Přehled
Site Scan Manager nyní poskytuje vizualizační vrstvu VARI (Visible Atmospherically Resistant Index). VARI pomáhá zdůraznit vegetaci v mapované oblasti pomocí pouze viditelných spektrálních pásem zachycených standardními RGB kamerami dostupnými na většině dronů. Pro zobrazení vrstvy VARI pro každou zpracovanou misi musíte funkci povolit v Nastavení uživatele > Funkce > VARI.
Klikněte na ikonu vaší organizace vlevo dole, poté Nastavení uživatele > Funkce pro povolení VARI.
Po povolení můžete upravit průhlednost pro porovnání vrstvy VARI s ortomosaikou. Nastavení počet standardních odchylek pomáhá oříznout odlehlé hodnoty. Toto nastavení bude podrobněji vysvětleno níže.
Úprava průhlednosti VARI v Site Scan Manageru.
Před dalším podrobnějším zkoumáním VARI je užitečné pochopit základy měření spektrálního odrazu vegetace.
Co je spektrální odrazivost?
Spektrální odrazivost popisuje, jak elektromagnetické záření odráží objekty. Všechny objekty odrážejí vlnové délky záření různě napříč elektromagnetickým spektrem. Obecně zdravá vegetace silně odráží vlnové délky v blízkém infračerveném (NIR) rozsahu a slabě odráží vlnové délky ve viditelném spektru (modrá, zelená a červená).
Porovnání spektrální odrazivosti zdravé vegetace, nezdravé vegetace a půdy napříč viditelnými a NIR vlnovými délkami.
Pochopení spektrální odrazivosti různých objektů vám umožňuje detekovat a analyzovat tyto objekty pomocí dálkového průzkumu. Elektromagnetické záření je zachyceno senzory k vytvoření obrazu. Senzory mohou pořizovat snímky ze země nebo mohou být připevněny na drony, letadla nebo satelity.
Různé senzory zachycují záření různých vlnových délek. RGB senzory, které jsou nejběžnějšími senzory pro mapování drony, zachycují vlnové délky odražené z červeného, zeleného a modrého viditelného spektra.
Jiné senzory, jako jsou termální nebo multispektrální senzory, zachycují vlnové délky odražené z jiných oblastí elektromagnetického spektra jako NIR. Některé drony mohou nést termální a multispektrální senzory a Site Scan Manager podporuje zpracování dat zachycených následujícími termálními a multispektrálními senzory až do 5 pásem:
- Termální: DJI Zenmuse XT, DJI Zenmuse XT2 (také podporováno v aplikaci Site Scan Flight)
- Multispektrální: Parrot Sequoia+, MicaSense RedEdge, MicaSense RedEdge-M, MicaSense Altum, Phantom 4 Multispectral
Jaká je spektrální odrazivost vegetace?
Zelená listová vegetace má velmi silnou odrazivost v NIR pásmech a nízkou odrazivost ve viditelných pásmech. Proto je nejlepší způsob měření vegetace pomocí senzorů zachycení NIR snímků. Nicméně vegetace stále relativně silněji odráží zelené viditelné pásmo než modré a červené. Vrátíme-li se k předchozímu obrázku, všimněte si malého nárůstu v zeleném rozsahu u zdravé vegetace ve srovnání s modrou a červenou.
Malý nárůst spektrální odrazivosti zdravé vegetace v zeleném pásmu.
Lidé nemohou vidět NIR vlnové délky. Vidíme pouze vlnové délky odražené ve viditelných pásmech: červená, zelená a modrá. Proto nám listnatá vegetace připadá zelená, protože silněji odráží zelenou než modrou a červenou, ale stále vidíme jen malou část celkové odrazivosti.
Co je VARI a jak se liší od NDVI?
VARI je index vegetace, který odhaduje vegetaci jako vícepásmový rastrový obraz pomocí pouze viditelného rozsahu spektra. Zde je vzorec pro VARI:
VARI = (Green - Red) / (Green + Red – Blue)
Posuzuje, zda jsou ve zeleném pásmu jiné hodnoty než v červeném, což poskytuje rozumný odhad listnaté vegetace. Významnou součástí VARI je odečtení modrého pásma, které má za cíl snížit vliv atmosférických efektů na index.
VARI není úplnou náhradou za jiné indexy zahrnující NIR (blízký infračervený) pásma, konkrétně NDVI. Všimněte si, že vzorec NDVI je velmi podobný VARI, ale nahrazuje zelené pásmo NIR.
NDVI = (NIR - Red) / (NIR + Red)
NDVI přesněji osvětluje vegetaci než VARI, protože zachycuje silnější hodnoty odrazu u vegetace použitím NIR. Nicméně vzhledem k tomu, že vegetace více odráží viditelné zelené pásmo než červené a modré, může VARI stále rozumně rozlišovat vegetaci.
Proč používat VARI?
VARI je výborný nástroj pro zkoumání zdraví a robustnosti vegetace. Většina použití VARI zahrnuje podobný vzorec hodnocení:
- Zmapujte lokalitu (farmu, les, důl atd.), která by měla mít buď zdravou vegetaci nebo žádnou vegetaci.
- Prohlédněte si výsledky k identifikaci oblastí nesouladných s očekáváním (například objevíte oblast nezdravé vegetace tam, kde by měla být zdravá).
- Zkontrolujte oblast na místě k pochopení problému (například zjistíte škůdce nebo sucho v oblasti nezdravé vegetace).
- Pokud zjistíte problém, nasměrujte potřebné zdroje k jeho řešení (najměte deratizátora nebo přesměrujte zavlažování).
Níže jsou uvedeny krátké příklady použití VARI v různých průmyslových odvětvích.
Agriculture
V zemědělství potřebují farmáři a agronomové hodnotit zdraví plodin. Místo cestování řádek po řádku přes zemědělskou půdu, VARI ukazuje snímek stavu plodin na celé farmě. To může pomoci upřednostnit oblasti pro ověřování přímo v terénu za účelem dalšího vyšetřování a zmírnění problémů. Tato pozorování mohou vést k objevení škůdců, sucha, nedostatečného nebo nadměrného hnojení a dalších faktorů ovlivňujících výnos plodin.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Lesnictví<\/SPAN><\/STRONG>
<\/SPAN>Podobně jako v zemědělství je důležité hodnotit zdraví vegetace v lesnictví. Lesy mohou být náchylné na škůdce jako kůrovec, který může způsobit masivní environmentální a biodiverzitní ztráty, nemluvě o finančních ztrátách. Včasná identifikace postižených oblastí je důležitá pro zmírnění šíření škůdců a zabránění těmto ztrátám. Protože není realistické ověřovat všechny stromy v lese přímo v terénu, VARI pomáhá upřednostnit oblasti pro nasazení zdrojů k dalšímu hodnocení a nakonec ke zmírnění.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Požár lesa<\/SPAN><\/STRONG>
<\/SPAN>Pro prevenci a hodnocení požárů lesa může VARI rozlišit oblasti nezdravé nebo suché vegetace, které mohou být náchylnější k požáru. Toto hodnocení může identifikovat oblasti s vysokým rizikem požáru. Po požáru může odhalit spálené jizvy jako oblasti s žádnou nebo malou vegetací. Spálené jizvy v některých klimatu mohou rychle obnovit vegetaci a tento proces obnovy lze sledovat pomocí VARI na spálené jizvě v průběhu času.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Ropa a zemní plyn<\/SPAN><\/STRONG>
<\/SPAN>V ropném a zemním plynu je údržba potrubí kriticky důležitá pro zajištění úspěšného dodání zdroje do zařízení zákazníka. Vegetace zasahující do potrubí musí být systematicky řízena. Drony mohou provádět průzkum potrubí pomocí koridorového skenování. Výsledek VARI ukáže vegetaci příliš blízko potrubí a můžete nasadit zdroje k odstranění vegetace.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Těžba<\/SPAN><\/STRONG>
