Меню
Оставьте ваши контакты или свяжитесь с нами по бесплатному номеру выше
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
Оставьте ваши контакты или свяжитесь с нами по бесплатному номеру выше
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
Аграрный сектор
Где найти бесплатные снимки NDVI и бесплатное ПО для работы с ними
Обзор сервисов, которые помогают отслеживать и анализировать урожайностью посевов.
Точное земледелие занимает всё более прочное место в повседневной работе фермеров и агропредприятий. С каждым годом технологии не только совершенствуются, но и становятся доступнее. Если ранее многих останавливали стоимость и сложность различных систем, то сейчас такие барьеры уходят в прошлое вместе с появлением новых сервисов. В этой статье вы узнаете об инструментах, позволяющих без лишних затрат анализировать посевы на основе индекса NDVI.
Напомним, что индекс NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), или вегетационный индекс – это показатель фотосинтетической активности растительной биомассы.

При расчёте NDVI учитывается красный (RED) и инфракрасный (NIR) свет, отражаемый растениями. Индекс вычисляется по следующей формуле:

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

Полученный показатель варьируется в значениях от -1 до 1. Чем выше положительное значение NDVI, тем активнее происходит фотосинтез растений и, следовательно, зеленая фитомасса на карте с визуализацией индекса вегетации будет отображаться контрастнее (0.2-0.8).
Польза от владения такой информацией очевидная. Наблюдая за ростом и активностью растений, можно контролировать качество сельхозработ, прогнозировать урожайность и планировать уборку, сопоставлять эти данные с нормами удобрений и расходами на механизацию, принимать верные решения, направленные на повышение результата. NDVI позволяет своевременно распознавать проблемные участки, не тратя время на самостоятельные и гораздо менее неэффективные объезды.
Алгоритм расчёта NDVI реализован во многих распространенных аграрных программах, и их мы ещё обсудим. Пока же разберём три способа получения информации для работы с картами вегетационных индексов. Так как наша задача состоит в поиске бесплатных возможностей, то эти способы мы перечислим в порядке от высокозатратных до бюджетных, отметив присущие им плюсы и минусы.
1. Объезд поля и снятие показаний с помощью оптических датчиков (NDVI-сенсоров)

Этот способ является достаточно точным (с разрешением от 3 до 5 метров на пиксель), но наиболее затратным и трудоёмким. Придётся вложить большие средства в покупку/обслуживание датчиков и уделить немало времени на объезды. К тому же, индекс вегетации нужно отслеживать с регулярной периодичностью, и для анализа каждого этапа и истории формирования урожая потребуется постоянно повторять объезды.
2. Получение снимков с помощью беспилотников (дронов)

По уровню достоверности такой способ самый точный. Детализация снимков, производимых дронами, достигает 2-5 см на пиксель. Соответственно и погрешность в расчёте индекса NDVI будет минимальной. Но понятно, что не каждое сельское хозяйство может позволить себе приобрести беспилотники. А для правильного использования устройства и эффективной работы с исходной информацией требуется соответствующая подготовка. Как вариант, можно заказать услуги съёмки/анализа полей в профильных компаниях, что будет стоить тоже немалых денег. Однако, как и в ситуации с наземным снятием показаний, в течение сезона нужно будет не один раз совершать съемку, чтобы владеть историей вегетации.
3. Использование данных дистанционного спутникового зондирования

Сейчас любой человек может найти в Интернете и бесплатно скачать карты для расчёта индекса NDVI с разрешением от 10 до 250 м/пиксель (в большем разрешении – платно). Точность ниже, чем при использовании дронов, но по мере развитие спутниковых технологий она будет увеличиваться.

К минусам спутниковых снимков часто относят влияние погодных условий (в первую очередь, облачность) и время появления новых снимков (5-8 дней). Но на орбите Земли дистанционное зондирование ведут несколько спутниковых группировок. И в программах для расчёта и визуализации NDVI можно просматривать данные от разных спутников, а также получать усредненные показатели, вычисляемые с помощью алгоритмов машинного обучения.


ДАЛЕЕ ПОДРОБНЕЕ...
Аграрный сектор
Гид по бесплатным возможностям для анализа индекса NDVI
Сегодня данные дистанционного зондирования являются общедоступными благодаря трем спутниковым проектам: Landsat, Sentinel, Terra и Aqua (оба последних с камерой MODIS). Отличия спутников, обеспечивающих пользователей снимками для расчёта NDVI, иллюстрирует следующая таблица:
Sentinel-2
Landsat-8
Terra/Aqua (Modis)
Разрешение
10 м на пиксель
30 м на пиксель
250 м на пиксель
Периодичность съёмки
5 дней
8 дней
1 день
Ретроспективность
с 2015 года
с 2013 года
с 2001 года
Кол-во фото за сезон (март-октябрь)
54
34
245
Есть два пути работы с информацией от этих спутников:
1. Исходные снимки можно посмотреть и скачать на сайтах космических агентств и различных отраслевых ресурсов. Например, снимки спутников Landsat-8 и Sentitel-2 доступны на сайте GloVis. Архив снимков Sentinel отдельно представлен на сайте европейского проекта Copernicus. Снимки, сделанные Modis, выкладываются на сайте LP DAAC.
Снимки в дальнейшем надо загружать для обработки и анализа в ПО, поддерживающее инструменты визуализации данных о состоянии сельскохозяйственных культур. Расчёт индекса NDVI есть практически во всех программах для дистанционного зондирования (Arc View Image Analysis, ERDAS Imagine, Ermapper, Scanex MODIS Processor, ScanView и др.).
Но такой подход далеко не прост, если всё делать собственными силами. Да и в целом это не отвечает нашей задаче найти незатратные решения. Сами снимки бесплатные – да. Но приобретение и использование программ, таких как ArcGIS, стоит денег. А процесс скачивания больших по размеру исходников, загрузка снимков в специальное ПО и последующая обработка могут занять немало времени.
2. Другой вариант: использовать различные интернет-сервисы и приложения, которые предоставляют готовые визуализации NDVI по запросу пользователей.

