Rus
/Наука/Биология/Нормализованный относительный индекс растительности (NDVI)

Нормализованный относительный индекс растительности (NDVI)

Нормализованный относительный индекс растительности (NDVI) – диагностика растительного покрова.

Двухдиапазонные светофильтры совместно с цветными видеокамерами машинного зрения становятся популярными в применениях, связанных с диагностикой и контролем индекса растительности в сельском хозяйстве и лесоводстве.

Для анализа и выявления здоровой растительности от увядающих растений и земли широко используется такой индикатор, как Нормализованный относительный индекс растительности (NDVI). В формулу для расчета NDVI заложено отличие отражательной способности света в ближнем инфракрасном и видимом диапазоне:

NDVI=(NIR-VIS)/(NIR+VIS)

Традиционно используется красная область видимого спектра для коэффициента, отвечающего за видимую область. Это обусловлено тем, что здоровые зеленые растения производят необходимую энергию через процесс фотосинтеза. Когда растения активно используют данный процесс, они отражают или рассеивают свет в области ближнего ИК излучения. Поглощение света ближнего ИК диапазона приводит к перегреву и повреждению покрова.
Очевидным является использование двух видеокамер или сенсоров совместно с оптическими фильтрами для получения данных в красной и ближней ИК области. Однако, для снижения веса и стоимости систем для получения NDVI  и с возросшим количеством относительно недорогих беспилотных летательных аппаратов становится возможным использование одной компактной видеокамеры с чувствительностью в ближнем ик диапазоне, применяя новые алгоритмы обработки данных. Широко доступные бытовые камеры обычно имеют плохое цветовое распределение и ограниченный динамический диапазон. Однако, используя с таким камерами недорогих двухдиапазонных светофильтров позволяет создать дешевую систему для потенциальных заказчиков - небольших фермерских хозяйств.
Большинство традиционных и успешных исследований используют поглощающие светофильтры для мониторинга здоровья растений и вегетационного индекса. Например, фильтры Kodak Wratten 25A или Schott BG3 совместно с цифровыми видеокамерами, работающими в ближнем ИК диапазоне, или мультиспектральными камерами. Такие видеокамеры имеют встроенный цветной фильтр Байера, состоящий из отдельных синих, красных и зеленых светофильтров, нанесенных на пиксели матрицы. КЗС фильтры при этом пропускают значительное количество света в ближнем инфракрасном диапазоне. По этой причине цветные видеокамеры имеют встроенный ИК отрезающий светофильтр перед сенсором.
Для получения данных об NDVI необходимо убрать данный ик фильтр, поэтому полученные результаты значительно отличаются в зависимости от используемой видеокамеры. Помимо этого, красный фильтр Байера обычно пропускает оба спектра: красный и ближний инфракрасный, что затрудняет деление света на два диапазона и точное определение вегетативного индекса. Еще одним недостатком бытовых видеокамер могут быть встроенные алгоритмы оптимизации цвета и подстройки баланса белого, особенно при удалении ик блокирующего фильтра из камеры.
 

 

Огромным преимуществом является использование видеокамер машинного зрения с ручным балансом белого и контролем экспозиции. На фотографиях выше изображения получены с помощью ик чувствительной видеокамеры с двухдиапазонным фильтром - blue/near-IR (средняя), длинноволново пропускающим - red/near-IR (правая). Для расчетов NDVI синий заменяет красный цвет. Использование этого типа двухдиапазонного фильтра позволяет сильнее разделить полосы и преодолевает некоторые проблемы динамического диапазона, контраста. При всем этом получить значение NDVI не так просто, как при использовании красного и ближнего инфракрасного диапазонов. По этой причине используемый фильтр имеет широкий спектральный диапазон с плавными отсекающими границами.
Напротив, узкополосные двухдиапазонные фильтры с резкими границами рекомендуется использовать с бытовыми камерами без ик фильтра. В зависимости от используемой видеокамеры результаты, полученные с помощью одного двухдиапазонного фильтра сравнимы с дорогими мультиспектральными устройствами.

  
 

 

Рекомендуемая продукция
© 2013 -2019 ООО «Камера Ай-Кью»
Обратная связь
Имя*:
Фамилия*:
Организация*:
Должность:
Email*:
Телефон*:
Сообщение:

Нажимая кнопку "Отправить", я даю согласие на обработку моих персональных данных в соответствии с условиями Пользовательского Соглашения
Регистрация
Имя*:
Фамилия*:
Организация*:
Должность:
Город:
Сфера деятельности организации*:
E-mail*:
Телефон*:
Сообщение:
* Поля, обязательные для заполнения
 
Подписаться на новости

Нажимая кнопку "Зарегистрироваться", я даю согласие на обработку моих персональных данных в соответствии с условиями Пользовательского Соглашения
Забыли пароль?
Отправить заявку
Ваш выбор: Добавить ещё товары
Отправить без авторизации
Имя*:
Фамилия*:
Организация*:
Должность:
E-mail*:
Телефон*:
Сообщение:
* Поля, обязательные для заполнения
Нажимая кнопку "Отправить", я даю согласие на обработку моих персональных данных в соответствии с условиями Пользовательского Соглашения