¿Cómo ayudan las imágenes satelitales hiperespectrales a la agricultura de precisión?

El uso de imágenes satelitales hiperespectrales en la agricultura ha transformado la forma en que se gestionan las tierras de cultivo para satisfacer las crecientes demandas de la población en expansión frente al cambio climático.

El avance y la comercialización de esta herramienta en los últimos tiempos se han traducido en una comprensión y un monitoreo asequibles no solo de las grandes explotaciones agrícolas, sino también de las pequeñas explotaciones en todo el mundo.

Es importante comprender el concepto de imágenes satelitales hiperespectrales y sus beneficios para los agricultores y las tierras de cultivo, así como la forma de utilizarlas.

¿Cómo son útiles las imágenes satelitales para la agricultura?

Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, la agricultura ha sido una ciencia y práctica estrictamente basada en la tierra. Sin embargo, hoy en día su alcance se ha expandido enormemente, llegando incluso a los satélites que orbitan la Tierra. Pero, ¿cómo afectan realmente los satélites a la forma en que cultivamos y producimos alimentos?

La respuesta reside en los factores de los que depende la agricultura, a saber: el suelo, el clima, la temperatura, el patrón de precipitaciones, el desarrollo de los cultivos, la topografía, etcétera.

Los satélites o las tecnologías espaciales nos permiten medir y controlar fácilmente estos factores desde la comodidad de las pantallas de nuestros ordenadores, y la información así obtenida puede utilizarse para planificar intervenciones agrícolas adecuadas.

El uso de satélites en la agricultura es una práctica en rápido crecimiento. Ha evolucionado desde la simple recopilación de información hasta la realización de operaciones agrícolas precisas, como por ejemplo, el uso de tractores equipados con GPS para la cosecha.

Es importante destacar que los satélites se utilizan principalmente para generar datos geoespaciales precisos de objetos de interés: tierras de cultivo y cosechas en nuestro caso. Esto se logra mediante la combinación de más de tres satélites y un concepto conocido como trilateración.

Además, para medir y monitorear los factores mencionados, los satélites están equipados con diversos tipos de sensores de alta capacidad. Gracias a la combinación de estos mecanismos, los satélites se han vuelto tan útiles en la agricultura moderna.

¿Qué es la imagen hiperespectral en la agricultura de precisión?

La imagen hiperespectral es el proceso de obtener datos sobre un objeto capturando las diferentes firmas espectrales de todo el espectro electromagnético de la luz, y no solo de la banda de luz que podemos ver que se refleja al incidir sobre el objeto.

La captura de esas firmas espectrales se realiza con la ayuda de sensores de cámara especializados a bordo de los satélites.

En agricultura, la imagen hiperespectral se basa en el hecho de que casi todos los tipos de cultivos presentan diferentes firmas espectrales en las distintas etapas de su ciclo de vida y bajo diferentes condiciones fisiológicas. Estas diferencias pueden atribuirse a observaciones previstas o imprevistas.

En caso de resultados inesperados, las diferencias pueden atribuirse a diversos factores ambientales o de manejo que han alterado las condiciones fisiológicas de las plantas. Esto puede ser útil para la detección de:

• Nivel de humedad del suelo
• Varias enfermedades
• Composición de cultivos para sistemas de cultivos múltiples
• Infestación de malezas
• Nivel de nutrientes del suelo, etc.

Mediante el estudio y análisis cuidadosos de estos hallazgos, un agricultor puede adaptar fácilmente sus intervenciones para lograr una producción óptima en el tiempo y el espacio. En cierto modo, la imagen hiperespectral permite a los agricultores comprender las necesidades del cultivo.

El proceso de obtención de imágenes en la agricultura se realiza desde tierra o desde el aire. A nivel terrestre, se emplean robots o vehículos equipados con sensores hiperespectrales. Para la obtención de imágenes hiperespectrales aéreas, se utilizan drones (UAV) e imágenes satelitales.

Dado que el mecanismo de funcionamiento de la imagen hiperespectral implica la medición precisa de la luz y sus bandas espectrales, incluso un pequeño movimiento o irregularidad en el sistema puede distorsionar considerablemente los resultados y causar más daño que beneficio.

