Faida:
- Uwezo wa kueleza ni nini NDVI na fahirisi zingine za mimea hupima na ni fahirisi gani inayofaa katika hali gani.
- Uwezo wa kutafsiri ramani za index zinazozalishwa kutoka kwa picha za satelaiti/drone kwa usaidizi wa AI na kuweka kipaumbele maeneo ya mkazo
- Uwezo wa kuondoa kengele za uwongo kwa kuthibitisha hitilafu za index na udhibiti wa shamba, hali ya hewa na phenolojia.
Kusogeza shamba kwa jicho ni polepole na kunapotosha sehemu kubwa: jicho huchoka, huizoea, na hukosa ruwaza kubwa zaidi. Hata hivyo, inapotazamwa kutoka angani au ndege isiyo na rubani, afya ya mimea inakuwa ramani ya kidijitali na maeneo yenye mkazo yanafichuliwa wazi, mapema sana kwa jicho kutambua. Chombo kikuu cha mabadiliko haya ni fahirisi za mimea: fomula zinazobadilisha uhai wa mmea kuwa nambari kutoka kwa uwiano wa bendi tofauti za taa kwenye picha. Kitengo hiki kinatanguliza faharasa ya kawaida zaidi, NDVI, na ndugu zake, kinafafanua tofauti kati ya setilaiti na ndege zisizo na rubani, na hukuonyesha jinsi ya kutafsiri na—muhimu zaidi—kuthibitisha ramani hizi kwa kutumia akili bandia.
Hebu tuelewe fizikia kwanza. Jani lenye afya na usanisinuru hufyonza mwanga mwekundu sana (kwa sababu klorofili huitumia) na huakisi mwanga wa karibu wa infrared (NIR; ukanda unaopita nyekundu, usioonekana kwa macho) kwa nguvu. Mmea unapopata mkazo na kupoteza klorofili, hufyonza nyekundu kidogo na kuakisi NIR kidogo. NDVI (Kielezo cha Kawaida cha Uoto wa Kawaida) hupima tofauti hii haswa:
NDVI = (NIR - Nyekundu) / (NIR + Nyekundu)
Matokeo yake ni kati ya -1 na +1. Udongo usio na maji na maji hutoa maadili karibu na 0 au hasi; sparse kupanda 0.2-0.4; mnene, kifuniko cha afya kiko katika anuwai ya 0.7-0.9. NDVI haipimi moja kwa moja mavuno, magonjwa, au unyevu wa udongo—tu msongamano wa kijani kibichi, kifuniko hai. NDVI ya chini ni onyo, sio utambuzi.
Kwa Nini Fahirisi Moja Haitoshi?
NDVI ina nguvu lakini ina udhaifu mbili. Ya kwanza ni kueneza: wakati kifuniko kinakuwa mnene sana (sema, nafaka iliyostawi vizuri) NDVI hufikia kilele cha 0.8-0.9 na haionyeshi ongezeko zaidi la biomasi. Ya pili ni athari ya udongo: katika kifuniko kidogo, rangi ya udongo wa nyuma hupotosha index. Ndio maana fahirisi tofauti zimetengenezwa kwa hali tofauti. Jedwali hapa chini linatoa muhtasari wa yale yaliyotumika zaidi; Ni index gani unayochagua inategemea swali lako.
index
Ni nzuri kwa nini
kumbuka
NDVI
Ufanisi wa jalada la jumla
Hutoa kueneza katika kifuniko mnene
NDRE (Nyekundu-makali)
Nitrojeni/klorofili kwenye kifuniko kizito
Ni nyeti kwa NDVI katika kipindi cha marehemu
GNDVI (Kijani)
Hali ya klorofili/nitrojeni
Inatumia mkanda wa kijani
SAVI
Kifuniko kidogo, udongo wazi
Inarekebisha athari ya udongo
NDWI/NDMI
Kiwango cha maji ya mmea / udongo
Karibu na shinikizo la maji
NYUMBA
Jalada mnene, hali ya anga imesahihishwa
Hupunguza kueneza
Kidokezo: "Fahirisi gani?" Jibu la swali ni awamu ya maendeleo ya bidhaa. SAVI katika kipindi cha mapema (kifuniko cha sparse); NDRE/GNDVI katika kifuniko mnene kilichoimarishwa na ufuatiliaji wa nitrojeni; Katika shinikizo la maji, NDWI/NDMI mara nyingi huwa na taarifa zaidi kuliko NDVI.
Satellite au Drone?
