La agricultura de precisión es una nueva práctica agrícola que hace que la producción sea más eficiente en términos de productividad y uso de los recursos. Se basa en técnicas de observación y medición que permiten responder de forma óptima a la variabilidad de los cultivos. Mediante estas técnicas, el agricultor puede disponer de mapas de recomendación de abonado, de alerta de posible afección por plagas o enfermedades, o de índices de vigor del cultivo a escala centimétrica. Con esta información, es posible realizar acciones sectorizadas para la aplicación de enmiendas correctoras o de fertirriego, con el consiguiente ahorro económico y temporal en relación a la agricultura tradicional, y la disminución del impacto que los fitosanitarios y fertilizantes provocan en el medio.
Los drones han sido incorporados con mucho éxito al sector agrícola, habiendo contribuido enormemente al desarrollo de la agricultura de precisión, tecnología que está creciendo rápidamente a nivel mundial. Su uso está cambiando los métodos de trabajo y manejo de cultivos ya que presentan una serie de ventajas respecto a las imágenes satelitales. Estos vehículos, equipados con los sensores adecuados, permiten generar imágenes de alta resolución espacial (hasta 3 cm), cuyo coste es considerablemente inferior al de las imágenes de satélite comerciales, disminuyendo además los plazos en la ejecución de los trabajos y, eliminando el problema de la presencia de nubes durante la adquisición de las imágenes. De esta forma permiten elaborar mapas en los que se recoge la reflectancia de las plantas, que dan información espacialmente explícita y con mucha precisión de su estado fisiológico.
El empleo de drones desde fuera del invernadero permitirá generar mapas de índices espectrales con precisión centimétrica, para monitorear el cultivo a lo largo del año.
El objetivo de este proyecto, “Elaboración de protocolos para el seguimiento con precisión del estado de los cultivos bajo plástico mediante vuelos de dron externos al invernadero”, realizado en la empresa Alhóndiga La Unión, es el de optimizar la captación de imágenes con drones desde fuera del invernadero que permitan el seguimiento del estado de los cultivos, y la consecuente aplicación de las técnicas de agricultura de precisión a la agricultura de invernadero. Para ello, planteamos la planificación y ejecución de vuelos con drones que portan sensores multiespectrales y la corrección de las imágenes obtenidas, a través de un diseño experimental que tenga en cuenta la variabilidad de los tipos de cubiertas de plástico, y su aplicación a los principales tipos de cultivos existentes. El desarrollo de metodologías para la aplicación de los drones a los cultivos bajo plástico puede revertir en un gran ahorro económico, en una homogeneización de la producción, y en la disminución del impacto ambiental al reducir y calibrar la cantidad de fitosanitarios y fertilizantes que se añaden al medio.
Con todo ello, el objetivo general que nos planteamos es generar protocolos para el tratamiento de imágenes multiespectrales captadas a través de vuelos de dron externos al invernadero, con el fin de desarrollar programas de seguimiento de la productividad de los cultivos y sus desórdenes fisiológicos. Para ello nos planteamos los siguientes objetivos específicos:
Para llevar a cabo esto, el proyecto se dividió en dos fases:
Se realizaron dos vuelos al mes durante 6 meses (Noviembre a Abril) para determinar la evolución de la señal recogida por el dron en los diferentes cultivos. Tras los vuelos, se trataron los datos obtenidos para generar ortoimágenes con precisión centimétrica, a partir de las que se calcularán los índices espectrales que permiten generar mapas con información relevante que será usada como input para la detección de áreas de cultivo que presenten anomalías en los valores de dichos índices, mediante técnicas de Análisis de Imágenes Basado en Objetos (OBVIA) y Deep Learning. Los resultados obtenidos se validaron a través de datos de terreno reales generados con cámaras NIR en el interior de los invernaderos. Finalmente, se elaboraron protocolos para el establecimiento de un sistema de seguimiento del estado de los cultivos a lo largo de su ciclo.
Para la realización del proyecto se contaron con los servicios de la empresa especializada en vuelos de dron, Garanta Drone y un spin-off del Centro Andaluz para la Evaluación y Seguimiento del Cambio Global (CAESCG), ya que disponemos de drones multirotor equipados con cámara RGB de 20 Mpx con un sensor centimétrico y cámara multiespectral de 4 sensores y sensor solar que adapta las oscilaciones en la luz solar recibida para generar imágenes homogéneas en cada uno de los sensores. Este tipo de dron es apto para realizar vuelos en superficies inferiores a 10 ha y en áreas que presenten limitaciones a la hora de despegar y aterrizar, como es el caso de las zonas aledañas a los invernaderos. El tratamiento de las imágenes, la redacción de los protocolos y el desarrollo de un sistema de seguimiento de los cultivos, se realizó en nuestro centro.
Finalmente, los resultados fueron transferidos a los técnicos de la empresa, para que pudieran ser aplicados en el seguimiento del estado de los cultivos.
