AgriSat – dārzu un lauku monitorings no satelīta

Piedāvājam iespēju novērot savu lauku  vai dārzu no Kosmosa

  • Iespēja apskatīt savu lauku gan, kā to redz cilvēka acs, gan dažāda garuma gaismas viļņu spektros
  • Lauks tiek fotografēts no satelīta vidēji ik pēc 3 dienām
  • Neliela gada maksa (sk. cenrādi) tikai par konta uzturēšanu, NEATKARĪGI no lauka lieluma (Ha skaita)!
  • Pieejamas dažādas bezmaksas attālinātās analīzes metodes
  • Lauks redzams izšķirtspējā līdz 9 m2 (3x3m)
  • Bezmaksas reģistrācija un iepazīšanās versija

Lai pieteiktos un izpētītu, kā viss darbojas spiediet zaļo pogu PIETEIKTIES . Ja secināsiet, ka šī iespēja jums ir noderīga turpat variet pabeigt reģistrāciju un iegūt piekļuvi visām novērošanas un analīzes iespējām, ko šobrīd sniedz Sentinel satelīti

Ko dod sava lauka, dārza vai meža novērošana no satelīta ?

Satelīts dod iespēju attālināti iegūt informāciju par veģetāciju, augsnes mitrumu, ūdens pietiekamību augos, augsnes struktūru  u.c. lauksaimniecībā un mežsaimniecībā izmantojamās zemes raksturlielumiem, kas var palīdzēt lēmumu pieņemšanā…[lasīt vairāk‣]

Vērojot un salīdzinot savu lauku vai dārzu dažādos datumos, pēc  indeksu lielumiem atsevišķos lauka sektoros var secināt par izmaiņām veģetācijā, apūdeņošanas nepieciešamību, minerālvielu trūkumu un citām izmaiņām laukā vai dārzā. Izmaiņas tiek atspoguļotas uz lauka/dārza kartes ar dažādu krāsu gammu vai skaitliski.  Šos datus var izmantot pierādot nelabvēlīgu laika apstākļu, piemēram salnu ietekmi uz dārzu.

Piemēram skatoties uz lauku caur slāņiem Mitruma stress vai Mitruma indekss var secināt, kurā lauka daļa ir ūdens trūkums. . Savukārt skatoties caur veģetācijas indeksiem NDVI, EVI, SAVI u.c. pēc krāsu atšķirības vai izmaiņām laika periodā, var secināt par problēmu kādā lauka daļā. Piemēram ja skatoties caur NDVI kāda lauka daļa, kas bija tumši zaļa kļuvusi gaišāk zaļa, tas nozīme, ka tajā vietā samazinājies veģetācijas indekss. Šo lauka vai dārza daļu vajadzētu apskatīt un noskaidrot cēloni. Par izmainām laukā var spriest to apskatot arī dabīgajā gaismā vai citiem filtriem.

Vairāk par planētas novērošanu no Kosmosa…

Eiropas Savienība Zemes novērošanas Kosmosa programmas ietvaros  2014.g. sāka darboties Kopernikus (Copernicus) programma. Tās ietvaros orbītā ir palaisti vairāki tā sauktie Sentinel satelīti ar dažādām novērošanas misijām. Dažādu nozaru vajadzībām šobrīd ir publiski pieejami dati no Sentinel-2 misijas satelītu pāra. Satelīts dod iespēju ar attālinātās zondēšanas metodēm iegūt informāciju par dažādiem Zemes raksturlielumiem. Piemēram, var noteikt, kā mainās planētas veģetācija, analizēt globālās sasilšanas ietekmi, planētas ūdens klājuma (jūru un okeānu) stāvokli, veikt mežu platību analīzi, identificēt mežu ugunsgrēku izcelsmes vietas un protams satelītu dati kalpo kā neatsverams palīgs lauksaimniekiem. Lauksaimnieku vajadzībām tiek izmantoti dati kas iegūti pārsvarā no satelīta Sentinel-2 L2A misijas, ka ir speciāli pielāgots lauksaimniecības datu vākšanai. Satelīts dod iespēju attālināti iegūt informāciju par veģetāciju, augsnes mitrumu un ūdens pietiekamību augos, augsnes struktūru  u.c. lauksaimniecībā izmantojamās zemes raksturlielumiem, kas var palīdzēt zemkopjiem stādījumu analīzē un lēmumu pieņemšanā.

