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खेतों के ऊपर ड्रोन और सैटेलाइट

स्वस्थ पौधे एक खास तरीके से रोशनी को रिफ्लेक्ट (परावर्तित) करते हैं। सैटेलाइट और ड्रोन इसका इस्तेमाल करके फसल की सेहत के नक्शे बनाते हैं, जैसे कि NDVI। इस तरीके को समझें, इसे खुद कैलकुलेट करें, और ड्रोन उड़ाने से पहले नियमों को जानें।

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खेतों के ऊपर ड्रोन और सैटेलाइट

स्वस्थ पौधे एक खास तरीके से रोशनी को रिफ्लेक्ट (परावर्तित) करते हैं। सैटेलाइट और ड्रोन इसका इस्तेमाल करके फसल की सेहत के नक्शे बनाते हैं, जैसे कि NDVI। इस तरीके को समझें, इसे खुद…

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आसान शब्दों में
हरी पत्तियाँ एक ऐसी रोशनी के लिए आईने की तरह होती हैं जिसे हमारी आँखें नहीं देख सकतीं, इसे नियर-इन्फ्रारेड (near-infrared) कहते हैं। वे इसे बहुत ज़्यादा वापस लौटाती (रिफ्लेक्ट करती) हैं। वे खाना बनाने के लिए लाल रोशनी को सोख भी लेती हैं। एक बीमार या सूखा पौधा कम नियर-इन्फ्रारेड रोशनी वापस लौटाता है। एक खास कैमरा इसे देख सकता है, और खेत के नक्शे को ऐसे रंग दे सकता है जिससे कमज़ोर हिस्से अलग से दिखाई दें।
सैटेलाइट और ड्रोन में ऐसे कैमरे लगे होते हैं जो आम रंगों से कहीं ज़्यादा नापते हैं। वे नापते हैं कि ज़मीन का हर छोटा सा हिस्सा कितनी लाल (red) रोशनी और कितनी नियर-इन्फ्रारेड (NIR) रोशनी रिफ्लेक्ट करता है।

NDVI: फसल की सेहत बताने वाला एक आसान नंबर

NDVI (नॉर्मलाइज्ड डिफरेंस वेजिटेशन इंडेक्स) इन दोनों को मिलाता है:
NDVI = (NIR - Red) / (NIR + Red)
  • यह हमेशा -1 और +1 के बीच होता है।
  • घने, हरे, स्वस्थ पौधे आमतौर पर ज़्यादा वैल्यू देते हैं।
  • खाली मिट्टी की वैल्यू शून्य के करीब या उससे थोड़ी ऊपर होती है।
  • पानी की वैल्यू अक्सर शून्य से कम होती है।
पूरे खेत का एक NDVI नक्शा दिखाता है कि किन हिस्सों में बाकी हिस्सों के मुकाबले कम हरियाली है। यह यह नहीं बताता कि ऐसा क्यों है। कम NDVI का मतलब कीड़े, बीमारी, बहुत कम पानी, बहुत ज़्यादा पानी, खराब मिट्टी, देर से बुआई, या बस कोई रास्ता या खाली जगह हो सकता है।

सैटेलाइट और ड्रोन

सैटेलाइटड्रोन
कवर किया गया इलाकाबहुत बड़े इलाके, एक साथ कई गाँवएक खेत या कुछ खेत
बारीकी (डिटेल)हर पिक्सल अक्सर कई मीटर चौड़ा होता हैछोटे-छोटे हिस्से और यहाँ तक कि एक-एक पौधा भी देख सकता है
कितनी बारएक तय समय पर ऊपर से गुज़रता है; बादल रुकावट डाल सकते हैंजब आप उड़ाना चाहें, अगर नियम और मौसम इजाज़त दें
किसान के लिए खर्चसैटेलाइट की कुछ तस्वीरें जनता के लिए मुफ्त हैंड्रोन, एक ट्रेंड पायलट और परमिशन की ज़रूरत होती है, अक्सर एक पेड सर्विस के रूप में
नोट
मानसून के दौरान, बादल अक्सर आम सैटेलाइट कैमरों से खेतों को छुपा लेते हैं। कुछ सैटेलाइट रडार का इस्तेमाल करते हैं, जो बादलों के आर-पार देख सकते हैं, लेकिन रडार की तस्वीरों को समझना ज़्यादा मुश्किल होता है।

numpy के साथ NDVI कैलकुलेट करना

Python: NDVI for a tiny made-up fieldpython
import numpy as np

# Made-up reflectance values (0 to 1) for a 2 x 3 field
red = np.array([[0.08, 0.10, 0.25],
                [0.07, 0.09, 0.30]])
nir = np.array([[0.50, 0.45, 0.30],
                [0.55, 0.48, 0.32]])

ndvi = (nir - red) / (nir + red)
print(np.round(ndvi, 2))
print("Lowest patch:", np.unravel_index(ndvi.argmin(), ndvi.shape))

ड्रोन उड़ाने के लिए परमिशन चाहिए

भारत में, भारत के ड्रोन नियमों के तहत सरकार द्वारा ड्रोन उड़ाने को नियंत्रित किया जाता है। उड़ाने से पहले, सरकार के Digital Sky प्लेटफॉर्म पर मौजूदा नियम देखें। इन बातों की जाँच करें:
  • क्या आपके ड्रोन का रजिस्ट्रेशन होना ज़रूरी है, और क्या पायलट के पास रिमोट पायलट सर्टिफिकेट होना चाहिए।
  • एयरस्पेस का नक्शा: कुछ इलाकों में, जैसे हवाई अड्डों और सीमाओं के पास, खास परमिशन चाहिए या वहाँ ड्रोन उड़ाना मना है।
  • अगर ड्रोन से कुछ छिड़काव करना हो तो अतिरिक्त नियम। ड्रोन से रसायनों का छिड़काव करने के अपने दिशानिर्देश हैं। अपने कृषि विभाग से पूछें।
ख़तरा
सही परमिशन के बिना कभी भी हवाई अड्डों, सैन्य इलाकों या भीड़ के पास ड्रोन न उड़ाएं। मंज़ूर नियमों, प्रोडक्ट लेबल और अपने कृषि अधिकारी की सलाह का पालन किए बिना कभी भी ड्रोन से कीटनाशकों का छिड़काव न करें।
इसे आज़माएं। किसी छत या पहाड़ी से एक खेत को देखें। क्या आपको ऐसे हिस्से दिखते हैं जो अलग लगते हैं? उनमें से किसी एक के पास जाएं। वहाँ असल में क्या है: पानी, कीड़े, कोई रास्ता, या खराब मिट्टी?

और देखें और पढ़ें

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लैब

numpy से बनाया गया एक काल्पनिक खेत का NDVI नक्शा, और उन हिस्सों की गिनती जिन्हें करीब से देखने की ज़रूरत है।

~25 min

समस्या

यह आपके ब्राउज़र में चलता है। लाल और नियर-इन्फ्रारेड के नंबर काल्पनिक हैं।

  1. compute_ndvi(red, nir) को पूरा करें ताकि यह हर सेल के लिए (nir - red) / (nir + red) का एक numpy array दे। जहाँ nir + red 0 हो (कोई डेटा नहीं), वहाँ शून्य से भाग देने के बजाय 0 रखें।
  2. low_count को ndvi में उन सेल्स की संख्या पर सेट करें जो LOW (0.3, सिर्फ इस अभ्यास के लिए चुना गया एक लेवल) से कम हैं।
  3. इसे चलाएं और नक्शा देखें। आप खेत के किस हिस्से में सबसे पहले जाएंगे?
  4. दो लाइनें लिखें: तीन अलग-अलग कारण बताएं कि किसी हिस्से का NDVI कम क्यों हो सकता है।

