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EXPERIENCIAS OPERACIONALES DE LA OBSERVACIÓN DE LA TIERRA, AGRICULTURA DE PRECISIÓN Y FERTILIZACIÓN
VICENÇ PALÀJORDI CORBERA
• Presentación de la Observación de la Tierra en el ICGC
• Agricultura y Observación de la Tierraen ICGC:
- Ejemplos pre-operacionales- Ejemplos operacionales: Fertilización
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
PRESENTACIÓN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN EL ICGC
CIENCIA + TECNOLOGIA + PROBLEMAS REALES = VALOR AÑADIDO
ICGC
... Algunos ejemplos de trabajo en el paso del dato a información y conocimiento
2
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
PRESENTACIÓN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: PROGRAMA COPERNICUS
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http://www.icgc.cat/Administracio-i-empresa/Descarregues/Imatges-aeries-i-de-satel-lit/Ortoimatges-Sentinel-2
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
PRESENTACIÓN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: PROGRAMA COPERNICUS
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
PRESENTACIÓN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: ECOSISTEMA URBANO
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
PRESENTACIÓN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: ECOSISTEMA URBANO
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
PRESENTACIÓN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: ECOSISTEMA NATURAL
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
PRESENTACIÓN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: ECOSISTEMA NATURAL
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
PRESENTACIÓN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: CONOCIMIENTO
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
PRESENTACIÓN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: CONOCIMIENTO
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
PRESENTACIÓN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: COBERTURAS TEMÁTICAS
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Codi Grup Codi Categoria Definició aprovada pel Grup de Treball de la C4
11 Conreus Herbacis Terres sota un sistema de conreus, relativament homogènies, cobertes
per plantes que tenen la seva part aèria de consistència herbàcia.
Ocupen la terra durant períodes relativament curts i sovint necessiten
ser sembrats després de cada collita. Inclou els arrossars (camps
inundats) i els guarets (terra en descans) envoltats de conreus en actiu.
Exclou horta, vivers i conreus forçats.12 Horta, vivers i
conreus forçats
Superfícies ocupades per: Horta, terrenys de regadiu amb estructura de
mosaic de parcel·les menudes on predominen les hortalisses , i alguns
fruiters, en molts casos per autoconsum; Vivers, terrenys a l'aire lliure
on es cultiven plantes fins que arriben a una mida útil; Hivernacles i
conreus sota plàstic, amb estructures permanents o efímeres que
permeten modificar les condicions de conreu.
13 Vinyes Espai de terra conreat plantats de ceps (plantes llenyoses del gènere
Vitis ), que donen com a fruit el raïm. Inclou vinyes en bancals.
14 Oliverars Espai de terra conreat amb oliveres (plantes de port arbori del gènere
Olea ) que donen com a fruit les olives. Inclou oliverars en bancals.
15 Altres conreus
llenyosos
Espai de terra conreat amb plantes de port arbustiu o arbori excloent la
vinya, els oliverars, els arbres forestals i les seves plantacions. Inclou
conreus en bancals i conreus mixtos que no són dominats per vinyes o
oliveres.
16 Conreus en
transformació
Espai de terra agrícola en transició no s'aprecia cap tipus de producció
en concret. Inclou les rompudes. No inclou conreus abandonats ni els
guarets
Llegenda MCSC: Nivells, codis, categories i colors RGB (No inclou atributs)
1
Àrees agrícoles:
Per tècniques
estratificació
(EX: MCSC, NDVI,
SC del toolboox
del Sentinel 2) i
classificació semi-
automàtica, ús
del MCSC com a
veritat del
terreny.
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
PRESENTACIÓN OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: COBERTURAS TEMÁTICAS
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Flux de calor latent
500 1000 1500 2000 2500
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.250.5 4[mmd-1]
λE=Λ(Rn-G0)© Televitis (Universidad de la Rioja)
ETd = CdiλE/L
Evapotranspiració diària
Cdi calculated using Solar Irradiance Measurements in Calahorra (12 km)
EJ_1: EvapotranspiracióN ETd
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
AGRICULTURA Y OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: PRE-OPERACIONALES
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Temperatura(TASI)
(Estimació TES – NCEP ATM Prof)
Temperatura(TASI)
(Estimació TES – NCEP ATM Prof)
EJ_2: Mapas térmicos
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
AGRICULTURA Y OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: PRE-OPERACIONALES
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500 1000 1500 2000 2500
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
0 1
Triple Reg
Valor Estimat In-Scene Kc = 0.69(Triple Reg => CWSI=0)
0.3
0.7
0.45
temps
Kc
Valor Tabulat FAO Kc = 0.45
Ej_3: Stress hídric
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
AGRICULTURA Y OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: PRE-OPERACIONALES
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Llindars :
Ej_4: Humedad superficial
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
AGRICULTURA Y OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: PRE-OPERACIONALES
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Llindars :
Ej_4: Humedad superficial
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
AGRICULTURA Y OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: PRE-OPERACIONALES
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
18
AGRICULTURA Y OBSERVACIÓN DE LA TIERRA: APORTACION SENSORES
Humedad de la planta
Humedad del suelo
Temperatura del suelo
LAI / Biomasa
Nitrógeno / Clorofila
SAR
Microondas pasivas
Dominio térmico
Dominio solar
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Aviones/
Sensores
Partenavia P68 Cessna Caravan Beechcraft B200GT
CASI/AISA √ √ √
TASI√ √
DMC √ √ √
LIDAR √ √ √
+
ca
de
na
s o
pe
rac
ion
ale
s im
ag
en
sa
téli
te ó
pti
ca
y r
ad
ar
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
AGRICULTURA Y OBSERVACIÓN DE LA TIERRA EN ICGC: ACTIVOS O.T.
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20
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
Leaf Area Index (LAI)
Indicador del vigor del cultivo
Correlacionado con la biomasa
Contenido de clorofila
Correlacionado con el
nivel de nitrógeno
Mapa del contenido de clorofila
Mapa de LAI
OBSERVACIÓN DE LA TIERRA Y AGRONOMÍA
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
Imágenes desde
plataformas
Clorofila LAI Modelos físicosTELEDETECCIÓN
BiomasaContenido de
Nitrógeno
Modelos de crecimientoAGRONOMÍA
Previsión de
rendimiento
Aplicación
de NitrógenoDetección de
anomalías
RECOMENDACIONES AGRONÓMICAS
OBSERVACIÓN DE LA TIERRA Y AGRONOMÍA
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
OBSERVACIÓN DE LA TIERRA Y
AGRONOMÍA: EXTRACCIÓN DE
PARÁMETROS BIOFÍSICOS
Métodos empíricos: Índices, regresiones, ...
Modelos físicos Simulan la transferencia radiativa
ACRM
La cubierta del cultivo
PROSPECT
Perfil de una hoja
INVERSIÓN !
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
OBSERVACIÓN DE LA TIERRA Y
AGRONOMÍA: MODELOS DE
CRECIMIENTO DE CULTIVOS
Simulan el crecimiento de las plantas:Según las condiciones meteorológicasSegún las condiciones del suelo y del cultivoRespecto de las propiedades del cultivo
Parámetros del
suelo
Parámetros del cultivo
Inversión
Modelo
SVAT
Modelo de
transferencia
radiativa (ACRM)
Modelo de crecimiento (STICS, ISBA-ags)
Datos
meteorológicos
Reflectancias
Uso de agua ProducciónFertilización
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AGRICULTURA Y O.T. EN ICGC:
FARMSTAR
Campos subscritos: 99626
Área campos subscritos: 791632 Ha
Agricultores: 18156
Zonas agrometeorológicas: 20
Periodo: finales marzo – inicio mayo
Satélites AIRBUS + Sentinel-2 +Formosat + Deimos-1
Avión (Específico en Francia,
49 líneas de vuelo, 2322 Km)
Las imágenes AisaEAGLE-II aerotransportadas
son necesarias para la calibración de la
clorofila
Líneas de vuelo de 5km x [25 a 82 km]
