Σύντομη απάντηση
Το NDVI είναι ένας δείκτης που υπολογίζεται από το φως που ανακλά η καλλιέργεια στο κόκκινο και στο εγγύς υπέρυθρο. Μετατρέπεται σε χάρτη με χρώματα και δείχνει πού η βλάστηση διαφέρει μέσα στο ίδιο χωράφι. Δεν διαγιγνώσκει ασθένεια, έλλειψη θρεπτικών ή υδατική καταπόνηση: δείχνει πού αξίζει να πάτε και να κοιτάξετε από κοντά. Όταν ο έλεγχος στο χωράφι δείξει ότι υπάρχει λόγος, ο ίδιος χάρτης μπορεί να γίνει βάση για χάρτη συνταγογράφησης.
Βλέπουμε το χωράφι διαφορετικά, με τη βοήθεια της τεχνολογίας
Ένα χωράφι μπορεί να φαίνεται ομοιόμορφο από το έδαφος, αλλά η εικόνα να αλλάζει όταν το παρατηρούμε από ψηλά με τα κατάλληλα εργαλεία.
Σε ορισμένα σημεία τα φυτά μπορεί να αναπτύσσονται πιο έντονα, ενώ σε άλλα να παρουσιάζουν μικρότερη ανάπτυξη ή διαφορετική συμπεριφορά. Αυτές οι διαφορές δεν είναι πάντα εύκολο να εντοπιστούν με μια απλή οπτική επιθεώρηση, ειδικά όταν αφορούν μεγάλες εκτάσεις.
Εδώ έρχεται να βοηθήσει η γεωργία ακριβείας και ειδικότερα η πολυφασματική απεικόνιση με drone. Ένα από τα σημαντικότερα εργαλεία της είναι ο δείκτης NDVI, που βοηθά να αποτυπώσουμε και να συγκρίνουμε τη σχετική κατάσταση της βλάστησης σε διαφορετικά σημεία ενός αγροτεμαχίου.
Τι ακριβώς είναι όμως το NDVI; Τι μπορούμε να καταλάβουμε από έναν χάρτη και, κυρίως, πώς μπορεί να μας βοηθήσει στην πράξη;
1. Τι είναι το NDVI;
Το NDVI προέρχεται από τα αρχικά των λέξεων Normalized Difference Vegetation Index, δηλαδή Κανονικοποιημένος Δείκτης Διαφοράς Βλάστησης. Υπολογίζεται από το φως που ανακλάται από την επιφάνεια της καλλιέργειας σε δύο περιοχές του φάσματος:
- Κόκκινο φως (Red)
- Εγγύς υπέρυθρο (NIR), φως που δεν το βλέπει το ανθρώπινο μάτι.
Η χλωροφύλλη των φύλλων απορροφά μεγάλο μέρος του ορατού φωτός, ενώ η εσωτερική δομή του φύλλου ανακλά έντονα το εγγύς υπέρυθρο. Όσο πιο πυκνή και ανεπτυγμένη είναι η πράσινη βλάστηση, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά ανάμεσα στα δύο. Ο μαθηματικός τύπος είναι:
NDVI = (NIR − Red) / (NIR + Red)
Οι τιμές του κυμαίνονται θεωρητικά από −1 έως +1.
Για να έχετε μια γενική εικόνα, η NASA δίνει αυτές τις ενδεικτικές τιμές για την επιφάνεια της γης:
| Τιμή NDVI | Τι αντιστοιχεί συνήθως |
|---|---|
| 0,1 και κάτω | Γυμνό έδαφος, βράχια, άμμος ή χιόνι (πάνω από νερό οι τιμές είναι συνήθως αρνητικές) |
| 0,2 έως 0,3 | Θαμνώδης και χορτώδης βλάστηση |
| 0,6 έως 0,8 | Πυκνή, υγιής βλάστηση |
Σημαντικό
Το NDVI δεν αποτελεί από μόνο του διάγνωση ασθένειας, έλλειψης θρεπτικών στοιχείων ή υδατικής καταπόνησης. Μας δείχνει πού αξίζει να εξετάσουμε πιο προσεκτικά την καλλιέργεια. Οι τιμές του πίνακα είναι γενικές και δεν υπάρχει μία ενιαία τιμή που να χαρακτηρίζει όλες τις καλλιέργειες ως υγιείς ή προβληματικές.