प्रैक्टिस लैब

कोड में बदलाव करें और इसे रन करें। Python आपके ब्राउज़र में चलता है — हमारे सर्वर पर कुछ नहीं भेजा जाता।

आउटपुट

कोई आउटपुट नहीं। वैल्यूज़ देखने के लिए print(...) जोड़ें।

आपका काम तब पूरा होगा जब

कठिन सवाल

उत्तर देखने से पहले ख़ुद जवाब देने की कोशिश करें। अगर आप इनके जवाब दे सकते हैं, तो आप पाठ समझ गए हैं।

Q1बिना डेटा वाले सेल्स अब NDVI 0 दिखाते हैं, जो नक्शे पर खाली मिट्टी जैसा दिखता है। यह एक समस्या क्यों है, और बेहतर तरीका क्या होगा?दिखाएं

देखने वाले को लग सकता है कि वे सेल्स खाली ज़मीन हैं, जबकि असल में वहाँ कुछ भी नापा ही नहीं गया था। इससे समय बर्बाद हो सकता है या गलत फैसला लिया जा सकता है। मिसिंग डेटा को साफ तौर पर दिखाना बेहतर होता है, उदाहरण के लिए nan और एक अलग रंग के साथ, और उसे कम NDVI से अलग गिनना चाहिए।

Q20.3 की सीमा (थ्रेशोल्ड) ऐसा नियम क्यों नहीं है जिसे आप हर फसल और हर हफ्ते इस्तेमाल कर सकें?दिखाएं

सामान्य NDVI फसल, उसके बढ़ने के चरण, किस्म, पौधों के घनत्व और सेंसर पर निर्भर करता है। सीज़न की शुरुआत में छोटे पौधे स्वाभाविक रूप से कम वैल्यू देते हैं। एक उपयोगी तरीका यह है कि उसी तारीख को उसी खेत के बाकी हिस्सों से, या पिछले सीज़नों में उसी खेत से उस हिस्से की तुलना की जाए, और फिर किसी एक्सपर्ट के साथ ज़मीन पर जाकर इसकी पुष्टि की जाए।

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अक्सर पूछे जाने वाले सवाल

क्या मैं अपने खेत का NDVI मुफ्त में देख सकता हूँ?

कुछ सार्वजनिक सैटेलाइट तस्वीरें मुफ्त हैं, और कुछ वेबसाइटें और ऐप्स इनसे NDVI दिखाते हैं। बहुत छोटे खेत के लिए यह डिटेल बहुत कम हो सकती है। किसी छोटे प्लॉट के नक्शे पर भरोसा करने से पहले पिक्सल का साइज़ ज़रूर जांच लें।

क्या ज़्यादा NDVI का मतलब अच्छी फसल है?

सिर्फ इसी से नहीं। NDVI तस्वीर के समय की हरी बढ़वार को दिखाता है। मौसम, कीड़े या सीज़न में बाद में आने वाली दिक्कतें अभी भी फसल पर असर डाल सकती हैं। यह जानकारी का सिर्फ एक हिस्सा है।

दो अलग-अलग तारीखों पर नक्शा अलग क्यों दिखता है?

फसलें बढ़ती हैं, सूरज का कोण बदलता है, मिट्टी गीली या सूखी हो सकती है, और हल्के बादल या धुंध रीडिंग बदल सकते हैं। एक जैसे समय के नक्शों की तुलना करें, और हमेशा खेत में जाकर खुद देखें।

क्या मेरे पास खुद का ड्रोन होना ज़रूरी है?

आमतौर पर नहीं। कई किसान ड्रोन सर्विस किराए पर लेते हैं। अगर आप ऐसा करते हैं, तो पूछें कि क्या ऑपरेटर और ड्रोन मौजूदा नियमों का पालन करते हैं, और आपके खेत की तस्वीरें किसे मिलेंगी।

पाठ का टेस्ट

5 सवाल। पास होने और इस पाठ को पूरा करने के लिए 3 सही होने चाहिए (60%)।

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