Mēģinājumi novērtēt veģetāciju “no augšas”, kā arī atrast likumsakarības analizējot zemes novērojumus dažādu gaismas viļņu garumos sākās ar pirmo satelītu palaišanu 20.g.s. 50 gadu beigās. 1972.g. ASV uzsāka  zemes novērošanas programmu “Landsat” , kuras ietvaros tika palaists Landsat1 satelīts. Lai standartizētu iegūtos datus un pielāgotu tos praktiskai izmantošanai tika izstrādāta  Veģetācijas analīzes metodika, kuras pielietošanas gaitā sekmīga izrādījās tā saukto Veģetācijas indeksu ieviešana. Plašāk zināmais veģetācijas indekss ir NDVI (Normalized difference vegetation index ), ko sāka plašāk pielietot 70-to gadu sākumā.  Vēlāk tika izstrādāta virkne citu indeksu, lai raksturotu  planētas veģetāciju, augsni, jūras un okeānus, urbāno vidi, meteo apstākļus un citus raksturlielumus, atbilstoši attiecīgās  nozares vajadzībām.

Kopumā pasaulē šobrīd darbojas vairāki zemes novērošanas projekti, ko veic gandrīz katra valsts, kas  ir spējusi palaist orbītā satelītu, kā arī privātās struktūras. Lielākā daļa programmu ir ar ierobežotu pieeju datiem vai arī par tiem ir jāmaksā, vai arī pieeja ir tikai ierobežotam datu apjomam. LAA AgriSat piedāvājumā ir iekļauti Copernicus misijas publiski pieejamie dati, kā arī dažādu pētniecisko organizāciju un entuziastu izstrādātas metodes to apstrādei un attēlošanai zemkopim saprotamā formā.

Daži tehnoloģiskie ierobežojumi, kas jāpatur prātā lauksaimniekam veicot savu lauku vai dārzu novērojumus…

Lai arī attālinātā zondēšana no Satelīta tiek pielietota jau vairāk kā 50 gadus, tomēr kopumā šīs tehnoloģijas vēl ir tālu no pilnības. Ir vairāki ierobežojumi, kas jāņem vērā, lai veiktu objektīvu analīzi.

Izšķirtspēja. Populārā Google maps satelīta attēlu izšķirtspēja lauku apvidū vidēji ir 1m2. Satelītiem vai misijām, kas paredzēti lauksaimniecības zemju monitoringam parasti izšķirtspēja ir 3x3m (9m2) vai 5x5m(25m2) . Atsevišķos gadījumos 1.5 x 1.5 vai 2×2 m. Lai arī šāda izšķirtspēja nedod iespēju detalizēti apskatīt nelielas platības un piemēram augļu dārzā ar šādu izšķirtspēju nevarēs identificēt problēmu uz viena konkrēta koka, tomēr par lauka kopējo stāvokli tā dod pietiekošu informāciju, lai noteiktu problēmas vai vērtētu kādu lauka/ dārza sektora stāvokli. Attālinātās zondēšanas metodes vislabāk izmantot teritorijās sākot no 1 Ha.

Apriņķojuma biežums. Atkarība no misijas un orbītas satelīts vai misijas vienība pārlido konkrētu vietu reizi vairākās dienās. Līdz ar to jārēķinās, ka konkrētā lauka attēls būs pieejams ik pa dažām dienām. Salīdzinājumam – Google maps satelīta attēla karte tiek atjaunota vidēji reizi 2 gados.

Datu / attēla iegūšanas apstākļi. Pat ja satelīts veic datu ierakstu vai foto virs jūsu lauka, jāņem vērā meteo apstākļi konkrētajā brīdī. Piemēram kvalitatīva attēla iegūšanai mākoņu daudzumam jābūt līdz 30%. Pretējā gadījumā attēlā būs redzama tikai balta mākoņsega. Tāpat ir nozīme, kurā diennakts laikā satelīts atrodas virs konkrētā lauka. Piemēram Dobeles DI lauks 23.04.2024 izskatīsies šādi

Monitorējamās kultūras specifika. Katrai kultūrai dažādos veģetācijas posmos ir sava specifika, tāpēc universālas metodes, kas ļautu noteikt izsekojamā lauka „veselīgumu” vai problēmu rajonus nav. Lai arī pētījumi notiek jau vairākus gadu 10, tomēr vēl arvien ir daudz darāmā, lai izpētītu likumsakarības starp datiem, kas iegūti ar attālinātās zondēšanas (no satelīta, lidmašīnas vai drona) metodēm un tiešajiem novērojumiem uz zemes. Samērā labi ir izpētītas likumsakarības no liela apjoma viena veģetācijas tipa laukiem, piemēram viena tipa meži, graudaugu lauki daudzu 100 Ha platībā, zālāji vai līdzīgi objekti, kur ir lielas platības ar vienveidīgu kultūru un tipveida apstrādi. Augļu – ogu dārzi un atklātā lauka dārzeņi ir mazāk pētīti, jo šajos gadījumos likumsakarību atrašana ir daudz sarežģītāka.

Ja esiet jau Reģistrējies ievadiet uz e pastu nosūtīto lauka ID numuru, lai piekļūtu datiem



Ja esat jaunpienācējs lūdzu

Kā Pieteikties un iesākt lietot platformu…[lasīt vairāk‣]
  1. Nospiediet uz augstāk esošās zaļās pogas PIETEIKTIES. Atvērsies reģistrācijas lapa. Sekojiet norādījumiem – ievadiet savu vārdu (pēc vēlēšanās – vārdu vai pilnu vārdu /uzvārdu ), saimniecības nosaukumu un e pastu. Nospiediet [REĢISTRĒTIES]
  2. Uz e pastu jūs saņemsiet pieejas datus un norādījumus par tālāko rīcību.
  3. Ja kaut kas nesanāk reģistrāciju jūs vietā var veikt arī LAA birojs. Lūdzu rakstiet uz peteris@laas.lv, vai zvaniet t.26356200

Lietošanas noteikumi


Cenrādis

Bezmaksas DEMO versija. Izpētiet, kā darbojas satelīta monitorings uz Dobeles Dārzkopības institūta demonstrāciju lauka.

“Pamata” versija – 14 EUR* par 1 lauku** neatkarīgi no lauka lieluma uz 3 mēnešiem vai 30 EUR/gadā. LAA biedriem 20% atlaide.

“Paplašinātā” versija – 30 EUR* par 1 lauku** neatkarīgi no lauka lieluma uz 3 mēnešiem vai 80 EUR/gadā. LAA biedriem 20% atlaide.

Apmaksa šobrīd ar rēķinu (tiek nosūtīts uz jūsu e pastu) . Drīzumā arī ar karti vai internetbanku.

Naudas atgriešana 14 dienu laikā ja produkts izrādās nederīgs jūsu laukam (sk. Noteikumus 5.punktu)

*cenas ar PVN.

** svarīgi, lai lauks ietilpst ekrānā ar pietiekoši lielu izšķirtspēju. Lai kopumā apskatītu lauku ap 1000 ha, vai vairākus blakus esošus laukus, pietiek ar 13′ ekrānu. Uz 15′ ekrāna var labi redzēt arī lielākus laukus. Ja lauki ir tuvu viens otram, tad tos var pārlūkot bīdot karti ekrānā un pieslēgt otru lauku atsevišķi nevajag. Ja lauki ir tālu viens no otra (10 km un vairāk) ērtāk būs pasūtīt atsevišķu pieeju katram laukam.

