فهم كيفية توليد البيانات الزراعية اليوم

تعطي البيانات المستمدة من عمليات مراقبة الأرض بوساطة الأقمار الصناعية تحديثات منتظمة للحالة الفيزيائية-الحيوية والكيمائية-الحيوية للغطاء النباتي بما في ذلك مناطق إنتاج المحاصيل. ويقوم القمرالصناعي الخاص بمقياس الإشعاعية الطيفية بالتصوير متوسط الدقة (MODIS)بمهمة جمع بيانات من 36 حزمة طيفية بدقة طيفية تعادل 1 كم كل يوم أو يومين. بينما يجمع القمر الصناعيLandsat بيانات حول 11 حزمة طيفية بدقة مكانية تبلغ 30 م كل 16 يوماً. وقد يشير تحليل هذه البيانات إلى النمو السليم للنباتات أو النمو الخاضع للإجهاد وهو ما لا يقدر بثمن في عملية فهم حالة المناطق المزروعة على نحوٍ شبه آني.

تم إيجاد مؤشرات عديدة حول حالة النباتات باستخدام تحليل صور مقياس الإشعاعية الطيفية بالتصوير متوسط الدقةبما في ذلك المؤشرات التالية:

• المؤشر الموحد لتباين الغطاء النباتي (NDVI) ويقيم بشكل أساسي كثافة اليخضور داخل بيكسل محدد للصورة من خلال مقارنة نسبة الانعكاس في الأشعة تحت الحمراء القريبة وأطوال موجات الضوء المرئي. وينتج عن حسابات المؤشر الموحد لتباين الغطاء النباتي في بيكسل محدد عدد يتراوح من صفر إلى زائد واحد (+1). إلا أن البيكسلات التي تفتقد إلى أوراق خضراء تكون ذات قيمة قريبة من صفر، ما يعني غياب النباتات، في حين تشير القيمة القريبة من واحد إلى أعلى كثافة ممكنة للأوراق الخضراء.
• مؤشر الغطاء النباتي المحسن (EVI)
• مؤشر الغطاء النباتي المحسن وهو المؤشر الأكثر استجابة لتباين بنية الظلة النباتية مقارنة مع المؤشر الموحد لتباين الغطاء النباتي. ويحسب هذا المؤشر بالطريقة عينها لحساب المؤشر الموحد، إلا أنه يصحح التشويش في الضوء المنعكس بسبب الجسيمات في الهواء وكذلك الغطاء الأرضي أسفل النباتات.
• مؤشر مساحة الورقة، ويقوم بتوصيف الظلة النباتية للنباتات. هذا المؤشر هو بالتعريف مساحة أحد سطحي الورقة الخضراء في وحدة مساحة سطح الأرض (مؤشر مساحة الورقة = مساحة الورقة (م²)/مساحة الأرض (م²)) داخل الظلة النباتية ذات الأوراق العريضة. أما في الظلة النباتية للصنوبريات، فتستخدم ثلاثة تعريفات لمؤشر مساحة الورقة بما في ذلك مساحة إجمالي طول سطح الورقة الإبرية في وحدة مساحة الأرض. وتتراوح قيمة مؤشر مساحة الورقة من 0 (أرض جرداء) إلى أكثر من 10 (غابات صنوبريات كثيفة).

• جزء الإﺷﻌﺎعالمنشط ﺑﺎﻟﺘﻤﺜﻴﻞاﻟﻀﻮﺋﻲ. يمثل الإشعاع المنشط بالتمثيل الضوئي (PAR) مجالاً طيفياً يتراوح من 400-700 نانوميتر تستخدمه النباتات في عملية التمثيل الضوئي. ويشكل جزء الإشعاع المنشط بالتمثيل الضوئي (fPAR) مؤشراً يستخدم في الاستشعار عن بعد وفي نمذجة النظام البيئي الذي يشير إلى جزء الإشعاع المنشط بالتمثيل الضوئي الذي تستخدمه النباتات.ويعد هذا المؤشر من الأهمية بمكان في قياس إنتاج الكتلة الحيوية على اعتبار أن تطور النباتات يرتبط بمعدل امتصاص النبات للطاقة الإشعاعية.