Integración de sensores y uso de índices de vegetación para evaluar la producción en plantaciones de cítricos en Málaga

Abstract

El Valle de Guadalhorce es una zona de gran importancia agrícola, y cuyo clima y disponibilidad de recursos hídricos permiten la explotación de un gran número de cultivos. Recurre al agua de riego para cubrir la falta de suministro de agua del suelo, puesto que se trata de una zona con precipitaciones irregulares en la estación de invierno. De esta manera, la cuenca del río Guadalhorce favorece la instalación de sistemas de riego, propiciando la adaptación de variedades no autóctonas al aire libre. Por esta razón resulta de particular interés realizar relevamientos de información sobre la producción agrícola a partir de datos de sensores remotos. En este marco, haciendo hincapié en los cultivos de cítricos, el más abundante en la zona, esta tesis aplica distintas técnicas de teledetección para la evaluación de la producción de éstos cultivos en la comarca del río Guadalhorce (zona de Cártama, Álora y Pizarra), al mismo tiempo que evalúa las potencialidades de las imágenes de satélite para lograr los objetivos propuestos.

Una primera aproximación tiene por objetivo realizar un análisis del uso del suelo a través de técnicas de detección de cambios para el periodo 1985-2011. Previo cálculo índice de vegetación NDVI con el propósito de realzar el avance agrícola producida en el tiempo, se obtiene como resultado la técnica de segmentación umbral-fijo, la cual muestra la dirección del cambio y la mayor ocupación del suelo sin discriminación de los tipos de cultivos. La técnica diferenciación de imagen delimita mayor vigor vegetal en el tiempo, haciendo notoria las zonas estables y las que han cambiado. La tercera y última técnica aplicada, RGB-NDVI, adiciona a las anteriores el análisis visual mostrando la distribución y ocupación espacial de los distintos sectores, al revelar la heterogeneidad del paisaje, diferenciándose los pueblos, zonas de barbechos, sectores de cultivos nuevos y antiguos, suelos desnudos y zona montañosa.

Una segunda aproximación, tiene por objetivo evaluar las respuestas de índices de vegetación en parcelas de cítricos, con distintos niveles de cobertura y suelo, con el propósito de estimar su producción. Además de NDVI se suman el cálculo de los índices SAVI, EVI, PVI y TSAVI relacionados con la producción de cultivos para ser analizados en una serie de tiempo en el periodo 2000-2011. Como resultado se logra definir la relación o el grado de asociación que existe, en este caso particular, entre los índices espectrales derivados de imágenes de satélites y la producción de cítricos. Los resultados para NDVI r2(a)=0.09, r2(b)=0.22, r2(c)=0.32 y SAVI r2(a)=0.33, r2(b)=0.39, r2(c)=0.19 son los que mejor han reflejado la cubierta de cultivo en la zona y su relación con la actividad productiva del cultivo. Los índices PVI r2(a)=0.003, r(b)=0.08, r2(c)=0.07 y TSAVI r2(a)=0.0007, r2(b)=0.09, r2 (c)=0.04 muestran relación, esta resulta aún más débil. Sin embargo, el índice EVI r2(a)=0.46, r2(b)=0.07, r2(c)=0.02 muestra una alta restrictividad, con una correlación negativa o ninguna con el rendimiento. Este capítulo evidencia, para este caso, la dificultad de obtener relaciones altamente significativas entre los datos del sensor y la producción estimada en campo. La resolución temporal y espectral parece no adecuarse a la estructura espacial del cultivo, lo que limita la interpretación de la información procedente del sensor. Otra fuente de error, puede derivarse de las condiciones de los cultivos que presenta una fuerte heterogeneidad en su manejo agronómico, lo que impide obtener datos precisos de la producción.

Finalmente, la tercera aproximación, tiene por objetivo conocer las variaciones agro-climáticas durante el periodo de estudio (2000-2011). El resultado ha permitido visualizar, de manera regional, el comportamiento y las variaciones de la evapotranspiración potencial representativo de la región, proceso clave del funcionamiento del sistema climático y nexo entre los ciclo de agua, carbono y energía.

Esta línea de investigación viene siendo ampliamente usada. La disponibilidad de sensores remotos con información espacial y espectral permite varias aproximaciones a este tipo de estudio. Este trabajo pretende ser una base de conocimiento sobre una región cuya evolución de cultivos se mantiene constante, con sectores que varían de especie y/o variedad, haciendo notoria la identificación de cubiertas vegetales, y la comparación de índices de vegetación con una discriminación precisa de las capacidades de los IV sobre los cultivos, por las respuestas que brindan en las variedades estudiadas y las diferencias entre aplicar uno u otro, facilitando la interpretación de cual se ajusta más a esta zona.