В последнее времени подобные бесплатные платформы для точного земледелия активно развиваются. Рассмотрим несколько примеров. Каждый по-своему представляет интерес, у некоторых есть очевидные преимущества, некоторые, возможно, имеют недостатки.
Кosmosnimki.ru
Адрес: http://cosmosagro.kosmosnimki.ru

Стоимость: бесплатно

Мобильная версия: нет

Описание:

Этот облачный сервис разработан компанией «СКАНЭКС» – известным поставщиком технологий для приема, обработки и хранения спутниковых изображений Земли.

С помощью Кosmosnimki.ru можно получать данные о состоянии урожая в привязке к своим или другим полям. Для этого надо нанести векторный слой полей или загрузить векторные слои небольшого размера до 100 кб (формат: SHP, TAB, KML/KMZ, система координат WGS 84). Также здесь можно воспользоваться кадастром Росеестра для сравнения и корректировки границ полей.

При расчёте NDVI используются снимки среднего разрешения Landsat и низкого Modis.

Достоинства и недостатки:

Сервис Кosmosnimki.ru нельзя назвать интуитивно простым. Для тех, кто никогда не сталкивался с работой в геоинформационных программах, он станет чересур сложным в освоении. Пользователю потребуется разобраться с созданием хозяйств и объектов, с работой со слоями и другими нюансами, непривычными для новичка. Представленная в главном меню инструкция не отвечает на все вопросы, но разобраться на первых порах можно, если посмотреть этот видео-ликбез:
Заметим, что в местах активного землепользования, например, в Черноземье, сервис Кosmosnimki.ru позволяет легко получать данные о своём поле или полях соседей. Но если вы владелец небольшого хозяйства в районах, которые нельзя назвать житницами, информация об индексе NDVI будет очень скудной – порой с разрывами в несколько месяцев.

В целом, можно сделать вывод о том, что сервис недоработан. Красноречиво об этом свидетельствуют слишком долгие загрузки данных, частые сбои, ошибки при запросе и выводе информации, ну и, конечно, отсутствие актуальных снимков территорий за пределами Черноземья.
OneSoil
Адрес: https://onesoil.ai/ru/applications

Стоимость: бесплатно

Мобильная версия: GooglePlay, AppStore

Описание:

Белорусский стартап с серьезными амбициями, который обещает оставаться бесплатным для всех фермеров. Ну а прибыль стартап намерен в дальнейшем извлекать за счёт передачи данных о хозяйствах другим игрокам агрорынка (инвесторам, страховщикам, поставщикам техники, удобрений, госорганам и т.д).

По сравнению с Кosmosnimki.ru здесь – по заверениям разработчиков – используются изображения более высокого разрешения от спутников Sentinel-1 и Sentinel-2. Информация о полях обновляется каждые 3−5 дней.

Достаточно отметить или отрисовать интересующий участок и отслеживать визуализацию NDVI за любой период времени. Также можно добавить своё поле в форматах .shp, .shx, .dbf, .prj, .sbn, .sbx, .json, .geojson, .kml и .zip до 10 мб.
Вдобавок к этому сервис OneSoil предлагает различные "плюшки", такие как: определение норм удобрений для каждого участка и создание/отправку файлов с заданиями для бортового компьютера сельхозтехники, не говоря уже о метеосводках и функции ведении личных записей.

Узнать об этих и других возможностях можно с помощью инструкций, выложенных на их youtube-канале:
Достоинства и недостатки:

Общий вывод: современно, просто, быстро и понятно. Особенно подкупает наличие мобильной версии. Есть в вопросы к детализации при отображении NDVI. Несмотря на то, что OneSoil использует снимки Sentinel, качество изображений сильно уступает более низкому разрешению спутников Landsat, на которые опирается сервис Кosmosnimki.ru. От этого доверие к представляемым данным страдает. Но, видимо, изъян кроется в алгоритмах машинного обучения. Этот алгоритм разработчики OneSoil обещают далее совершенствовать
Но, прощая недочёты OneSoil, этим сервисом стоит пользоваться и следить за усовершенствованиями, покуда платформа остаётся бесплатной для всех пользователей. Как правило, завоевав большую инвестиционную привлекательность и добившись популярности аудитории, такие стартапы переводят многие опции на коммерческие рельсы. И, пока что есть время, OneSoil не помешает установить.
EO Browser
Адрес: https://apps.sentinel-hub.com/eo-browser/

Стоимость: бесплатно для NDVI

Мобильная версия: нет

Описание:

Европейский облачный агрегатор снимков спутникового дистанционного зондирования. Для использования требуется регистрация. В дальнейшем сервис будет предупреждать об окончании пробной версии, но функцию NDVI обещает оставлять бесплатной для всех, кто зарегистрировался.

