O NDVI, sigla para Normalized Difference Vegetation Index ou, traduzindo, Índice de Vegetação da Diferença Normalizada é uma das principais formas de mapeamento de áreas na agricultura.

Utilizado por diversas empresas e equipamentos agrícolas, neste artigo falaremos um pouco sobre o surgimento do NDVI, seu funcionamento, aperfeiçoamentos e as tecnologias que aplicam esse sistema, além de seus benefícios para o manejo de culturas.

Você verá nesse post:

• O que é NDVI
• Como surgiu o NDVI
• Como funciona o NDVI
• Aplicações do NDVI
• Variações do NDVI

O que é NDVI?

Todos os objetos absorvem e emitem energia luminosa em diferentes freqüências e comprimentos de onda. O olho humano é capaz de enxergar a faixa de luz de 750 a 400 nanômetros.

Já as plantas, por possuírem diversos pigmentos (ex.: clorofilas a, b e caroteno) conseguem absorver uma faixa de luz maior do que nós, humanos, podemos enxergar.

E isso, com o auxílio de algoritmos como o sistema NDVI, permitem gerar dados a respeito do dossel e das características da planta baseados na reflectância que o vegetal emite nos seus diferentes estágios de densidade.

Como surgiu o NDVI

A agricultura é um dos ramos que mais se beneficia dos avanços obtidos pela indústria aeroespacial e militar.

Do GPS agrícola e sua capacidade de fornecer informações geográficas precisas ao uso de drones e suas facilidades de operação remota, a tecnologia militar também interferiu consideravelmente nos sistemas de mapeamento utilizando algoritmos baseados na diferença de refletância dos objetos.

O primeiro artigo científico relatando o uso do NDVI é datado do início da década de 70 pelo pesquisador e diretor do Centro de Sensoriamento Remoto da Universidade do Texas, Dr. John Rouse, e, pouco depois, a NASA iniciou uma série de experimentos utilizando tal algoritmo.

Desde então, a utilização de algoritmos e índices de vegetação se tornaram comuns na agricultura de precisão, especialmente o NDVI.

Como funciona o NDVI?

O NDVI é a razão entre a diferença do comprimento de onda infravermelho próximo e vermelho pela soma dos mesmos (fórmula abaixo):

NDVI = (IVpróximo – Vermelho)/(IVpróximo + Vermelho)

O valor do índice varia de -1 a 1, e o programa atribui cores para cada pixel baseado nos valores calculados com as refletâncias, gerando um mapa das áreas com a respectiva representatividade da sanidade vegetal. De forma simples, uma vegetação sadia terá um NDVI próximo de 1 e um solo totalmente descoberto ou qualquer área sem presença de material vegetal terá um NDVI de -1.

No entanto, é importante ressaltar que o NDVI é uma ferramenta de auxílio para diversas atividades na lavoura, mas não substitui a análise direta do engenheiro agrônomo ou do produtor para tomar as decisões adequadas de manejo.

Aplicações do NDVI

Dentre as aplicações na agricultura, se destacam:

• Mapeamento de plantio

A realização de um plantio bem feito é fundamental para obtenção de altas produtividades. Ao observar-se as condições de espaçamento entre plantas e entre linhas e buscando o número de plantas por metro ideais para cada cultura, o retorno financeiro será maior.

Assim, com o auxílio do NDVI, é possível detectar falhas de plantio, principalmente em áreas muito grandes e de difícil acesso.

• Monitoramento da sanidade

As plantas apresentam diversos sinais e sintomas quando estão sendo atacadas por pragas, doenças ou está ocorrendo uma situação de déficit hídrico e nutricional.

No entanto, a descoloração das folhas é uma das evidências mais comuns em qualquer uma das situações anteriores e, em decorrência disso, a refletância destas folhas difere daquela vista em plantas sadias, que apresentam bastante pigmentos, e são detectadas com o auxílio do NDVI, facilitando o diagnóstico e correção dos problemas existentes.

• Mapeamento de Plantas daninhas e pulverização direcionada

O sistema Weedseeker é uma das tecnologias que utilizam o NDVI para o seu funcionamento. Oferecido pela Trimble, o sistema é capaz de detectar somente as plantas invasoras pela diferença de refletância, garantindo alta eficiência de pulverização, sem desperdício de agroquímicos com deriva ou por escorrimento.

Segundo a multinacional americana, o sistema pode reduzir em até 90% os gastos com os produtos químicos, além de também ser utilizável para irrigação de mudas de café, citros, hortifruti e espécies arbóreas para reflorestamento.

Variações do NDVI

Apesar de ser muito utilizado e apresentar alta eficiência no mapeamento aéreo, o NDVI também foi aperfeiçoado e originou algumas outras tecnologias, embora a aplicação comercial ainda não seja tão constante quanto o primeiro índice. São elas:

• SAVI

O Índice de Vegetação Ajustado ao Solo é uma melhoria do NDVI, auxiliando na geração de mapas. Criado por Alfredo Huete, em 1988, possui uma constante (L) no seu cálculo que minimiza o efeito do solo na coloração do mapa, ou seja, as áreas com solos expostos não interferem tanto, aperfeiçoando o sistema original. A Agronow, de São José do Campos-SP, fornece a tecnologia.

• ARVI

O Índice de Vegetação Resistente à Atmosfera é outra variação do NDVI, criado em 1992 pelos pesquisadores Kaufman e Tanré. Eles substituíram a refletância vermelha pela refletância normalizada vermelho-azul, reduzindo a interferência da atmosfera no mapeamento.

• EVI

Enhanced Vegetation Index, ou Índice de Vegetação Melhorado é, de certa forma, uma combinação do NDVI e ARVI. Tal qual o ARVI, o principal objetivo é reduzir a interferência da atmosfera e permitir que a leitura seja precisa, otimizando o sinal da vegetação, especialmente em áreas com alta densidade de biomassa. Também é encontrado na Agronow.

• NDWI

Índice de Umidade por Diferença Normalizada é calculado utilizando os valores de infravermelho próximo e infravermelho médio.

É utilizado para diferenciar vegetações secas de vegetações verdes, sendo outro bom auxiliar no mapeamento e detecção de sanidade de culturas.