ACTIVIDAD 1: Tecnologias de captación de datos
DESCRIPCIÓN Y OBJETIVOS
Una aplicación práctica de agricultura de precisión incluye varios muestreos, correspondientes a la caracterización inicial, el apoyo para la aplicación diferencial de inputs y finalmente la evaluación de cómo evoluciona en el tiempo. Para la realización de estos muestreos se podrían usar un repertorio de plataformas, cámaras y sensores. En esta actividad se analizará la capacidad de diferentes tecnologías de captación de datos para aportar información relevante en la gestión de la agricultura con bajos insumos.
El estado de madurez de las diferentes metodologías implicadas es heterogéneo y evoluciona rápidamente. Esta actividad no se limitará a hacer una elección entre las tecnologías existentes en el mercado, sino que contribuirá con actividad de investigación en la maduración de algunas tecnologías que aún no se ofrecen de manera comercial.
A lo largo del primer año se elaborará una propuesta de kit de metodologías de muestreo, que inicialmente se utilizarán para caracterizar la situación de partida en las parcelas donde se realizarán los ensayos del proyecto. También se estudiarán algunas mejoras tecnológicas en la captación de datos, como la combinación de diferentes fuentes de datos (plataformas, cámaras y sensores) para mejorar la calidad / coste de las campañas anuales de muestreo. Las metodologías establecidas en esta actividad se emplearán para la gestión de las aplicaciones diferenciales de inputs y para evaluar cómo evolucionan las parcelas en las actividades 4,5 y 6.
Los resultados previstos consisten en la definición de planes de muestreo que incluirán una combinación de plataformas, cámaras y sensores. Estos planes serán suficientemente flexibles para adaptarse a diferentes escenarios de costes y requerimientos de muestreo.
TAREAS
Tarea1.1 Complementariedad entre plataformas (avioneta, dron, satélite)
Dependiendo de la extensión del área a mostrar, del rango de costes asumibles, tipo de aplicación y margen de tiempo para la muestra, puede ser más conveniente una tecnología u otra. Se analizará como la flexibilidad para combinar diferentes plataformas en diferentes fases de la gestión de un problema agronómico podría ofrecer mejores prestaciones que no usar una sola plataforma. En concreto, se explorarán métodos de fusión de imágenes de satélite y aeroportades a fin de obtener datos con la mejor escala espacial, la frecuencia necesaria y un coste adecuado. En esta actividad se establecerá el protocolo para integrar información obtenida de sensores instalados en diferentes plataformas de cara a su uso en las siguientes actividades del proyecto, que consistirán en operaciones de planificación (sectorización del riego, establecimiento de puntos de control y predicción de demanda de agua) y control (del riego y de las malas hierbas).
Tarea 1.2 Definición de necesidades a sensorizar
Típicamente, en la agricultura de precisión se utilizan imágenes multiespectrales para obtener mapas de vigor vegetativo (combinando las bandas del rojo y del infrarrojo cercano) e imágenes térmicas para determinar el estado hídrico del cultivo (Bellvert et al. 2014, 2016 ).
No obstante, dentro del espectro electromagnético pueden también desarrollarse otros indicadores espectrales que pueden proporcionar una mejor información del estado hídrico de los cultivos, deficiencias nutricionales, humedad del suelo, superficie foliar, etc.
Por ello es necesario utilizar imágenes hiperespectrales con una alta resolución espectral (ancho de banda).
Actualmente, en la cadena de procesamiento, desde la realización del vuelo hasta la obtención de los mapas hay varios pasos que presentan aspectos mejorables de cara a la aplicación rutinaria de estas metodologías. En concreto se estudiará cómo optimizar la calidad / tiempo de procesamiento para la obtención de estos indicadores, además de la evaluación de nuevos indicadores espectrales sensibles al estrés hídrico de los cultivos.
Tarea 1.3 Mapeo de CE del suelo (VERIS)
La variabilidad observada en el desarrollo de los cultivos (tanto viña, arbóreos, como extensivos) proviene fundamentalmente de la variabilidad espacial de las propiedades del suelo. Para la caracterización de la variabilidad de los suelos, la UdL dispone de un equipo de medida de la conductividad eléctrica aparente del suelo en continuo, llamado Veris 3100. Este aparellconsisteix en una grada de discos que actúan como electrodos. Unos inyectan una corriente eléctrica a 12 voltios y otros miden la resistividad en un volumen de suelo explorado de 0-30 cm y de 0-90 cm de profundidad.
La siguiente imagen muestra el equipo Veris 3100 e ilustra el concepto de medida de la conductividad eléctrica a dos profundidades.
El sensor Veris 3100 registra datos cada segundo, con lo cual se pueden adquirir muchos datos de una parcela en poco tiempo, con densidades (por ejemplo) de 600-1000 puntos / ha, tal como muestra la siguiente imagen a dos profundidades vez.
A partir de aquí se pueden crear mapas continuos de la propiedad mediante una interpolación. Estos mapas pueden servir para zonificar las parcelas para un tratamiento diferenciado (caso de la agricultura de precisión) o para reorganizar sectores de riego, entre otros.
Tarea 1.4 Sensores in situ para reforzar la teledetección-
Se analizarán diferentes sensores del mercado (por la medida del suelo y de las plantas) a fin de evaluar su idoneidad como complemento de la teledetección.
Esta información permitirá obtener a tiempo real información sobre el estado del suelo y de las plantas en puntos de referencia del cultivo. Estos puntos de referencia se habrán identificado mediante la teledetección, de manera que se maximizará la representatividad de los puntos medidos y se podrá estimar el estado general del cultivo. Esta información servirá, además, para calibrar los sistemas de teledetección.
Para poder determinar los sensores más adecuados será necesario conocer las variables medidas por la teledetección así como las características de la medida.
La tarea, por lo tanto, integrará la ejecución de todas las actividades necesarias para la correcta sensorización del terreno: la especificación de las medidas clave recogidas por los sistemas de teledetección, la evaluación de los diferentes dispositivos sensores existentes en el mercado y el desarrollo y comunicación in situ de los dispositivos seleccionados.
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