Od pikseli do decyzji: indeksy wegetacyjne i zmienne nawożenie w FarmPortal
Indeksy wegetacyjne (np. NDVI, NDRE, RECI, MSAVI) to przeliczenia danych spektralnych z satelitów, dronów i kamer polowych na proste wskaźniki stanu roślin. Dzięki nim „surowe” piksele zamieniają się w informacje o chlorofilu, biomasie, wilgotności i starzeniu się łanu. W rolnictwie i przemyśle spożywczym pozwala to mierzyć kondycję upraw w skali całych gospodarstw i regionów, porównywać pola w czasie oraz podejmować decyzje oparte na danych zamiast intuicji.
W praktyce gospodarstwa wykorzystują mapy indeksów do wczesnego wykrywania problemów (niedobory N, stres wodny, ryzyko chorób), planowania zabiegów i zmiennego dawkowania (nawozy, opryski, nawadnianie), a także do oceny skuteczności działań po ich wykonaniu. Efekt to mniejsze zużycie środków i paliwa, lepszy timing prac, stabilniejszy plon oraz łatwiejsza kalibracja decyzji dzięki łączeniu obrazów z lustracją, próbkami gleby/liści i danymi z czujników.
Dla przetwórców i handlu indeksy wspierają prognozę zbiorów, planowanie logistyki i terminów dostaw, segmentację jakościową (np. partii o różnej dojrzałości) oraz zdalną weryfikację praktyk rolniczych. Ułatwiają też raportowanie zgodności (traceability, wymagania audytowe, MRV dla klimatu i zrównoważenia), standaryzują komunikację z wieloma dostawcami i redukują ryzyko w łańcuchu dostaw. W skrócie: te wskaźniki tworzą wspólny język danych między polem a przetwórnią.
Poniżej praktyczny przewodnik po indeksach do monitorowania upraw – uporządkowany tematycznie. Dla każdego wskaźnika podaję cel, zastosowanie i przypadki użycia (wraz z krótką wskazówką dot. danych/sensorów).
Wigor / biomasa (ogólna kondycja łanu)
NDVI
Cel: ogólny stan wegetacji i biomasy.
Zastosowanie: monitoring sezonowy, wykrywanie stref problemowych.
Przypadki użycia: wszystkie uprawy; uwaga na saturację przy wysokim LAI.
GNDVI
Cel: większa wrażliwość na chlorofil niż NDVI (używa pasma zielonego).
Zastosowanie: wczesne wykrywanie niedoborów N, ocena kondycji w fazach wczesnych.
Przypadki użycia: zboża/kukurydza przed zwarciem międzyrzędzi; drony/satelity z GREEN.
EVI
Cel: redukcja saturacji w gęstym okapie i częściowa korekta atmosfery/gleby.
Zastosowanie: uprawy o dużej biomasie, sady/plantacje.
Przypadki użycia: rzepak w kwitnieniu, sady latem; dane satelitarne (RGB+NIR).
WDRVI
Cel: utrzymanie czułości w wysokim LAI (modyfikacja NDVI ze współczynnikiem wag).
Zastosowanie: późne fazy zbóż, intensywne łany.
Przypadki użycia: zboża w fazie kłoszenia/wykłaszania; wymagany NIR+RED.
VARI (tylko RGB)
Cel: ocena zieloności odporna na część zniekształceń atmosferycznych.
Zastosowanie: szybki rekonesans tanim sensorem RGB (brak NIR).
Przypadki użycia: drony z kamerą RGB – liczenie obsady, wczesny wigor.
NGRDI (tylko RGB)
Cel: prosta miara zieloności z RGB.
Zastosowanie: stand count, porównanie działek, detekcja miejsc z brakiem wschodów.
Przypadki użycia: siewy zbóż/warzyw; szybkie naloty RGB.
Chlorofil / azot (pokrewne RECI, NDRE)
NDRE
Cel: ocena zawartości chlorofilu i stanu odżywienia N przy wysokiej biomasie (mniej saturuje niż NDVI).
Zastosowanie: mapy zmiennego nawożenia N, monitoring niedoborów w środku i końcówce sezonu.
Przypadki użycia: zboża BBCH 30–65, kukurydza w fazie intensywnego wzrostu; wymagany pas red-edge (np. Sentinel-2 B5/B6/B7 + NIR).
RECI / CIred-edge
Cel: bardzo czuła ocena chlorofilu bazująca na pasmach red-edge.
Zastosowanie: precyzyjne korekty dawek azotu, różnicowanie łanu o podobnym NDVI.
Przypadki użycia: pszenica/rzepak o wysokim LAI; multispektralne drony/satelity z red-edge.
CIgreen
Cel: wczesne wychwytywanie zmian chlorofilu, gdy red-edge nie jest dostępny.
Zastosowanie: szybki screening niedoborów N, ocena efektu dokarmiania dolistnego.
Przypadki użycia: drony NIR+GREEN, wczesne fazy zbóż/warzyw.
CCCI (Canopy Chlorophyll Content Index)
Cel: wskaźnik łączący „wigor” (NDVI) z „chlorofilem” (NDRE) dla lepszej predykcji N.
Zastosowanie: wyznaczanie dawek N oparte na kalibracji polowej.
Przypadki użycia: programy N w zbożach/rzepaku; wymaga równoległych map NDVI i NDRE.
mND705 / ND705
Cel: czuły pomiar chlorofilu w wąskim pasmie ~705 nm.
Zastosowanie: sadownictwo/warzywa wysokowartościowe; precyzyjna detekcja różnic liści.
Przypadki użycia: drony z kamerami narrow-band; kalibracja terenowa zalecana.
MCARI / TCARI
Cel: wskaźniki zawartości chlorofilu z korektą wpływu gleby i geometrii korony.
Zastosowanie: uprawy szerokorzędowe i wczesne fazy, gdzie tło gleby zniekształca pomiar.
Przypadki użycia: kukurydza/soja we wczesnym rozwoju; kamery multispektralne.
Gleba / struktura okapu (pokrewne MSAVI)
MSAVI
Cel: ograniczenie wpływu odsłoniętej gleby na wynik.
Zastosowanie: wczesne fazy wzrostu, uprawy szerokorzędowe.
Przypadki użycia: kukurydza/soja przy dużej widoczności gleby; NIR+RED.
SAVI (z parametrem L)
Cel: kompensacja tła glebowego w NDVI.
Zastosowanie: gleby jasne/suche, plantacje w początkowych fazach.
Przypadki użycia: zboża/bawełna w rejonach o małej zawartości materii organicznej.
OSAVI
Cel: „odchudzona” wersja SAVI z ustalonym parametrem dla praktycznej użyteczności.
Zastosowanie: uniwersalny monitoring przy widocznej glebie.
Przypadki użycia: uprawy jare na lekkich glebach; NIR+RED.
MTVI2 / TVI
Cel: wskaźniki struktury/LAI i gęstości okapu.
Zastosowanie: rozróżnianie gęstości łanu, ocena rozwoju liści.
Przypadki użycia: zboża i rzepak w szybkim wzroście; multispektralne dane.
Woda / stres wodny
NDMI (NDWI-Gao)
Cel: wilgotność tkanek roślinnych/korony.
Zastosowanie: wczesne ostrzeganie o suszy, wsparcie decyzji o nawadnianiu.
Przypadki użycia: sady, kukurydza; wymaga SWIR (np. Sentinel-2 B11/B12).
MSI
Cel: wskaźnik stresu wodnego (stosunek SWIR/NIR).
Zastosowanie: porównawcze monitorowanie deficytu wody między działkami.
Przypadki użycia: uprawy polowe w okresach upałów; NIR+SWIR.
NMDI
Cel: detekcja suszy z użyciem dwóch pasm SWIR.
Zastosowanie: mapowanie suszy glebowej i roślinnej na dużych areałach.
Przypadki użycia: zboża/łąki w okresach długotrwałej suszy; satelity z dwoma SWIR.
GVMI
Cel: wrażliwy wskaźnik wody w roślinności (korekcje offsetów).
Zastosowanie: monitoring nawadniania w sadach/winnicach.
Przypadki użycia: plantacje o wysokiej wartości; NIR+SWIR.
Uwaga: NDWI (McFeeters) (GREEN vs NIR) służy głównie do wody odkrytej (stawy, zalania), nie do wilgotności łanu.
Pigmenty / starzenie i stres fizjologiczny
PRI
Cel: szybkie zmiany efektywności fotochemicznej (stres, aktywność aparatu fotosyntetycznego).
Zastosowanie: krótkookresowe wahania wydajności fotosyntezy, stres świetlny.
Przypadki użycia: sady/warzywa; najlepiej kamery wąskopasmowe (ok. 531/570 nm).
PSRI
Cel: senescencja (względny wzrost karotenoidów vs chlorofil).
Zastosowanie: ocena starzenia/ dojrzewania, timing zbioru.
Przypadki użycia: sady, winorośl, zboża przed zbiorem; multispektralne dane.
SIPI
Cel: stosunek karotenoidy/chlorofil – ogólna kondycja pigmentów.
Zastosowanie: monitoring stresu i dojrzewania owoców/liści.
Przypadki użycia: plantacje owocowe, jagodniki; multispektralne kamery.
ARI / CRI
Cel: antocyjany/karotenoidy – szczegółowe wskaźniki pigmentów.
Zastosowanie: ocena jakości owoców i reakcji na stres.
Przypadki użycia: uprawy wysokowartościowe; wymagane wąskie pasma (hiperspektralnie najlepiej).
Wskazówki praktyczne (dobór i użycie)
- Fenofaza ma znaczenie: NDRE/RECI w średnio-późnych fazach; MSAVI/OSAVI we wczesnych (dużo gleby w pikselu).
- Saturacja: przy wysokim LAI preferuj EVI/WDRVI zamiast NDVI.
- Brak NIR/RE? Użyj VARI/NGRDI z drona RGB (screening, nie do dawek N).
- Woda: do realnej wilgotności łanu wybieraj wskaźniki z SWIR (NDMI/MSI/GVMI).
- Kalibracja terenowa: łącz mapy indeksów z próbami gleby/liści i lustracją; indeks = wskazówka, nie diagnoza.
- Jakość danych: unikaj chmur/cieni, dbaj o stałą porę nalotu, kąt Słońca i pre-processing (atmosfera).
Możliwości FarmPortal
W FarmPortal wygenerujesz mapy z wieloma indeksami (np. NDVI, NDRE, MSAVI), połączysz je z wynikami badań gleby i strefami pola, a wbudowany kalkulator nawozowy przeliczy precyzyjne dawki dla N, P, K (oraz Ca/Mg) na poziomie siatki lub sekcji. Gotowe mapy zmiennego nawożenia wyeksportujesz bezpośrednio do terminali maszyn w popularnych formatach (np. ISO-XML, SHP), dzięki czemu zabieg wykonasz od razu, bez dodatkowego ręcznego przygotowania danych.
Śledź nas!
Podglądaj co robimy i zainspiruj się pozytywnymi zmianami.
