1:01 ص
الانتاج النباتي
كيف تجعل حياة المزارع أسهل باستخدام مؤشر NDVI؟
مؤشر الغطاء النباتي للاختلاف المعياري ، الذي يشار إليه بشكل أكثر شيوعًا باسم NDVI ، هو طريقة تحسب التباين بين كمية الضوء الأحمر التي يتلقاها الغطاء النباتي وكمية ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة التي تنعكس بشدة بواسطة الغطاء النباتي. الهدف من هذه الطريقة هو توفير تحليل كمي لحالة الحياة النباتية. لا توجد حالة تقع فيها قيمة NDVI خارج النطاق من -1 إلى +1. ومع ذلك ، لا يوجد فاصل واضح بين الأنواع العديدة للغطاء الأرضي الذي يمكن العثور عليه.
إذا كان مجموع الأرقام أقل من الصفر ، فمن المحتمل جدًا أن تكون المادة المعنية هي الماء. إذا حصلت على نتيجة NDVI قريبة جدًا من النتيجة الإيجابية ، فهناك فرصة جيدة أنها مجرد مجموعة من الأوراق الخضراء المكدسة بإحكام. هذا صحيح بشكل خاص إذا كانت الأوراق معبأة بكثافة معًا. الأوراق الخضراء لها قيمة NDVI أكبر من الأوراق الحمراء ، وهذا هو السبب في ذلك. تخيل للحظة أن مؤشر NDVI قريب جدًا من أن يكون مساويًا للصفر. في مثل هذه الحالة ، يكاد يكون هناك فرصة لكرة الثلج في الجحيم أن أي أوراق من أي نوع لا تزال موجودة ، وقد يتم تحضر المنطقة حتى عند هذه النقطة. مؤشر الغطاء النباتي للاختلاف الطبيعي ، أو NDVI ، هو المؤشر الذي يستخدمه المحللون في مجال الاستشعار عن بعد في معظم الأوقات.
لماذا يعتبر NDVI مفيدًا؟:
هناك الكثير من مؤشرات الغطاء النباتي المختلفة ، والغالبية العظمى منها قابلة للمقارنة مع بعضها البعض. ومع ذلك ، فإن NDVI هو الأكثر استخدامًا وعلى نطاق واسع ، وله أيضًا فائدة أساسية ، وهي الدقة العالية للصور المشتقة من بيانات الأقمار الصناعية.
في مثل هذه الظروف ، يمكن استخدام القنوات بدقة عشرة أمتار لتحديد مؤشر الغطاء النباتي للاختلاف الطبيعي. تذكر أن البكسل الواحد يساوي عشرة في عشرة أمتار. من ناحية أخرى ، قد تكون دقة الفهرس التي تستخدم قنوات ضوئية إضافية ، أي العصر الأحمر ، عشرين مترًا ، حيث يساوي البكسل الواحد عشرين مترًا في عشرين مترًا.
كيف يتم حساب NDVI؟:
يمكن تحديد مؤشر NDVI باستخدام الإجراء الرياضي المباشر التالي ، والذي يحول معلومات القمر الصناعي الخام إلى مؤشرات الغطاء النباتي.
تُنشئ معادلة NDVI رقمًا واحدًا تمثيليًا وتدمج المعلومات التي يمكن الوصول إليها في النطاقين الأحمر ونطاق NIR (الأشعة تحت الحمراء القريبة). للقيام بذلك ، يأخذ الانعكاس في جميع أنحاء النطاق الطيفي الأحمر ويطرحه من الانعكاس في جميع أنحاء نطاق NIR. بعد ذلك ، يتم تقسيم النتيجة على الانعكاس الكلي لـ NIR والأطوال الموجية الحمراء.