múltiples capturas y multitemporalidad
FARMSTAR-2017:
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
AISA sensor CASI sensor
Bands Start (nm) End (nm) Start (nm) End (nm)1 427.16 449.59 429.56 452.11
2 474.50 497.33 474.67 501.00
3 541.19 564.50 540.56 566.98
4 609.17 632.86 608.56 635.08
5 651.90 678.17 655.95 680.65
6 680.56 699.74 680.65 705.40
7 702.14 726.19 705.40 728.30
8 728.60 747.89 728.30 749.33
9 767.22 791.41 768.48 795.35
10 839.89 864.15 839.66 866.73
11 888.41 912.66 890.01 915.30
Parameters
configuration
Pixel resolution
(m) Across-track
and along-track
Aircraft speed
(knt)
Flying
altitude (ft)
1 8 195-240 19600
2 8.5 195-240 20850
3 9 195-240 22050
4 9.5 195-240 23300
5 10 195-240 24500
6 10.5 195-240 25750
7 11 195-240 27000
- Control de calidad en Francia (2 personas)- Sensor de backup
Campaña 2017
AGRICULTURA Y O.T. EN ICGC:
FARMSTAR
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26
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
FARMSTAR-2013
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Número de líneas
de vuelo
27 31 51 53 46 49 49
Longitud total 2660
km
2935
km
1782
km
2300
km
2100
km
2284
km
2322
km
Longitud máxima 142
km
141
km
97
km
103
km
105
km
82
km
82
km
Longitud mínima 49
km
32
km
11
km
13
km
23
km
23
km
25
km
Longitud media 98
km
94
km
35
km
43
km
45
km
49
km
47
km
AGRICULTURA Y O.T. EN ICGC:
FARMSTAR
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Llindars :
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
Faible besoins azotés
Alta demanda nitrógeno
Evalúa variabilidad
de los campos
Indica la cantidad
de nitrógeno
a aplicar
AGRICULTURA Y O.T. EN ICGC:
FARMSTAR
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28
Llindars :
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
AGRICULTURA Y O.T. EN ICGC:
FARMSTAR
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29
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
AGRICULTURA Y O.T. EN ICGC:
FUTUR AGRARI
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30
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
Estudio de viabilidad de imagen de satélite para la fertilización agrícola.
o Análisis de los parámetros básicos: GSD, revisita, canales,…
o Propuesta de satélites/sensores candidatos
o Importante disponer de canal RedEdge RadpidEye, WorldView-2/3 + S2
32,86
35,71
8,57
2,86
7,14
5,71 5,711,43
% parcelas
0 a 5 ha
5 a 10 ha
10 a 15 ha
15 a 20 ha
20 a 25 ha
25 a 30 ha
30 a 35 ha
60 a 65 ha0
10
20
30
40
50
60
70
80
1,0 2,5 5,0 7,5 10,0 20,0
No
. p
arc
ela
s
No. de parcelas con N píxeles útiles vs. GSD
N = 100
N = 200
N = 500
N = 1000
AGRICULTURA Y O.T. EN ICGC:
FUTUR AGRARI CONTRIBUCIÓN 2014
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
Campaña de medidas con un espectro-radiómetro de campo
o Medidas de superficies de referencia simultáneas a paso WorldView-2
o Medidas de signaturas espectrales de maíz: Mas Badía (26-jun) y Castelló de
Farfanya (4-jul, 7-jul)
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FUTUR AGRARI CONTRIBUCIÓN 2014
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
Correción geométrica, radiométrica y atmosférica de imágenes WorldView-2
o Se usaron las medidas con el espectro-radiómetro de campo para la validación de
la corrección atmosférica (estándar y con invariantes)
o Imágenes adquiridas el 4-julio (nubes) y el 14-agosto (despejado)
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
Correción geométrica, radiométrica y atmosférica de imágenes WorldView-2
o Corrección atmosférica con invariantes
o Imágenes adquiridas el 30-junio y el 8-julio
10/8/2014 30/6/2015 8/7/2015
30/6/2015
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
Generación de ortoimágenes de reflectividad AisaEAGLE-II y Sentinel-2
o Corrección radiométrica, geométrica y atmosférica de AisaEAGLE-II
o Corrección atmosférica Sentinel-2
Bandas espectrales del sensor MSI de Sentinel-2
AisaEAGLE-II
Areas estudio
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Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
Mosaico reducido de las imágenes del día 09/08/2016 (bandas 21,13, 8)
Orden de ejecución de laspasadas de vuelo
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PREGUNTAS ???
Jornada científico técnica de teledetección aplicada a la agricultura Lleida. 29-junio-2017
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN