PECAD - Ειδικό Πρόγραμμα - ΗΠΑ - Μέρυλαντ – Ανατολική ακτή – Επαρχία Talbot. Τηλεπισκόπηση και έρευνα πεδίου στην Ανατολική ακτή του Μέρυλαντ

Από RemoteSensing Wiki

Πρωτότυπος τίτλος: "PECAD Remote Sensing Project Notes. Special Project - USA - Maryland -Eastern Shore - Talbot County. Remote Sensing Field Research on Eastern Shore of Maryland "

Συγγραφείς: USDA/FAS/PECAD

Πηγή: http://www.fas.usda.gov/remote/aus_sas/special_rs/index_esm.htm#Landsat

Εισαγωγή

Τα δεδομένα και τα προϊόντα που παράγονται από την (NASA) Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος, εξομοιώνονται σε ένα υπάρχον σύστημα λήψης αποφάσεων (DSS), που λειτουργεί για τις εκτιμήσεις Φυτικής Παραγωγής (PECAD) του Υπουργείου Γεωργίας των Ηνωμένων Πολιτειών (USDA-FAS). Ο πρωταρχικός στόχος του PECAD είναι να αντλεί πληροφορίες για τη γενική κατάσταση των καλλιεργειών, και να παρέχει προκαταρκτικές εκτιμήσεις παραγωγής για επιλεγμένα προϊόντα. Τα αναμενόμενα οφέλη από την αφομοίωση των δεδομένων της NASA στην εξέλιξη DSS PECAD είναι: η βελτίωση της ποιότητας της αξιολόγησης των καλλιεργειών και των εκτιμήσεων της παραγωγής, η μείωση του κόστους και η εξοικονόμηση χρόνου. Το έργο αυτό ανέλαβε να παρέχει συνεχή εικόνα στο πεδίο της τηλεπισκόπησης των μεγάλων γεωργικών καλλιεργειών. Παρέχει τη δυνατότητα να παρακολουθούνται οι τοπικές γεωργικές πρακτικές, μέσω δορυφορικών εικόνων και με επαναλαμβανόμενες επισκέψεις πεδίου. Οι διαδικασίες και οι πληροφορίες που προκύπτουν από το έργο αυτό μεταφέρονται στους αξιολογητές της αποστολής PECAD οι οποίοι πραγματοποιούν εκτίμηση της παραγωγής των φυτών μεγάλης καλλιέργειας και των φυτών παραγωγής ελαιούχων σπόρων. Αυτό με τη σειρά του δίνει μια καλύτερη κατανόηση των αγροτικών περιοχών και μεγιστοποιεί τις πληροφορίες που αποκτήθηκαν κατά τη διάρκεια των επί τόπου επισκέψεων και, τελικά, προσφέρει μια όλο και πιο ακριβή πρόβλεψη της γεωργικής παραγωγής.

Υλικά και μέθοδοι

Η περιοχή της ανατολικής ακτής του Μέρυλαντ, συμπεριλαμβανομένης της έκταση βόρεια της επαρχίας Talbot, παράγει σημαντικές ποσότητες σιταριού, κριθαριού, καλαμποκιού, σόγιας, ντομάτες και μηδικής. Αυτή η περιοχή παρέχει την πλειοψηφία των κτηνοτροφικών σιτηρών σε πολλούς από τους παραγωγούς των πουλερικών της ανατολικής ακτής. Εικόνες Landsat TM που αποκτήθηκαν κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου επιτρέπουν στους αναλυτές της USDA την παρακολούθηση του όργωματος, τη φύτευση, την ανάπτυξη, τη συγκομιδή και τις συνθήκες που επικρατούν . Σε αυτές τις WRS 15/33 και 14/33 εικόνες δημιουργήθηκε ένα έγχρωμο σύνθετο χρησιμοποιώντας Landsat 5 και Landsat 7 TM. Το Band TM 4, εγγύς υπέρυθρο, έχει αντιστοιχηθεί στο κόκκινο, TM Band 5, μέσο υπέρυθρο, έχει αντιστοιχηθεί στο πράσινο, και TM Band 3, ορατό κόκκινο έχει αντιστοιχηθεί στο μπλε δηλ. δημιουργήθηκε ένα έγχρωμο σύνθετο RGB 453. Αυτός ο συνδυασμός καναλιών είναι ένας από τα πιο αποτελεσματικούς συνδυασμούς για τον οπτικό διαχωρισμό και αναλυτικό μεταξύ του καλαμποκιού και της σόγιας σε ένα μεγάλο μέρος των Ηνωμένων Πολιτειών και σε άλλες περιοχές του κόσμου.

Αποτελέσματα

Ακλουθούν Landsat TM χρονοσειρές της επαρχίας Talbot του Maryland οι οποίες απεικονίζουν την εναλλαγή από καλλιέργεια σιταριού σε καλλιέργεια σόγιας.

May 1, 1999

Σε αυτή το σύνθετο βλέπουμε σιτάρι (κίτρινο περίγραμμα) που έχει προχωρήσει ικανοποιητικά κατά τη διάρκεια της άνοιξης και στις αρχές του Μαΐου, η καλλιέργεια είναι κοντά στο στάδιο της ανθοφορίας, όταν έχει τη μέγιστη ανακλαστικότητα στο υπέρυθρο (Εικ.1).

