Instrument NOAA AVHRR ma pięć detektorów, z których dwa są czułe na długości fal światła w zakresie od 0,55-0,70 i 0,73-1,0 mikrometrów. Dzięki detektorom AVHRR naukowcy mogą mierzyć intensywność światła wychodzącego z Ziemi w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni oraz określać ilościowo zdolność fotosyntezy roślinności w danym pikselu (piksel AVHRR to 1 km kwadratowy) powierzchni lądu. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli promieniowanie odbite w zakresie bliskiej podczerwieni jest znacznie większe niż w zakresie widzialnym, wówczas roślinność w tym pikselu prawdopodobnie będzie gęsta i może zawierać jakiś rodzaj lasu. Jeśli różnica w intensywności odbitych fal widzialnych i bliskiej podczerwieni jest bardzo niewielka, wówczas roślinność jest prawdopodobnie nieliczna i może składać się z łąk, tundry lub pustyni. To tyle z teorii. Zdigitalizowane obrazy Puszczy Białowieskiej na bazie zdjęcia satelitarnego z dnia 15 marca 2022 r. wykonanego przez satelitę Sentinel-2A.
Sentinel-2A to satelita Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) wyposażony w wielospektralny instrument MSI, rejestrujący obrazy w 13 kanałach spektralnych o rozdzielczości przestrzennej 10, 20 i 60 metrów, co umożliwia bardzo szczegółową analizę środowiska przyrodniczego. Wykonuje co dziennie (godz. 9:15) zdjęcie Puszczy Białowieskiej.
Na poniższym zobrazowaniu zastosowano pełny index HDMI obrazujący rzeczywistą różnice pomiędzy poszczególnymi obszarami lasów Puszczy Białowieskiej i okolicznych pól.
Aplikacje wykorzystujące dane dotyczące opadów, temperatury, wilgotności gleby, stopnia nawożenia itd. już dziś wspomagają np. rolników w zarządzaniu uprawami. Dzięki nim można zmniejszyć zużycie pestycydów i innych nawozów, zaplanować optymalne nawadnianie czy wykrywać choroby roślin. Świetnym przykładem możliwości, jakie dają informacje satelitarne, jest obserwacja aktywności pszczół. Aktualne dane z satelitów pozwalają zaplanować opryski tak, aby nie zaszkodzić owadom. Sytuacji, w których można wykorzystać potencjał obserwacji z kosmosu jest nieskończenie wiele.
NDMI (Normalized Difference Moisture Index) to wskaźnik wilgotności roślinności, który umożliwia monitorowanie zawartości wody w liściach oraz wykrywanie stresu wodnego roślin na podstawie danych satelitarnych. Jest szeroko stosowany do oceny kondycji upraw oraz monitorowania suszy
Monitorowanie kondycji upraw, stanu i właściwości gleby oraz mapowanie działań związanych z uprawą mają kluczowe znaczenie w przewidywaniu zbiorów. Dane satelitarne mogą być także wykorzystywane w monitorowaniu zmian wydajności rolnictwa i produkcji roślin powodowanych suszą. Co więcej, satelity umożliwiają monitorowanie trendów degradacji gleby i spadku produktywności ziemi w wyniku nadmiernego wypasu, niewłaściwego nawadniania czy uprawiania terenów rolniczych.
Podsumowując, Sentinel-2A dzięki multispektralnemu sensorowi z pasmami w podczerwieni i czerwonym krawędziom jest doskonałym narzędziem do badania roślinności, umożliwiającym precyzyjne monitorowanie zdrowia roślin, wzrostu, zawartości chlorofilu i wody w liściach oraz wczesne wykrywanie stresów i chorób roślin. Dane te mają szerokie zastosowanie w rolnictwie, leśnictwie, ochronie środowiska oraz zarządzaniu zasobami naturalnymi
NDMI (Normalized Difference Moisture Index) to wskaźnik wilgotności roślinności, który umożliwia monitorowanie zawartości wody w liściach oraz wykrywanie stresu wodnego roślin na podstawie danych satelitarnych. Jest szeroko stosowany do oceny kondycji upraw oraz monitorowania suszy.
Jak oblicza się NDMI w Sentinel-2A?
NDMI w Sentinel-2A wylicza się według wzoru:
B 0 8 - B 1 1 : B 0 8 + B 1 1 = NDMI
Gdzie:
B08 – pasmo bliskiej podczerwieni (NIR, 842 nm), rozdzielczość 10 m,
B11 – pasmo krótkofalowej podczerwieni (SWIR, 1610 nm), rozdzielczość 20 m.
Interpretacja wartości NDMI
Wartości od -1 do 0 – niska zawartość wody, obszary suche lub gleba bez roślinności.
Wartości w okolicach 0 (np. -0.2 do 0.4) – rośliny poddane stresowi wodnemu.
Wartości powyżej 0.4 do 1 – wysoka zawartość wody, zdrowa, bujna roślinność bez stresu wodnego.