Cómo analizar el estado de cultivos con teledetección satelital

Análisis del estado de una parcela de cultivo de mango, en la que llevaremos a cabo una delimitación de las parcelas cultivadas con fotointerpretación, después como segundo paso, realizaremos un recorte con máscaras de parcelas cultivadas y finalmente haremos un análisis de los índices de vegetación de las zonas ya delimitadas para así poder determinar cual es el índice que mejor refleja las condiciones del cultivo.

 1.- Delimitación de parcelas de mango mediante fotointerpretación de imagen satelital.

Aquí veremos cómo llevar a cabo una delimitación de cultivos mediante dos procesos diferentes: el análisis visual y análisis espectral.

Como primer paso vamos a realizar el análisis visual o fotointerpretación; que se basa en la realización de composición en color con las bandas realzadas, para mejorar el aspecto visual de las imágenes y así facilitar la interpretación de los rasgos del territorio que sean de interés.

En la segunda parte realizaremos el análisis espectral del área de estudio, calculando índices que permitan identificar los elementos de interés y el establecimiento de valores de corte de estos índices que permitan diferenciar estos rasgos del resto de la superficie.

Para efectuar la fotointerpretación, lo primero que procederá a realizar la descarga de las imágenes en la plataforma disponible de la USGS (Landviewer), para poder utilizar esta plataforma, se tiene que estar registrados y al día se puede descargar 10 imágenes al día, ya que si se requieren más imágenes se tiene que realizar una suscripción.

Para llevar a cabo la composición en color, lo primero que se tiene que hacer es un realce a las bandas, esto se hace con la herramienta “user defined filter” de SAGA (aplicación externa incorporada en QGIS).

Una vez realizado el realce de cada una de las bandas, procederemos a realizar la composición a color. Seleccionamos “Ráster – miscelánea – construir ráster virtual (catalogo)…” en la siguiente ventana seleccionamos las bandas 4, 5 y 7, marcamos la casilla “separar”.

Después, hacemos un mejoramiento de contraste de la imagen. Para eso, hacemos clic con el botón derecho sobre el nombre de la capa que acabamos de crear y seleccionamos «propiedades», en la pestaña «estilos» de las propiedades de la capa.

Como resultado tenemos una composición a color, donde se puede distinguir las áreas cultivadas de las áreas que no lo estas.

2 – Recorte de bandas.

Como segundo paso procederemos a realizar un recorte  de las bandas que  vamos a utilizar más adelante del área de interés, en este caso las parcelas. Esto se hace de la siguiente manera:

Este proceso se debe repetir de la misma manera con cada una de las bandas. Una vez realizado el corte procederemos a realizar el siguiente paso.

3 – Cálculo de índices de vegetación

Habiendo hecho la fotointerpretación, procederemos a realizar el cálculo de los siguientes índices para así, poder distinguir las zonas cultivadas y poder diferenciar de las que no lo están, se utilizarán las bandas 1, 2, 3, 4 y 5. A su vez, estableceremos un valor de corte para diferenciar mejor estas zonas.

Realizaremos el cálculo de los índices de  NDVI, GRVI, RVI y NDW . Estos índices nos permiten discriminar cubiertas vegetales , la cual radica en el comportamiento espectral de la vegetación debido  a la actividad fotosintética y la estructura de los tejidos vegetales.

Para realizar estos cálculos utilizaremos la herramienta «Calculadora ráster» .

Introducimos los cálculos siguientes:

NDVI= (B4-B3)/ (B4+B3)

GRVI= B4/B2

RVI = B4 / B3

GNDVI= (B4-B2) / (B4+ B3)

 –

Cálculo de NDVI:

 –

Cálculo de GRVI:

Cálculo de RVI:

Cálculo de GNDVI:

El índice que mejor discierne este criterio es el NDVI; como se puede observar en la siguiente imagen las áreas marcadas en rojo son parámetro donde el cultivo presenta algún tipo de estrés, esto se puede determinar por la respuesta espectral de las hojas del cultivo.

Cabe señalar que con el cálculo de estos índices, se puede obtener información de suma importancia con son, el vigor, el grado de desarrollo o el estado de salud del cultivo, todo esto en combinación con información de datos tomados en campo, que nos permitan tomar mejores decisiones para así favorecer la máxima producción o la máxima calidad de los frutos.

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