<\/SPAN>V těžbě je rekultivace půdy požadavkem ke snížení negativních environmentálních dopadů těžebních operací. V závislosti na konečném využití půdy je obnovení vegetace běžným požadavkem rekultivace. VARI může ukázat, že projekt rekultivace je na správné cestě, nebo může zvýraznit konkrétní oblasti, které se nezdají být dostatečně zalesněné, což je důvod k vyšetřování.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Koneckonců VARI pomáhá při rozhodování. Protože nevyžaduje multispektrální/NIR senzory, můžete použít RGB senzor, který je standardní pro většinu mapovacích dronů, včetně těch podporovaných v aplikaci Site Scan Flight.<\/SPAN> <\/SPAN> <\/SPAN><\/P> <\/P>Co je nastavení směrodatné odchylky VARI? <\/STRONG> <\/H3>V Site Scan Manager máte možnost upravit „počet směrodatných odchylek“ pro vrstvu VARI. Toto nastavení aplikuje funkci roztažení směrodatné odchylky na vrstvu. Ořízne hodnoty, které spadají mimo <\/SPAN>n <\/SPAN><\/I>směrodatných odchylek od průměrné hodnoty pixelu obrázku.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Zvýšení počtu směrodatných odchylek pro funkci roztažení pomáhá snížit vizuální zdůraznění nevegetativních prvků a umožňuje větší vizuální rozlišení mezi různými úrovněmi vegetace.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>
Funkce roztažení směrodatné odchylky snižuje dopad extrémních hodnot.<\/span><\/span><\/P> <\/P> <\/P>Například bez použití funkce roztažení by veškerá vegetace (zdravá i nezdravá) na vašem obrázku mohla vypadat jako stejný odstín zelené, protože existují nevegetativní objekty zkreslující barevnou škálu. Použitím funkce roztažení se vyloučí extrémní hodnoty, aby se efektivněji rozprostřel histogram a rozdělil odstín zelené barvy. Výsledkem je obrázek, kde zdravá vegetace může být zobrazena jako tmavě zelená a méně zdravá vegetace jako světlejší zelená.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Můžete si přečíst více o funkci roztažení <\/SPAN>zde<\/SPAN><\/A>. <\/SPAN> <\/SPAN><\/P> <\/P>
Další úvahy<\/STRONG> <\/H3>Existují další faktory, které ovlivňují výsledky VARI a zkreslují výsledky. Stíny mohou být problematické při použití VARI, protože mohou vracet podobné výsledky jako vegetace. Nejlepší je létat uprostřed dne, aby se stíny co nejvíce snížily.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Protože VARI používá pouze viditelné spektrum, může vracet různé výsledky pro stejný typ objektu v závislosti na barvě objektu. Například červené auto a zelené auto vrátí různé výsledky. Nicméně tato vlastnost VARI je užitečný způsob, jak rozlišit nezdravou nebo mrtvou vegetaci od zdravé vegetace.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>VARI je primárně určen pro použití jako počáteční hodnocení. Může odhalit oblasti místa, které mohou vyžadovat další vyšetřování. Pokud vaše projekty vyžadují důkladnější analýzu vegetace, měli byste použít multispektrální senzor k zachycení NIR vlnových délek a provést multispektrální analýzu obrazu v ArcGIS Pro. Jak bylo uvedeno dříve, Site Scan Manager podporuje zpracování snímků pořízených z několika multispektrálních senzorů, včetně Parrot Sequoia+, MicaSense RedEdge, MicaSense RedEdge-M, MicaSense Altum, DJI P4 Multispectral.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Ortomosaiku můžete vždy přenést do ArcGIS Pro stažením a následným nahráním nebo jejím publikováním<\/><\A>. To vám umožní jít nad rámec vizualizace a hlouběji se ponořit do výsledků dotazováním jednotlivých hodnot pixelů a prováděním klasifikace obrazu. Zjistěte více o výpočtu VARI v ArcGIS Pro.<\/><\A>Začněte používat VARIv Site Scan Managerdnes tím,že jej povolíte pod.
Zdroje
Researchgate:https://www.researchgate.net/figure/Spectral-reflectance-of-healthy-plant-unhealthy-plant-and-soil-in-visible-and-NIR_fig1_299388638
Sciencedirect:https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/spectral-reflectance
