UAVNDVI восени як діагностувати азот у пшениціріпаку і готувати VRA-карти

UAV/NDVI восени: як діагностувати азот у пшениці/ріпаку і готувати VRA-карти

Восени задачі діагностики прості за формулюванням і складні у виконанні: потрібно швидко оцінити неоднорідність посівів, виокремити ділянки з дефіцитом або надлишком азоту та перетворити спостереження на технологічні операції. На перший план виходять якість первинних даних, сезонна специфіка спектральних індексів та польова валідація.

Коли індекси працюють найкраще восени

На ранніх фазах восени листкова поверхня ще формується, а контраст між мікрозонами поля часто зумовлений і азотом, і вологозабезпеченням, і строками сівби. Для попереднього скринінгу зручний індекс NDVI.

Щоб відфільтрувати вплив фону й насичення, варто дивитися на геометрію посіву: рядки, пропуски, плями перезволоження. На короткому дні й низькому сонці важливі час зйомки і стабільне експозиційне середовище. Для густіших посівів допомагає інтерпретація через співставлення з індексами, що краще корелюють із площою листя, наприклад із LAI оцінками, отриманими з ґрунтових вимірів або каліброваних моделей.

Платформи збору даних

Вибір платформи визначається розміром полів, бюджетом і термінами. Бортові камери з мультиспектром дають деталізацію до сантиметрів; супутники — регулярність і великі площі; активні польові сенсори — оперативну «онлайн»-оцінку без постобробки. Для площ до 300–500 га й точкових діагнозів найчастіше перемагають дрони/супутники у зв’язці з наземною перевіркою, тоді як на масивних кластерах господарств зручно комбінувати супутниковий моніторинг і вибіркові обльоти.

ПлатформаПросторова детальністьРегулярність зйомокОперативність данихТипові кейси
БПЛА (мультиспектр)2–10 см/піксельЗа потребиВисока (години)Карти неоднорідності, локальні рішення
Супутники (Sentinel/Planet)3–10 м / 0.5–3 мВисока/дуже високаСередня (дні)Скринінг полів, динаміка зон
Активні сенсори (on-the-go)Лінійна дискретизаціяЗалежить від проїздуМиттєваКарти у ході руху, «онлайн»-рішення

Класична помилка — змішувати дані різної деталізації без узгодження піксельної сітки, що призводить до «візуальної правдоподібності» й хибних доз. Вихід — уніфікація роздільної здатності перед аналізом, узгодження проєкцій і фільтрація шумів. Саме так ви уникаєте переоцінок або недооцінок N-статусу посівів на змішаних даних.

Калібрування, еталонні смуги і мінімальні розміри

Калібрування — серце всієї процедури. Фотонерухомі мішені чи панелі відбиття ставлять на краю поля; для мультиспектра використовують довідкові панелі з відомою рефлектансією. Коли мова про еталонні смуги з різними рівнями азоту, їх ширина має перевищувати 3–4 кратну ширину розсіювання сигналу сенсора.

Після корекції радіометрії та геометрії виконується збирання статистики по кожній смузі. Без цих цифр будь-яке зонування ризикує перетворитися на карти гарних кольорів без агрономічного змісту. На цьому етапі формують і «якірні» точки під подальше проектування VRA-доз.

Від індексу до VRA-карт

Починаємо зі стабілізації спектра: атмосферна корекція, радіометрична нормалізація, маска хмар/тіней і видалення позакультурних об’єктів. Далі обираємо індекс і масштабуємо значення до зручного діапазону. На густіших посівах другий погляд через наземні вимірювання NDVI-аномалій допомагає відрізнити ефекти азоту від ґрунтових контрастів.

Потім застосовується кластеризація: 3–5 зон із логічними межами, синхронізованими з технологічними коліями. Після цього формується растрова сітка під норму внесення, та експортується у форматах контролера. На фініші — «сухий прогін» у симуляторі і мікродосліди в полі для перевірки адекватності. Для гібридних сценаріїв доречно поєднувати індексні карти з польовими спостереженнями LAI та візуальними шкалами забарвлення листка.

Контроль якості і повторні цикли

Контроль якості не закінчується експортом шару. При багатопільних господарствах варто стандартизувати словник легенд і межі кластерів, щоб техніка «читала» карти однаково, а агрономи не плуталися в інтерпретації даних з дронів/супутників.

Завершальна звірка — це про валідацію «на землі»: точкові виміри вмісту нітратів у ґрунті, діагностичні шкали, зрізи біомаси, фотофіксація. На рапі та пшениці корисно мати дві-три контрольні ділянки із «високою» та «низькою» дозами — вони допомагають у наступних циклах адаптувати моделі і точніше читати N-статус у змінних погодних умовах. Коли контури стабілізовані, карти легко інтегруються в операції: від регулювання вузьких/широких норм до адресного підживлення рідкими формами.

VRA добре працює там, де поєднуються дисциплінована зйомка, прозора методика калібрування та агрономічний здоровий глузд. Консервативно починайте з невеликих діапазонів доз, частіше перевіряйте гіпотези й накопичуйте власні «якірні» еталони.