2. Πώς διαβάζουμε έναν χάρτη NDVI;
Ένας χάρτης NDVI μετατρέπει τις αριθμητικές τιμές του δείκτη σε χρωματική απεικόνιση, ώστε να εντοπίζουμε ευκολότερα τις διαφορές μέσα στο αγροτεμάχιο. Συνήθως οι πράσινες αποχρώσεις αντιστοιχούν σε υψηλότερες τιμές και οι κίτρινες ή κόκκινες σε χαμηλότερες. Η ακριβής αντιστοίχιση εξαρτάται από την κλίμακα που χρησιμοποιεί το λογισμικό, γι’ αυτό κοιτάτε πάντα το υπόμνημα του χάρτη.
Στη φωτογραφία φαίνονται καθαρά τα όρια, τα δέντρα και το έδαφος. Στον χάρτη NDVI φαίνονται διαφορές στη βλάστηση που η φωτογραφία δεν δείχνει τόσο εύκολα, όπως οι ζώνες με πιο έντονη και πιο αδύναμη ανάπτυξη μέσα στο ίδιο χωράφι.
Τι μπορεί να σημαίνουν οι διαφορετικές περιοχές;
- Περιοχές με υψηλότερες τιμές NDVI: μπορεί να αντιστοιχούν σε πιο πυκνή ή ανεπτυγμένη βλάστηση. Η ερμηνεία εξαρτάται από την καλλιέργεια και το στάδιο ανάπτυξής της.
- Περιοχές με χαμηλότερες τιμές NDVI: μπορεί να υποδεικνύουν αραιότερη βλάστηση, διαφορετικό στάδιο ανάπτυξης, κενά στη φυτεία ή πιθανή καταπόνηση. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η εικόνα επηρεάζεται από το γυμνό έδαφος ή άλλους παράγοντες.
- Περιοχές με έντονες διαφορές μέσα στο ίδιο χωράφι: ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα αγροτεμάχια όπου ο χάρτης δείχνει ανομοιομορφία. Μπορεί να αξίζει να ελεγχθούν διαφορετικά σημεία, να συγκριθούν με προηγούμενες μετρήσεις και να διερευνηθούν πιθανές αιτίες.
Η ερμηνεία πρέπει να λαμβάνει υπόψη το είδος της καλλιέργειας, το στάδιο ανάπτυξης, τις συνθήκες του χωραφιού και την ημερομηνία λήψης.
3. Πώς γίνεται η φασματογράφηση ενός αγρού με drone;
Η πολυφασματική χαρτογράφηση αξιοποιεί ειδικούς αισθητήρες που καταγράφουν πληροφορίες τις οποίες δεν μπορεί να αποδώσει μια συνηθισμένη φωτογραφία. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το DJI Mavic 3 Multispectral, που συνδυάζει συμβατική κάμερα RGB με πολυφασματικούς αισθητήρες. Είναι το drone που χρησιμοποιούμε στην υπηρεσία φασματογράφησης.
| Mavic 3 Multispectral | Στοιχεία (DJI) |
|---|---|
| Κάμερα RGB | 20 MP, αισθητήρας 4/3 CMOS |
| Πολυφασματική κάμερα | 4 × 5 MP, σε 4 φασματικές περιοχές: πράσινο (560 nm), κόκκινο (650 nm), red edge (730 nm), εγγύς υπέρυθρο (860 nm) |
| Αισθητήρας φωτός | Ενσωματωμένος, για να διορθώνεται στην επεξεργασία η διαφορά φωτισμού ανάμεσα στις λήψεις |
| Θέση | Μονάδα RTK με οριζόντια ακρίβεια 1 cm + 1 ppm |
| Πτήση | Έως 43 λεπτά χωρίς άνεμο και έως 200 εκτάρια (2.000 στρέμματα) ανά πτήση, σύμφωνα με τη DJI |
Η κόκκινη και η εγγύς υπέρυθρη περιοχή είναι αυτές που χρειάζεται το NDVI. Οι υπόλοιπες δύο δίνουν επιπλέον δείκτες: το λογισμικό DJI Terra παράγει, εκτός από το NDVI, και δείκτες όπως GNDVI, NDRE, OSAVI και LCI. Για τη θέση των δεδομένων δείτε και το άρθρο Τι είναι το RTK στη γεωργία.
Τα στάδια της φασματογράφησης
- Καθορισμός του αγροτεμαχίου. Προσδιορίζεται η περιοχή που πρόκειται να χαρτογραφηθεί και λαμβάνονται υπόψη η καλλιέργεια, η έκταση και ο σκοπός της ανάλυσης.
- Πτήση και συλλογή δεδομένων. Το drone πραγματοποιεί προγραμματισμένη πτήση και συλλέγει εικόνες από τους κατάλληλους αισθητήρες. Η ποιότητα και η συνέπεια των δεδομένων εξαρτώνται, μεταξύ άλλων, από τον σχεδιασμό της πτήσης και τις συνθήκες λήψης, ιδίως τον φωτισμό.
