在一个人口快速增长而农业土地和资源有限的世界里,许多农业做法的目标是将生产力与环境影响最小化结合起来。
获得生物量和氮营养的绝对量化
为了实现这一目标,利用卫星、空中或无人机图像来收集地块的概况,帮助农民在农田的正确位置和相关时间施用正确水平的肥料、杀虫剂和水,现已成为普遍做法。目前,从这些图像中估计植被发育最广泛的方法是NDVI(归一化差异植被指数)。NDVI图易于计算,可以很好地概述该区域内的植物发育状况差异:NDVI图将显示绿色活植被的数量在哪里高,在哪里低。
然而,NDVI也有一些局限性,因为它是对植被发育差异的相对评价——NDVI对光照条件、视角、传感器敏感,当达到冠层闭合时接近饱和。因此,获取NDVI的绝对信息需要用地面测量数据对模型进行校准,而地面测量数据应与获取的图像同步。否则,不可能对该索引进行长期一致的监控。
第二种更先进的方法存在。这被称为生物物理参数提取。虽然它需要复杂复杂的处理算法,但它通过计算不同的指标,如绿色覆盖率(fCover)、FAPAR(吸收光合有效辐射的分数)、叶面积指数、叶绿素含量、棕色覆盖系数等。
的名字 | 意义 | 价值 | 感兴趣 |
---|---|---|---|
fCover(绿色植被的部分覆盖度) |
从上面看,被植物占据的地面的百分比 |
0到1,1对应于地面完全被植被覆盖的情况 |
与其他指标混合,可获得生物量评估 |
吸收光合有效辐射的比例 |
在光合作用范围内,植物吸收阳光的百分比 |
0到1,1对应着光合作用完全活跃 |
与光合作用活动直接相关,并与其他指标混合,使生物量评估和生产得以进行 |
叶面积指数 |
在一平方米的土地上有多少平方米的叶子 |
大多数作物最多可达5至7个(3-4个作物达到冠层闭合) |
与其他指标混合,可获得生物量评估 |
叶绿素含量 |
单位面积叶片叶绿素A、B含量 |
20 ~ 80µg / cm2 |
与生物质混合,可以评估氮浓度和得出氮输入建议 |
f非光合棕色植被覆盖度 |
从上面看,棕色树叶所占地面面积的百分比 |
它的范围从0到1,1,对应于地面将完全被棕色植被覆盖的情况 |
可能表明作物受到胁迫或有一定程度的衰老/成熟。可以用来发布收获或灌溉的建议吗 |
生物物理参数是稳健的,并且独立于视角、传感器和光照条件。然后,它们可以直接用于跟踪进化,并在没有偏差的情况下,不受地面测量的影响,比较两个不同时间点的情况。与农学模型结合使用,它们可以有效地转化为建议,以准确地施用化肥和水,正确地使用生长调节剂和杀虫剂,最终节省化学药品,降低农业环境足迹。
15年来,生物物理参数一直用于我们的农业服务,从intra-field精准农业到全国范围的饲料保险索引图。
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