Cartografierea culturilor cu drona: ce putem afla despre o parcelă din imaginile RGB, NDVI și NDRE

Atunci când privim o cultură de la marginea parcelei, vedem doar o parte foarte mică din ceea ce se întâmplă în teren. Plantele din apropiere pot arăta bine, în timp ce, la câteva sute de metri distanță, pot exista goluri de răsărire, zone afectate de exces de umiditate sau porțiuni în care vegetația se dezvoltă mai slab.

Prin serviciul de cartografiere cu drona, noi putem analiza parcela în ansamblu și putem localiza diferențele care merită verificate. Nu înlocuim observațiile fermierului sau evaluarea agronomului, ci le oferim un punct de plecare mai precis. În loc ca verificarea să se facă la întâmplare ori doar în zonele ușor accesibile, imaginile aeriene ne arată unde trebuie să mergem și ce porțiuni trebuie urmărite cu mai multă atenție.

De ce este relevantă cartografierea în Teleorman și nu numai?

Pentru noi, monitorizarea culturilor cu drona nu este o discuție teoretică. AEROCROP își desfășoară activitatea în Alexandria și în zonele agricole din Teleorman, un județ în care culturile de câmp ocupă suprafețe importante, iar verificarea fiecărei zone dintr-o parcelă poate necesita mult timp.

Potrivit Direcției Județene de Statistică Teleorman, în 2019, în județ au fost cultivate aproape 416.000 de hectare. Peste 269.000 de hectare erau ocupate de cereale pentru boabe, iar grâul, porumbul și floarea-soarelui se aflau printre culturile cu cele mai mari suprafețe.

În cazul unor exploatații extinse, imaginea observată de la marginea terenului spune foarte puțin despre variațiile existente în interior. O zonă cu răsărire neuniformă, exces de apă, compactare sau plante care răspund diferit la condițiile din sol poate rămâne neobservată până când efectele devin evidente. Prin cartografiere putem vedea dacă diferența este punctuală, apare în benzi, urmează o zonă joasă a terenului sau se extinde pe o suprafață mai mare.

Ce presupune cartografierea unei parcele?

Pentru realizarea unei hărți, stabilim limitele suprafeței și planificăm traseul de zbor. Drona parcurge automat parcela și realizează imagini succesive, cu o suprapunere controlată. Aceste imagini sunt procesate și reunite într-o hartă continuă, corect poziționată, numită ortofotoplan.

Pentru serviciul de monitorizare folosim DJI Mavic 3 Multispectral, o dronă care combină o cameră RGB cu senzori pentru verde, roșu, red-edge și infraroșu apropiat. Cu ajutorul informațiilor înregistrate putem genera atât o hartă vizuală detaliată, cât și hărți ale indicilor de vegetație NDVI și NDRE.

La final obținem o reprezentare a întregii parcele, pe care putem identifica și localiza zonele cu o evoluție diferită. Putem vedea unde cultura este mai rară, unde plantele au o vigoare redusă și dacă neuniformitățile sunt izolate sau se repetă după un anumit model.

Ce putem observa în imaginile RGB?

Imaginile RGB folosesc spectrul vizibil și redau terenul în culori naturale. Sunt apropiate de ceea ce vedem cu ochiul liber, dar perspectiva aeriană ne permite să analizăm întreaga suprafață și să recunoaștem modele care nu pot fi observate de la nivelul solului.

În funcție de cultură, de stadiul de dezvoltare și de momentul zborului, pe harta RGB putem identifica goluri de răsărire, diferențe de densitate, zone cu apă acumulată, urme lăsate de utilaje, plante culcate sau porțiuni afectate de grindină și vânt. Pot deveni vizibile și anumite vetre de buruieni, omisiuni sau suprapuneri produse în timpul lucrărilor, drumuri tehnologice și diferențe clare între rânduri.

Harta RGB este importantă și pentru interpretarea indicilor de vegetație. Dacă observăm o zonă cu valori reduse pe NDVI, verificăm și imaginea în culori naturale. Diferența poate fi provocată de plante slab dezvoltate, dar poate reprezenta și sol descoperit, apă, umbră, un drum tehnologic sau lipsa completă a vegetației.

Ce ne arată NDVI în agricultură?

NDVI, prescurtarea de la Normalized Difference Vegetation Index, este unul dintre cei mai folosiți indici pentru monitorizarea culturilor. El este calculat pe baza modului în care vegetația reflectă lumina roșie și infraroșul apropiat.

Plantele active fotosintetic absorb o parte importantă din lumina roșie și reflectă mai intens infraroșul apropiat. Relația dintre cele două benzi ne ajută să diferențiem zonele cu vegetație viguroasă de cele în care acoperirea sau dezvoltarea culturii este mai redusă.

Prin folosirea NDVI în agricultură, putem observa dacă parcela evoluează relativ uniform sau dacă există porțiuni care ies în evidență. La fel de importantă este forma acestor diferențe. O anomalie dispusă în benzi poate avea o altă explicație decât una care urmărește relieful parcelei sau apare în pete izolate.

Pe de altă parte, NDVI nu stabilește însă singur cauza unei probleme. Valorile reduse pot apărea în cazul unei răsăriri slabe, al deficitului sau excesului de apă, al compactării solului, al unor carențe nutritive, boli, dăunători sau deteriorări mecanice. Din acest motiv, noi folosim harta pentru a localiza zonele care trebuie investigate, nu pentru a formula un diagnostic exclusiv din aer.

Ce informații suplimentare ne oferă NDRE?

NDRE, sau Normalized Difference Red Edge Index, folosește infraroșul apropiat și banda red-edge. Această zonă a spectrului este sensibilă la modificările asociate conținutului de clorofilă și stării fiziologice a plantelor.

În culturile mai dezvoltate, cu un aparat foliar dens, NDRE în agricultură ne poate ajuta să observăm diferențe mai fine. NDVI poate deveni mai puțin sensibil atunci când plantele acoperă complet solul și formează o masă vegetală compactă. Harta poate indica valori ridicate pe o suprafață mare, chiar dacă în interiorul acesteia există în continuare variații.

În astfel de situații, NDRE poate separa mai bine anumite zone aparent viguroase. Indicele ne oferă informații despre variația relativă a vegetației și ne indică porțiunile în care este necesară o analiză suplimentară.

NDRE nu măsoară direct azotul din sol și nu stabilește automat necesarul de fertilizare. O valoare mai mică poate ridica suspiciunea unui stres nutritiv, dar concluzia trebuie verificată în teren și, acolo unde este necesar, completată prin analize de sol sau de țesut vegetal.

De ce folosim împreună RGB, NDVI și NDRE?

Fiecare hartă ne arată o altă latură a parcelei. Imaginea RGB prezintă aspectul vizibil al terenului. NDVI evidențiază variațiile generale de acoperire și vigoare, iar NDRE poate diferenția mai bine anumite schimbări din vegetația densă. Pentru noi, interpretarea înseamnă corelarea informațiilor. Mai întâi vedem unde apare diferența și cum arată aceasta. Verificăm apoi indicii de vegetație, comparăm zonele și stabilim punctele în care trebuie mers în teren.

Un singur zbor oferă o imagine relevantă asupra situației din momentul respectiv. Prin zboruri repetate putem urmări și evoluția culturii: dacă o zonă își revine, rămâne în urmă sau continuă să se extindă. Pentru comparații corecte, misiunile trebuie realizate în condiții cât mai apropiate, deoarece lumina, umiditatea, stadiul de dezvoltare și momentul zilei pot influența datele înregistrate.

Harta ne arată unde să verificăm. Terenul ne spune de ce

Cartografierea multispectrală nu elimină nevoia de a intra în cultură. Din contră, face verificarea mai bine direcționată. După procesarea imaginilor, putem selecta puncte reprezentative din zone cu valori diferite. Fermierul sau agronomul poate ajunge la coordonatele respective și poate verifica densitatea plantelor, starea frunzelor și a rădăcinilor, umiditatea solului, prezența buruienilor, a bolilor sau a dăunătorilor.

Dacă o zonă apare mai slabă pe hartă, dar plantele nu prezintă simptome clare la suprafață, verificarea poate continua către drenaj, compactare, structură sau nutriție. Dacă diferența urmează rândurile ori traseul utilajelor, aceasta poate avea legătură cu o lucrare efectuată neuniform. Harta restrânge suprafața pe care trebuie căutată cauza și oferă context pentru o evaluare mai eficientă.

Prin serviciul nostru de cartografiere cu drona, transformăm imaginile RGB, NDVI și NDRE într-o imagine coerentă asupra variațiilor din parcelă. Identificăm zonele care evoluează diferit, le localizăm și oferim fermierului un punct concret de plecare pentru verificările din teren.

Dacă vrei să afli ce se întâmplă pe întreaga suprafață, nu doar în porțiunile pe care le poți vedea de la sol, te invităm la o discuție cu echipa AEROCROP. Stabilim împreună cultura, suprafața și momentul potrivit pentru zbor, astfel încât informațiile obținute să fie relevante pentru deciziile din fermă.