Rasilimali hizi mbili si washindani bali ni kamilishana za kila mmoja. Satelaiti (k.m. Sentinel-2, Landsat) hufunika maeneo makubwa kwa vipindi vya kawaida bila malipo au kwa bei nafuu, lakini mwonekano wao ni mbovu (pikseli 10-30 m) na wingu linaweza kuficha picha. Drone hutoa azimio la juu sana (pixels na sentimita) na kukimbia siku yoyote unayotaka, lakini inachukua eneo ndogo na kukimbia na usindikaji huhitaji kazi. Mkakati wa vitendo umewekwa: soma shamba zima kwa satelaiti na upate maeneo ya kutiliwa shaka, kisha uchunguze maeneo hayo kwa karibu na drone, na hatimaye uende shambani.
Je, Akili Bandia Inatafsirije Ramani ya Fahirisi?
Akili ya bandia ni muhimu katika kutafsiri sio picha yenyewe, lakini muhtasari wa nambari unaotokana nayo: wastani wa mkoa, mabadiliko ya wakati, tofauti na mikoa ya jirani. Kwa mfano, ukiipa AI muhtasari kama vile "Ncha ya Kaskazini ya Plot-3 NDVI ilipungua kutoka 0.72 hadi 0.48 katika siku 12 zilizopita, mwisho wa kusini ni thabiti", itakusaidia kuweka kipaumbele kwa sababu zinazowezekana na kufanya mpango wa udhibiti wa shamba. Lakini kumbuka: "kwa nini" AI inapendekeza ni orodha ya nadharia. NDVI ya chini inaweza kusababishwa na mfadhaiko wa maji, ugonjwa, upungufu wa virutubishi, kuibuka mara kwa mara, uharibifu wa mvua ya mawe, kivuli cha mawingu au udongo uliolimwa upya. Ni nyanja tu, hali ya hewa na phenolojia zinazotofautisha haya.
Kesi Tatu Ndogo: Kwa Nambari
Kesi ya 1 - Kukamata mafadhaiko mapema. Katika shamba la mahindi, setilaiti NDVI ilikuwa chini kwa pointi 0.15 kuliko eneo jirani katika sehemu ya kusini-magharibi ya 8-decare ya shamba. Mhandisi akaenda eneo hilo; ilipata kuziba kwenye mstari wa umwagiliaji na kosa liliwekwa siku 6 kabla ya dalili zinazoonekana (kufifia) kuonekana. Kadirio la upotezaji wa tija liliepukwa.
Kesi ya 2 - Kengele ya uwongo. NDVI ilishuka ghafla kwenye tarehe moja ya satelaiti kwenye shamba la ngano. AI ilisema "ugonjwa unaowezekana". Hata hivyo, hali ya hewa ilionyesha mawingu mazito siku hiyo; Katika picha inayofuata isiyo na wingu, NDVI ilirejea katika hali ya kawaida. Kivuli cha wingu kilikuwa kengele ya uwongo; Uamuzi haukufanywa kulingana na tarehe moja, mfululizo wa wakati uliangaliwa.
Kesi ya 3 - Uchaguzi wa fahirisi. Katika shamba lililoendelea la beet ya sukari NDVI ilijaa kwa 0.85 kila mahali na haikuonyesha tofauti ya nitrojeni. Wakati wa kubadili ripoti ya NDRE, upungufu wa chlorophyll ulionekana katika nusu ya mashariki ya shamba; Uchanganuzi wa majani ulithibitisha upungufu wa nitrojeni na uwekaji wa juu uliolengwa uliwekwa kwenye eneo hilo.
Uhamasishaji dhaifu / Uhamasishaji Wenye Nguvu
Agizo dhaifu:
Je, kuna tatizo lolote na ramani hii ya NDVI? Nifanye nini?
Agizo lenye nguvu:
Jukumu lako: Mtaalamu wa kilimo anayesaidia kutambua kwa mbali. Ninakupa muhtasari wa mfululizo wa NDVI na NDREtime kulingana na eneo (tarehe, eneo, thamani ya wastani). Kazi:- Orodhesha mikoa inayoonyesha KUPUNGUA kwa kiasi kikubwa na muda wa kupungua.- Toa nadharia 2-4 INAYOWEZEKANA ya sababu kwa kila eneo (maji/magonjwa/virutubisho/udongo/wingu).- Andika kwa sentensi moja jinsi nitakavyoithibitisha shambani kwa kila dhana.- Weka alama kwenye mabadiliko ya ghafla ya tarehe moja tofauti kwani yanaweza kuwa mawingu/kivuli. dawa za kuua wadudu/mbolea; orodha hakiki iliyopewa kipaumbele ver.Data:[muhtasari wa mfululizo wa saa]
Kidokezo chenye nguvu kinageuza AI kutoka kwa mashine ya uchunguzi kuwa msaidizi wa mpango wa kipaumbele na uthibitishaji; inaandika wazi kuhusu mtego wa tarehe moja na kikomo cha uchunguzi.
Violezo Vinne Vinakiliwa
1) Ushauri wa uteuzi wa index:
Mazao: [mazao], hatua ya ukuaji: [hatua], swali langu: [fadhaiko la maji / nitrojeni / nguvu ya jumla]. Eleza kwa ufupi fahirisi 2 za mimea zinazofaa zaidi kwa hali hii, kwa nini na faida yake juu ya NDVI. Andika fomula pia.
2) Muhtasari wa mfululizo wa wakati usiofaa:
Katika jedwali la eneo-tarehe-NDVI hapa chini: orodhesha tofauti: (a) kushuka kwa zaidi ya 0.1 na kudumu kwa angalau tarehe 2 mfululizo, (b) kuruka kwa tarehe moja. Usiongeze maoni, toa tu jedwali.
3) Mpango wa udhibiti wa shamba:
Fanya mpango wa safari ya shamba kwa maeneo ya kipaumbele yafuatayo: andika ni kipimo gani (unyevu, sampuli ya majani, ukaguzi wa mizizi) nitachukua katika kila eneo na kwa nini inahitajika. Pendekeza pointi za GPS kwa kituo cha kikanda.
4) Kichujio cha kengele cha uwongo:
Orodha ya kuteua ili kuondoa kushuka huku kwa NDVI kabla ya kufanya uamuzi: wingu/kivuli, pembe ya kivuli, mavuno/kutolewa, tarehe ya kihisi, uwiano wa eneo la jirani. Angalia kila kitu "imeangaliwa?" Wasilisha kama.
Makosa ya kawaida
- Kufanya maamuzi kulingana na tarehe moja. Mawingu, vivuli na anga hupotosha picha moja; daima angalia mfululizo wa saa.
- NDVI ya chini = makosa kwa ugonjwa. Fahirisi haisemi sababu; Matatizo ya maji, madini, udongo na sehemu ya kutolea maji yanatoa upungufu huo huo.
- Kupuuza kueneza. NDVI hufikia kilele kwenye kifuniko mnene; Badili hadi NDRE/GNDVI katika ufuatiliaji wa nitrojeni.
- Kusahau azimio. Pikseli ya satelaiti ya 10 m inaweza kuficha kiraka kidogo cha mkazo; Tua ndege isiyo na rubani kwenye eneo linalotiliwa shaka.
- Kuruka uwanja. Ramani ni kidole cha shahada; Utambuzi hufanywa katika udongo na majani.
Kumbuka: Ramani ya index inajibu swali "unapaswa kuangalia wapi", sio swali "tatizo ni nini". Kutafsiri chati moja kwa moja katika uamuzi wa dawa au mbolea ni hatari ya kuingilia kati sababu isiyo sahihi.
Kwa muhtasari
Fahirisi za mimea hutafsiri nguvu za mmea kwa nambari kutoka kwa uwiano wa bendi tofauti za mwanga; Ingawa NDVI ndiyo inayojulikana zaidi, hailingani na kila hali kutokana na kueneza na athari za udongo - ndugu zake kama vile NDRE, SAVI, NDWI wana nguvu zaidi kwa maswali fulani. Satelaiti ni skanning pana, drone ni ukaguzi wa karibu, na uwanja ni safu ya mwisho ya uthibitishaji. AI ni muhimu katika kutanguliza muhtasari wa fahirisi na kuanzisha mpango wa uthibitishaji; Lakini index ya chini ni hypothesis, sio utambuzi. Usiingie kwenye mtego mmoja wa tarehe, chagua faharasa kwa swali na ujaribu kila ishara kwenye uwanja.
Jukumu la maombi
Tayarisha jedwali dogo lililo na angalau thamani tatu za NDVI na, ikiwezekana, maadili ya NDRE kwa kifurushi (halisi au kiwakilishi); weka kushuka kwa makusudi katika kanda na kuruka kwa wakati mmoja katika tarehe. Ipe AI ukitumia violezo vya "muhtasari wa mfululizo wa saa" na violezo vya "kichujio cha kengele cha uwongo" katika kitengo hiki. Katika matokeo, tathmini ikiwa AI inaweza kutenganisha tone halisi kutoka kwa mlipuko wa wingu, ikiwa inajaribu kufanya utambuzi, na uandike metriki moja utakayoangalia kwenye uwanja kwa kila mkoa.
orodha ya ukaguzi
- [ ] Nilichagua faharasa (NDVI/NDRE/SAVI/NDWI) inayofaa kwa swali langu.
- [ ] Nilitegemea uamuzi kwenye mfululizo wa saa, si picha moja.
- [ ] Nilichuja matone ya ghafla ikiwa kuna mawingu/vivuli/matelezi.
- [ ] Nilichukua sababu zilizotolewa na AI kama dhahania, si kama utambuzi.
- [ ] Nilipanga kipimo cha uthibitishaji wa sehemu kwa kila eneo la kipaumbele.