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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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