- Επεξεργασία των εικόνων. Τα δεδομένα επεξεργάζονται σε κατάλληλο λογισμικό, ώστε να δημιουργηθούν τα απαραίτητα χαρτογραφικά προϊόντα και οι δείκτες βλάστησης.
- Ερμηνεία του αποτελέσματος. Ο χάρτης εξετάζεται σε συνδυασμό με την εικόνα της καλλιέργειας και τα διαθέσιμα αγρονομικά δεδομένα. Στόχος είναι να εντοπιστούν οι περιοχές που χρειάζονται περαιτέρω έλεγχο.
- Αξιοποίηση των ευρημάτων. Ανάλογα με την καλλιέργεια και το ζητούμενο, τα αποτελέσματα μπορούν να υποστηρίξουν την παρακολούθηση του αγρού ή να αποτελέσουν βάση για τον σχεδιασμό ενός χάρτη συνταγογράφησης.
Μάθετε περισσότερα για την υπηρεσία Φασματογράφησης Αγρού της FLYDROPS. Αν χρειάζεστε μόνο τα όρια και την επιφάνεια των χωραφιών, δείτε τη χαρτογράφηση αγρού, και για δενδροκαλλιέργειες την τρισδιάστατη χαρτογράφηση.
4. Τι μπορεί να προσφέρει το NDVI στον παραγωγό;
Η αξία του NDVI δεν βρίσκεται απλώς στο ότι δημιουργεί έναν εντυπωσιακό χάρτη. Βρίσκεται στη δυνατότητα να εντοπίζουμε διαφορές, να παρακολουθούμε την εξέλιξή τους και να αποφασίζουμε πού χρειάζεται να εστιάσουμε.
- Έγκαιρος εντοπισμός διαφοροποιήσεων. Ένα τμήμα του αγρού μπορεί να παρουσιάζει διαφορετική εικόνα από το υπόλοιπο. Ο χάρτης βοηθά στον εντοπισμό αυτής της διαφοροποίησης και στον προγραμματισμό επιτόπιου ελέγχου.
- Παρακολούθηση της εξέλιξης της καλλιέργειας. Επαναλαμβανόμενες μετρήσεις σε κατάλληλα χρονικά διαστήματα δείχνουν πώς μεταβάλλεται η βλάστηση μέσα στη σεζόν. Για αξιόπιστες συγκρίσεις, είναι σημαντικό να λαμβάνονται υπόψη το στάδιο ανάπτυξης, οι συνθήκες λήψης και η συνέπεια στη διαδικασία επεξεργασίας.
- Καλύτερη στόχευση των ελέγχων στο χωράφι. Αντί ο παραγωγός να εξετάζει όλη την έκταση με τον ίδιο τρόπο, ο χάρτης μπορεί να υποδείξει συγκεκριμένα σημεία που αξίζει να ελεγχθούν προσεκτικότερα.
- Υποστήριξη αποφάσεων στη γεωργία ακριβείας. Όταν τα αποτελέσματα συνδυάζονται με τη γνώση της καλλιέργειας και τις κατάλληλες γεωπονικές πληροφορίες, μπορούν να συμβάλουν σε πιο τεκμηριωμένες αποφάσεις για τη διαχείριση του αγρού.
Ένα παράδειγμα χαρτογράφησης καλλιεργειών στην πράξη είναι η μελέτη Καταμέτρηση φυτών σε καλαμπόκι, ηλίανθο και ζαχαρότευτλα.
5. Μπορεί το NDVI να μας πει γιατί ένα φυτό δεν αναπτύσσεται σωστά;
Όχι από μόνο του. Μια χαμηλότερη τιμή NDVI δεν σημαίνει αυτόματα ότι υπάρχει έλλειψη αζώτου, πρόβλημα άρδευσης ή προσβολή από ασθένεια. Παρόμοια εικόνα μπορεί να προκύψει από διαφορετικές αιτίες, όπως:
- Διαφορές στο στάδιο ανάπτυξης των φυτών.
- Ανομοιομορφία στη βλάστηση ή στην πυκνότητα της φυτείας.
- Υδατική ή άλλη καταπόνηση.
- Προβλήματα που σχετίζονται με το έδαφος ή τις συνθήκες καλλιέργειας.
- Παρουσία γυμνού εδάφους ή ζιζανίων στην περιοχή που καταγράφεται.
Για αυτόν τον λόγο, ο σωστός τρόπος αξιοποίησης του NDVI είναι να λειτουργεί ως εργαλείο εντοπισμού και διερεύνησης, όχι ως υποκατάστατο της γεωπονικής αξιολόγησης. Όταν εντοπίζεται μια περιοχή που διαφοροποιείται, το επόμενο βήμα είναι να εξεταστεί στο χωράφι και να συσχετιστεί με τα διαθέσιμα στοιχεία.
Δύο όρια που αξίζει να γνωρίζετε
Πυκνή βλάστηση: όταν η καλλιέργεια καλύψει πλήρως το έδαφος, το NDVI δείχνει όλο και πιο μικρές διαφορές και οι τιμές πλησιάζουν το ανώτατο όριο, οπότε οι ζώνες δεν ξεχωρίζουν εύκολα. Σε αυτή την περίπτωση βοηθούν άλλοι δείκτες, όπως ο NDRE. Γραμμές και δέντρα: στα αμπέλια και στα οπωροφόρα, το έδαφος και η χλόη ανάμεσα στις γραμμές επηρεάζουν την εικόνα, και η ερμηνεία χρειάζεται προσοχή.
6. Από τον χάρτη NDVI στον χάρτη συνταγογράφησης
Ένα επόμενο βήμα στη γεωργία ακριβείας είναι η αξιοποίηση χαρτογραφικών δεδομένων για τη δημιουργία ζωνών διαχείρισης ή χαρτών συνταγογράφησης. Ένας χάρτης συνταγογράφησης μπορεί να ορίζει διαφορετικές ζώνες εφαρμογής και, όπου υπάρχουν τα κατάλληλα δεδομένα και η αντίστοιχη τεκμηρίωση, να υποστηρίζει εφαρμογή μεταβλητής δόσης.
Η διαδικασία δεν είναι απλώς η μετατροπή των χρωμάτων του NDVI σε διαφορετικές ποσότητες προϊόντος. Απαιτείται αξιολόγηση της καλλιέργειας, προσδιορισμός του στόχου και σωστός σχεδιασμός των ζωνών και των δόσεων. Ένα παράδειγμα από την πράξη είναι η μελέτη Ρύζι: λίπανση μεταβλητής δόσης.
Η FLYDROPS παρέχει υπηρεσίες φασματογράφησης αγρού και δημιουργίας χαρτών συνταγογράφησης, με σκοπό την υποστήριξη εφαρμογών γεωργίας ακριβείας. Δείτε πώς λειτουργεί η υπηρεσία Χάρτη Συνταγογράφησης.
Ο χάρτης δεν αντικαθιστά τη σύσταση του γεωπόνου
Ο χάρτης δείχνει ζώνες, δεν επιλέγει προϊόν ούτε δόση. Η δόση και η καταλληλότητα του προϊόντος αποφασίζονται από τον γεωπόνο και την ετικέτα του σκευάσματος. Αν σκέφτεστε εφαρμογή φυτοπροστατευτικών με drone, δείτε πρώτα το νομικό πλαίσιο στον οδηγό αγοράς: στην Ελλάδα η εναέρια εφαρμογή απαγορεύεται κατά κανόνα και επιτρέπεται μόνο με ειδική άδεια.
7. Πότε αξίζει να εξετάσετε τη φασματογράφηση του χωραφιού σας;
Η πολυφασματική χαρτογράφηση μπορεί να παρουσιάζει ενδιαφέρον όταν:
- Διαχειρίζεστε μεγάλες εκτάσεις και θέλετε καλύτερη εικόνα της ανομοιομορφίας τους.
- Παρατηρείτε διαφορές στην ανάπτυξη των φυτών σε διαφορετικά σημεία.
- Θέλετε να συγκρίνετε την εξέλιξη της καλλιέργειας σε διαδοχικές χρονικές περιόδους.
- Εξετάζετε την εφαρμογή πρακτικών γεωργίας ακριβείας.
- Θέλετε να αξιοποιήσετε χαρτογραφικά δεδομένα για τον σχεδιασμό ζωνών διαχείρισης ή χαρτών μεταβλητής δόσης.
Το κατάλληλο αποτέλεσμα και η αξία της ανάλυσης εξαρτώνται από την καλλιέργεια, την έκταση, τον χρόνο λήψης των δεδομένων και το ερώτημα που θέλετε να απαντήσετε.
Συχνές ερωτήσεις
Τι σημαίνει NDVI;
Normalized Difference Vegetation Index, δηλαδή Κανονικοποιημένος Δείκτης Διαφοράς Βλάστησης. Υπολογίζεται από το φως που ανακλά η καλλιέργεια στο κόκκινο και στο εγγύς υπέρυθρο και παίρνει τιμές από −1 έως +1.
Ποια τιμή NDVI θεωρείται καλή;
Δεν υπάρχει μία τιμή για όλες τις καλλιέργειες. Η ερμηνεία εξαρτάται από το είδος, το στάδιο ανάπτυξης, τις συνθήκες του χωραφιού και την ημερομηνία λήψης. Σημασία έχουν συνήθως οι διαφορές μέσα στο ίδιο χωράφι και η εξέλιξή τους στον χρόνο.
Σε τι διαφέρει ο χάρτης NDVI από μια φωτογραφία με drone;
Η φωτογραφία RGB δείχνει ό,τι βλέπει το μάτι. Ο χάρτης NDVI χρησιμοποιεί και το εγγύς υπέρυθρο, που δεν φαίνεται, και αναδεικνύει διαφορές στη βλάστηση που μια κοινή φωτογραφία δεν δείχνει εύκολα.
Μπορεί το NDVI να εντοπίσει ασθένεια ή έλλειψη αζώτου;
Όχι από μόνο του. Δείχνει πού η βλάστηση διαφέρει, και η αιτία πρέπει να ελεγχθεί στο χωράφι από τον παραγωγό ή τον γεωπόνο.
Τι drone χρειάζεται για NDVI;
Χρειάζεται drone με πολυφασματική κάμερα, που καταγράφει το κόκκινο και το εγγύς υπέρυθρο. Ένα παράδειγμα είναι το DJI Mavic 3 Multispectral. Αν δεν θέλετε να αγοράσετε εξοπλισμό, η FLYDROPS κάνει τη λήψη και την επεξεργασία ως υπηρεσία.
Μετράει η ώρα και ο καιρός της πτήσης;
Ναι, ο φωτισμός επηρεάζει τις τιμές. Για συγκρίσιμα δεδομένα ανάμεσα σε διαφορετικές ημερομηνίες χρειάζονται σταθερές συνθήκες λήψης και ίδιος τρόπος επεξεργασίας. Μας ρωτάτε για το κατάλληλο χρονικό σημείο ανάλογα με την καλλιέργεια.
Ο χάρτης NDVI είναι το ίδιο με τον χάρτη συνταγογράφησης;
Όχι. Ο χάρτης NDVI δείχνει τη βλάστηση. Ο χάρτης συνταγογράφησης χωρίζει το χωράφι σε ζώνες εφαρμογής, με βάση τον χάρτη και τη γεωπονική αξιολόγηση.
Συμπέρασμα: περισσότερη πληροφορία για καλύτερες αποφάσεις
Το NDVI είναι ένα χρήσιμο εργαλείο της γεωργίας ακριβείας, επειδή βοηθά να αποτυπώνουμε τις διαφορές στη βλάστηση και να κατευθύνουμε πιο αποτελεσματικά την παρακολούθηση του αγρού. Δεν αντικαθιστά τον παραγωγό ή τον γεωπόνο και δεν δίνει από μόνο του όλες τις απαντήσεις. Μπορεί, όμως, να προσφέρει μια επιπλέον πηγή πληροφορίας για το πού χρειάζεται να εστιάσουμε και ποιες περιοχές αξίζει να διερευνήσουμε.
Με τη χρήση πολυφασματικών drone, τη σωστή επεξεργασία των δεδομένων και την κατάλληλη αξιολόγηση, η χαρτογράφηση μπορεί να αποτελέσει σημαντικό μέρος μιας πιο οργανωμένης προσέγγισης στη διαχείριση της καλλιέργειας.
Θέλετε να δείτε τι μπορεί να προσφέρει η φασματογράφηση στο δικό σας χωράφι;
Η ομάδα της FLYDROPS μπορεί να σας ενημερώσει για τη φασματογράφηση αγρού, την πολυφασματική χαρτογράφηση και τις δυνατότητες δημιουργίας χαρτών συνταγογράφησης. Πείτε μας ποια καλλιέργεια έχετε, σε ποια περιοχή βρίσκεται και πόσα στρέμματα θέλετε να εξετάσετε. Καλέστε στο (+30) 2391 301149 ή ζητήστε προσφορά.
FLYDROPS: μαζί, για μια πιο έξυπνη γεωργία!
Πηγές: NASA Earth Observatory, Measuring Vegetation (NDVI & EVI) για τον ορισμό και τις ενδεικτικές τιμές, και DJI, προδιαγραφές Mavic 3 Multispectral. Οι τιμές εξαρτώνται από την καλλιέργεια και τις συνθήκες λήψης.