June 2, 1999

Σε αυτό το πεδίο με σιτάρι (κίτρινο περίγραμμα) τα φυτά σημείωσαν ικανοποιητική πρόοδο κατά τη διάρκεια της άνοιξης και στις αρχές Ιουνίου η καλλιέργεια έχει ήδη περάσει από το στάδιο της ανθοφορίας. Καθώς το σιτάρι συνεχίζει να ωριμάζει φαίνεται σχετικώς πράσινο στο μάτι, όμως οι αλλαγές στη δομή των κυττάρων και της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας έχει σαν αποτέλεσμα μια μετατόπιση της αναλογίας μεταξύ των κόκκινων και των Near-IR μήκη κύματος. Η σχετική ανάκλαση των Near-IR μήκη κύματος σε Red αρχίζει να μειώνεται. Η σχετική ανακλαστικότητα του ορατού ερυθρού αρχίζει να αυξάνει και μπορεί να απεικονιστεί από την εμφάνιση της μπλε φασματικής υπογραφής σε αυτό το στάδιο της ωρίμανσης σίτου. Το έγχρωμο σύνθετο που χρησιμοποιείται για να εμφανίσει αυτή την δορυφορική εικόνα είναι το ΤΜ 453 (RGB 453). Όπου το κανάλι 4 (near-inferred) έχει αντιστοιχηθεί στο κόκκινο, το κανάλι 5 (mid-inferred) έχει αντιστοιχηθεί στο πράσινο και το κανάλι 3 (visible red) έχει αντιστοιχηθεί στο μπλέ (Εικ. 2).

July 4, 1999

Στις 4, Ιουλίου στη μισή έκταση του σιταριού έχει πραγματοποιηθεί η συγκομιδή. Το γαλάζιο χρώμα στα τμήματα βόρεια και νότια του πεδίου δείχνουν έδαφος. Το σκούρο μπλε κεντρικό τμήμα του πεδίου υπάρχει σιτάρι έτοιμο για συγκομιδή (Εικ. 3).

Aug. 5, 1999

Τη δεύτερη εβδομάδα του Ιουλίου φυτεύτηκαν φυτά σόγιας. Καθώς εμφανίζονται τα φυτά σόγιας αναμιγνύονται οι φασματικές υπογραφές των φυτών και του εδάφους (Εικ. 4).

Aug. 29, 1999

Στα τέλη Αύγουστο η καλλιέργεια της σόγιας πάει καλά από επίγειες παρατηρήσεις. Η φασματική υπογραφή σε αυτό το στάδιο αντιπροσωπεύει το 100% της κόμης του φυτού. Αυτό το πεδίο με σόγια (κίτρινο περίγραμμα) φυτεύτηκε αμέσως μετά την συγκομιδή σίτου στις αρχές Ιουλίου. Η καλλιέργεια προχώρησε καλά κατά τη διάρκεια του Ιουλίου και του Αυγούστου και άρχισε το στάδιο ανθοφορίας από τις αρχές του Αυγούστου . Ο συνδυασμός TM453 Band είναι ένας από τους πιο αποτελεσματικούς συνδυασμούς για γεωργικές καλλιέργειες, ιδιαίτερα αποτελεσματικός για τη διάκριση καλλιέργειας καλαμποκιού και σόγιας σε μεγάλο μέρος του στις Ηνωμένες Πολιτείες. Καθώς τα νεαρά φυτά σόγιας αναπτύσσονται από το έδαφος, οι μικτές υπογραφές του εδάφους και των μικρών φύλλων του φυτού συνδυάζονται για να δώσουν ένα πράσινο τόνο όπως φαίνεται στην εικόνα στις 4 Ιουλίου. Σε αυτή την εικόνα στα τέλη Αυγούστου η κόμη της σόγιας έχει κλείσει και η φασματική υπογραφή είναι σχεδόν 100 % σόγιας κόμης φυτού. Τα περισσότερα φυτά στον τομέα αυτό, στις 29 Αυγούστου, έχουν λοβό περίπου 2 ίντσες σε μήκος (Εικ. 5).

Sept. 23, 1999

Μέχρι τα τέλη Σεπτεμβρίου, τα φυτά σόγιας σε αυτό τον τομέα έχουν πλήρη ανάπτυξη βλαστών και συνεχίζουν να πάνε καλά (Εικ. 6).

Oct. 25, 1999

Μέχρι την 25 Οκτωβρίου, η καλλιέργεια σόγιας έχει πλήρως ωριμάσει. Οι σπόροι έχουν φθάσει στην βέλτιστη περιεκτικότητα σε υγρασία για συγκομιδή. Τα φύλλα έχουν πέσει και οι λοβοί παραμένουν στα ξηρά στελέχη. Η μείωση στην περιεκτικότητα σε υγρασία, η παύση της φωτοσύνθεσης, και οι κυτταρικές αλλαγές δομής οδηγούν σε μετατόπιση της σχετικής ανάκλασης. Υπάρχει τώρα μια σχετικά μεγαλύτερη ανακλαστικότητα σε μέσα υπέρυθρα μήκη κύματος (εμφανίζεται ως πράσινο στην οθόνη) αντανακλάται σε σύγκριση με το κόκκινο και το εγγύς υπέρυθρο. Το μέσο υπέρυθρο, χρησιμοποιείται συχνά σε εφαρμογές τηλεπισκόπησης για την εκτίμηση περιεκτικότητας σε υγρασία και να συγκρίνει τους τύπους βλάστησης (Εικ. 7).

Nov. 01, 1999

Τις πρώτες ημέρες του Νοέμβρη βρίσκει το κέντρο του πεδίου να έχει συγκομισθεί δίνοντας την υπογραφή του εδάφους στο κέντρο, ενώ τα ξηρά φυτά σόγιας στο βόρειο και νότιο τμήμα παραμένουν όρθια (Εικ. 8).