باندهای موج کوتاه و باندهای نزدیک به مادون قرمز اطلاعات مفید زیادی درباره‌ی سلامت محصول ارائه می‌دهند. باند مادون قرمز نزدیک (NIR – Near Infrared) برای تعیین وضعیت واقعی پوشش گیاهی و مادون قرمز با طول موج کوتاه (SWIR1 – Short-Wave Infrared 1) برای تشخیص محتوای آبی گیاهان و خاک مورد استفاده قرار می‌گیرند. تولیدکنندگان می‌توانند با استفاده از همین اطلاعات از محصولات خود بهتر نگهداری کنند و به بازدهی بالاتری برسند.
ترکیبات باند کشاورزی در عمل
آنچه ترکیبات باند کشاورزی می‌نامیم بر بازتاب بالا و طبیعی پوشش گیاهی در ناحیه IR (مادون قرمز – Infrared) طیف الکترومغناطیسی تکیه می‌کند. این ویژگی امکان نظارت بر وضعیت محصول و حتی شناسایی محصولات مختلف را فراهم می‌کند.
میزان رطوبت هم در خاک و هم در گیاهان نقش کلیدی در رشد محصولات ایفا می‌کند و آب نیز تقریبا هیچ نوری در محدوده IR منعکس نمی‌کند. این کار باعث ایجاد تمایز بین بدنه‌های آبی و سایر ویژگی‌های زمین در عکس‌های ماهواره‌ای می‌شود.
همانطور که گفتیم، این ترکیب باند از مادون قرمز نزدیک، مادون قرمز با طول موج کوتاه و آبی استفاده می‌کند. این ترکیب باند با استفاده از NIR و SWIR عموما در تشخیص سلامت محصولات کشارزی کاربرد دارد. چرا که هر دوی این باندها در مشخص کردن مناطقی با پوشش گیاهی بالا به خوبی عمل می‌کنند.
SWIR1 + NIR + Blue
در این ترکیب از باند کشاورزی می‌توان محصولات گیاهی را از خاک بدون محصول و مناطق جنگلی متمایز کرد. این کار به دلیل انعکاس بیشتر در طیف فروسرخ ممکن می‌شود. علاوه بر آن، زیر ساخت‌های شهری رنگ بسیار تیره‌تری دارند و همین باعث واضح‌تر شدن مزارع و مراتع در تصویر می‌شود.
ترکیب نوار در پوشش گیاهی سالم (SWIR1 + NIR + Blue)
ترکیب باند کشاورزی با ارائه یک طرح رنگی نسبتا یکسان و با اندکی تفاوت، به طور خاص بر تشخیص پوشش گیاهی سالم تمرکز دارد؛ ترکیب NIR به این شیوه به گونه‌ای می‌شود که در آن پوشش گیاهی سالم در قالبی از رنگ‌های قرمز، نارنجی، زرد و قهوه‌ای نمایش داده می‌شود. خاک نیز با رنگ‌های قهوه‌ای روشن تا قهوه‌ای تیره نمایش داده می‌شوند. مشخصات غیر گیاهی از جمله ابرها، برف و یخ همه در دسته‌بندی رنگی جداگانه‌ای از آبی فیروزه‌ای قرار می‌گیرند.
ترکیب باند کشاورزی امکان نمایش موارد زیر را فراهم می‌آورد:
- تمایز بین درختان سوزنی و برگ‌ریز
- شناسایی مراتع
- مناطقی با پوشش گیاهی کم
- انواع مختلف خاک (قهوه‌ای، سبز، آبی روشن)
- مناطق شهری (سفید)
- بدنه‌های آبی
در تصاویر ماهواره‌ای آب گل آلود یا کم عمق در مقابل آب‌های شفاف و عمیق، با رنگ آبی روشن‌تر نمایش داده می‌شوند.
چرا ترکیب باند کشاورزی از اهمیت بالایی برخوردار است؟
باندهای مادون قرمز نزدیک (NIR) و مادون قرمز با طول موج کوتاه (SWIR) به منظور اهداف نظارتی عملکرد فوق العاده‌ای از خود نشان می‌دهند. منحنی طیفی پوشش گیاهی سالم در طیف‌های نزدیک به فروسرخ دارای قله تیز است. به لطف این پدیده، محصولات سالم‌تر در تصاویر ماهواره‌ای بسیار درخشان‌تر از همتایان تحت تنش خود ظاهر می‌شوند.
با این وجود، تفسیر صحیح اطلاعات باند ماهواره تنها زمانی امکان پذیر است که دقت کافی به کار گرفته شده باشد. برای مثال، بارندگی پیش از گرفتن تصویر ماهواره‌ای بر دقت تجزیه و تحلیل داده‌ها اثر می‌گذارد. این مورد به دلیل ویژگی‌های مشخصی از باند SWIR1 رخ می‌دهد.
نظارت بر پوشش گیاهی سالم، چگونه امکان‌پذیر است؟
پوشش گیاهی، به طور قابل توجهی نور بیشتری را در محدوده IR منعکس می‌کند. همین امر نیز موجب کارآمدی ترکیبات باند کشاورزی می‌شود. بهترین ناحیه از طیف الکترومغناطیسی برای نظارت بر سلامت محصول همواره در محدوده NIR از 0.7 تا 1.3 میکرومتر است؛ چرا که جذب بالای نور مرئی توسط کلروفیل و نور مادون قرمز با طول موج متوسط توسط آب در این محدوده رخ می‌دهد. بازتاب بسیار بالای برگ درختان در این باند، مشخص کردن گیاه سالم را در یک تصویر ماهواره‌ای آسان می‌کند.
علاوه بر آن، سنسورهای ماهواره‌ای با ادغام اثرات برگ و تاج گیاه (با در نظر گرفتن سطح برگ، ساختار گیاه، بازتاب پس‌زمینه، سایه‌ها و غیره) قادر به ایجاد تمایز بین انواع مختلف محصولات هستند. در تشخیص تنش گیاه از طریق تصاویر ماهواره‌ای، اثرات دیگری نیز درنظر گرفته می‌شوند. حسگرها به جای تمرکز بر بازتاب پوشش گیاهی، کاهش سطح برگ را به عنوان یک اثر بالقوه از تنش در پوشش گیاهی درنظر می‌گیرند. هرچند این اطلاعات همواره می‌بایست با داده‌های زمینی، مانند مرحله‌ی رشد، وضعیت خاک و … سنجیده شوند تا به درستی درک شوند.
ملاحظات
کاهش سطح برگ به علت استرس یا بیماری با کاهش بازتاب امواج مادون قرمز همراه است. چنین بینش‌های مهمی از تصاویر ماهواره‌ای به دست می‌آیند. و برای ایجاد تمایز بین پوشش گیاهی سالم و محصولاتی که تحت استرس قرار گرفته‌اند، اطلاعات کافی در اختیار کشاورزان قرار می‌دهد؛ تا بتوانند اقدامات مناسب برای حفظ فراوانی محصول را در دستور کارشان قرار دهند.
