La teledetección de la Tierra es uno de los elementos más importantes de la agricultura de precisión. Esta novedosa tecnología implica el escaneo de la superficie del planeta con una resolución de entre varios metros y varios centímetros. Se utiliza ampliamente en la agricultura para automatizar los procesos de producción, aumentar el rendimiento de los cultivos y reducir el impacto negativo del medio ambiente en los cultivos. Hoy analizaremos cómo funciona la teledetección de la Tierra (DZZ), qué tipos de tecnología se han generalizado más, cómo utilizan esta metodología los agricultores ucranianos y qué perspectivas de desarrollo existen.
¿Qué es la teledetección de la Tierra?
La teledetección de la Tierra es el escaneo de la superficie del planeta mediante plataformas aéreas y espaciales. Recopilan información sobre el relieve, el grado de reflexión de la luz, la humedad, la gama de colores, la temperatura y otras características importantes. Gracias a esto, es posible construir mapas que se utilizan principalmente en la agricultura. Pero tales imágenes también son útiles en otras áreas: construcción urbana, extracción de minerales, silvicultura, operaciones de búsqueda y rescate, asuntos militares, etc.
Hoy en día, la teledetección de la Tierra se realiza principalmente mediante satélites artificiales: naves espaciales que operan en diferentes órbitas. Incluso en el caso de utilizar la tecnología gratuita EGNOS, los usuarios pueden obtener mapas con una resolución de hasta 2–3 metros. Al aplicar métodos de hardware de corrección y ajuste eDif y RTK, la precisión de la construcción de mapas aumenta hasta 15–30 y 8–10 cm, respectivamente. El equipo de aviación se utiliza para la actualización urgente de datos o la aclaración de mapas.
Tipos de teledetección de la Tierra
Los dispositivos instalados en plataformas espaciales se dividen en dos tipos: activos y pasivos. La teledetección activa de la Tierra implica el uso de ciertas fuentes de radiación: radiofrecuencia, luz, infrarrojos, láser, etc. En el pasivo, solo se utilizan señales reflejadas, lo que lo hace sensible a la hora del día y la posición de los cuerpos cósmicos, pero simplifica el diseño del equipo y reduce los costos de obtención de información. Examinemos con más detalle qué metodologías se utilizan en DZZ.
Escaneo de microondas
Las ondas de radio con una longitud de 1 cm a 1 m pasan libremente a través de la atmósfera terrestre, sin reflejarse en las nubes y sin dispersarse debido a las malas condiciones climáticas. En la agricultura, se utilizan principalmente métodos pasivos de teledetección de microondas de la Tierra. Permiten determinar el nivel de humedad del suelo y del aire, la concentración de ozono en la atmósfera y la temperatura de la superficie.
Los datos de tales estudios se utilizan en la plataforma de agricultura de precisión OneSoil Yield. Fue desarrollada por la empresa suiza OneSoil, y en Ucrania está respaldada por el equipo de FRENDT. Esta solución de software construye mapas de siembra diferenciada y aplicación de fertilizantes con el posterior análisis de los resultados obtenidos de los mapas de rendimiento.
El escaneo activo de microondas se utiliza con menos frecuencia. Permite determinar los contornos de los objetos, construyendo mapas del relieve físico y la ubicación de los objetos. Por lo general, se utiliza para refinar los datos obtenidos y crear mapas agrícolas multicapa.
Escaneo hiperespectral
Análisis de la luz visible reflejada desde la superficie del planeta. Los sensores hiperespectrales, a diferencia de los espectrómetros convencionales, pueden determinar cientos o incluso miles de rangos de ondas de luz. Esto ayuda a distinguir los tonos de verde: hojas jóvenes y maduras, plantas sanas y enfermas, etc. Tecnologías similares también se utilizan en los sistemas de automatización de agroexploración de la empresa FRENDT. Permiten obtener datos sobre el estado de los campos en aplicaciones móviles para seleccionar los enfoques óptimos para la agricultura.
