Mapování pozemků tak představuje obecně nezbytný krok při lokálně cíleném hospodaření. Významnou technologií pro celoplošné mapování pozemků jsou metody dálkového průzkumu Země (DPZ). DPZ může být využito jako náhrada tradiční agrobiologické kontroly pro identifikaci diferencí v zapojení porostu, výživného stavu, zaplevelení porostů, zralosti porostů, polehnutí, rozlišení míst s projevy stresových stavů porostů nebo při snímkování půdy k diferenci půdních typů, vlhkostních poměrů a obsahu humusu.
Diagnostika stavu porostů
Pro kvantifikaci porostních parametrů jsou využívané tzv. vegetační indexy, jejichž cílem je zvýraznit vegetační složku v obraze na základě znalosti spektrálního chování. Rostliny vykazují specifickou odrazivost v jednotlivých pásmech elektromagnetického záření. Modrá a červená část záření jsou v převážné většině adsorbovány při procesu fotosyntézy, část zeleného spektra je odrážena (proto se nám rostliny jeví jako zelené). V blízce infračerveném spektru je většina záření odrážena. Nejčastěji využívaným vegetačním indexem je Normalizovaný diferenční vegetační index NDVI, který je vypočten z odrazivosti z červené (R) a blízce infračervené (NIR) části elektromagnetického záření podle rovnice NDVI&nbs;=&nbs;(NIR&nbs;–&nbs;R)&nbs;/&nbs;(NIR&nbs;+&nbs;R). Vyšší hodnoty NDVI ukazují na více biomasy či lepší kondici vegetace. Pokročilejší senzory detekují záření v úzké oblasti záření v rozsahu 680 až 730&nbs;nm (tzv. red edge pásmo), které je více citlivé na změny v obsahu chlorofylu v rostlinách a netrpí jako NDVI sníženou citlivosti při vyšším množství biomasy, tzv. saturačním efektem.
Způsoby pořizování dat DPZ
Metody digitálního pořizování dat DPZ zahrnují zejména bezpilotní, letecké a družicové snímání (obr.&nbs;3). Volba způsobu monitoringu je odvislá od požadavků na prostorové rozlišení mapování, včasnosti provedení průzkumu a nákladnosti. Použitelnost družicových dat zásadně ovlivňuje výskyt oblačnosti. Proto lze družicový monitoring jen omezeně využít pro plánování agrotechnických operací. Periodicita přeletů družice nad daným územím se nabízí pro vyhodnocení dynamiku růstu rostlin (obr. 2), časových analýz snímků a identifikaci management zón. Naproti tomu předností leteckého a bezpilotního průzkumu je vysoká operativnost, kterou omezuje jen aktuální stav povětrnostních podmínek. To je významné pro plánované pěstební zásahy či mapování aktuálního stavu porostů a půdy na pozemcích, navíc s vysokým prostorovým rozlišením (např. 10–50&nbs;cm).
Z družic se nabízí využít bezplatně poskytované multispektrální snímky Landsat (NASA, USA) a Sentinel (ESA, EU). První družice Landsat byla vypouštěna 1972, k dispozici je tak bohatá časová řada těchto dat. Evropská družice Sentinel 2 zaznamenává multispektrální obrazová data ve 13 pásmech s prostorovým rozlišením až 10&nbs;m / pixel. Konfigurace spektrálních pásem umožňuje výpočet vegetačních indexů v oblasti red-edge. Družice Sentinel 2A byla vypouštěna v roce 2015, v březnu 2017 byla doplněna o druhou družici Sentinel 2B. V tandemu poskytují snímky s periodicitou 5 dní (3–4 dny pro naši zeměpisnou šířku).
Kromě leteckého a družicového průzkumu se v současnosti stále více prosazují metody dálkového průzkumu za pomocí dálkově pilotovaných systémů – tzv. dronů. Nabízí výrazně nižší provozní a investiční náklady a vyšší prostorové rozlišení pořízených snímků spolu s vysokou flexibilitou. Jistým omezením je nižší plošná výkonnost daná legislativní regulací maximální výšky letu při snímkování a kratší doba provozu baterie.
Hodnocení heterogenity pozemků
Mimo monitoring aktuálního stavu porostů mohou být výsledky dálkového průzkumu využity pro stanovení prostorové variability pozemků a vymezení produkčních zón. Nevyrovnanost půdních podmínek a jejich produkčního potenciálu se odráží na růstu rostlin a tyto rozdíly lze následně zachytit prostřednictvím vegetačních indexů. Analýza časové řady snímků pomáhá při určení výnosově slabých či naopak nadprůměrných míst na dané ploše (viz obr.&nbs;5). Produkční zóny mohou pak sloužit jako podklad pro variabilní aplikace hnojiv, úpravu výsevku při zakládání porostů, aplikaci přípravků na ochranu rostlin či další pěstební zásahy. Víceletá časová řada zachycuje významné rozdíly na pozemku, jejich projev je ale silně ovlivněn ročníkovými vlivy (viz obr.&nbs;5).
Závěr
Metody DPZ se prosazují jako efektivní nástroje pro mapování heterogenity pozemků a hodnocení stavu porostů. Významně tomu napomáhá rostoucí dostupnost družicových dat, a to i přes riziko absence použitelných snímků z důvodu výskytu vysoké oblačnosti ve snímané scéně. Současně jsou v zemědělství stále více uplatňovány bezpilotní prostředky pro jejich operativnost a vysoké prostorové rozlišení. Obě tyto technologie se mohou vzájemně doplňovat pro zachycení významných období růstu rostlin a indikaci problémových míst na pozemcích.
Poděkování
Příspěvek vznikl za podpory výzkumných projektů NAZV QJ1610289 „Optimalizace využití produkčního potenciálu půdy lokálně cílenou agrotechnikou” a TAČR TA04021389 „Vývoj systému pro variabilní dávkování pesticidů a hnojiv na základě senzorového monitoringu porostních podmínek.”
