O que é o índice NDVI e como ele facilita a vida do agricultor

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Aqui, apresentamos uma explicação simples sobre o que é o índice de vegetação NDVI e como usá-lo ao analisar seus campos.
O que é o índice NDVI_OneSoil Blog

Como a luz indica a saúde da planta

De maneira bem simples: o NDVI (índice de vegetação por diferença normalizada) é um indicador da saúde das plantas, que é calculado com base em como elas refletem diferentes ondas de luz. Por exemplo, para o olho humano, uma planta é verde porque o pigmento da clorofila presente nela reflete as ondas verdes. A clorofila também absorve ondas vermelhas, o que permite que a fotossíntese ocorra. Em outras palavras, a planta está crescendo e se desenvolvendo. A estrutura celular de uma planta reflete as ondas do infravermelho próximo. Portanto, uma planta saudável com muita clorofila e boa estrutura celular absorve ativamente a luz vermelha e reflete a luz infravermelha próxima. Em uma planta doente, ocorre exatamente o oposto.

Para entender o estado de saúde de uma planta, precisamos comparar os valores de absorção e reflexão da luz vermelha e infravermelha. É para isso que o índice NDVI é usado. Ele é calculado usando-se a seguinte fórmula:
Fórmula NDVI_OneSoil blog
Fórmula NDVI
O índice foi padronizado em 1973, quando um grupo de cientistas da Texas A&M University começou a calcular a razão entre a diferença entre as radiações vermelha e infravermelha sobre a sua soma. Isso permitiu que eles colocassem todos os valores do índice em um intervalo de -1 a 1, o que serviu para normalizar os valores e facilitar a comparação. Os valores de NDVI entre -1 e 0 correspondem a superfícies com neve, água, areia, pedras e objetos de infraestrutura, como estradas e casas. Os valores do NDVI para plantas vão de 0 a 1.

O que o NDVI pode indicar em diferentes estágios da safra

É importante entender que o NDVI é um indicador da saúde das plantas, mas não informa nada a respeito da causa de uma condição específica. Isso significa que o NDVI se trata mais de uma dica sobre o que está acontecendo atualmente no campo. Vamos considerar três cenários de uso do NDVI na análise de campo: no início, no meio e no final da temporada agrícola.

No início da safra, o índice NDVI ajuda a entender como a planta se comportou durante o inverno.
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Caso o NDVI seja inferior a 0,15, é provável que todas as plantas nessa parte do campo tenham morrido. Normalmente, esses números correspondem a um solo arado, sem qualquer vegetação.
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Um valor de 0,15 a 0,20 também é baixo, o que pode indicar que o inverno tenha iniciado com plantas ainda na fase fenológica inicial, antes do perfilhamento.
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Um valor de 0,20 a 0,30 é relativamente bom. Isso significa que as plantas provavelmente entraram no estágio de perfilhamento e retomaram a vegetação.
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Um valor de 0,30 a 0,50 é bom, mas é preciso se ter em mente que altos valores de NDVI podem indicar que o inverno iniciou com as plantas em um estágio fenológico tardio. Caso a imagem de satélite tenha sido tirada antes da retomada da vegetação, a zona deve ser analisada novamente após a retomada da vegetação.
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Um valor acima de 0,50 é anormal para o período pós-inverno. É melhor que você verifique essa área do campo pessoalmente.
Resumindo, se você vir valores anormais de NDVI — ou seja, valores que são muito diferentes dos valores médios para o campo — precisará verificar essa área. O aplicativo OneSoil Scouting para Android e iOS e o aplicativo Web OneSoil permitem que você veja o índice NDVI dos seus campos, monitore-os e adicione notas gratuitamente. Em dias sem a presença de nuvens, as imagens são atualizadas a cada 3 a 5 dias.
NDVI vs estado real das plantas_OneSoil Blog
É assim que o índice NDVI na plataforma web One Soil se correlaciona com o estado real das plantas no campo
No meio da temporada, o índice NDVI ajuda a entender como as plantas estão crescendo e se desenvolvendo. Se os valores do índice forem de médios a altos (0,50 a 0,85), provavelmente não há grandes problemas nessa área. Se o índice for baixo, é provável que algo não esteja sendo fornecido em quantidade suficiente às plantas dessa área, por exemplo, umidade ou nutrientes. É melhor você verificar essa área pessoalmente.

Usamos o índice NDVI para criar mapas para a aplicação de nitrogênio em taxa variável. Identificamos áreas com índices de vegetação baixos, moderados e altos para, então, o agricultor poder definir a taxa de fertilizante necessária. Com base na experiência que temos, o esquema ideal de aplicação de nitrogênio é o seguinte:
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Se o índice de vegetação for alto em uma área, a dose de fertilizante deverá ser reduzida em 10% a 30% da taxa padrão.
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Se o índice de vegetação for moderado, a dose de fertilizante deve ser aumentada em, no máximo, 20% a 25% da taxa padrão.
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Se o índice de vegetação for baixo, primeiro você precisará determinar a causa das más condições da área.
Também usamos o índice NDVI para modelar o rendimento relativo do campo. Com base nessas informações, criamos mapas para a aplicação de fertilizantes de potássio e fosfato em taxa variável. Para uma compreensão mais detalhada desse tópico, leia nosso artigo.

No final da safra, o índice NDVI ajuda a determinar quais campos estão prontos para a colheita. Quanto menor o índice, mais próxima a área está do estágio de amadurecimento. O valor ideal do NDVI é de 0,20 a 0,25.

Prós e contras do NDVI

Existem muitos índices de vegetação, e a maioria deles é semelhante entre si. O NDVI é o índice mais popular e bem difundido, tendo uma grande vantagem: imagens de alta resolução com dados do satélite Sentinel-2. Quando temos imagens de alta resolução como essas, usamos canais com uma resolução de 10 metros (1 pixel corresponde a uma área de 10×10 metros) para calcular o índice NDVI. Os índices que usam canais de luz adicionais, principalmente de cor vermelha, têm uma resolução de 20 metros (1 pixel corresponde a uma área de 20×20 metros). No OneSoil, usamos apenas imagens tiradas do espaço pelo satélite Sentinel-2.

Uma das desvantagens do NDVI é que o índice perde sensibilidade quando uma planta atinge um certo limiar de desenvolvimento. Em outras palavras, se uma planta se desenvolve muito ativamente, fica impossível distinguir uma planta anormalmente verde de outra que apresenta verde "normal". O índice NDVI também depende do clima. Se as nuvens encobrirem um campo por muito tempo, a imagem do satélite não será nítida. Contudo, isso ocorre com qualquer índice, não apenas com o NDVI. Para resolver esse problema, o OneSoil usa dados de radar do satélite Sentinel-1 para algumas tarefas, como o reconhecimento de culturas.

Esperamos que este artigo tenha ajudado você a entender o que é o índice de vegetação NDVI e o que ele faz. Caso ainda tenha dúvidas sobre a agricultura de precisão, deixe um comentário e escreveremos um artigo sobre o assunto.

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