NDVI og NDRE front

NDVI og NDRE – Bølgelængder

Bjoern Drone news, Droner i Landbrug og natur Efterlad kommentar

7 min læsetid

NDVI og NDRE hvad er det? Vi har forklaret hvad NDVI (Normal Difference Vegetation index) er og hvordan det bliver brugt. Det kan du læse her, hvilket vi vil opfordre dig til hvis du ikke har læst det, da dette er en udvidelse. NDRE (Normalized Difference Red edge index) er næsten det samme, men for at kunne forstå hvad forskellen er, kræver det at vi graver os dybt ned i bølgelængder, og det visuelle spektrum.  Det gælder om at holde tungen lige i munde i dag, og vi håber at vi kan få penslet det ud så alle kan være med til at forstå teknologien bag en markanalyse.

NDVI og NDRE kamera

For at forstå NDVI og NDRE kræver det som alt andet, at vi forstår hvordan det fungere. Begge to er index der fortæller os hvordan planten har det. Index generelt har vi forklaret om, og vi har også forklaret om udregningen i det forgående indlæg. Der er mange fabrikanter af sensore derude, og det kan variere lidt i mellem dem. Hos GoDrone bruger vi sentera sensore, så hvis din sensor er andet mærke kan der altså være lidt forskel. Når man referer til NDVI og NDRE, burde man faktisk kun se det som index. Det bliver bare rigtigt svært og rodet hvis vi skal bruge sensor/kamera navne, for så skal du huske hvilken sensor der er hvad. NDVI og NDRE kamera arbejder på fuldstændig samme måde, nemlig ved at opfange lyset refleksion fra bladenen og analysere ud fra dette.

NDVI og NDRE lys refleksion RED + NIR

På dette billede ses, hvordan lyset bliver reflekteret fra forskellige planter. Reflektionen er afhæning af klorofyl indholdet i planten. Det absorbere nemlig de blå og røde farver i lyset fra solen, og derfor er den grønne tilbage når planten har det godt. Nu kommer så det spændende, hvor måler NDVI og NDRE kameraer, og hvordan kan de se noget som vi mennesker ikke kan se det med det blåtte øje. Lyder det mærkeligt at vi skriver “hvor”? For ja, det er jo på planten, men det er også i et specifikt sted på en skala, nemlig lysets bølgelængde.

Spektrum og bølgelængder

For at forstå hvordan det virker er vi nød til at vide lidt om Bølgelængder, og lyset, som faktisk er det samme. Bølgelængder bliver målt i afstand, man måler fra bølgetop til bølgetop. Nogen er meget korte som f.eks gamma og x-rays (røntgen billeder) og andre lange som radiosignal. Lys som vi kender det bliver også målt i bølgelængder. Vi ved jo fra før, at det er lyset som NDRE og NDVI kameraer måler på, men hvor på skalaen er det? Siden vi ikke kan se det, må det være uden for det menneskelige synsfelt, både ja og nej.

NDVI og NDRE spektrum

Lys og dets mange Bølgelængder

Som nævnt inddeles lys i forskellige bølgelængder alt efter dets farve. Hvidt lys indholder alle typer bølgelænder af det synlige lys fra det lilla til det røde lys. Vi har nedenfor lavet en oplistning af de forskellige typer af bølgelængder, og herunder hvilke spænd de forskellige lys-bølger, vi kan se, bevæger sig inden for. Enhederne betydning er; nm = nanometer, mm = Milimeter, m = Meter, Km = Kilometer.

Bølgelængder

  • Kosmiske stråler | Bølgelængde: < 0,02nm
  • x-rays | Bølgelængde: 0.01nm – 10nm
  • UVlys | Bølgelængde: 10nm til 400nm
  • Visuelle lys | Bølgelængde: 390nm – 750nm
    • Rødt lys | Bølgelængde: 635nm – 750nm
    • Orange lys | Bølgelængde: 590nm – 635nm
    • Gult lys | Bølgelængde: 560nm – 590nm
    • Grønt lys | Bølgelængde: 520nm – 560nm
    • Cyan/tyrkis lys | Bølgelængde: 490nm – 520nm
    • Blåt lys | Bølgelængde: 450nm – 490nm
    • Lilla | Bølgelængde: 400nm – 450nm
  • Infrarødt lys | Bølgelængde: 750nm – 1mm
  • Microwaves | Bølgelængde: 1mm – 1m
  • Radio | Bølgelængde:1mm – 10km

Hvor der måles

Ovenfor vises en illustration af bølgelængder, hvor og hvad de er. Det menneskelige øje kan se fra ca 390nm til 700nm. Nm står for nanometer, som lys bliver målt i. NDVI or NDRE måler begge på to lyskanaler, altså de har to steder hvor de måler refleksion. Vi kalder dem lyskanaler fordi vi håber at det er nemmer og forstå, i virkeligheden burde de hedde bånd. På tegningen har vi tegnet to cirkler der indikere hvor NDVI og NDRE de måler. Den ene af deres lyskanaler måler i det farvede område, det kalder vi den røde kanal. Det er lidt misvisnede at kalde den det, men det er fordi den røde farve er den der er primær. Den anden lyskanal måler i det område der hedder NIR. NIR står for Near infrared light. Infrarødt lys strækker sig fra 700-800nm til ca 1000nm. NDRE og NDVI har altså en lyskanal inden for de menneskelige synsfelt, og en uden for i NIR. Nu tænker du, at vores planter meget sjældent er røde, så hvad er det lige den måler. Den måler den røde farve, men den røde bliver overdøvet af den grønne farve så vi ser den ikke.

Farve/lys reflektion

Dette billede er hentede direkte fra det andet indlæg, vi ville bare lige understrege farverne/lyset igen. Den røde ligner ikke den spiller en rolle, men det gør den, for jo mere rød der i forhold til de andre, jo dårligere har planten det. Du tænker på hvorfor måler man ikke den grønne ? Fordi der er for meget af den, og den er den sidste farve der reagere når planten bliver syg. Så ved at måle på rød og NIR kan vi ses meget tidligere måle plantes helbred og nå og reagere. NIR-lyset bliver også hurtigt meget påvirket, som du kan se på billedet. NDVI og NDRE har altså to “kanaler” de måler på, og når man skal lave udregninen, til at finde plantes “helbred” så er det dataen fra disse to kanaler man sætter ind i regnestykket. Nu ved vi hvor NDRE og NDVI måler, får deres data fra, og udregningen lærte vi i forgående indlæg. Vi har stadig ikke lært hvad er forskellen NDVI og NDRE.

Hvad er forskellen på NDVI og NDRE ?

Vi ved det har taget mange ord for at nå her til, og du har læst og været tålmodig, men forståelse for funktionalitet kræver viden. Nu skal du ikke vente længere for her kommer forskellen mellem NDVI og NDRE.

Både NDRE og NDVI måler i det røde og i NIR men der er alligevel forskel, se på graferne her neden for.

NDVI Bølgelægnder

NDVI som ses oven for, måler ca fra 560nm til 690nm i den røde kanal, og er ret så effektiv. Effektiviteten fortæller lidt om hvor meget reflektion den kan læse fra bladene på planten. I NIR måler NDVI kameraet ca 825 – 875nm og knapt så effektiv. Altså NDVI er rigtigt god til den røde, og rammer bredt. Den røde farve bliver bliver opfanget i første lag af bladene. NIR ligger længere inden i bladene. Dvs at NDVI kan hurtigt fortælle om planten er syg eller rask, men er som sagt ikke så dybdegående. Jo dybere du kan måle på plantes blade, jo mere konkret info kan du få.

NDRE

 NDRE Bølgelægnder

NDRE derimod, ja du har nok gættede det, og du kan også se det. Den rammer ikke lige så bredt i det røde og den er også længere henne på skalaen. 675 – 750nm fordi den ikke er center af den røde, men i kanten af det. Derfor bliver den kaldt “Red Edge” altså på kanten af den røde. NDVI´s røde kanal hedder altså bare Red channel, fordi den rammer center af rød. NDRE måler altså længere henne på den røde end NDVI gør, første forskel. Den anden forskel er NIR, NDRE måler smallere NIR men mere effektivt. Det gør den i stand til at analysere dybere i bladene, så den trænger længere ind. Fordi NDRE måler dybdere ved at have sit fokus på NIR, kan den fortælle os noget mere nærringsstofferne i planten.

Hvis man vil havde et hurtigt overblik over plante helbredet i landbruget, så er NDVI en rigtigt god løsning, og man kan estimere meget ud fra den data. Hvis man til gengæld gerne vil gå i dybden med nærringsstoffer og være mere specifik så er NDRE klart at fortrække.

Next level

Nu har du lært om NDVI og NDRE og hvordan kameraerne arbejder helt i dybden, vi håber det hjalp dig til en bedre forståelse. Nu kommer der bonus info 😉 NDVI og NDRE er to index, som ligger tæt, men deres kamera måler altså en lille smule forskelligt. Hvad nu hvis man kombinerede de to, ville man så ikke få det mest optimale data?  Kan man det, tænker du? Ja det kan man, og du kan læse om det her CCCI (canopy  Chrolorphyll content index). . Her kan du læse mere om droner i landbruget. Har du tanker om hvordan vi kan analysere dine planter? Eller måske god ide til at bruge dronen med sådan sensor, så ring eller skriv til os her på kontakt. Vi er altid åbne for ny projekter eller del af viden.

Om skribenten

Bjoern

Bjørn er den primære certificeret pilot som du højst sandsynligvis vil møde når der skal løses en droneopgave. Udover dette så har han 100% styr på lovgivningen. Hvordan droner kan bruges inden for landbruget, og ikke mindst hvordan man sikre at få de lækre og professionelle luftfotos og dronevideoer i hus. Han skriver om alt under disse tre kategorier i bloggen.

Grafik: freepik

Relateret Indlæg

NDVI kamera til markanalyse NDVI kamera til markanalyse er et follow up af vores sidste blogindlæg markanalyse med drone. Vi vil dog gerne gå lidt mere i dybden med elektro...
Nyttedyr i marken Nyttedyr i marken, er det blevet en blog for landmænd og økoentusiaster? Nej det er det ikke, det er stadig en droneblog! Her på Godrone prøver vi al...
Droner i landbruget? Droner ser vi mest som et flyvende kamera der giver gode vinkler, billeder af vores hus, fester og naturen. Der er dog en hel anden verden som vi ikk...
CCCI indeks fra NDVI og NDRE CCCI indeks - endnu et indeks der kan give os muligheden for at få mere data fra vores planter. Da vi skrev indlægget NDVI og NDRE lagde vi op til at...

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *