ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΩΝ ΒΑΜΒΑΚΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΙΣ ΤΙΜΕΣ ΤΟΥ NDVI ΑΠΟ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ NOAA/AVHRR

Από RemoteSensing Wiki

1. Αντικείμενο Εφαρμογής: ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΩΝ ΒΑΜΒΑΚΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΙΣ ΤΙΜΕΣ ΤΟΥ NDVI ΑΠΟ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ NOAA/AVHRR

2. Στόχος Εφαρμογής: Ο βασικός στόχος της εφαρμογής είναι να μελετήσει το κατά πόσο είναι εφικτή η εφαρμογή ενός μοντέλου για την παρακολούθηση της απόδοσης των βαμβακοκαλλιεργειών με χρήση του NDVI.

3. Πώς γινόταν παλαιότερα: Παλαιότερα η κατανομή της βιομάζας και της απόδοσης των καλλιεργειών γινόταν με έρευνες πεδίου οι οποίες αφενός δεν είχαν καλή ακρίβεια αφετέρου ήταν χρονοβόρες και αργές.

4. Είδη Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών: Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες NOAA/AVHRR έξι εκτάσεων βαμβακιού και εξετάστηκαν για μία περίοδο τριών ετών. Με βάση τις τιμές του NDVI εφαρμόστηκε στα τηλεπισκοπικά δεδομένα ένα δευτεροβάθμιο μοντέλο απόκλισης το οποίο σύγκρινε τα δεδομένα αυτά με την πραγματική απόδοση των καλλιεργειών. Οι NOAA αποτελούν μία σειρά μετεωρολογικών δεδομένων οι οποίοι μεταφέρουν διάφορα όργανα. Ένα από αυτά είναι το Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), το οποίο είναι ένα πολυφασματικό scanner με μέση χωρική διακριτική ικανότητα διαστάσεις ζώνης καταγραφής 300-600 km με επικαλυπτόμενα τμήματα της περιοχής και καθημερινή κάλυψη όλης της Γης. Για τη μελέτη των καλλιεργειών χρειάστηκαν έξι πακέτα εικόνων για έξι περιοχές της Ελλάδας επί σειρά τριών ετών.

5. Χρησιμότητα Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών:

Με τη μελέτη της ραδιομετρικής συμπεριφοράς των φυτών μπορούμε να καταγράψουμε τη συμπεριφορά των φυλλωμάτων στις περιβαλλοντικές συνθήκες σε real time και να εκτιμήσουμε την ποσότητα της βιομάζας. Σε αυτό βοηθά ο Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), ο οποίος ισούται με το λόγο της διαφοράς των ψηφιακών τιμών στα κανάλια 1 και 2 του AVHRR (ορατό και εγγύς υπέρυθρο) προς το άθροισμα των ψηφιακών τιμών στα ίδια κανάλια, και χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της υγιούς βλάστησης. Η ταξινόμηση των εικονοστοιχείων με βάση την ανακλαστικότητά τους στα κανάλια αυτά και η παρουσίασή τους στην κλίμακα των τόνων του γκρι παρουσιάζεται στον ΠΙΝΑΚΑ 1.

Μετά από μία κακοκαιρία οι τιμές αυτές αναμένεται να μειωθούν σημαντικά λόγω έλλειψης χλωροφύλλης.

6. Προεπεξεργασίες: Για την καλύτερη επεξεργασία των εικόνων απαλείφθηκαν τα σύννεφα.

7. Ψηφιακές επεξεργασίες/αλγόριθμοι και αποτελέσματα: Στις εικόνες εφαρμόστηκε η εξίσωση P = -0.2088 + 2.0212 (NDVI)^2. Η εξίσωση αυτή (μοντέλο) μετατρέπει τη σχετική ανακλαστικότητα σε kg/m2 και εφαρμόστηκε στις εικόνες των έξι περιοχών, στις οποίες παρατηρήθηκαν οι μέγιστες τιμές NDVI για τα τρία χρόνια. Οι παράγωγες εικόνες δείχνουν πώς η βιομάζα κατανέμεται και μεταβάλλεται χωρικά. Η εφαρμογή του μοντέλου αυτού δίνει μία πρώτη εκτίμηση της φυτομάζας του βαμβακιού των περιοχών.

8. Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων:

Στην ΕΙΚΟΝΑ 1 φαίνονται τα αποτελέσματα από την εφαρμογή του μοντέλου στις εικόνες τριών ενδεικτικών περιοχών για τα τρία έτη μελέτης (1994-6). Στα τμήματα των εικόνων που φαίνονται σκούρα το μοντέλο δίνει χαμηλές τιμές, δηλαδή ασθενή βλάστηση και στα φωτεινά τμήματα υψηλές, δηλαδή βλάστηση με υψηλή βιομάζα. Οι μεταβολές των τόνων του γκρι δείχνουν τη μεταβλητότητα στην καλλιέργεια βαμβακιού. Η χρήση τηλεπισκοπικών δεδομένων για την εκτίμηση της απόδοσης των βαμβακοκαλλιεργειών είναι υποσχόμενη καθώς οι βιοφυσικές διεργασίες των φυτών ανιχνεύονται επαρκώς από τους δορυφορικούς δέκτες. Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι η απόδοση των καλλιεργειών μπορεί να προσεγγισθεί ικανοποιητικά από την εφαρμογή του παραπάνω μοντέλου.

ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΑΡΘΡΟ

Cotton Yield Estimation Based on NOAA/AVHkR Produced NDVI N. R. Daleziosl, C. Domenikiotis’, A. Loukas2, S. T. Tzortzios’ and C. Kalaitzidis’