El escaneo hiperespectral pasivo permite obtener datos muy importantes de teledetección de la Tierra. Gracias al trabajo en los rangos de radiación infrarroja cercana y media, los sensores pueden analizar el nivel de calentamiento de la superficie del planeta y señalar incendios cercanos. Esto ayuda a tomar decisiones importantes a tiempo, por ejemplo, sobre el aumento de los volúmenes de riego o la llamada a los servicios de emergencia.
Escaneo mediante sonar
Los sensores ultrasónicos se crearon por primera vez para estudiar el relieve del fondo marino. En la teledetección de la Tierra, se utilizan para escanear la «columna» vertical de la atmósfera. Al evaluar la velocidad de retorno de las señales y el grado de su dispersión, los dispositivos pueden sacar conclusiones sobre el estado actual del clima y el grado de saturación del aire con humedad.
Al combinar datos de los sonares de varios satélites y estudiar esta información en dinámica, se pueden hacer pronósticos meteorológicos bastante precisos a corto plazo. Esto también permite optimizar los costos de riego, proteger a tiempo los cultivos de granizo, lluvias torrenciales y huracanes, así como elegir el momento ideal para la aplicación de agroquímicos o la cosecha.
Teledetección de la Tierra en Ucrania
Los primeros experimentos de sondeo de la Tierra desde el espacio comenzaron en la era soviética. En la década de 1970, toda una serie de
La idea de utilizar datos de teledetección de la Tierra volvió a surgir a principios de la década de 2000, cuando aparecieron en acceso abierto mapas construidos con la ayuda de satélites Landsat estadounidenses. Este es el programa de DZZ más largo e informativo, que continúa funcionando hoy en día y prevé el lanzamiento de nuevas naves espaciales en el futuro.
En 2004, Ucrania lanzó su propio satélite Sich-1M, que, entre otras tareas, realizó la teledetección de la Tierra. Desafortunadamente, falló en 2006, aunque algunos de sus datos todavía se utilizan en las esferas científica y agraria.
Hoy en día, la agricultura ucraniana recibe datos de tales agrupaciones de satélites espaciales, equipados con espectrómetros, radiómetros, sonares, altímetros láser y otros instrumentos de investigación:
- RADARSAT Constellation;
- TerraSAR-X;
- Sentinel y otros.
Para acceder a la información, se utilizan diversas plataformas en la nube. Un claro ejemplo es el servicio EOS Data Analytics, que ofrece una serie de soluciones especializadas para los agricultores. Sus usuarios pueden obtener mapas del estado de los cultivos y datos sobre el estado de la superficie del planeta, en particular sobre la temperatura, la humedad, el movimiento de los frentes atmosféricos, etc. La API abierta permite transferir datos a software personalizado, incluidas aplicaciones de escritorio y móviles. Gracias a esto, es posible obtener una solución individual, creada específicamente para las necesidades de una empresa en particular.
La obtención de datos de teledetección de la Tierra es uno de los servicios de alta tecnología más importantes y extendidos en la agricultura ucraniana. Se amortiza rápidamente la inversión gracias a la optimización integral de la actividad de la empresa. Y, sin embargo, los agricultores pueden tener problemas con su financiación. Afortunadamente, se pueden superar fácilmente con la ayuda del servicio de cuotas agrícolas WEAGRO. Entre nuestros socios se encuentran proveedores de soluciones listas para usar para la agricultura de precisión. Ofrecen aplicaciones y servicios que utilizan datos de DZZ con actualización y aclaración periódicas. Puede obtener acceso a ellos ahora y pagar por el uso de información importante más tarde, en particular después de la cosecha.
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En 2013, se adoptaron en Ucrania las bases conceptuales de la Ley «Sobre la regulación estatal en el ámbito de la teledetección de la Tierra». Pero este documento nunca llegó a ser examinado por la Rada Suprema. En cambio, su borrador fue elaborado por el Gabinete de Ministros en 2015. Se convirtió en la base de un nuevo proyecto de ley, presentado por la Agencia Espacial Estatal de Ucrania en 2019. Actualmente, este documento tampoco ha sido adoptado; se planea volver a la regulación final del uso de DZZ en la agricultura y otras esferas después del final de la guerra a gran escala.
Uso de datos de teledetección de la Tierra en el sector agrícola
Ejemplos más comunes de uso de datos de teledetección de la Tierra:
- Monitoreo integral de tierras agrícolas: evaluación del estado de las plantas con un intervalo de varias horas a 1–3 días.
- Seguimiento de la productividad de ciertas áreas y cultivos: el análisis de las características de la superficie del planeta permite predecir el nivel de rendimiento.
- Detección temprana de los mayores riesgos: empeoramiento de las condiciones climáticas, incendios, daños a las plantas por enfermedades, reproducción de plagas, etc.
- Reducción de costos: los mapas de tasa variable de aplicación (VRA) permiten optimizar el uso de semillas, agua, fertilizantes y pesticidas según el estado actual de las plantas y los suelos.
- Inventario de cultivos: la teledetección de la Tierra se puede utilizar para el desarrollo inicial de mapas del territorio y la digitalización de los datos obtenidos.
- Monitoreo de trabajos agrícolas: la observación por satélite permite monitorear los procesos de siembra, cosecha, riego, etc. Puede compararlos con los planes para evaluar la productividad de la empresa.
- Pronóstico del tiempo: las observaciones espaciales son mucho más precisas que las metodologías tradicionales. Últimamente, su error ha disminuido significativamente gracias al procesamiento de datos mediante inteligencia artificial.
Toda esta información puede estar disponible para su granja o empresa agrícola. El servicio de cuotas agrícolas WEAGRO es una solución conveniente para suscribirse a servicios de pago de observación por satélite y teledetección de la Tierra. El aplazamiento del pago se aplica tanto a la maquinaria como a los servicios especializados. Puede elegir un proveedor entre nuestros socios o encontrar su propia solución, proponiendo al desarrollador unirse al servicio en línea WEAGRO.
Perspectivas de uso de datos de teledetección de la Tierra en Ucrania
El ámbito de la DZZ está en constante evolución. Según la investigadora junior del Centro Científico de Investigación Aeroespacial de la Tierra del Instituto de Ciencias Geológicas de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania Olga Tomchenko, hace cinco años, el territorio de nuestro país era investigado por 20 satélites, y hoy su número ha aumentado a 300. En consecuencia, también se han ampliado las capacidades de los equipos, que analizan la radiación en nuevos espectros y con mayor resolución.
Por lo tanto, en un futuro próximo, la teledetección de la Tierra se puede aplicar para resolver tales tareas en el ámbito de la agricultura:
- búsqueda de conexión entre la floración de los embalses y el rendimiento de las áreas costeras;
- detección de construcciones ilegales en tierras de uso agrícola;
- establecimiento de límites de planificación urbana en regiones tradicionalmente agrarias;
- predicción de incendios en bosques y turberas.
Otra dirección de desarrollo de la tecnología puede ser la automatización y la robotización de la maquinaria agrícola. Al recibir datos de los servicios de teledetección de la Tierra, las máquinas elegirán de forma independiente las funciones y configuraciones necesarias. Esto permitirá procesar cada metro o incluso centímetro de suelo de la manera óptima. Las únicas tareas de la persona en tal situación serán el control y la elección de la configuración correcta de la maquinaria.
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Conclusiones
La teledetección de la Tierra es la clave de la agricultura de precisión. El monitoreo por satélite permite seleccionar las técnicas óptimas de agricultura y monitorear el estado actual de las tierras. En el futuro, sus métodos en combinación con la inteligencia artificial se pueden utilizar para la automatización y la robotización de las máquinas.
