túlka ekki myndina sjálfa, heldur tölulegar samantektir sem myndast úr henni: svæðismeðaltöl, breytingar með tímanum, munur á nálægum svæðum. Til dæmis, ef þú gefur gervigreindinni samantekt eins og „Norðurendinn á söguþræði-3 NDVI lækkaði úr 0,72 í 0,48 á síðustu 12 dögum, suðurendinn er stöðugur“, mun það hjálpa þér að forgangsraða mögulegum orsökum og gera vettvangsstjórnunaráætlun. En mundu: „af hverju“ sem gervigreindin gefur til kynna er listi yfir tilgátur. Lágt NDVI getur stafað af vatnsstreitu, sjúkdómum, næringarefnaskorti, sjaldgæfum uppkomu, haglskemmdum, skýjaskugga eða nýplægðum jarðvegi. Aðeins sviðið, veðurfræðin og fyrirbærafræðin greina þetta að.
Þrjú Mini Cases: By the Numbers
Tilfelli 1 - Snemma streitufanga. Í kornakri var gervihnöttur NDVI 0,15 stigum lægri en nærliggjandi svæði á suðvesturhluta 8 dekra hluta túnsins. Vélstjórinn fór á það svæði; fann stíflu í vökvunarlínunni og bilunin var lagfærð 6 dögum áður en sjáanleg einkenni (fölnun) komu fram. Komið var í veg fyrir áætlað framleiðniatap.
Mál 2 - Falsk viðvörun. NDVI féll skyndilega á einum gervihnattadagsetningu í hveitilóð. AI sagði „mögulegur sjúkdómur“. Veðurfræðin sýndi hins vegar þungskýjað þennan dag; Í næstu skýlausu mynd var NDVI aftur í eðlilegt horf. Skýjaskugginn var fölsk viðvörun; Ákvörðunin var ekki tekin út frá einni dagsetningu, tímaröðin var skoðuð.
Mál 3 - Vísitala val. Í þróuðum sykurrófuakri var NDVI alls staðar mettuð við 0,85 og sýndi engan mun á köfnunarefni. Þegar skipt var yfir í NDRE vísitöluna kom fram blaðgrænuskortur á austurhelmingi túnsins; Laufgreining staðfesti skort á köfnunarefni og markvissu var sett á það svæði.
Veik kvaðning / sterk kvaðning
Veik kvaðning:
Er eitthvað vandamál með þetta NDVI kort? Hvað ætti ég að gera?
Öflug tilvitnun:
Þitt hlutverk: Fjarkönnun með aðstoð búfræðings. Ég er að gefa þér svæðisbundið NDVI og NDREtime röð samantekt (dagsetning, svæði, meðalgildi). Verkefni:- Listaðu svæðin sem sýna marktæka Lækkun með magni og lengd lækkunar.- Gefðu 2-4 MÖGULEGAR orsök tilgátur fyrir hvert svæði (vatn/sjúkdómur/næringarefni/jarðvegur/ský).- Skrifaðu í einni setningu hvernig ég mun sannreyna það í reitinn fyrir hverja tilgátu.- Merktu skyndilegar breytingar á stakri dagsetningu sérstaklega þar sem þær geta verið skýjum/DNOSKYDIR Mælt með. skordýraeitur/áburður; forgangsraðaður gátlisti ver.Gögn:[samantekt tímaraðar]
Öflug hvetja breytir gervigreind úr greiningarvél í forgangsröðunar- og sannprófunaráætlun aðstoðarmann; skrifar greinilega um staka dagsetningargildruna og greiningarmörkin.
Fjögur afritanleg sniðmát
1) Samráð við vísitöluval:
Uppskera: [uppskera], þroskastig: [stig], spurning mín: [vatnsálag / köfnunarefni / almennur þróttur]. Útskýrðu í stuttu máli 2 gróðurvísitölur sem henta best fyrir þessar aðstæður, hvers vegna og forskot þeirra á NDVI. Skrifaðu líka formúlurnar.
2) Samantekt um frávik í tímaröð:
Í svæði-dagsetning-NDVI töflunni hér að neðan: skráðu sérstaklega: (a) lækkanir sem eru meira en 0,1 og vara í að minnsta kosti 2 dagsetningar í röð, (b) stökk á einum dagsetningu. Ekki bæta við athugasemdum, bara draga út töfluna.
3) Stýriáætlun á vettvangi:
Gerðu vettvangsferðaáætlun fyrir eftirfarandi forgangssvæði: Skrifaðu niður hvaða mælingu (raki, laufsýni, rótathugun) ég mun taka á hverju svæði og hvers vegna hennar er þörf. Mæli með GPS punktum í svæðismiðstöðina.
4) Falsviðvörunarsía:
Gátlisti til að útiloka þetta NDVI fall áður en ákvörðun er tekin: ský/skuggi, skuggahorn, uppskera/losun, skynjaradagsetning, samkvæmni nágrannasvæðis. Merktu við hvert atriði "hefur það verið athugað?" Kynna sem.
Algeng mistök
- Að taka ákvarðanir byggðar á einni dagsetningu. Ský, skuggar og andrúmsloft skekkir eina mynd; horfa alltaf á tímaröðina.
- Lágt NDVI = skakkur fyrir sjúkdóm. Vísitalan segir ekki ástæðuna; Vatns-, næringar-, jarðvegs- og útrásarvandamál gefa sömu hnignun.
- Hunsa mettun. NDVI tindar í þéttri þekju; Skiptu yfir í NDRE/GNDVI í köfnunarefnisvöktun.
- Að gleyma upplausn. 10 m gervihnattapixel getur falið lítinn streitubletti; Lentu drónanum á grunsamlegum stað.
- Að sleppa vellinum. Kortið er vísifingur; Greining er gerð í jarðvegi og laufum.
Athugið: Vísitalakortið svarar spurningunni „hvert ættir þú að leita“, ekki spurningunni „hvað er vandamálið“. Að þýða töfluna beint yfir í lyfja- eða áburðarákvörðun er hætta á að grípa inn í ranga orsök.
Í stuttu máli
Gróðurvísitölur þýða plöntuþrótt í tölur út frá hlutfalli mismunandi ljósabanda; Þó NDVI sé algengast passar það ekki við allar aðstæður vegna mettunar og jarðvegsáhrifa - systkini þess eins og NDRE, SAVI, NDWI eru sterkari í ákveðnum spurningum. Gervihnötturinn er breiðskönnunin, dróninn er lokaskoðunin og völlurinn er loka sannprófunarlagið. AI er dýrmætt við að forgangsraða samantektum vísitölu og koma á löggildingaráætlun; En lág vísitala er tilgáta, ekki greining. Ekki falla í eina dagsetningargildru, veldu vísitöluna eftir spurningu og prófaðu hvert merki í reitnum.
Umsóknarverkefni
Útbúa litla töflu sem inniheldur að minnsta kosti þrjú dagsett NDVI og, ef mögulegt er, NDRE gildi fyrir pakka (raunveruleg eða fulltrúi); setja vísvitandi fall í svæði og einu sinni stökk í stefnumót. Gefðu gervigreindinni það með sniðmátunum „tímaraðar frávikasamantekt“ og „falsviðvörunarsíu“ í þessari einingu. Í úttakinu skaltu meta hvort gervigreind geti aðskilið raunverulegt fall frá skýjakasti, hvort það reynir að gera greiningu og skrifaðu niður eina mælingu sem þú munt skoða í reitnum fyrir hvert svæði.
gátlisti
- [ ] Ég valdi meðvitað vísitöluna (NDVI/NDRE/SAVI/NDWI) sem hæfi spurningu minni.
- [ ] Ég byggði ákvörðunina á tímaröðinni, ekki einni myndinni.
- [ ] Ég síaði skyndilega dropa ef um ský/skugga/rek varð að ræða.
- [ ] Ég tók ástæðunum sem gervigreind gaf upp sem tilgátur, ekki sem greiningar.
- [ ] Ég skipulagði vettvangsstaðfestingarmælingu fyrir hvert forgangssvæði.