Sentinel-2哨兵二号卫星农业方向可获取信息

Sentinel-2 拥有 13 个光谱波段(可见光、近红外、短波红外、红边等),在农业领域非常强大。基于这些波段,可以提取多种 作物长势、健康和土壤信息,便于决策和管理。下面我给你一个详细分类和应用示例。


1️⃣ 植被指数(Vegetation Indices)

这些指数可以快速反映作物健康、绿度、覆盖度和生长状态。

指数 波段组合 农业应用
NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) (B8-B4)/(B8+B4) 最常用植被长势监测,反映绿度和叶面积指数。
EVI (Enhanced Vegetation Index) 2.5*(B8-B4)/(B8+6B4-7.5B2+1) 对高密度植被更敏感,能减少土壤和大气影响。
GNDVI (Green NDVI) (B8-B3)/(B8+B3) 对氮素含量敏感,可用于作物氮素监测。
SAVI (Soil-Adjusted VI) ((B8-B4)/(B8+B4+0.5))*(1+0.5) 低植被覆盖地区,减少土壤背景干扰。
NDRE (Normalized Difference Red Edge) (B8-B5)/(B8+B5) 对作物氮素和光合能力敏感,适合作物养分管理。
MCARI (Modified Chlorophyll Absorption) B5, B4, B3 氯ophyll 含量监测,反映叶绿素浓度。

2️⃣ 叶绿素、氮素、作物营养监测

  • 氮素含量 :通过 NDREGNDVI 可估算作物叶片氮含量。
  • 叶绿素含量:MCARI 或 NDVI 与光谱回归模型可推算。
  • 长势异常:NDVI 异常低的区域通常是病害、缺肥或缺水区域。

3️⃣ 水分监测

  • NDWI (Normalized Difference Water Index) :反映植被叶片或土壤水分。
    • NDWI = (B8-B11)/(B8+B11) 或 (B3-B8)/(B3+B8)
  • NDSI/NDSWI:短波红外可用于土壤湿度监测和灌溉管理。

用途:

  • 识别干旱区或缺水区域
  • 决定精准灌溉

4️⃣ 作物分类与长势分区

  • 利用 红边波段 (B5, B6, B7, B8a) 可以区分不同作物类型
  • 可做 作物覆盖分类图:水稻、小麦、玉米、大豆等
  • 支持 长势分区管理(Variability Management)

5️⃣ 病虫害与压力监测

  • 作物受病害或虫害时,叶片反射率变化
  • NDVI、EVI、红边波段组合可以早期检测叶片黄化
  • 可做 应急管理,及时施药或调整管理措施

6️⃣ 生长周期监测 / 作物生育期曲线

  • 通过多时相 Sentinel-2 影像(每 5 天一次)
  • 绘制 NDVI/EVI 时间序列
  • 可以判断:
    • 出苗期
    • 拔节期
    • 开花期
    • 成熟期
  • 用于 精准施肥、灌溉和收割决策

7️⃣ 土壤和地块基础信息

  • 土壤类型和裸土指数(Bare Soil Index,BSI)
  • 土地覆盖和田块边界识别
  • 支持精准农田管理(分块施肥、喷药)

🔹 总结

类别 指标 / 产品 农业应用
植被长势 NDVI, EVI, GNDVI, SAVI, NDRE 健康监测、长势评估
营养 NDRE, MCARI 氮素/叶绿素含量
水分 NDWI, NDSWI 干旱监测、灌溉决策
作物类型 红边波段、分类模型 作物分类、长势分区
生育期监测 多时相 NDVI/EVI 决策性管理、收割预测
土壤 / 地块信息 BSI, 红外波段组合 土壤监测、精准施肥
  1. NDVI
  2. EVI
  3. NDRE
  4. NDWI
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