NDVI و NDRE چه چیزی را اندازهگیری میکنند؟
این شاخصها نسبت بازتاب در باندهای مختلف را به عددی نرمالشده تبدیل میکنند تا تفاوتهای مکانی و زمانی پوشش گیاهی بهتر دیده شود. NDVI از تفاوت NIR و Red استفاده میکند. MicaSense نیز NDRE را مشابه NDVI اما با استفاده از Red Edge به جای Red معرفی میکند.
این اعداد «علت» وضعیت گیاه را نمیگویند؛ آنها الگوی پاسخ طیفی را نشان میدهند. برای همین باید با مرحله رشد، نوع محصول، شرایط خاک، آبیاری، نور، Calibration و بازدید زمینی تفسیر شوند.
تفاوت Red و Red Edge چیست؟
Red در بخش قرمز طیف مرئی قرار دارد، در حالی که Red Edge ناحیه گذار سریع بین جذب شدید نور قرمز توسط کلروفیل و بازتاب زیاد NIR در پوشش گیاهی است. حسگرهای چندطیفی تخصصی باند Red Edge را جدا ثبت میکنند تا بتوان شاخصهایی مانند NDRE را محاسبه کرد.
تصویر RGB معمولی باند NIR/Red Edge استاندارد موردنیاز این شاخصها را ندارد. بنابراین تبدیل ساده رنگهای RGB به «نقشه NDVI واقعی» نباید معادل برداشت چندطیفی کالیبره تلقی شود.
NDVI در چه شرایطی محدود میشود؟
USGS از NDVI برای سنجش Green Vegetation و تغییرات پوشش استفاده میکند، اما این شاخص محدودیتهایی مانند حساسیت به زمینه خاک و اشباع در پوشش متراکم دارد. در canopy متراکم، افزایش زیستتوده ممکن است تغییر متناسبی در NDVI ایجاد نکند.
MicaSense نیز اشاره میکند که NDVI در گیاهان بالغ میتواند Plateau شود و در چنین شرایطی NDRE ممکن است برای مشاهده تفاوتهای تکمیلی مفید باشد. این به معنی «بهتر بودن دائمی NDRE» نیست.
NDRE چه اطلاعات تکمیلی میتواند بدهد؟
استفاده از Red Edge باعث میشود NDRE به بخش متفاوتی از پاسخ طیفی پوشش گیاهی حساس باشد. در برخی محصولات و مراحل رشد، این موضوع میتواند تفاوتهایی را که NDVI در محدوده اشباع کمتر نشان میدهد آشکارتر کند.
اما ارزش NDRE به کیفیت حسگر، Calibration، نور، زمان برداشت و سؤال زراعی بستگی دارد. شاخص مناسب باید قبل از پرواز بر اساس مسئله انتخاب شود، نه اینکه پس از تولید چند نقشه رنگی صرفاً بهترین ظاهر بصری انتخاب شود.
چرا هیچ شاخصی بهتنهایی تشخیص قطعی نیست؟
کاهش یا افزایش یک شاخص میتواند دلایل متعددی داشته باشد: تراکم بوته، رطوبت، بیماری، آفت، تغذیه، سایه، خاک نمایان، مرحله فنولوژیک یا حتی تفاوت شرایط تصویربرداری. شاخص طیفی علت را از هم تفکیک نمیکند.
فرایند کاری حرفهای از نقشه شاخص برای اولویتبندی بازدید، مقایسه قطعات یا پایش روند استفاده میکند و سپس Ground Truth یا دادههای میدانی را وارد تصمیم میکند. مقاله NDVI در کشاورزی پهپادی چیست؟ مبانی این رویکرد را توضیح میدهد.
کالیبراسیون و مقایسه زمانی
اگر هدف مقایسه چند تاریخ باشد، ثبات فرایند کاری بسیار مهم است. تغییر حسگر، ارتفاع، زمان روز، شرایط ابر، تنظیمات پردازش یا روش Radiometric Correction میتواند تفاوتی بسازد که ربطی به تغییر واقعی مزرعه ندارد.
- از روش کالیبراسیون سازگار استفاده شود.
- شرایط برداشت تا حد امکان قابل مقایسه باشد.
- Altitude/GSD و Overlap ثابت یا مستند نگه داشته شود.
- نسخه پردازش و فرمول شاخص مشخص باشد.
- مقادیر مطلق بدون Context بین حسگرها مقایسه نشوند.
انتخاب شاخص باید بر اساس مسئله باشد
اگر هدف فقط مشاهده تفاوت عمومی پوشش و روند است، NDVI میتواند نقطه شروع قابل فهمی باشد. اگر canopy متراکم یا موضوعی مرتبط با پاسخ Red Edge مطرح است، NDRE ممکن است لایه مکمل مناسبی باشد. در بسیاری از پروژهها ترکیب چند شاخص با RGB، داده میدانی و دانش زراعی از تکیه بر یک نقشه رنگی ارزشمندتر است.
خدمت و آموزش مرتبط
برای اجرای برداشت چندطیفی و پایش مزرعه، خدمات پهپاد کشاورزی و کشاورزی دقیق را ببینید. برای یادگیری طراحی مأموریت و کاربرد تخصصی پهپاد در مزرعه، دوره کاربرد پهپاد در کشاورزی مسیر آموزشی مرتبط است.
منابع برای مطالعه بیشتر
جمعبندی: NDVI و NDRE دو مشاهده متفاوت از پاسخ طیفی پوشش گیاهی هستند. ارزش آنها زمانی ایجاد میشود که شاخص متناسب با سؤال انتخاب، برداشت استاندارد و نتیجه با داده میدانی تفسیر شود.