Gewassensing
Wat is gewas sensing en hoe werkt het?
Gedurende het groeiseizoen worden er verschillende methoden toegepast om plaatsspecifiek een beeld te krijgen van de gewasontwikkeling binnen een perceel. De diverse methoden maken allen gebruik van metingen van de gewasreflectie en een daaruit berekende vegetatieindex. Sensing van het gewas berust op het principe dat variatie in de vegetatie-index een afspiegeling is van de variatie in gewasvitaliteit en biomassa.
Lichtspectrum
Licht is ingedeeld in golflengtes met de eenheid in nanometers. In de linkse onderstaande figuur wordt het zichtbaar licht voor de mens weergegeven. Dit loopt van 380 - 800 nanometers. In de rechtse onderstaande figuur is de opname van het (menselijk zichtbaar) licht door planten weergegeven. Te zien is dat planten het best licht opnemen tussen de 400 - 500 nanometers (blauw licht) en tussen 600 - 700 nanometers (rood licht). Deze uitkomsten worden daarom ook in de close sensing techniek toegepast.
Bron: zonnevlecht.be Bron: gdcs.nl
Infraroodmeting vormt de basis van close sensing ,omdat vegetatie veel reflecteert in het infrarode licht en weinig in het rode licht kan een index berekend worden waaruit de dichtheid van het vegetatiedek kan worden afgeleid. Wanneer de oppervlakte volledig door vegetatie is bedekt komt er geen rood licht meer door het vegetatiedek. Indien de vegetatie minder is dan reflecteert de bodem veel rood licht (zie onderstaande figuur).
Bron: BLGG
De mate van weerkaatsing zegt iets over fotosyntheseactiviteit en bepaalt bij benadering het biomassa/stikstofgehalte.
Door de verhouding van de gereflecteerde hoeveelheid VIS (zichtbare lichtspectrum) en NIR (nabij Infra-Rood) te berekenen, kan er een indicatie gegeven worden over de ‘groenheid’ van een gewas/vegetatie.
De meest gebruikte index is de Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) (o.a. Buiten & Clevers 1989). De index wordt bepaald door het rode licht van het infrarode af te trekken en te delen door de som van het rode en het infrarode licht (zie onderstaande figuur). De formule is als volgt:
Bron: sensingsystemen door Anita Rikkert
De waarde ligt altijd tussen 0 en 1. Bij een waarde van 0 is er geen vegetatie aanwezig, bij een waarde van 1 is het hele oppervlak met biomassa bedekt.
Aan de hand van het aantal bandbreedtes die sensoren kunnen meten kunnen de indexen berekend worden. Bandbreedtes zijn het bereik van het licht in nanometers. Bijvoorbeeld één bandbreedte loopt van 670 nm tot 700 nm van het lichtspectrum. Sensorenfabrikanten kunnen zo een heel aantal bandbreedtes verwerken in hun sensoren. Dus hoe meer bandbreedtes de sensor heeft, hoe meer indexen er mee berekend kunnen worden.
Uit indexen waaronder NDVI en WDVI zijn rekenregels afgeleid van de bandbreedtes die de sensor waarneemt. Het gaat erom welke index de vitaliteit van de plant het beste visualiseert. In onderstaande tabel staan alle sensoren en vegatatieindexen met bandbreedtes en andere belangrijke informatie schematisch weergegeven.
Bron: Lammert Kooistra, WUR
Van den Borne gebruikt vier verschillende bio-massasensoren. Dit zijn de:
- CropCircle sensoren
- GreenSeekers
- Yara N-sensor
- Fritzmeier Isaria sensor