Por lo tanto, es fundamental utilizar sistemas y servicios fiables y precisos para cualquier operación agrícola que involucre imágenes hiperespectrales. Finalmente, la aplicación de imágenes hiperespectrales en la agricultura se aprovecha mejor cuando se utiliza regularmente durante varios ciclos de cultivo, lo que permite una comprensión y un monitoreo más precisos de los cultivos.

¿Cómo ayudan las imágenes espectrales satelitales a la agricultura de precisión?

Los satélites y las tecnologías asociadas no solo ayudan a los agricultores a gestionar sus explotaciones de forma eficaz, sino que están cambiando la forma en que se practica la agricultura en todo el mundo.

Los satélites brindan a los agricultores una visión y un conocimiento exhaustivos de sus tierras de cultivo desde una perspectiva que jamás hubieran imaginado hace tan solo unas décadas. Las diferentes maneras en que los satélites ayudan a los agricultores a gestionar sus explotaciones de forma eficaz y sostenible son las siguientes:

• Cartografía: El primer paso en la agricultura de precisión mediante el uso de satélites consiste en un mapeo exhaustivo de toda la parcela. Esto resulta especialmente beneficioso en el caso de grandes extensiones de terreno agrícola, ya que permite a los agricultores identificar y priorizar sus tierras en función de sus características espaciales.
• Medir y estudiar: Las cámaras y sensores multiespectrales instalados en los satélites proporcionan, directa o indirectamente, mediciones de una amplia gama de características importantes de las tierras de cultivo, como la salud de los cultivos, la nutrición, el estrés hídrico del suelo, la etapa de plantación, los patrones climáticos, las enfermedades, etc.
• Ejecución y supervisión: A continuación, los datos satelitales y sus funcionalidades son útiles para la automatización de maquinaria tecnológica y permiten ajustar con precisión las tasas de aplicación de fertilizantes y los patrones de riego. Además, a medida que las imágenes se acumulan con el tiempo, reflejan las características de las tierras de cultivo y del entorno. Esto ayuda a predecir eventos futuros y a planificar y prepararse con anticipación para minimizar las pérdidas extremas causadas por factores como sequías, cambio climático, brotes de enfermedades, etc.

Su uso en la agricultura, incluidas las imágenes hiperespectrales, se engloba dentro del concepto general de agricultura de precisión. Por lo tanto, las imágenes satelitales rara vez se utilizan de forma aislada, sino que son más bien uno de los elementos del Internet de las Cosas (IoT) empleados en la agricultura de precisión.

Imágenes satelitales, combinadas con datos terrestres, inteligencia artificial, análisis de macrodatos y difusión de datos hasta el nivel de los agricultores mediante teléfonos inteligentes y servicios de aplicaciones.

Más precisamente, las imágenes de alta resolución espectral en la agricultura permiten lo siguiente:

1. Detección de la salud de los cultivos:

Se utilizan diferentes tipos de índices de vegetación, calculados a partir de imágenes satelitales multiespectrales, para comprender, detectar y monitorear la salud de los cultivos. Como se mencionó anteriormente, las distintas condiciones de salud o su vigor provocan la absorción o reflexión de diferentes longitudes de onda de luz.

Los sensores capturan y calculan los índices, y el mejor se puede utilizar casi en tiempo real para generar estrategias de gestión adecuadas. Para comprender mejor los diferentes tipos de índices de vegetación y cuál elegir, lea esto. Blog GeoPard.

2. Estado y propiedades del suelo:

Del mismo modo que los cultivos y su follaje muestran firmas espectrales distintas en diferentes condiciones de salud, las variaciones en el suelo y sus propiedades también se traducen en un espectro de luz diferente reflejado por los sensores aerotransportados.

Por ejemplo, el Índice de Brillo del Suelo es uno de los índices utilizados para medir y mapear las propiedades del suelo. Dado que propiedades como la humedad, los niveles de nutrientes, la textura, la erosionabilidad y el pH influyen enormemente en el éxito o el fracaso general de todo el sistema agrícola, es importante mapear, gestionar y monitorear el estado del suelo de forma precisa y regular.

El muestreo sistemático del suelo puede proporcionar una descripción más precisa de sus propiedades, pero puede resultar costoso e ineficaz en grandes extensiones de terreno.

