מדריך לשימוש בצילומי לוויין חינמיים לזיהוי שונות בחלקה

צילום: משה לוי - הפורטל לחקלאות טבע וסביבה

באתר Google Earth Engine Code , שהגישה אליו מתאפשרת בקלות וללא עלות (אך מותנה בהרשמה מראש), ניתן לצפות בצילומי לוויין, שבאמצעותם יכול המגדל לאתר שינויים החלים בחלקתו.

» רוצים לקבל עדכונים נוספים  הצטרפו אלינו לפייסבוק

בהמשך הדברים אסביר על NDVI ואצרף קישורים למדריך ההרשמה לאתר, קטעי קוד להזנה באתר וסרטון ביוטיוב המדגים את אופן השימוש באתר ואת יכולותיו.

צילומי הלוויין באתר גוגל שצוין לעיל כוללים מפות צימוח, כמו NDVI – מדד צימוח הבודק את רמת הצימוח בחלקה, הנחשב מוכר ואמין ונע בטווח של 1-0 לגבי צומח. בעזרת NDVI ניתן לזהות שונות ברמת הצימוח בחלקה; אמנם בשלב זה לא ניתן לרוב לדעת מהו הגורם לשונות באופן ודאי, אך נזהה באילו חלקים בחלקה נראית השונות ומהי עוצמתה, ובהתאם לכך ניתן לאתר את האזורים שבהם נדרש ביקור פיזי ואת הדברים הדורשים שימת לב.

בתמונות שלהלן נתמקד בחלקה שצורתה כחצי עיגול, גודלה 100 דונם, והיא מושקית בקו-נוע מעגלי. בטווח של ערכי NDVI 0.43-0.89 שדגמתי מאותה החלקה ניתן להבחין בבירור בשונות בחלקה על פי מגוון הצבעים (סקאלת הצבעים נעה בין לבן-אדום-צהוב-ירוק-ירוק כהה). בחלקה זו נראה הפרש ברמת הצימוח, הנובע כפי הנראה מהשקיה בקו-נוע (בשל הצורה המעגלית). יתר על כן, ניתן להבחין בשיפור ברמת הצימוח מצילום לצילום (הצהוב הופך לירוק, שבהמשך מתכהה יותר). מוקפות באדום הנקודות המעידות על צימוח חלש יותר ומצריכות בדיקה.




מטרות השימוש בכלי זה
• מעקב אחר השונות המרחבית בחלקה
• השוואת אותו גידול בכמה חלקות שונות
• איתור הנקודות הדורשות סיור בשטח
• זיהוי תקלות בהשקיה, כמו שנראה בדוגמה שלעיל (פשוט יחסית)
• קבלת מפת צימוח שתתאים לסוג הגידול ולשלב הפנולוגי (NDVI, EVI, ARI) בעתיד
• בדיקת קצב הגידול במהלך תקופה מסוימת, כמו בדוגמה

חשוב לזכור:
• זה חינם (תודה לגוגל)
• הרזולוציה היא 10 מטר לפיקסל, שזה 10 פיקסלים לדונם
• מתאים רק לגידול בשטח פתוח ועדיף בשטחים גדולים
• לעתים יש עננות, ואז צריך לחכות לתמונה הבאה
• תמונה חדשה מופיעה מדי 5 ימים (סנטינל 2), ואפשר לראות תמונות ישנות בקלות
• כלי זה אינו מספק המלצה לפעולה אלא רק משקף את המצב בחלקה
• מצריך חשבון Gmail וסיסמה (אם שכחת, אפשר תמיד לפתוח חשבון חדש)
• לא נדרשת הורדה של מידע למחשב אלא חיבור לאינטרנט בלבד
• דרוש מעט מאמץ וסבלנות כדי להכיר את האתר ויכולותיו

נשארת עד עכשיו? הנושא מעניין אותך, יופי!

קישור למדריך ההרשמה המלא: goo.gl/v6pB1q
ההרשמה קלה ואורכת דקה

קישור לסרטון הדגמה ביוטיוב: youtu.be/7IEYNlI8_xg
סרטון זה יקנה כלים לשליטה מלאה באתר ולניתוח NDVI ומדדי צימוח נוספים בחלקה באופן עצמי ובחינם

קישור לקטעי קוד להזנה באתר: goo.gl/U4ANVk
המסמך מתעדכן עם כל הקישורים

רקע "על קצה המזלג"

כיום קיימים מספר רב של לוויינים בחלל, המצלמים את כדור הארץ במגוון רזולוציות מרחביות, בתדרי צילום שונים ובתדירות שונה. בשלב זה מענייננו היא סדרת לוויינים הנקראת סנטינל של סוכנות החלל האירופית, ובמיוחד לוויין 2A ו-B2. לוויינים אלה מצלמים את אזור ישראל מדי 5 ימים ברזולוציה מרחבית של 10-20-60 מטר לפיקסל, כתלות בתדר הספקטרלי, הגישה לצילומים אלה היא בחינם.

קצת תיאוריה

הספקטרום האלקטרומגנטי (ראה תמונה 1) הוא אוסף כל הגלים האלקטרומגנטיים בכל התדרים האפשריים. חלק קטן מהגלים הללו אנחנו רואים - טווח זה נקרא ה'אור הנראה', המיוצג גם כ-V או VIS. על הספקטרום נמצאים גם גלי רדיו, מיקרוגל, רנטגן ואולטרה סגול. בהקשר שלנו נתמקד בעיקר בטווח האור הנראה והאינפרא אדום (IR), שבאמצעותם ניתן לראות את מאפייני הסביבה (ראה תמונה 2), בעזרת ההחזר המתקבל משני תדרי צילום נוכל לדעת מה עוצמת הNDVI לאותו צמח/ אזור (ראה תמונה 3).


תמונה 1 - הספקטרום האלקטרומגנטי


תמונה 2 – גרף התנהגות של אדמה, צומח ומים מול תדרי צילום נפוצים


תמונה 3 – צורת החישוב של NDVI


מקורות:
en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_spectrum
www.esa.int/Our_Activities


המדריך נכתב על-ידי: הראל גרינבלט, מדריך מיכון - שה''מ, משרד החקלאות.
נייד: 054-8195182, harelg@shaham.moag.gov.il