從太空看你的田地,多虧了 Copernicus
FairGrow 裡的每一張衛星影像都來自 Sentinel-2,也就是歐洲的 Copernicus 計畫。我們在 Copernicus Data Space Ecosystem 裡處理這些資料,再把結果放在你土壤感測器的旁邊。每個像素十公尺,每隔幾天更新一次,而且用你自己的語言呈現。
圖片背後的計畫
我們自己沒有發射衛星。歐洲發射了,而且發射了兩次,之後決定讓所有人都能使用衛星看到的資料。FairGrow 正是因為這個決定而誕生的眾多可能之一。
Copernicus,歐盟的地球觀測計畫
Copernicus 由歐盟執委會,聯同歐洲太空總署與歐盟成員國共同營運。它旗下的 Sentinel 衛星為整個地球拍照,資料政策很簡單:完整、免費且公開。對種植者來說,真正重要的是 Sentinel-2。兩顆一模一樣的衛星,十三個光譜波段,顯示植物狀況的波段每像素十公尺,而且每五天就會再次掃過同一塊田地。
自 2023 年起,這些資料透過 Copernicus Data Space Ecosystem 提供,這是一個歐洲雲端平台,你不只能下載影像,還能直接在原地進行運算。這正是我們的做法:我們的公式在那裡針對當天的影像運行,只有處理完成的圖片才會傳到我們的伺服器。我們從不儲存原始衛星資料,也絕不會取用超過你所畫地塊所需的任何一個位元組。
在你的儀表板裡,除了 Sentinel-2,還有另外兩個 Copernicus 資料來源:Copernicus Land Monitoring Service,提供你地塊自 2017 年以來的作物歷史;以及 Copernicus DEM,也就是地形圖層背後那個解析度 30 公尺的高程模型。
資料來源標示:Contains modified Copernicus Sentinel data 2026. 這句話會出現在每一個使用到這項資料的圖磚、圖表、下載檔案與報告上。
衛星與你之間發生了什麼事
六個步驟,沒有一個需要你動手。只要畫好你的地塊一次,之後每一次可用的衛星掃描,都會自動變成一組全新的影像。
十七種檢視同一塊地的方式
Sentinel-2 記錄十三種顏色,大部分肉眼看不見。每個圖層都是用種植者聽得懂的話,向這些顏色提出的一個問題。你只要點選分頁,背後的數學計算完全不用你操心。
真彩色
從太空看你的地塊長什麼樣子,方便你辨識方位並發現變化。
假色
近紅外線以紅色呈現,紅色越深,代表作物越茂密健康。
NDVI,植被
經典的長勢指標。深綠色代表冠層茂密,棕色代表裸土或作物承受壓力。
NDMI,濕度
反映葉片與土壤中的水分。藍色代表濕潤,橙色代表乾燥,而且比作物本身顯現出來還要早好幾天。
NDWI,水體
顯示明水面與積水的角落,像是池塘、溝渠,還有那塊永遠排不了水的地方。
EVI,生長
改良版的 NDVI,適用於密植作物,這時經典指標已經看不出差異了。
NDDI,乾旱
同時考慮植被與水分。紅色代表乾旱最先出現的地方。
SWIR,燒痕與濕度
短波紅外線,能顯示剛翻耕過的土地、乾旱壓力與火損痕跡。
SAVI,幼苗
經過裸土校正的植被指標,作物還小的時候依然可靠。
NDRE,紅邊
反映成熟作物中的葉綠素含量。在 NDVI 已經飽和看不出差異時依然敏感,因此也能用來檢查氮含量。
影像分類
衛星自己判斷每個像素屬於哪一類:植物、土壤、水體、雲或陰影。我們的雲層篩選機制就是用它來運作的。
作物地圖,CLMS
Copernicus Land Monitoring Service 觀測到你地塊上種植的作物,逐年記錄,回溯至 2017 年。
山影
地形以西北方向光源呈現陰影,讓土丘、沖溝與舊溝渠一目了然。
坡度
以度數表示的坡度陡峭程度。坡度越陡的角落,越早乾涸,也越早被沖刷。
坡向
顯示坡面朝向哪個方向。朝南接收較多溫暖,朝北則容易積霜。
海拔
低窪處在晴朗夜裡容易積聚冷空氣,高處則相對乾燥。
濕潤度
根據地形計算出下雨時水會流向哪裡、又會積聚在哪裡。
其中五個指標還會顯示你地塊過去 90 天的趨勢,點選任何一個像素,就能看到當天的數值。
衛星與土壤相遇之處
衛星每隔幾天才看一次整塊地,感測器則每隔幾分鐘看一次單一個點。單靠其中一個都不夠,而 FairGrow 真正有趣的地方,就在於兩者相遇時會發生什麼事。
NDRE 對照模型
我們的氮平衡是根據作物、土壤與天氣建立的模型。來自 Sentinel-2 的 NDRE,則是對冠層葉綠素的獨立量測。當兩者結果一致時,你可以放心相信建議;當兩者出現分歧時,這塊地就值得你親自走一趟。
壓力訊號來自上方,時機判斷來自下方
NDMI 與 NDVI 趨勢會顯示地塊哪裡正承受水分壓力,土壤感測器則顯示根系範圍實際何時變乾。兩者結合,能把一週一次的影像變成每天的決策依據,灌溉抽屜更會把兩者放在同一個畫面裡。
第一天就有歷史紀錄
大部分小型種植者都沒有數位化的作物歷史紀錄。Copernicus 的土地監測資料集,會在你畫出地塊的當天,立刻給你一份完整紀錄:自 2017 年以來這裡種過什麼、何時發芽、何時收成。
Sentinel-2 出現在哪裡
六個地方,沒有一個要求你知道什麼是光譜波段。
衛星檢視
儀表板上有六個圖磚,顯示最新一次晴朗掃描的結果,並附上日期與雲量。展開後可以看到全部十七個圖層、較舊的影像、90 天的趨勢圖,還能把任何圖層下載成圖片。
位置背景資訊
NDVISentinel-2常態化差異植生指標比較健康葉片反射的近紅外線光與吸收的紅光。數值介於 -1 到 1 之間:高於 0.6 代表冠層茂密健康,約 0.2 則代表裸土或作物承受壓力。由 Sentinel-2 的 B08 與 B04 波段計算得出。 疊加在空拍圖上,並依你的地塊輪廓裁切,周圍還會顯示土壤剖面、水分平衡與作物歷史。
灌溉
你地塊的 NDVI 時間序列,會與感測器測得的濕度並列呈現,就在你設定閥門或幫浦規則的同一個抽屜裡。
氮平衡
模型推算出的氮含量狀態,會與過去二十天的 NDRESentinel-2常態化差異紅邊指標使用紅邊波段,也就是紅光與近紅外線之間那道狹窄的過渡帶,葉綠素在這裡會留下痕跡。當作物密植且成熟導致 NDVI 飽和時,NDRE 依然能分辨出養分充足與養分不足的葉片,因此可以作為一項獨立的氮含量檢查。使用 Sentinel-2 的 B08 與 B05 波段。 進行比對,這是一項完全不花你一毛錢的獨立驗證。
地形與排水
來自 Copernicus DEMCopernicus數位高程模型整個地球的高度地圖,每格 30 公尺,由 TanDEM-X 雷達衛星建置,並由 Copernicus 發布。FairGrow 以此計算出地形圖層:陰影、坡度、坡向、低窪處,以及水會積聚的地方。 的坡度、坡向與濕潤度,解釋了為什麼有些角落總是最先變乾,或最先淹水。
報告
週報、天氣報告與無人機勘測報告,都會附上你地塊最新的影像,並在下方標示資料來源。
有禮貌地索取,謹慎地保存
只要使用者懂得節制,開放資料就能持續開放。以下就是我們的做法,確保越來越多種植者使用時,不會成為歐洲公共服務的負擔。
先選最晴朗的掃描,再加上遮罩
製作圖片時,我們挑選過去 90 天裡雲層最少的影像。計算數字時,我們還會把衛星標記為雲或陰影的每個像素都遮蔽起來。這樣圖片乾淨,平均值也才誠實可靠。
我們保留收到的資料
圖片保留 30 天,地塊數字保留六小時。同一個地點的兩位種植者共用同一次請求,而預熱過的快取,能在完全不動用 Data Space 的情況下,滿足大部分儀表板的需求。
只取你的地塊
三公頃以上的地塊,會依照自己的輪廓計算統計數據。較小的地塊則使用一公里見方的範圍,因為單一個 Sentinel-2 像素,就已經覆蓋了一座菜園的一大部分。
絕不使用原始資料
我們從不下載衛星原始產品。我們的公式在 Copernicus 雲端內執行,回傳的只有處理完成的圖片,或是地塊的平均值。我們的資料足跡,就只是一張 PNG 圖片和幾行 JSON。
出狀況時誠實以告
如果 Data Space 無法連線,你會看到我們最後一次收到的影像,下方的日期會顯示它有多久沒更新。資料缺口就會被標示為缺口,絕不會偽裝成一片健康的綠地。
你的資料留在自家
你的地塊、你的感測器與你的讀數,都存放在我們自有的伺服器上,位於一個通過 ISO 27001 認證的荷蘭資料中心。唯一會傳送到 Copernicus 雲端的,只有要運算的區域輪廓,而那個雲端也同樣是歐洲的。
一家走出戶外的資料公司
FairGrow 由 EasyData 打造,這是一家荷蘭公司,自 1999 年起就為市政府、醫療機構與企業處理文件的串接與辨識工作,並自 2012 年起在 Yerevan 設有開發團隊。FairGrow 一開始只是一個花園感測器的實驗,直到我們看見衛星與同一塊地上的感測器搭配後能帶來多大的價值,它才變成一個真正的平台。
- 在一年之內、不靠任何補助,建立在 Copernicus 與 Data Space 之上
- 適合蔬菜農、果農、溫室、莊園,以及認真的家庭園藝愛好者
- 支援 57 種語言,因為衛星影像唯有用你聽得懂的語言解釋,才真正有用
授權條款,一句話說完
Copernicus 資料可以免費使用,商業用途也一樣,唯一的條件是:說明資料的來源。我們認為這是公平的交易,所以這句話絕不會被藏在頁尾裡。它會出現在每一個圖磚與圖表下方,被畫進你下載的每一張圖片裡,也會印在每一份報告上。
Copernicus DEM 與土地監測資料集,適用相同的開放授權與相同的義務。Sentinel-2 是透過 Copernicus Data Space Ecosystem,依照其 使用條款 提供給我們的;整體政策則說明於 Sentinel 資料法律聲明之中。
Sentinel-2是你儀表板中多個資料來源之一。天氣和歷史紀錄來自Open-Meteo和Copernicus氣候與大氣服務,花粉資料來自SILAM,地塊輪廓來自歐洲的農地登記系統,作物代碼則來自EPPO。季節常態值和獨立的天氣核對來自NASA POWER,土壤基準資料則來自ISRIC的SoilGrids。接下來的計畫是:為每個感測器點位提供衛星像素視窗,並在影像中的壓力模式獲得該點感測器確認時發出警示。
從太空看見你自己的地塊
建立你的帳號,加上你的位置,畫出你的地塊一次就好。下一次 Sentinel-2 的晴朗掃描,就會自動出現在你的儀表板上,並用你的語言附上說明。
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