NDVI como herramienta para Agricultura de Precisión |AGROWARE

Sin duda el uso de los drones está formando parte de la agricultura 4.0 o de precisión , estos increíbles aparatos nos facilitan diversas actividades, también pueden cumplir la función de alertarnos cuando se presentan problemas generales como la falta de nutrientes, agua, o incluso presencia de plagas y enfermedades pero con la ayuda de cámaras y sensores, que será de lo que leerás hoy.

Las situaciones antes mencionadas, son sin lugar a duda una de las mayores preocupaciones de cualquier agricultor. Sabemos que estar alerta ante cualquier amenaza es muy importante, por lo que considerar la participación de los drones con sensores en nuestros procesos es algo que debemos considerar ampliamente. Y en este caso hablaremos de los NDVI.

Principales aplicaciones del uso de NDVI

Los drones se han vuelto una herramienta en nuestro día a día, ya que al poder volar pueden generar una vista o panorama general de nuestras parcelas o unidades de producción mediante el uso de cámaras que tienen integrados diversos sensores,además de ejecutar tareas como:

  • Detección de áreas con presencia de malezas en cultivos
  • Detección de zonas que presentan déficit de riego
  • Detección de zonas infectadas con enfermedades y plagas  

¿Qué es NDVI?

Nos estamos refiriendo a las siglas de Índice de Vegetación Diferenciada Normalizada, que básicamente cuantifica la vegetación midiendo la diferencia entre el infrarrojo cercano y la luz roja, es el índice más común para la realización de análisis en teledetección con múltiples aplicaciones en la agricultura y que se obtiene mediante imágenes aéreas que pueden ser tomadas por drones.

Una herramienta muy versátil

La integración de sensores multiespectrales en los drones para la captura de imágenes remotas tiene un sin fin de aplicaciones en áreas como la cartografía, termografía y quizás la que más nos interese como productores agrícolas, la agricultura de precisión.

¿Cómo se obtiene este índice?

Para poder obtener el índice NDVI, se deben obtener dos tipos de imágenes, una es RGB (Red, Green, Blue) que es la imagen del color verdadero, es decir la que nuestro ojos ven, y la otra en la NIR es el infrarrojo cercano.

Una vez que se obtienen ambas imágenes se agrupan y se procesan para obtener una imagen NDVI.

¿Cómo interpretar imágenes NDVI?

Los datos de los sensores que están integrados en los drones son almacenados digitalmente en forma de tablas y mapas que permiten al agricultor obtener información y así tomar una decisión adecuada para lograr un mayor rendimiento y equilibrio económico de su unidad de producción .

Las imágenes obtenidas se procesan digitalmente en mosaicos, generando mapas que ofrecen información sobre el estado de los cultivos.

El índice NDVI tiene valores que van de -1 a 1. Cuando tenemos valores cercanos a 1 indica que existe bastante vegetación o que nuestros cultivos están sanos. Cuando existen valores cercanos a 0 significa que no hay vegetación  y que hay rocas o suelo desnudo en esa zona o área y por último cuando encontramos valores cercanos a -1 nos indica un suelo desnudos o cuerpos de agua. 

En particular los rangos que van de 0.3 a 1 nos indican diferentes situaciones en el campo como la deshidratación de las plantas o presencia de manchas de enfermedades y plagas y el estado nutricional.

Tres características fundamentales a considerar

Cuando adquirimos un dron con sus respectivos sensores o fotogramas multiespectrales debemos asegurarnos  o tomar en consideración las siguientes características:

1.Resolución espacial

Se refiere al tamaño de objeto más pequeño que es capaz de distinguir en una imagen tomada por un sensor remoto, se requiere por lo menos 4 pixeles para detectar el objeto más pequeño o si por ejemplo queremos observar lo que ocurre en un área de dos metros cuadrados requeridos entonces una resolución espacial menor a 0.5.

Por esta situación, si las imágenes remotas van a ser usadas para identificar y tratar problemas de cultivo en el campo, el productor debe considerar que afinidad debe tener la imagen,con el fin de permitirles saber que es lo que pasa realmente en el campo y así tomar una decisión. 

2.Resolución espectral

Este término hace referencia al número y ancho de bandas espectrales que puede registrar un sensor, cuando las bandas son más estrechas mayor es la resolución espectral, por lo tanto mientras mayor resolución espectral mayor calidad y utilidad de la información.

Las imágenes en el espectro infrarrojo, junto con las del espectro visible, son particularmente útiles en agricultura dado que visualizan las concentraciones de clorofila en las hojas o tasa de actividad fotosintética, detectando procesos en los cultivos tales como el stress en la vegetación producido por las presencia de plagas y enfermedades, falta de agua, problemas de suelo o estrés nutricional.

3.Diseño del vuelo

Decidir la ruta y altura de vuelo de un dron es una decisión de suma importancia, porque de esto dependerá que podamos conseguir imágenes con la resolución adecuada, así como considerar el objetivo que se persigue y el cultivo que se está trabajando. Eso influirá en la altura de vuelo, la resolución espacial de las imágenes y en la cantidad de imágenes necesarias para cubrir el cultivo y la duración del vuelo.

Si lo que estás buscando es la identificación de plantas individuales en cultivos en surcos o hileras o de cobertura, es preferible trabajar con resoluciones espaciales de 1 cm y volar a 30 m de altura. Por otro lado, si lo que quieres es mapear la presencia de malezas en cultivos donde se distinguen más fácilmente los surcos y  pasillos, puedes trabajar con una resolución de 5 cm y volar a una altura de 100 m con una cámara multiespectral y a 130 m con cámara convencional.

La practicidad nos hace eficientes

En diversas ocasiones se ha comentado que el uso de drones con sensores NDVI maximiza la gestión de las unidades de producción agrícola o ranchos, pero ¿De qué manera?

Si bien se sabe que la mejor manera de tener un registro continuo de las características in situ de nuestra parcela mediante la instalación de sensores directos de suelo-planta-atmósfera en la parcela, debemos considerar que muchas veces requerimos información general de nuestro campo para observar donde ocurren los fenómenos, ya que los sensores directos sólo proporcionan información de un punto en específico, por eso el uso de sensores NDVI con drones son una solución bastante completa.

Con todas estas funciones el agricultor se evita o se practica en menor medida el desplazamiento en campo en busca de factores negativos como la presencia de plagas y enfermedades, los drones sobrevuelan el campo y lograron recabar información muy acertada sobre el estado de los cultivos con el uso de fotografías  termales y sensores multiespectrales, así como el paso constante de los tractores que ocasionan el compactamiento del suelo.

Un complemento

Muchas veces nos meten la idea de que los drones podrían resolver o a ayudar a un sin fin de problemáticas que se nos presentan dias a día en el campo, pero la realidad es diferente, si  bien son una herramienta bastante innovadora y útil no debemos de olvidar que al final de cuentas también debemos cerciorarnos de tener la información del estado de nuestros cultivos de manera in situ, por lo que es preferible complementar los resultado arrojados por sensores que estén en contacto directo con nuestro cultivo, como los sensores planta-clima-suelos con el uso de sensores multiespectrales que arrojen NDVI.

Si duda la adaptación de las nuevas tecnologías a nuestros campos de producción agrícola son una realidad, te invitamos a continuar leyendo Cómo solucionar problemas en el sector agrícola con IOT el internet de las cosas .

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Por Lucero Mendoza