Indeksy dla upraw i gleb

GeoPard może obliczać indeksy roślinności/wilgotności/chlorofilu, jasności gleby i inne indeksy

Każdy wskaźnik gleby i roślinności jest opisany w aplikacji GeoPard

Lista wskaźników opartych na obrazach satelitarnych

Wszystkie obrazy satelitarne są skorygowane i zoptymalizowane do przeglądania i analizy. Wybór różnych widoków obrazów pozwala lepiej zrozumieć pole, rozpoznając dobrze rozwinięte obszary oraz miejsca z anomaliami w wschodach roślin. Te widoki obejmują:

1. RGB – Naturalny lub rzeczywisty kolor (czerwony, zielony i niebieski).

2. NIR – (domyślnie) kombinacja niewidzialnej (bliskiej podczerwieni) i widzialnej (czerwonej, zielonej) części spektrum. Zwiększa interpretowalność danych: roślinność pokazana jest w odcieniach czerwieni, przy czym silnie zarośnięte obszary są jaskrawo czerwone, a gleba występuje od ciemnej do jasnej zieleni lub szarości.

3. EVI2 – Ulepszony Wskaźnik Roślinności (od 0 do 2,4), preferowany zamiast NDVI dla pól o dużej gęstości okapu, gdzie NDVI może się nasycać. Ten widok można używać do analizy upraw na wszystkich etapach wzrostu.

4. LAI – Indeks Liściowej Powierzchni (Leaf Area Index) (od 0 do 5,86), bezwymiarowa wielkość charakteryzująca pokrycie roślinne. Zasięg od nagiej gleby do gęstego okapu. Wartości wahają się od gołej ziemi (wartość indeksu 0) do gęstego okapu (wartość indeksu 3,5 i wyższa w szczycie sezonu wegetacyjnego) i są przedstawiane w kolorach od czerwonego do zielonego.

5. NDVI – Wskaźnik Normalizowanej Różnicy Roślinności (od 0 do 1) jest dobrym wskaźnikiem kondycji upraw, reprezentując rozkład zielonej roślinności. Ma jednak ograniczenia przy użyciu na początku sezonu wegetacyjnego (wpływ gleby) oraz w szczycie wegetacji (nasycenie). Na mapie przedstawiany jest od czerwonego do zielonego.

6. GNDVI – Zielony Wskaźnik Normalizowanej Różnicy Roślinności (od 0 do 1). Jest bardziej czuły na różnice w chlorofilu niż NDVI i zalecany dla upraw we wczesnych i średnich fazach wzrostu. Rozkład na mapie przedstawiony jest od czerwonego do zielonego.

7. IPVI – Wskaźnik Procentowy Roślinności w Podczerwieni (Infrared Percentage Vegetation Index) (od 0 do 1). Funkcjonalnie jest podobny do NDVI, ale obliczeniowo szybszy.

8. GCI – Zielony Indeks Chlorofilowy (Green Chlorophyll Index) (od 0 do 7). Wskaźnik służy do oceny zawartości chlorofilu w liściach i ma zastosowanie w szerokim zakresie gatunków roślin. Pomaga mierzyć zdrowie roślin, ponieważ zawartość chlorofilu zmniejsza się w roślinach zestresowanych. Na mapie przedstawiany jest od jasnej zieleni do ciemnej zieleni.

9. SAVI – Soil Adjusted Vegetation Index (Indeks Roślinności Skorygowany o Glebę) (od 0 do 1,5) minimalizuje wpływ jasności gleby. Najbardziej użyteczny na początku sezonu, gdy rośliny są rozdzielone lub w rzędach i gleba jest wyraźnie widoczna, oraz w średniej fazie wzrostu, gdy rośliny jeszcze się nie stykają.

10. OSAVI – Optimized Soil Adjusted Vegetation Index (Zoptymalizowany Indeks Roślinności Skorygowany o Glebę) (od 0 do 1). Najlepiej stosować w obszarach o stosunkowo rzadkiej roślinności oraz dla upraw we wczesnych i średnich fazach wzrostu. Przedstawiany jest przy użyciu legendy od czerwonego do zielonego.

11. NDWI – Normalized Difference Water Index. Służy do rozróżniania wody od suchego lądu i mapowania zbiorników wodnych. Na mapie przedstawiany jest w odcieniach niebieskiego.

12. WDRVI – Wide Dynamic Range Vegetation Index (Wskaźnik Roślinności o Szerokim Zakresie Dynamicznym) (od -0,6 do 0,4). Wskaźnik używany do bardziej zaawansowanej analizy cech fizjologicznych i fenologicznych upraw. Korzysta z tych samych pasm co NDVI, ale stosuje zwiększony zakres dynamiczny.

13. SBI – Soil Brightness Index (Indeks Jasności Gleby). Jest to wskaźnik pośredni dla zawartości materii organicznej w glebie, obszarów piaszczystych i zasolenia, ważny przy badaniu zmian warunków glebowych w czasie. Gleby piaszczyste, ze względu na jaśniejszy kolor i grubszą strukturę, odbijają więcej światła, co daje wyższe wartości Indeksu Jasności Gleby. Natomiast gleby gliniaste, bogatsze w materię organiczną i wilgoć, wydają się ciemniejsze i uzyskują niższe wartości.

14. NDMI – Normalized Difference Moisture Index. Wskaźnik Normalizowanej Różnicy Wilgotności służy do określania zawartości wody w roślinności. Jest idealny do wykrywania stresu wodnego roślin. Lepsza roślinność ma wyższe wartości. Niższe wartości indeksu wilgotności sugerują, że rośliny są zestresowane z powodu niewystarczającej wilgoci. Interpretacja:

    • (-1; -0.8) Gleba goła;

    • (-0.8; -0.2) Prawie brak lub bardzo niskie pokrycie okapu;

    • (-0.2; 0) Niskie pokrycie okapu z dużym stresem wodnym LUB bardzo niskie pokrycie okapu z niskim stresem wodnym;

    • (0; 0.2) Średnie pokrycie okapu z dużym stresem wodnym LUB niskie pokrycie okapu z niskim stresem wodnym;

    • (0.2; 0.4) Wysokie pokrycie okapu z dużym stresem wodnym LUB średnie pokrycie okapu z niskim stresem wodnym;

    • (0.4; 1) Wysokie i bardzo wysokie pokrycie okapu bez stresu wodnego.

15. MSI – Moisture Stress Index (Indeks Stresu Wilgotności). Służy do analizy stresu okapu, przewidywania wydajności i modelowania biofizycznego. Wyższe wartości indeksu wskazują na większy stres wodny roślin oraz mniejszą wilgotność gleby i zawartość wody. Wartości tego indeksu wahają się od 0 do ponad 3, przy czym typowy zakres dla zielonej roślinności to 0,2 do 2.

16. CCCI – Canopy Chlorophyll Content Index (Indeks Zawartości Chlorofilu w Okapie). CCCI to dwuwymiarowy wskaźnik teledetekcyjny proponowany do wnioskowania o stanie azotu (N) upraw. CCCI wykorzystuje odbicia w paśmie bliskiej podczerwieni (NIR) i czerwonym, aby uwzględnić sezonowe zmiany gęstości okapu, podczas gdy odbicia w paśmie NIR i dalekiej czerwieni służą do wykrywania względnych zmian chlorofilu okapu, będącego ekwiwalentem zawartości N.

17. MCARI – Zmodyfikowany Wskaźnik Absorpcji Chlorofilu (Modified Chlorophyll Absorption Ratio Index) reaguje na stężenie chlorofilu w liściach i odbicie gruntu. Zazwyczaj wysokie wartości MCARI wskazują na niską zawartość chlorofilu w liściach. MCARI ma ograniczenia w przewidywaniu niskich stężeń chlorofilu, zwłaszcza dlatego, że wpływ sygnału gleby ogranicza jego funkcjonalność.

18. TCARI – Przekształcony Wskaźnik Absorpcji Chlorofilu (Transformed Chlorophyll Absorption Reflectance Index) jest jednym z kilku indeksów CARI wskazujących względne bogactwo chlorofilu. Jest on zależny od odbicia podłoża, szczególnie w roślinności o niskim LAI.

19. MCARI/OSAVI i TCARI/OSAVI są zintegrowanymi formami CARI, aby uzyskać lepszą liniowość względem zawartości chlorofilu i odporność na wskaźnik liściowej powierzchni (LAI). Poprawa wynika z zastąpienia odbić w paśmie czerwonym i NIR odbiciami w paśmie zielonym, czerwonym i red-edge. Kombinacje wskaźników można stosować do estymacji zawartości chlorofilu w okapie.