Lima

Determinación de variables biofísicas mediante teledetección en el marco de la agricultura de precisión

Raúl Zurita Milla (g62zumir@uco.es) Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos y de Montes Universidad de Córdoba Tutores : S. Moulin, J.G.P.W. Clevers, A. García-Ferrer

Para mi familia con:
r = 2a cos(1 + cos(q ))

Resumen Durante la campaña 1999/2000 el Instituto NacionalFrancés de Agronomía (INRA) inició un proyecto de Agricultura de Precisión destinado a evaluar nuevas estrategias para la fertilización del trigo basadas en una caracterización de la variabilidad intraparcelaria en términos de suelo y de cultivo. Así pues, el objetivo específico de este trabajo fue estudiar la viabilidad de dicha determinación a través de técnicas de teledetección. Para ello, se dispusode imágenes tomadas con dos sensores ópticos de características bien diferentes: Xybion, una cámara aeroportada con 6 bandas y SPOT HRV-IR, un sensor satelital de 3-4 bandas anchas. Las características de la cámara Xybion, usada por primera vez en este estudio, permitieron la determinación de la heterogeneidad intraparcelaria en términos de índice de área foliar (LAI), contenido clorofílico de lahoja (Cab), y de la cubierta (LAI*Cab). Dicha determinación se llevó a cabo mediante índices de vegetación (IV) y trabajando directamente con los conteos numéricos proporcionados por la cámara, debido a algunos problemas de 1

calibración. Numerosos IV fueron evaluados en este trabajo (clásicos, resistentes a los efectos del suelo y de la atmósfera, etc), además de las 6 bandas de la cámara yde un nuevo índice propuesto en este trabajo y llamado ANDVI. En general, los Resultados fueron muy satisfactorios para el LAI y el LAI*Cab: valores de R2 de hasta 0.9 y RMSE alrededor de 0.4; sin embargo, la determinación del contenido clorofílico de las hojas no fue tan fructuosa. El índice ANDVI fue el mejor de todos los resistentes a los efectos atmosféricos. La utilidad de las imágenessatelitales SPOT HRV-IR para la determinación de la variabilidad intraparcelaria en términos de LAI fue estudiada mediante la inversión del modelo PROSPECT+SAIL. Diferentes funciones de coste fueron evaluadas a través de técnicas de minimización iterativas, en las que el uso de información ‘a priori’ fue utilizado para reducir la ambigüedad en la determinación de dicha variable. Este método proporcionovalores de RMSE similares a los anteriores (i.e. 0.4). Sin embargo, estos valores eran altamente dependiente de las características de la función de coste, el valor inicial del algoritmo para comenzar la minimización, y de la precisión de la información ‘a priori’. En resumen, ambos métodos son adecuados para la determinación de la variabilidad intraparcelaria, e ilustran la gran importancia de suconocimiento para la propuesta, o mejora, de nuevas técnicas de cultivo. Palabras clave: agricultura de precisión, trigo, teledetección, heterogeneidad intraparcelaria, LAI, Cab, índices de vegetación, inversión de modelos.

1 1.1

Introducción Teledetección y agricultura de precisión

La agricultura de precisión nació a finales de los años 80 y principios de los 90 en los EE.UU. Suobjetivo es ajustar el uso de input agrícolas y métodos de cultivo para adaptarlos a la heterogeneidad presente en el suelo o cultivo (Srinivasan, 1999). En otras palabras, la agricultura de precisión promete revolucionar las técnicas convencionales de cultivo para conseguir una mayor rentabilidad, productividad, sostenibilidad, calidad del producto, protección medioambiental, seguridad alimentaría, yfinalmente, un mayor desarrollo rural (Robert, 1999; Pirnstrup-Andersen et al., 1999). Para conseguir todos estos objetivos, la agricultura de precisión necesita hacer uso de las llamadas tecnologías de la información y 2

comunicación: sistemas de posicionamiento global (GPS), sistemas de información geográfica (SIG), Teledetección, tecnologías de aplicación de inputs con dosis variable...