葡萄园地区无人机耦合相机从多光谱和可见光(RGB)图像中获取的 NDVI 比较分析

Larissa Silva Barbosa de Souza, Ícaro Cardoso Maia, Daniel Dos Santos Costa, Cloves Vilas Boas dos Santos, Ayala De Souza Reis Carneiro, Magna Soelma Beserra de Moura
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Diante disso, o objetivo desse trabalho foi calcular e avaliar índices que estimam o NDVI a partir das bandas RGB e comparar com o NDVI calculado a partir de câmera multiespectral, visando a aquisição deste índice por câmeras de custo mais acessível. O estudo foi realizado em uma área de cultivo de uva, localizada em Petrolina-PE. O imageamento aéreo ocorreu em diferentes fases fenológicas da videira, no ano de 2022. Após o processamento das imagens, foram calculados três índices: NDVI, vNDVI e NDVI_Arai. Observou-se que o NDVI_Arai superestimou o NDVI observado em todas as fases fenológicas avaliadas, enquanto o vNDVI superestimou apenas na fase inicial de crescimento vegetativo. 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摘要

由于传感器系统和运载设备的改进,遥感技术在研究中的应用也得到了发展。技术进步还使得利用无人驾驶飞行器(UAVs)上的传感器对不同时空尺度的地表进行分析成为可能。无人飞行器在农业科学中的应用使得计算植被指数成为可能,从而可以对种植园进行各种分析。归一化植被指数(NDVI)是遥感技术中应用最广泛的指数之一,但其计算需要使用近红外波段。本研究的目的是计算和评估通过 RGB 波段估算归一化差异植被指数的指数,并将其与通过多光谱相机计算的归一化差异植被指数进行比较,以便使用更经济的相机获取该指数。这项研究是在位于佩特罗里纳(Petrolina-PE)的一个葡萄种植区进行的。航空成像是在 2022 年葡萄树的不同物候期进行的。图像处理后,计算出三个指数:NDVI、vNDVI 和 NDVI_Arai。据观察,NDVI_Arai 高估了在所有物候期观察到的 NDVI,而 vNDVI 仅在植被生长初期高估了 NDVI。这些指数之间的相关性很强(R2 ~ 1),事实证明估算的归一化差异植被指数有效地代表了归一化差异植被指数,在缺乏多光谱或高光谱相机来评估葡萄树生长情况时,它是一个很好的替代方法。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Análise comparativa entre o NDVI obtido por imagens multiespectrais e visíveis (RGB) em câmera acoplada em drone em área de videira
O uso das tecnologias em estudos que envolvem o sensoriamento remoto tem avançado em função do aprimoramento dos sistemas de sensores e dos equipamentos que os transportam. Os avanços tecnológicos também têm possibilitado a realização de análises da superfície em diferentes escalas espaço-temporais por meio do uso de sensores acoplados em veículos aéreos não tripulados (VANT’s). Seu uso na ciência agrícola tem possibilitado o cômputo de índices de vegetação que permitem diversas análises dos plantios. O Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) é um dos mais utilizados em sensoriamento remoto, no entanto, para seu cálculo é necessário a banda do infravermelho próximo (NIR). Diante disso, o objetivo desse trabalho foi calcular e avaliar índices que estimam o NDVI a partir das bandas RGB e comparar com o NDVI calculado a partir de câmera multiespectral, visando a aquisição deste índice por câmeras de custo mais acessível. O estudo foi realizado em uma área de cultivo de uva, localizada em Petrolina-PE. O imageamento aéreo ocorreu em diferentes fases fenológicas da videira, no ano de 2022. Após o processamento das imagens, foram calculados três índices: NDVI, vNDVI e NDVI_Arai. Observou-se que o NDVI_Arai superestimou o NDVI observado em todas as fases fenológicas avaliadas, enquanto o vNDVI superestimou apenas na fase inicial de crescimento vegetativo. As correlações entre os índices foram fortes (R2 ~ 1), e o NDVI estimado mostrou ser eficiente para a representação do NDVI, sendo uma boa alternativa quando houver a ausência de câmeras multiespectrais ou hiperespectrais para a avaliação do desenvolvimento da videira.
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