لن يكون تقييم مؤشر الغطاء النباتي الطبيعي للاختلاف أبدًا أكثر من تقييم إيجابي وأقل من تقييم سلبي. بالإضافة إلى ذلك ، يشير الرقم بين -1 و 0 إلى نبتة ماتت وأشياء غير عضوية مثل الحجارة والطرق والمباني. في الوقت نفسه ، قد تختلف قيم NDVI للنباتات الحية في أي مكان من 0 إلى 1 ، حيث يمثل 1 النبات الأكثر صحة ويمثل 0 النبات غير الصحي. من الممكن تعيين قيمة واحدة لكل بكسل في الصورة ، سواء كان ذلك البكسل يمثل ورقة واحدة أو حقل قمح يمتد على مساحة 500 فدان.
كيف نستخدم NDVI؟:
بشكل مبرر ، يتم الآن استخدام مؤشر الغطاء النباتي للاختلاف الطبيعي في عدد من مجالات البحث المختلفة. على سبيل المثال ، يتم الاستفادة من مؤشر NDVI في مجال الزراعة لأهداف الزراعة الدقيقة وتقييم الكتلة الحيوية. يتم استخدامه أيضًا من قبل الحراجين من أجل تقييم موارد الغابات وكذلك مؤشر مساحة الأوراق (LAI).
بالإضافة إلى ذلك ، تعتقد وكالة ناسا أن مؤشر NDVI هو مؤشر موثوق على وجود ظروف الجفاف. يكون كل من NDVI النسبي وتركيز الغطاء النباتي أقل في المناطق التي تعمل فيها المياه كحاجز أمام إنشاء الغطاء النباتي. وذلك لأن الماء يمنع جذور النباتات من النمو بشكل أعمق في التربة. إن NDVI ، بما في ذلك الأنواع الأخرى من الاستشعار عن بعد ، لديه القدرة على استخدامه في مجموعة متنوعة من الطرق المتميزة في الواقع.
ماذا يمكن أن يخبرنا NDVI عن النباتات؟:
من الضروري أن يكون لديك فهم قوي بأن مؤشر الغطاء النباتي للاختلاف الطبيعي هو مجرد مؤشر على صحة النبات ولا يقدم معلومات حول الأسباب الكامنة وراء حالة معينة. مؤشر الغطاء النباتي هو تعبير أكثر من كونه انعكاسًا مباشرًا لما يحدث في الحقل. دعونا نلقي نظرة على ثلاثة تطبيقات لـ NDVI للتحليل الميداني:
عندما يبدأ موسم جديد
يعتبر NDVI مفيدًا لفهم قساوة الشتاء للنبات وكيف تمكن من البقاء على قيد الحياة.
- إذا كانت قيمة NDVI أقل من 0.15 ، فمن المحتمل إلى حد ما أن تكون جميع النباتات في هذا القسم الميداني قد هلكت. عادةً ما تتعلق هذه الأرقام بالتربة المحروثة بدون أي نباتات.
- مثال آخر على العدد المنخفض هو 0.15-0.2. قد يشير إلى أن النباتات بدأت في الاستعداد لفصل الشتاء خلال الفترة الفينولوجية المبكرة ، قبل مرحلة الحراثة.
- تكون النتيجة في النطاق من 0.2 إلى 0.3 مُرضية. من المرجح أن النباتات تقدمت إلى مرحلة الحراثة واستعادت حالتها الخضرية.
- 0.5 قيمة مناسبة. ومع ذلك ، من المهم أن نتذكر أن قراءات NDVI الأعلى تشير إلى أن النباتات قد تجاوزت الشتاء في مرحلة لاحقة من الفينولوجية. لنفترض أن صورة القمر الصناعي قد تم التقاطها قبل أن يستأنف الغطاء النباتي حالته الطبيعية. في هذه الحالة ، من المهم تحليل المنطقة بعد استمرار الغطاء النباتي في شكله الطبيعي.
للتلخيص ، إذا لاحظت أن القيم التي تم الحصول عليها تختلف اختلافًا كبيرًا عن القاعدة ، فأنت بحاجة إلى إجراء فحص للجزء ذي الصلة من الحقل. يلزم خروج كبير عن القاعدة لتصنيف القيم على أنها غير طبيعية في منطقة معينة.
عندما يكون الموسم في المنتصف
قد يكون استخدام مؤشر NDVI مفيدًا في اكتساب فهم أفضل لكيفية تطور النباتات. تخيل أن القراءات تقع بين معتدلة وعالية (0.5-0.85). من المحتمل جدًا أن هذا الجزء بالذات من المنطقة لا يواجه أي تحديات كبيرة في الوقت الحاضر. إذا ظل المؤشر أقل مما ينبغي ، فقد تكون هناك مشكلات مثل نقص مياه التربة أو العناصر الغذائية. ومع ذلك ، تحتاج إلى إجراء تحقيق خاص بك في هذا المجال بالذات.
نقوم بإنشاء خرائط لتطبيق معدل متغير (VRA) من النيتروجين باستخدام فهرس الغطاء النباتي للاختلاف الطبيعي (NDVI). نحدد المناطق ذات مؤشرات الغطاء النباتي التي تتراوح من منخفض إلى مرتفع. بعد ذلك ، يعود الأمر للمزارع الفردي لتحديد كمية السماد اللازم. فيما يلي الطريقة الأكثر فعالية لتطبيق النيتروجين:
- افترض أن مؤشر الغطاء النباتي للمنطقة مرتفع. في هذه الحالة ، يجب تقليل جرعة السماد الموصى بها إلى 10 و 30 بالمائة من المعدل المعتاد.
- إذا كان مؤشر الغطاء النباتي قريبًا من المتوسط ، فيجب رفع جرعة السماد الموصى بها إلى ما بين 20 و 25 في المائة من الكمية النموذجية.
- إذا كان مؤشر الغطاء النباتي منخفضًا ، فأنت بحاجة أولاً إلى معرفة سبب ذلك.
لإعادة بناء العائد الزراعي للحقل ، نستخدم أيضًا مؤشر NDVI. باستخدام هذه البيانات ، ننتج خرائط يمكن استخدامها للتطبيق المتغير المعدل لأسمدة البوتاسيوم والفوسفات.
عندما ينتهي الموسم
يعد فهرس NDVI أداة مفيدة لتحديد ما إذا كانت الحقول جاهزة للحصاد ؛ كلما انخفض المؤشر ، كلما اقترب جزء من المنطقة من المرحلة عندما يكون جاهزًا للحصاد. في هذا السيناريو ، ستكون قيمة المؤشر الأقل من 0.25 مثالية.
للبدء ، فإن مؤشر الغطاء النباتي للاختلاف الطبيعي (NDVI) هو حساب رياضي يتم إجراؤه بكسل تلو الآخر على صورة باستخدام أدوات من نظام المعلومات الجغرافية (GIS). يتم حسابه من خلال مقارنة كميات الضوء الأحمر والأشعة تحت الحمراء القريبة التي يمتصها ويعكسها النبات ، ويقيس الحالة الصحية العامة للنبات.
يمكن استخدام مؤشر الغطاء النباتي للاختلاف المعياري (NDVI) لدراسة الأرض في جميع أنحاء العالم ، مما يجعله مثاليًا للدراسات الميدانية المركزة ورصد الغطاء النباتي الوطني أو العالمي.
من خلال استخدام NDVI ، يمكننا الحصول على تحليل فوري للحقول ، وتمكين المزارعين من تحسين إمكانات الإنتاج للمناطق ، والحد من تأثيرهم على البيئة ، وتعديل عملياتهم الزراعية الدقيقة. علاوة على ذلك ، قد يوفر فحص مؤشر NDVI جنبًا إلى جنب مع تدفقات البيانات الأخرى ، مثل تلك المتعلقة بالطقس ، مزيدًا من التبصر في الأنماط المتكررة للجفاف أو التجميد أو الفيضانات وكيفية تأثيرها على الغطاء النباتي.
ليست هناك تعليقات: