Защита растений

114

Индекс NDVI – реальная практика применения

Вопрос: Кто пользуется сервисами с анализом полей по индексу NDVI, подскажите, можно ли:

  1. Узнать по нему фактическую урожайность?
  2. Определить, какие точно культуры возделывались на полях в предыдущие годы и какая растет сейчас?
  3. Отличить сорняки от культурных растений?
  4. Эффективно (точечно) применить азотные, фосфорные, калийные удобрения без агрохимического анализа?
  5. Помогает ли он при идентификации болезней и вредителей своевременно?
  6. Где конкретно индекс NDVI полезен в работе агронома, а где бесполезен?

👉 Ответ получен через сервис "Помощь агронома":

  • Что такое NDVI?

🔷 NDVI – вегетационный индекс, который определяет фотосинтетическую активность растения. Он вычисляется по тому, как растения поглощают или отражают лучи инфракрасной зоны. Чем лучше развиты растения и имеют наибольшую зелёную массу в период вегетации, тем больше индекс NDVI.

🔷 Самое распространённое применение данного индекса — это отслеживание развития растений. Для удобства работы с данным индексом используют цветовую схему от светлых тонов до более тёмных, которые наносятся на карту полей. Чем темнее тон, тем больше индекс, у зерновых пик данного показателя достигается период колошения, а после идёт на убыль.

🔷 Соответственно, после облета дроном полей и формирования карт полей по полученным цветам можно видеть, какое поле уже подходит к уборке. Чем ниже индекс, тем суше зерно.

🔷 Благодаря индексу NDVI хорошо видны огрехи в работе механизаторов, а также развитие сорной растительности в период после посева, т.к. сорняки быстрее набирают зелёную массу и их видно на спектре.

🔷 При работе с NDVI необходимо ориентироваться не на абсолютные значения индекса, а на разницу (в разных местах на поле, или в разные сезоны для одной и той же фенофазы) и на прирост.

🔷 Не последнюю роль играет детальность съемки - что попадает в пиксель. В этом случае рекомендуют осуществлять съемку с дрона, нежели со спутника, т.к. снимки со спутника имеют 1 пиксель, очень большой по площади. Этот пиксель на полях со сложной конфигурацией как раз и будет захватывать как площадь поля, так и ее пределы. Программа присвоит какой-то средний индекс. И это даст в целом большую погрешность. Дрон снимает точнее, у него пиксель будет в десятки, а то и в сотни раз мельче. Это надо иметь ввиду, работая со снимками из космоса.

  • Можно ли узнать фактическую урожайность?

🔶 В пик вегетации, по пиковой точке NDVI можно дать весьма неплохой прогноз. Диапазон отклонений прогноза от факта от 4 до 24%. Средняя (по многим годам) ошибка прогноза составляет не более 20 %. Казалось бы - чудовищная погрешность, но по факту — это нормально. Другими методами Вы можете более точно дать прогноз?

🔶 Гораздо более точный прогноз урожайности можно дать не по пиковой точке NDVI, а по сезонному ходу роста NDVI в сравнении со среднемноголетним, или хотя бы с прошлогодним. Такими прогнозами на региональном уровне давно и успешно занимается Институт космических исследований РАН, со своей программой ВЕГА-про.

🔶 Также можно примерно знать однородность поля к уборке, если вести учет всех снимков по вегетации. И к уборке составить некий план работ, т.е. с какого поля начинать и каким заканчивать.

🔶 Нужно еще учитывать различия по сортам. Например, сорт озимой пшеницы Синева характеризуется темно-зеленым окрасом листьев, но есть сорта и более урожайные.

  • Определить, какие точно культуры возделывались на полях в предыдущие годы и какая растет сейчас?

🔷 Да, можно. Все алгоритмы уже отработаны для групп культур по кривым хода роста NDVI. Например, озимые поздней осенью показывают NDVI до 0,5, и весной начнут вегетацию со значения не ниже 0,3. По яровым и пропашным на тот момент еще будет голая почва. По длине вегетационного периода тоже группы культур различаются.

🔷 Ограничения: мы не можем отличить культуры внутри группы (озимые все будут одинаковы между собой, пропашные все одинаковы и т.п.). Должна быть калибровка вплоть до того, что по каждому сорту. Потому что по сортам внутри культуры очень различается окраска.

  • Отличить сорняки от культурных растений?

🔶 Можно, только на ранних этапах развития культуры, а также на пропашных культурах, когда рядки не сомкнулись, а поле зеленое уже.

🔶 После смыкания рядков культуры – уже не определить, но в конце вегетации - снова да. Культура засыхает, NDVI падает, а сорняки (многолетние) вовсю вегетируют, NDVI высокий (в пятнах засоренности).

🔶 Однако ЭПВ по конкретному сорняку посчитать по NDVI не получится.

  • Эффективно (точечно) применить азотные, фосфорные, калийные удобрения без агрохимического анализа?

🔷 По NDVI можно сформировать однородные по качеству участки поля, определить зоны, более-менее равномерные внутри, и отличающиеся друг от друга. И уж в этих зонах брать почву на анализ, и вносить согласно результатам анализа и с учетом планируемой урожайности. Так что NDVI помогает определить зоны, но не помогает определять дозы удобрений.

  • Помогает ли он при идентификации болезней и вредителей своевременно?

🔶 Своевременная идентификация вредителей и болезней проводится в сроки, когда на растениях почти не видно явных повреждений. Так, для насекомых в тот момент, когда наступает фаза повреждения, заметная простым глазом, обработку инсектицидами уже поздно проводить.

  • Например, капустную моль начинают обрабатывать инсектицидами при численности 1-2 гусеницы младшего возраста на растениях.

  • Повреждения шведской мухой на зерновых культурах вообще можно заметить только по выпадению растений.

  • Для болезней на зерновых культурах началом проведения защитных мероприятий считается, например, - для мучнистой росы развитие болезни 5-8% в фазу выхода в трубку или 10% в фазу колошения, для бурой листовой ржавчины – соответственно – 1-3% и 5%, а септориоза – 5% в колошение и 10% в фазу флаг-листа.

🔶 Такие повреждения можно заметить только в поле, и то если очень внимательно рассматривать растения.

🔶 Но тут на помощь приходят и другие данные - прогноз развития болезней и вредителей по сложившимся метеоусловиям (+ NDVI для контроля наступления фенофаз).

  • Где конкретно индекс NDVI полезен в работе агронома, а где бесполезен?

🔷 На культурах сплошного сева индекс помогает быстрее и четче узнать о наличии какой-то проблемы, показывает на какие участки уделить более пристальное внимание. Обычный снимок не уловит часто оттенки зеленого. А вот NDVI может поймать.

🔷 Но не выходит сделать по результатам облета таблицу, которую можно принести агроному и сказать - тут у тебя не досеяли, тут недовнесли, тут высокое засорение. Снимок надо внимательно изучить человеку, который понимает агрономическую кухню.

🔷 Так что это хороший инструмент дополнительный, но не основной. На культурах пропашных в первые фазы роста индекс обусловлен фоном земли. Пока растения затянут почву - уже ничего не сделаешь.

🔷 Количество вносимых удобрений, агрохимобследование, наличие вредителей и болезней определить с помощью этого индекса не представится возможным из- за большой доли получаемой погрешности, это все равно, что гадать на пальцах. Здесь только мониторинг агрономом поля, оценка текущей ситуации и принятие решения по конкретной ситуации.

  • «Талант агронома ничем не заменить. NDVI для хорошего агронома – это подспорье, а для плохого агронома – бесполезный инструмент.»

👉Задай свой вопрос👈

Опубликовано: 06 мая, 2020 в 16:45
Тэги: автоматизацияэлектронные карты полейGPSнавигацияснимки со спутниковNDVIэкономика растениеводства

15 комментариев

Доброго дня. Фактическую урожайность нам предсказать не получается. И никакому колхознику, а мы общались с многими специалистами из разых регионов, не получается. Но американцы как-то это делпют в своих прогнозах по мировому балансу зерна.
Остальные два вопроса точно нет. Только гадать. Например, вы точно знаете, что ваша культура только начала развиваться, а кусок поля в ndvi прекрасно развит - значит зарастает сорняком. И наоборот: часть поля, ни стого ни с сего начала терять биомассу: значит кто-то жрёт...
И еще, чем делают? Спутник, в нашем регионе, не надёжен. То облочность, то ещё что-нибудь мешает. Очень трудно статистику наработать, а без неё ndvi вообще не читается.
27.12.2019
Благодарим за дополнение!
27.12.2019
в качестве примера: динамика индекса NDVI по датам, и что действительно было на этом участке в поле (все фото от 21 июня). фото сделаны утром, отработали инсектицидом ночью(с 21 на 22.06).проблема: заселение гусеница репейницы от леса(напротив лес). пусть не смущает что на снимках NDVI (скриншот), указано озимая пшеница там действительно посеяна пшеница по сои. просто не так давно скачал приложение (OneSoil), внес свои поля и теперь сопоставляю имеющиеся фото с полей со снимками NDVI, по датам и местоположением. всё по вопросу практического применения ИНДЕКСА NDVI, думаю со временем получит широкое распространение, чем больше народу будет пользоваться этим приложением, тем больше будет информации для составления новых программ, не только для дифференцированного внесения удобрений. может и будет реально прогнозирование урожайности, развитие болезней и вредителей. поживём или доживём увидим. просто не у всех есть возможность держать в штате дроны.
27.12.2019
17.01.2020
репейница на сои.
29.02.2020
Похожие посты