Desarrollan un sistema de control de suelos de terrazas agrícolas basado en vehículos aéreos

Despegue de uno de los aviones no tripulados empleados en el estudio

Investigadores del Laboratorio de Métodos Cuantitativos de Teledetección del Instituto de Agricultura Sostenible del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IAS-CSIC Andalucía) han desarrollado un sistema para monitorizar terrazas agrícolas mediante la utilización de vehículos aéreos no tripulados. En concreto, la técnica empleada por los especialistas ha permitido obtener imágenes de alta resolución capaces de generar modelos digitales tridimensionales de gran exactitud que pueden ser empleados para identificar posibles alteraciones de estos terrenos dispuestos en diferentes alturas y así evaluar cuál es el estado de degradación del suelo a lo largo del tiempo. Según los expertos, la identificación y el seguimiento de estas prácticas agrícolas, que cumplen con la finalidad de minimizar los efectos de la erosión y controlar la escorrentía en las laderas de cultivo, presentan ciertas dificultades, ya que se trata de elementos lineales con diferentes alturas que las herramientas tradicionales de control del terreno (vía satélite) no pueden detectar.

En el artículo ‘Automatic identification of agricultural terraces through object-oriented analysis of very high resolution DSMs and multispectral imagery obtained from an unmanned aerial vehicle’, publicado en la revista Journal of Environmental Management, el equipo investigador ha desarrollado un nuevo método, basado en el uso de aviones no tripulados, que facilita y mejora la identificación, cuantificación y monitorización de las terrazas agrícolas. “Mediante imágenes de alta resolución obtenidas a partir de vehículos aéreos guiados desde una estación base, hemos creado modelos digitales tridimensionales capaces de representar y caracterizar de forma muy real este tipo de elementos. Esta tecnología nos permite evaluar la degradación de estas terrazas, contribuyendo a su conservación y con ello a frenar los procesos erosivos, especialmente dañinos en laderas con fuerte pendiente”, explica a la Fundación Descubre el investigador del Instituto de Agricultura Sostenible, Pablo Zarco.

Investigadores participantes en el proyecto. De izquierda a derecha, Alberto Hornero, Alfredo Gómez, Rafael Vera, David Notario y Rafael Romero

Para llegar a estas conclusiones, los expertos emplearon vehículos aéreos no tripulados del Instituto de Agricultura Sostenible que se caracterizan por disponer de cámaras de alta resolución, un guiado autónomo y una capacidad de vuelo entre 50 minutos y varias horas, en función de su tamaño y características. En primer lugar, los investigadores analizaron en el laboratorio miles imágenes obtenidas en vuelos realizados sobre las terrazas agrícolas que describen el paisaje de la provincia de Córdoba.

“Posteriormente comenzamos a su procesamiento mediante el estudio –a través de cálculos matemáticos- de los datos GPS y de sincronización obtenidos durante el vuelo y que nos permitieron representar con exactitud las diferentes elevaciones, variaciones o características del terreno”, expone Zarco.

Y añade: “Finalmente, aplicamos una técnica de foto-reconstrucción para generar un modelo digital en 3D del terreno a partir de las imágenes previamente analizadas”.

Aplicación en otras áreas

Estos vehículos aéreos no tripulados ya han sido empleados por los especialistas en otras áreas medioambientales y agrícolas destinadas a la identificación del estrés hídrico, nutricional o la detección temprana de enfermedades en los cultivos. “No sólo nos permite capturar imágenes de grandes zonas en un único vuelo, también es útil para rentabilizar el uso del agua en zonas de regadío, cuantificar las necesidades nutricionales de una plantación o conocer el impacto del estrés en la calidad de la cosecha”, afirma Zarco.

Esta tecnología también ha sido probada con éxito en diversas fincas privadas mediante colaboraciones con diferentes empresas del sector vinícola y hortofrutícola y ha permitido a los expertos abrir nuevas líneas de trabajo principalmente relacionadas con la arqueología o las infraestructuras públicas. “Dada la eficacia de esta técnica de modelado digital, estamos iniciando estudios para ayudar a los arqueólogos en la identificación de nuevos yacimientos mediante la captura de imágenes desde vehículos tripulados y no tripulados”, avanza.

Estos resultados son fruto de la iniciativa de la Comisión Europea en Política Agraria Común (PAC) para desarrollar métodos de teledetección y ha sido coordinado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas y el Joint Research Centre (JRC), entidad europea perteneciente a la Dirección General de Investigación de la Comisión Europea.

Referencia:

Diaz-Varela RA, Zarco-Tejada PJ, Angileri V, Loudjani P (2014). ‘Automatic identification of agricultural terraces through object-oriented analysis of very high resolution DSMs and multispectral imagery obtained from an unmanned aerial vehicle’. Journal of Environmental Management. 2014 Feb 15;134:117-26.

Imagen:

Equipo de investigación participante en el estudio

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Imágenes de las plataformas aéreas no tripuladas durante el vuelo

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/14342432094/

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/14339896291/

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/14320097476/

Imágenes de las terrazas agrícolas de la provincia de Córdoba

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/14339896031/

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/14342431484/

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