Darbības principi, jeb kā darbojas attālinātā zondēšana no satelīta. Lauksaimniecības vajadzībām populārākā metode ir saules gaismas starojuma atstarošanas analīze. Tā dod iespēju vizualizēt novērojumu rezultātus un padarīt tos viegli interpretējamus. Īsumā tas darbojas tā, ka tiek iegūti zemes virsmas attēli dažādos gaismas viļņu garumos..[lasīt vairāk‣]

Augsnes, veģetācijas un mitruma analīze tiek veikta izmantojot gaismas atstarojuma / absorbcijas attiecību infrasarkanās gaismas (IR no angļu Infra Red) un redzamās sarkanās gaismas spektros. Aprēķinot dažādu viļņa garumu gaismas atstarojuma/ absorbcijas proporcijas tiek iegūti kādu parādību raksturojoši indeksi . Piemēram  veģetāciju raksturojošos indeksi   NDVI, EVI,SAVI u.c. (sk. indeksu skaidrojumu) tiek iegūti  aprēķinot proporciju starp gaismas atstarošanu / absorbciju  infrasarkanās gaismas tuvumā esošajos spektros salīdzinot ar sarkanās gaismas  atstarošanu/absorbciju .  Izmantojot dažādus filtrus šajos viļņu garumos var iegūt dažādām kultūrām piemērotākos raksturlielumus.

Līdzīgi , tikai izmantojot citādus viļņu garumus iegūst  mituma indeksus , kas raksturo augsnes  mitrumu kā arī ūdens vajadzību augos (mitruma stresa līmeni) . Līdzīgām metodēm iegūst arī augsni raksturojošos  indeksus, ūdens klājumu indeksus, urbāno teritoriju raksturojošus indeksus utt.  

Piemērs tam kā tiek aprēķināti un lietoti indeksi redzams formulā ar ko aprēķina populārāko veģetācijas indeksu – NDVI (Normalized difference vegetation index )

NDVI=(NIR – Red) / (NIR + Red)

Apzīmējumi –  NIR- (Near Infra Red) Infrasarkanās gaismas atstarošana (%),

Red- sarkanās (redzamās) gaismas atstarošana (%) .

!Jāņem vērā, ka dažādu misiju satelīti nosaka NDVI vērtību nedaudz atšķirīgos viļņu garumos. Copernicus gadījumā standarta aprēķinam lieto šādus viļņu garumus:

NDVI (Sentinel 2) = (B8 – B4) / (B8 + B4)

B(X) apzīmē dažādus viļņu garumus ko standartā lietot satelīta novērojumiem. Sīkāk sk. lietotajā rokasgrāmatā (pieejama pēc reģistrācijas)

Formulas princips balstās uz novērojumu, ka veselīgs augs ar augstu hlorofila saturu absorbē redzamo gaismu , īpaši sarkanās gaismas spektrā, bet atstaro zaļo un infrasarkanos gaismas viļņus. Jo vairāk hlorofila un veselīgāka lapas struktūra jo augstāka būs NDVI vērtība.  NDVI vērtība ir robežās no 1 līdz (-1). Negatīvas NDVI vērtības nozīmē, ka apakšā visdrīzāk ir ūdens, sniegs, mākoņi, mitra klinšaina zeme . Pozitīvas NDVI vērtības kopumā tiek interpretētas sekojoši :

