Vejetasyon indeksleri (NDVI, GNDVI, NDRE)

Vejetasyon indeksleri, ürünün durumunu (sağlıklı, stresli, yabancı otlu, hastalıklı) yansıtan hesaplanmış değerlerdir. DroneField bunları multispektral drone (P4M, M3M) görüntülerinden hesaplar: NDVI, GNDVI, NDRE, EVI ve VARI — ayrıca sıradan bir RGB drone (P4R, M3E, Mavic, …) görüntülerinden de: VDVI, NGRDI, ExG ve VARI.

Katmanın adı multispektral projelerde MS indeksi, projede yalnızca RGB görüntüler varsa RGB indeksi’dir.

İndekslerin anlamı

NDVI — Normalize Edilmiş Fark Vejetasyon İndeksi

Klasik “ekim ne kadar iyi durumda” ölçüsü. NIR (yakın kızılötesi) ve Kırmızı bantlardan:

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

Aralık: −1 … +1. Pozitif değerler fotosentezi gösterir; 0 civarı çıplak toprak, su veya gölgeyi; negatif değerler yer görüntülerinde nadirdir.

NDVI en iyi yoğun ekimlerde çalışır. Doygunluğa ulaşmış bir bitki örtüsü (>0.85) artık ayırt edilemez — “çok yeşil” olan her şey ~1.0’a itilir.

GNDVI — Yeşil NDVI

Kırmızı yerine Yeşil bandı kullanır:

GNDVI = (NIR - G) / (NIR + G)

Klorofil içeriğine ve azot stresine daha duyarlıdır. Sağlıklı ve çok olgun bitkileri ayırmada NDVI’dan daha iyidir.

NDRE — Normalize Edilmiş Fark Kırmızı Kenar İndeksi

Kırmızı yerine Kırmızı Kenar (Red Edge) bandını kullanır:

NDRE = (NIR - RE) / (NIR + RE)

Olgun, yoğun ekimler için en doğru indekstir — NDVI’ın doygunluğa ulaştığı yerde doygunluğa ulaşmaz. Hassas azot gübrelemesi için başvurulacak indekstir. Olgun mısır, buğday veya kolzada bunu kullanın.

Video: NDVI mi NDRE mi? Yanlış indeksi seçerseniz yoğun ürünlerin tamamı “sağlıklı” görünür ve sorunlar bitki örtüsünün altında gizli kalır:

RGB indeksleri (multispektral kamera olmadan)

Bu indeksler yalnızca RGB ortomozaiğin görünür kırmızı, yeşil ve mavi renklerini kullanır; dolayısıyla her kameralı drone üretebilir.

İndeks	Formül	Ne için uygun
VDVI	(2G − R − B) / (2G + R + B)	genel yeşillik; RGB projelerinde varsayılan
NGRDI	(G − R) / (G + R)	yeşil ile sarı / kahverengi ayrımı — sararma, kurutma
ExG	2g − r − b (r, g, b = renk payları)	yeşil bitkileri topraktan ayırma — çıkış, yabancı ot lekeleri
VARI	(G − R) / (G + R − B)	yeşillik, pusa daha az duyarlı (yalnızca RGB projeleri)

İlk kullanımda oluşturulurlar: RGB indeksi katmanını açın (veya gri görünen bir RGB indeksi düğmesine tıklayın); bantlar ortomozaikten bir kez hazırlanır — uçak şeklindeki ilerleme çubuğu ilerlemeyi gösterir. Sonrasında anında geçiş yapılır.
Multispektral projede NDVI … VARI’nin altında ikinci bir RGB satırında görünürler.
RGB indeksleri yeşilliği ölçer, canlı dokunun yakın kızılötesi tepkisini değil: renge (toprak, sararma, yabancı ot) iyi tepki verirler; ancak yoğun bitki örtüsünde daha erken doygunluğa ulaşırlar ve azot kararlarında NDRE’nin yerini tutamazlar.
Değerleri küçüktür (çoğunlukla ≈ 0 … 0.3). Renk skalası mutlak değerlere sabitlendiğinden RGB indeksi haritaları çoğunlukla turuncudan sarı-yeşile tonlar gösterir — yoğun bir NDVI haritasının koyu yeşilleri nadirdir. İlgilendiğiniz lekeleri ayırmak için Aralık kaydırıcısını kullanın.
Yapay zeka analizi multispektral bantlara ihtiyaç duyar — yalnızca RGB içeren projelerde yapay zeka düğmeleri gizlidir.

Değerleri okuma — her aralığın anlamı

Yeni başlayanlar için kılavuz değerler. Her satır, indeksi çıplak topraktan yoğun ve sağlıklı ürüne kadar dört aralığa böler:

İndeks	Bitki yok (toprak, su, kuru kalıntı)	Seyrek, erken veya stresli	Orta	Yoğun, sağlıklı
NDVI	< 0.15	0.15–0.35	0.35–0.65	> 0.65 (~0.85 üzerinde doygunluğa ulaşır)
GNDVI	< 0.2	0.2–0.4	0.4–0.6	> 0.6
NDRE	< 0.1	0.1–0.2	0.2–0.35	> 0.35
EVI	< 0.1	0.1–0.25	0.25–0.5	> 0.5
VARI	< 0	0–0.1	0.1–0.25	> 0.25
VDVI (RGB)	< 0	0–0.05	0.05–0.15	> 0.15
NGRDI (RGB)	< 0	0–0.05	0.05–0.12	> 0.12
ExG (RGB)	< 0	0–0.05	0.05–0.2	> 0.2

Tablo nasıl kullanılır:

Sayılar kılavuz değerlerdir. Kamera, kalibrasyon, ışık, ürün ve gelişme dönemi hepsini kaydırır. Asıl önemli olan tek bir tarla ve tek bir uçuş içindeki desendir — düşük ve yüksek lekelerin birbirine göre durumu.
Tek bir sınıfı gösterin. Aralık kaydırıcısını tablonun bir satırına sürükleyerek yalnızca o sınıfı gösterin — aralık dışındaki her şey saydam olur. Renklerin kendisi değişmez: mutlak indeks değerlerine sabitlenmiştir (bkz. Renk skalası).
Otomatik aralık. İndeks değiştirdiğinizde aralık, bu tarlanın kendi 2.–98. yüzdelik dilimine ayarlanır; böylece yalnızca uç değerler gizlenir.
Su ve gölge her indekste negatif veya çok düşük değerler verir; ağaç veya bina gölgelerini stres olarak yorumlamayın.
Yoğun ürünler: NDVI hemen her yerde ~0.8’in üzerindeyse NDRE’ye geçin — NDVI’ın doygunluğa ulaştığı yerlerde farkları hâlâ gösterir.
RGB indeksleri güneş ışığına ve kamera renk ayarlarına multispektral indekslerden daha bağımlıdır: sabit ışıkta uçun ve yalnızca benzer koşullarda yapılan uçuşları karşılaştırın.

Nasıl hesaplanırlar

İndeksler işleme akışının bir parçasıdır:

İşleme ayarlarında Multispektral işleme seçeneğini açık bırakın (proje multispektral bantlar içeriyorsa otomatik olarak açılır).
İşlemenin sonunda bant dosyaları (band_G, band_R, band_RE, band_NIR, …) Layers/ klasörüne yazılır; her indeks (NDVI, GNDVI, NDRE, EVI, VARI) bunlardan anında hesaplanır.
Haritada yeni bir MS indeksi katmanı görünür (varsayılan olarak NDVI etkindir; indeksler arasında yan panelden geçiş yaparsınız).

Vejetasyon indeksi paneli

İndeks katmanı açıkken haritanın sağ alt köşesinde yüzen bir panel görünür:

Yapay zeka analizi — Luna asistanından yapay zeka destekli bölgeleme ve taslak ilaçlama planı (bkz. Yapay zeka vejetasyon analizi)
İndeks seçici — multispektral: NDVI, GNDVI, NDRE, EVI, VARI ve bir RGB satırı VDVI, NGRDI, ExG; yalnızca RGB projeleri: VDVI, NGRDI, ExG, VARI
Aralık — hangi değerlerin gösterileceğini belirleyen iki tutamaçlı kaydırıcı
Ön ayarlı aralıklar — tek tıklamalık ayarlar (multispektral projeler)
Renk skalası — altındaki lejant
Dışa aktar — PNG olarak kaydet, JPEG olarak kaydet, GeoTIFF olarak kaydet (QGIS)

Ön ayarlı aralıklar

Tam indeks aralığı (−1 … +1) görsel yorumlama için genellikle çok geniştir. DroneField tek tıklamalık üç ön ayar sunar:

Ön ayarlar NDVI eşikleridir; bu nedenle yalnızca multispektral projelerde görünürler ve birine tıklamak paneli NDVI’a geçirir.

Stres

Stresli veya seyrek bitki örtüsünü (su, besin, hastalık) tespit etmek için. Aralık: 0.10 … 0.30.

Şunun için kullanın: ekimdeki zayıf lekeleri, boşlukları ve stresli noktaları bulmak.

Sağlıklı

Gelişmiş, sağlıklı bitki örtüsünün ayrıntılı görünümü. Aralık: 0.50 … 0.90.

Şunun için kullanın: yoğun ekimlerde — örn. çiçeklenme öncesi bezelye — gelişimin nerede daha hızlı / yavaş olduğunu görmek.

Su / Toprak

Sıfıra yakın ve negatif değerlere odaklanır. Aralık: −1.00 … 0.00.

Şunun için kullanın: durgun su tespiti, çıplak toprak lekeleri.

Renk skalası

Renkler, tam −1 … +1 ölçeği üzerinde sabit indeks değerlerine bağlıdır — aynı değer her indekste ve her projede her zaman aynı rengi alır:

İndeks değeri	Renk	Tipik anlamı
−1.0 … −0.8	Siyah	Su, derin gölge
−0.5 civarı	Bordo	Su, ıslak toprak
−0.2 civarı	Kırmızı	Çıplak toprak
0.0 civarı	Açık kırmızı	Toprak, kuru kalıntı
0.3 civarı	Turuncu	Seyrek veya stresli bitki örtüsü
0.6 civarı	Açık yeşil	Sağlıklı bitki örtüsü
1.0	Koyu yeşil	Güçlü, yoğun bitki örtüsü

Renkler bu noktalar arasında yumuşak geçiş yapar.

Özel aralık

Aralık kaydırıcısı renkleri germez — bir filtre gibi çalışır: değeri min … maks aralığının dışında kalan pikseller saydam olur, geri kalanı sabit rengini korur. Şunlar için kullanışlıdır:

Yukarıdaki tablodan yalnızca tek bir sınıfı göstermek (örn. yalnızca zayıf bölgeleri görmek için tutamaçları NDRE 0.10–0.20’ye sürükleyin)
Toprağı ve suyu gizleyerek haritada yalnızca ürünü bırakmak

İndeks değiştirdiğinizde aralık otomatik olarak tarlanın kendi 2.–98. yüzdelik dilimine ayarlanır. Değişiklikler haritada anında etkili olur.

İsteğe bağlı indeks işleme

İşleme multispektral bantlar olmadan çalıştıysa (örn. yalnızca hızlı bir ortomozaik) veya bir RGB indeksi henüz oluşturulmadıysa, paneldeki düğmesi gri görünür (↓). Üzerine gelin — araç ipucu eksik bantları listeler (örn. “NDRE – işleme gerekli (eksik bantlar: RE, NIR)”).

Gri düğmeye tıklayın; işleme hemen başlar:

multispektral indeksler — yalnızca eksik bantlar işlenir, mevcut çalışma yeniden yapılmaz;
RGB indeksleri — bantlar RGB ortomozaikten bir kez oluşturulur.

Tüm işlemeyi yeniden çalıştırmaktan daha hızlıdır.

Dışa aktarma

Panelin Dışa aktar düğmesi üç biçim sunar. Her biri renkli haritayı tam gösterildiği gibi (indeks, aralık, saydamlık) dışa aktarır.

PNG / JPEG

Görselleştirme, renk skalasıyla birlikte bir görüntü olarak kaydedilir. Coğrafi referans yoktur — e-posta veya sunumlar için uygun basit bir resimdir.

GeoTIFF (QGIS)

Aynı renkli haritanın coğrafi referanslı 8 bit RGBA .tif dosyası:

WGS84, EPSG:4326 ile coğrafi referanslı
QGIS, ArcGIS ve diğer GIS programlarında diğer katmanlarınızın üzerine doğrudan yüklenir
İndeks değerlerini değil, renkleri içerir — yeniden sınıflandıramazsınız

Ham değerler (Float32) için projenin Layers/ klasöründeki bant dosyalarını kullanın — band_G.tif, band_R.tif, band_RE.tif, band_NIR.tif (multispektral) veya rgb_band_R.tif, rgb_band_G.tif, rgb_band_B.tif (RGB indeksleri) — ve indeksi QGIS’te Raster Calculator ile hesaplayın.

Ayrıntılar için bkz. QGIS’e dışa aktarma.

Dışa aktarılan dosya adları

Dışa aktarmalar projenin Exports/ klasörüne gider; adları indeks ve aralıktan oluşur (×100, n = negatif):

Exports/
├─ NDVI_010-030.png
├─ NDVI_010-030.jpg
├─ NDRE_020-035.tif
└─ ...

Yapılmaması gerekenler

Kararları yalnızca NDVI’a dayandırmayın — hiçbir indeks tüm hikâyeyi anlatmaz. Toprak örneklemesi ve yerinde inceleme her zaman tamamlayıcıdır.
İki farklı dronu karşılaştırmayın — P4M ve M3M spektrumları farklı filtreler; değerler 1:1 karşılaştırılamaz.
Sabah ve öğleden sonra uçuşlarını aynı projede karıştırmayın — değişen güneş açısı indeks değerlerini kaydırır.

DroneField web sitesi DroneField yazılımı Özellikler Karşılaştırma İndir Müşteri portalı