En consecuencia, el mejor enfoque combina la obtención de imágenes hiperespectrales con el muestreo sistemático en cuadrícula del suelo para obtener un mapa preciso y fiable de las diferentes propiedades del suelo.

Esto se puede utilizar además para aplicar la fertilización VRA. Este enfoque es el utilizado por el Análisis de datos del suelo solución proporcionada por GeoPard Agricultura.

3. Crecimiento de los cultivos y detección de tipos de cultivos/variedades

La aplicación de imágenes satelitales multiespectrales para comprender y monitorear el crecimiento de los cultivos, así como su composición, es esencial en los sistemas de cultivos múltiples en grandes explotaciones agrícolas.

En las grandes explotaciones agrícolas, diferentes parcelas de tierra pueden presentar factores ambientales localizados que provocan desviaciones del patrón de crecimiento normal. Además, plantas no deseadas, como las malas hierbas, pueden proliferar en zonas que perjudican el desarrollo de los cultivos principales.

Para supervisar todos estos problemas y garantizar que toda la parcela de terreno produzca resultados óptimos, las imágenes satelitales multiespectrales generan capas de datos que se pueden comparar para tomar decisiones informadas.

Además de estas aplicaciones comunes de las imágenes hiperespectrales, otras aplicaciones incluyen la detección y alerta temprana de inundaciones, la detección de incendios forestales, el monitoreo del ganado, etc.

En resumen, las imágenes satelitales hiperespectrales tienen un enorme potencial y aplicaciones en la agricultura, y su transformación en una práctica avanzada permite afrontar los crecientes desafíos del siglo XXI.

Existen numerosas maneras en que los agricultores pueden beneficiarse de esta poderosa herramienta y hacer que sus prácticas agronómicas sean más fáciles, efectivas, sostenibles y, lo que es más importante, rentables.

Sin embargo, también es evidente que su aplicación requiere un alto nivel de precisión y conocimiento, y los agricultores deben asegurarse de utilizar una plataforma de proveedores de servicios agrícolas fiable, con alta eficiencia operativa y experiencia técnica.

La división agrícola de GeoPard cuenta con una amplia gama de soluciones agrícolas que aprovechan al máximo el alcance de las imágenes satelitales multiespectrales como Landsat, Sentinel y Planet.

Las tecnologías utilizadas cuentan con una precisión muy alta, con una resolución de 3 m y una base de datos de imágenes de varios años para establecer tendencias de vegetación y zonas de gestión para sus tierras de cultivo.

Otras oportunidades del potente motor GeoPard incluyen la computación en tiempo casi real. Monitoreo de cultivos y Datos de rendimiento Utilizando las imágenes más recientes, que puedes visualizar fácilmente en plataformas web y en la nube para dispositivos móviles.

Utilizando toda esta información y capas de datos, GeoPard analiza las características generales de productividad de las tierras agrícolas y prescribe tasas variables de insumos como abono, riego, o especies de cultivos para sus tierras de cultivo con el objetivo de mejorar sus prácticas agronómicas desde una perspectiva sostenible y financiera.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cómo obtener imágenes satelitales para una granja?

Para obtener imágenes para su granja, comience por investigar proveedores de buena reputación que ofrezcan servicios enfocados en la agricultura, como GeoPard. Seleccione un plan de servicio adecuado según factores como la resolución de la imagen y la frecuencia de las actualizaciones. Una vez suscrito, acceda a las imágenes a través de la plataforma o las herramientas del proveedor y descárguelas para su área agrícola. Utilice estas imágenes para monitorear la salud de los cultivos, identificar áreas problemáticas y tomar decisiones informadas para optimizar las prácticas de manejo agrícola.

2. ¿Por qué son útiles las imágenes satelitales para comprender las redes tróficas?

Resulta útil para comprender las redes tróficas por varias razones. En primer lugar, proporciona una visión a gran escala de la superficie terrestre, lo que permite a los investigadores observar y monitorear grandes áreas y ecosistemas. Estas imágenes pueden ayudar a identificar características clave del hábitat, como los patrones de vegetación o los procesos oceanográficos, que influyen en la distribución y abundancia de los organismos dentro de las redes tróficas. Además, facilita el seguimiento de los cambios en la cobertura terrestre y las variables climáticas, factores importantes que afectan la dinámica de las redes tróficas.