NDVI vērtība (kas ir >0)Interpretācija
<0.1Kaila zeme, bez veģetācijas
0.1 – 0.2Gandrīz nav augu valsts seguma
0.2 – 0.3Ļoti neliels  augu segums
0.3 – 0.4Neliels augu segums  vai zems hlorofila saturs pie normāla augu seguma (neveselīgi augi) vai vājš augu segums ar augstu hlorofilu
0.4 – 0.5Neliels – vidējs augu segums  vai vai vidēji zems hlorofila saturs pie normāla augu seguma (neveselīgi augi, sākušās izmaiņas augu struktūrā) vai vidēji intensīvs augu segums ar augstu hlorofilu
0.5 – 0.6Vidēji intensīvs augu valsts segums ar vidēju hlorofila saturu vai arī attiecīgi intensīvāks segums ar mazāk hlorofilu vai mazāk hlorofila un vidēji intensīvs segums. Normāla , veselīga lauka apakšējā robeža (atkarīgs arī kura sezonas posmā ir veikts novērojums) 
0.6 – 0.7Vidējas – augstas intensitātes augu valsts segums ar vidēju – augstu hlorofila saturu vai arī attiecīgi intensīvāks segums ar mazāk hlorofilu vai mazāk hlorofila un augstākas intensitātes  segumu. Normāls  veselīgs lauks vai dārzs Latvijas apstākļiem .  Radītāji 0.5-0.8 var variēt dažādām kultūrām un atkarīgi arī kurā sezonas posmā ir veikts novērojums. 
0.7 – 0.8Intensīvs  augu valsts segums ar augstu hlorofila saturu. Normāls, veselīgs lauks vai dārzs
0.8 – 0.9Ļoti intensīvs  augu valsts segums ar augstu hlorofila saturu. Normāls, veselīgs lauks vai dārzs
0.9 – 1.0Super  intensīvs  augu valsts segums ar augstu hlorofila saturu (piemēram Lietus meži Brazīlijā), vai arī iespējama kļūda mērījumos dēļ atmosfēras traucējumiem vai cita iemesla dēļ

NDVI vērtības Dobeles DI laukam 20.augustā 2023.g.

Svarīgi ir piebilst ka NDVI rādījums kas atbilst „normālam” vai „slimīgam” lauka vai dārza stāvoklim var variēt atkarībā no kultūras un sezonas. Šie faktori īpaši dārzkopībā vēl ir samēra maz pētīti.
Līdzīgā veidā tiek aprēķināti arī citi indeksi (mitruma, ūdens stresa, augsnes struktūras u.c.)

Kādus raksturlielumus analizē no satelīta?

Kopš p.gs. 70 gadiem ir izveidoti daudzi dažādi veģetāciju un  lauku/dārzu raksturojoši indeksi. Kopumā novērojumus no Satelīta var iedalīt 2 grupās :

  • (1)Skats dabīgajā gaismā
  • (2)skats “filtrējot” attēlu dažādos gaismas viļņu garumos,  kas akcentē kādu specifisku teritorijas raksturlielumu.

LAA piedāvātajā Copernicus novērošanas sistēmā savu lauku vai dārzu var apskatīt caur vairākiem populārākajiem filtriem, kas iegūti no Sentinel-2 L2A satelīta. Attēlu Izšķirtspēja 9 m2 (3x3m). Apriņķošanas biežums vidēji ik pa 3 dienām. Katrs indekss sīkāk ir apraksts Rokasgrāmatā (pieejama reģistrējoties). Kā piemērs ir tālāk redzamie attēli no Dobeles dārzkopības institūta eksperimentālā lauka 16.04.2024 caur dažādiem filtriem (slāņiem ). Attēli domāti kopējā priekštata gūšanai. Skatoties attēlus pārlūkā tos var redzēt pa visu ekrānu un tie ir daudz lielāki un skaidrāki.

Salīdzinājumam -Teritorijas skats no Google maps (attēls uzņemts kaut kad pavasarī laika posmā 2020 – 2023 gadam) . Maks. izšķirtspēja ap 1m2 (1x1m)

Dabīgais skats redzamajā gaismā. Lauks vai dārzs redzams tā sauktajā dabīgajā viļņu garuma spektrā (Angliski – True color, Natural color, Optimised true color vai līdzīgi) dod iespēju redzēt  lauku tā kā to dabīgi redzētu cilvēks ja atrastos uz satelīta. Šādu skata formātu izmanto arī Google un citi satelīta karšu veidotāji. Mainot akcentu dažādos viļņa garumos var iegūt  attiecīgajiem apstākļiem optimizētu attēlu.

Skats caur sarkanās gaismas prizmu  ( False color), paredzēts apauguma veselīguma un biezuma labākai novērtēšanai

NDVI filtrs – lauks tiek attēlots ar atbilstošo  NDVI vērtību. Jo zaļāka krāsa, jo lielāks NDVI. Piemēru, kā rēķina NDVI un citus indeksus var redzēt šeit, sīkāks apraksts Rokasgrāmatā.

EVI (Enhanced Vegetation Index) filtrs– tā ir optimizēta NDVI vērtība ņemot vēra atmosfēras un zemes virsmas radītas korekcijas. Latvijas apstākļos tā varētu būt piemērotāka par NDVI jo dod detalizētāku informāciju par lauku.

Kailas jeb neauglīgas augsnes (Baren soil) identifikācija. Filtrs palīdz labāk saskatīt lauka apgabalus bez apauguma. Ar sarkanu krāsu ir “kaila zeme”. Ļoti tumši jeb melni apgabali ir vai nu ļoti mitra vieta vai ūdens

NDMI (Normalized Difference Moisture Index ) jeb Mitruma indekss – paredzēts ūdens daudzuma noteikšanai lapās . Jo zilāka krāsa jo lielāks lapu ūdens piesātinājums

NDMI-STRESS – paredzēts irigācijas vajadzību identificēšanai. Indekss apraksta augu vajadzību pēc ūdens. Atšķirībā no NDMI, kur ir krāsu skala, šeit lietotas tikai 4 krāsas (sīkāk Rokasgrāmatā)

Slānis “Lauksaimniecība” (Agriculture) – Speciāli pielāgots dabīgais skats, lai labāk parādītu teritorijas, kur ir sākusies veģetācija (vietas kur ir veģetācija izceltas spilgti zaļā krāsā)

SAVI – augsnei pielāgots NDVI, izstrādāts, lai uzlabotu NDVI precizitāti ņemot vēra augsnes atstarot spēju, kas var ietekmēt NDVI vērtības. (līdzīgi kā EVI) Tapāt kā NDVI gadījumā, jo zaļāka krāsa, jo veselīgāki augi

Svarīgi !! Dažādi veģetāciju, augsni un lauka/dārza parametrus analizējoši indeksi ir izstrādāti vairāki desmiti. Kā jau minēts iepriekš, lai gan pagājis vairāk kā 50 gadu pēc indeksu ieviešanas, vēl arvien ir salīdzinoši maz pētījumu par to precizitāti dažādos reālos lauka apstākļos. Analizējot savu lauku ar attālinātās zondēšanas metodēm jāņem vērā indeksus ietekmē reģiona specifika, augsnes struktūra, augu tips un suga, kā arī daudzi citi faktori. Tāpēc tiek piedāvāti dažādi indeksi un saimniekam pašam ir jāizmēģina, kurš no tiem ir noderīgākais !!! Piemēram nobriedušam graudu laukam būs zemākas NDVI vērības, nekā zaļojošam ābeļdārzam, bet tas nenozīmēs, ka laukam noteikti ir problēmas. Sākotnējie novērojumi līdz šim parādījuši, ka augļu dārza analīzei piemērotāks ir EVI vai SAVI, bet piemēram krūmogulājiem, kas aug purvā labāk piemērots skats caur NDVI. Šeit būt darbs arī zinātniekiem izstrādājot Latvijai specifiskus veģetācijas indeksus , piem. NDVI (NDVILV).