В EO Browser нет русской версии, поэтому для тех, кто не владеет английским, советуем активировать перевод страницы (это можно сделать в настройках любого браузера).

Здесь подтягиваются данные со снимков Landsat, Sentinel и MODIS. Каждый пользователь может выделить своё поле или подгрузить готовые файлы в форматах KML/KMZ, GPX, GeoJSON.

По степени освоения EO Browser объективно гораздо проще, чем в Кosmosnimki.ru, но сложнее, нежели в OneSoil.

Задав границы своего поля и "подтянув" NDVI-данные, можно отследить ход вегетации за определенные периоды и скорректировать их, убрав, например, облачный фактор.
Достоинства и недостатки:

Признавая удобство, но и не ручаясь за точность показаний, выделим существенный минус. При регистрации в системе (а это требуется во всех описываемых сервисах), бесплатная версия EO Browser не сохраняет историю ваших действий. То есть при каждом новом заходе появится необходимость очерчивать вручную поле или свои карты полей.

В качестве неплохого обзора возможностей этого сервиса приведём следующее видео:
Agro dashboard
Адрес: https://wp.agromonitoring.com/dashboard/

Стоимость: бесплатно

Мобильная версия: нет

Описание:

Удобный ресурс, который представляет данные NDVI на основе обновляемых снимков спутников Landsat и Sentinel.

Изначально это сервис развивается по коммерческой модели предоставление api (интерфейс прикладного программирования) для сторонних разработчиков. Тем важнее для них, видимо, привлекать рядовых пользователей, чтобы рекламировать свой ресурс.

Как и на других платформах, здесь нужно задать периметр своего поля или нескольких полей, но загрузить готовые векторные слои не получится. По каждому выбранному участку вы можете получить текущее или ретроспективное картографическое отображение индекса NDVI. И, вместе с этим, график средних, малых и максимальных значений индекса вегетации за месяцы, прошедшие с начала текущего года.
Достоинства и недостатки:

Подкупает то, что все эти NDVI-данные вместе с картой и диаграммой можно выгрузить, сохранить или распечатать в общераспространенных форматах (PDF, Word, JPEG, XLS).

Сервис имеет свои ограничения. Минимальная площадь для анализа NDVI – 1 га. Максимальная – 300 га. К тому же, нет возможности подгрузить готовые контуры полей, как это реализовано в предыдущих сервисах.

По опыту использования есть, в чём упрекнуть Agro dashboard: нередко возникают подвисания и сбои системы даже при стабильном интернет-соединении. Но от этого не застрахован ни один облачный сервис.
Аграрный сектор
NDVI: платно или бесплатно?
Платных, но недорогих сервисов тоже хватает. Все они предлагают схожие функции, зарабатывая на оплате/подписке и предлагая пользователям расширенный набор функций: ведение учета и статистики по своему хозяйству, рекомендации по севообороту, работа с тех. картами и т.д.

Например, сервис Cropio заявляет стоимость на уровне от $1 до $5 в год за гектар в зависимости от страны и размера. Другой сервис ExactFarming предлагает NDVI за 35 р с гектара. Но, правда, выясняется, что это будет идти "бонусом" к подписке "Плюс" за 15 600 р./год.
Наши рекомендации
Платные или бесплатные: не попробуешь – не поймешь. Благо что любой платный сервис сначала даёт неделю-месяц на тестирование своих функций. А в случае с бесплатными приложениями вас вообще ничего не ограничивает. Можно пробовать, сравнивать, оценивать результаты, выбирать наиболее удобный по функционалу вариант.

Кто-то уже давно не сидит за компьютером и ему важно, чтобы всё было доступно в мобильном виде. Другой готов бы сидеть за ПК, но скорость соединения или мощность компьютера могут быть таковы, что любой облачный сервис виснет и вся работа стопорится. А кому-то удобнее потратить время на загрузку бесплатных карт и сделать всё в привычной программе самому, так как набита рука и "зачем доверять каким-то агрегаторам карт и машинным алгоритмам".
Но, так или иначе, в интересах каждого современного фермера не игнорировать новые разработки и стремиться проверять их на практике. Только опытным путём можно найти лучшее решение для повышения эффективности своего бизнеса.
КОНТРОЛЬ аграрных предприятий
Используйте современные средства и решения, чтобы стабильно увеличивать производство и сокращать свои расходы.
Понравилась статья? Расскажите о ней друзьям и коллегам: