Η τηλεπισκόπηση χρησιμοποιεί όργανα που μετρούν την ακτινοβολία που εκπέμπεται από τα φυτά ή το έδαφος. Σημειώστε ότι το μάτι μας είναι ένα όργανο τηλεπισκόπησης που μπορεί και αντιλαμβάνεται (μετρά) τις ακτινοβολίες (τα μήκη κύματος) που ορατού φωτός.

Ένα κύμα είναι αυτό που δημιουργείται αν στο νερό ρίξουμε μια σταγόνα ή μια πέτρα. Το κύμα διαδίδεται προς όλες τις κατευθύνσεις (Εικόνα 1). Στον κόσμο γύρω μας υπάρχουν πολλά κύματα που διαδίδονται. Ορισμένα τα αντιλαμβανόμαστε όπως το φως ή ο ήχος, ορισμένα δεν τα αντιλαμβανόμαστε όπως τα κύματα του ραδιοφώνου ή της τηλεόρασης. Το κάθε κύμα έχει ορισμένα χαρακτηριστικά όπως το μήκος κύματος, η συχνότητα και το πλάτος (Εικόνα 2).

Εικόνα 2. Χαρακτηριστικά κύματος

Γύρω μας υπάρχουν πολλά κύματα που έχουν πολλές εφαρμογές. Η Εικόνα 3 δίνει μια εικόνα των κυμάτων με μήκος κύματος από μέτρα που είναι τα ραδιοκύματα μέχρι πολύ μικρότερα δισεκατομμυριοστά του μέτρου που είναι οι ακτίνες γ. Το ορατό φως έχει μήκη κύματος από 400 έως 700 δισεκατομμυριοστά του μέτρου (nm). Η μέτρηση της ακτινοβολίας των σωμάτων μας δίνει πολύ χρήσιμες πληροφορίες για ιδιότητές τους που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε σε πολλές γεωργικές εφαρμογές. Η Εικόνα 4 μας δίνει μια πιο παραστατική παρουσίαση της αντιστοιχίας μήκους κύματος και εφαρμογών τους.

Εικόνα 3. Μήκη κύματος (ή συχνότητες) και αντίστοιχες εφαρμογές

Εικόνα 4. Μήκη κύματος και εφαρμογές

Το ορατό φως μπορεί να χωριστεί σε ακτινοβολίες που αντιστοιχούν στα χρώματα της ίριδος. Συνήθως χρησιμοποιούμε τα χρώματα ερυθρό (μεγαλύτερο μήκος κύματος) και ακολουθούν με μικρότερα μήκη το πράσινο και το μπλε (Εικόνα 4). Μεγαλύτερα μήκη κύματος από το ερυθρό χαρακτηρίζονται ως υπέρυθρο που το χωρίζουμε σε τρία μέρη το κοντινό υπέρυθρο, το μέσο υπέρυθρο και το μακρινό υπέρυθρο (Εικόνα 4). Οι διάφοροι συνδυασμοί ακτινοβολιών από τα φυτά μπορούν να μας δώσουν τους λεγόμενους δείκτες βλάστησης που περιέχουν σημαντικές πληροφορίες καθώς συσχετίζονται με ορισμένες ιδιότητες της φυσιολογίας των φυτών. Αντίστοιχα άλλοι συνδυασμοί ακτινοβολιών μπορούν να μας δώσουν στοιχεία για το έδαφος. Σήμερα αναπτύσσονται πολλά όργανα τα οποία μπορούν να μας δώσουν μετρήσεις των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που εκπέμπουν τα φυτά ή το έδαφος με πλήθος εφαρμογών σε πειραματικό ή εμπορικό επίπεδο.

Θα προσπαθήσω με παραδείγματα να δώσω μια εικόνα των εφαρμογών για να αντιληφθούν οι αγρότες τι είναι όλα αυτά που ακούν για drones (τηλεκατευθυνόμενα ιπτάμενα οχήματα) ή για εικόνες από δορυφόρους κλπ.

Ένας από τους δείκτες βλάστησης που χρησιμοποιούνται σήμερα ευρύτατα είναι ο δείκτης NDVI ή δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς. Αυτός εκμεταλλεύεται τις ιδιότητες του εδάφους και των φυτών να απορροφούν και να ανακλούν την ακτινοβολία του ερυθρού και του κοντινού υπέρυθρου φάσματος. Τα φυτά έχουν την ιδιότητα να απορροφούν την ακτινοβολία του ερυθρού χρώματος (για αυτό φαίνονται πράσινα) και να αντανακλούν την κοντινή υπέρυθρη ακτινοβολία. Το έδαφος αντίθετα απορροφά την κοντινή υπέρυθρη. Επομένως η διαφορά των δύο είναι μεγάλη στα πράσινα φυτά και μικρή στο έδαφος. Όταν πάμε σε ένα χωράφι και μετρήσουμε τις δύο ακτινοβολίες τότε όσο περισσότερο είναι καλυμμένο από φυτά το έδαφος και πιο πράσινα τα φυτά τόσο η διαφορά ερυθρής μείον την κοντινή υπέρυθρη ακτινοβολία είναι μεγαλύτερη. Αυτό ακριβώς εκφράζει ο δείκτης NDVI που δίνεται από τη σχέση (κοντινή υπέρυθρη – ερυθρή) )/ κοντινή υπέρυθρη + ερυθρή). Ο NDVI παίρνει τιμές από 0 που σημαίνει γυμνό έδαφος μέχρι 1 που είναι φυτά πολύ ζωηρά και πράσινα. Ενδιάμεσες τιμές δείχνουν φυτά που καλύπτουν μεγαλύτερο ή μικρότερο τμήμα του εδάφους και είναι ζωηρά πράσινα ή αρχίζουν να ωριμάζουν και να κιτρινίζουν. Έχουν αναπτυχθεί πολλοί δείκτες βλάστησης που φαίνεται να συσχετίζονται με διάφορα χαρακτηριστικά των φυτών ή του εδάφους και μπορούν να μας βοηθήσουν στη διαχείριση των φυτειών μας.

Οι δύο Εικόνες 5 και 6 εξηγούν τα πιο πάνω. Στην Εικόνα 5 το NDVI είναι 0,70 με το δείκτη ανάκλασης του φωτός για το ερυθρό να είναι 0,05 και του κοντινού υπέρυθρου 0,4. Στην Εικόνα 6 η φυτεία είναι αναπτυγμένη και πράσινη οπότε το NDVI είναι κοντά στο 0,90 με τους δείκτες ανάκλασης του φωτός να είναι κοντά στο 0,6 για την κοντινή υπέρυθρη και 0,02 για την ερυθρή.

Εικόνα 5. Φυτεία σόργου σε μικρό στάδιο ανάπτυξης

Εικόνα 6. Φυτεία σόργου σε πλήρη ανάπτυξη και έντονο πράσινο χρώμα

* Ο Φάνης Γέμτος είναι γεωπόνος, ομότιμος καθηγητής του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας