26 de octubre de 2015

Observatorio Mesa Tecnológica de Oleaginosas

Monitoreo y estimación de área de cultivos de verano e invierno mediante sensoramiento remoto satelital.

Unidad de Agroclima y Sistemas de Información (GRAS) – INIA

Ing. Agr. Adrián Cal – acal@inia.org.uy

• Principales cometidos:

– la promoción, coordinación y ejecución de proyectos de investigación y otras actividades relacionadas con el Cambio Climático y su interacción con los sistemas de producción agropecuarios y forestales

– desarrollo de Sistemas Modernos de Información y Soporte para la Toma de Decisiones

• Se utilizan herramientas para el acceso, el análisis y el manejo de la información tales como:

– teledetección– sistemas de información geográfica (SIG)– sistemas de posicionamiento global (GPS) – modelos empíricos y de simulación

Objetivos:

• Monitoreo del estado general de cultivos de invierno (trigo y cebada) y verano (soja, maíz, arroz) durante el desarrollo del ciclo del cultivo.

• Estimación de área total de cultivos de invierno y verano.

• Estimación de rendimientos de cultivos.

¿Cómo?

• Con el uso de imágenes satelitales.

• Herramientas para procesamiento, análisis y clasificación de imágenes satelitales.

• Satelite TERRA de NASA.

Características:

• Áreas de aplicación: calidad del aire, erupciones volcánicas, detección de incendios, pronósticos meteorológicos, AGRÍCULTURA….

• Pasaje diario.

• Varios sensores: MODIS, ASTER, SERES…

• Sensor MODIS.

Trabaja en muchas bandas del espectro electromágnetico desde 400 nm a los 14400 nm.

¿Qué información nos suministra?

• Reflectancia de ROJO, VERDE, AZUL, INFRARROJO CERCANO, INFRARROJO.

• Índices de vegetación: NDVI, EVI. Nos permite detectar la presencia de actividad fotosintética.

• Índices de área foliar, producción de biomasa,…

• Resolución espacial: 250, 500, y 1000 metros.

250 m250 m

6,25 ha

INDICE DE VEGETACIÓN (“ÍNDICE VERDE”)

• Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI):

• Índice adimensional (-1 a 1).

• Plantas sanas y vigorosas NDVI.

• Plantas estresadas, senescentes, vegetación seca.

NDVI.

Índice de vegetación marzo 2015:

Ciclo de un cultivo:

Producción de biomasa y área foliar:

Fuente: H.R. Pagliaricci, S. González, A.E. Ohanian, T.W. Pereyra. (2000)

Índice de área folia – soja.

Fuente: Berkeley (2012).

Evolución temporal de índice de vegetación para cultivos.

- Firmas fenológicas -

Fuente: Johnson (2010)

Maíz y Soja

Fuente: Pinto, Fontana (2011)

Soja

Soja - Uruguay

Fuente: Pisón (2011)

Evolución temporal de índice de vegetación para diferentes coberturas y usos del suelo:

Fuente: INIA.

Función de Gauss:

-3 +3-2 +2- +

95.45%

99.73%

68.26%

Estimación temprana:

• Imágenes satelitales compuestas de 16 días. El valor del pixel es el más alto registrado en el período.

• 23 imágenes por año. 1 cada 16 días.

16 de enero

1° de febrero

18 de diciembre

2 de diciembre

16 de noviembre

17 de febrero

11 de julio

27 de julio12 de agosto

Estimación temprana:

Función logística

Días

IV

Series temporales

Monitoreo cultivos:http://www.inia.uy/investigación-e-innovación/unidades/GRAS/Monitoreo-Ambiental/Monitoreo-de-cultivos

Área total:

• Extracción de firmas fenológicas que logren el mejor ajuste (R²) con modelo gausiano.

• Determinación de los parámetros del modelo gausiano para estimar: fecha de siembra, días a floración, máximo valor de IV, amplitud (max-min), fin de ciclo, largo de ciclo…

• Cálculo del área ocupada por aquellos pixeles clasificados como cultivos.

INDICE VERDE

DIAS

¿R²?

Área total:

105 días

210 días

Área total:

89 días

177 días

Área total:

• 1.600.000 hectáreas estimadas de cultivos de verano (soja, maíz, arroz, sorgo).

Área total:

Qué es necesario para avanzar:

• Datos, datos, y datos…

• Información georeferenciada de chacras de muchos años y en muchos sitios.

• Fechas de siembra, relevamiento de datos de desarrollo fenológico (días a R1, R5, R8…).

• Información sobre rendimientos.

Otros temas relacionados:

• Balance hídrico de cultivos de verano (soja y maíz).

• Modelos de simulación de crecimiento y desarrollo para estimar rendimientos (DSSAT).

Muchas gracias por su atención.

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