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Las imágenes aéreas de las alturas de las plantas podrían ayudar a los agricultores a gestionar los cultivos de campo con mayor eficacia


El monitoreo de los patrones de crecimiento de las plantas de cultivo proporciona a los agricultores una fuerte indicación de rendimiento potencial, lo que les permite modificar la gestión de los cultivos para aumentar la producción. 


Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah

Ahora, los investigadores de KAUST han demostrado que el uso de vehículos aéreos no tripulados (UAV) de ala fija para recopilar datos sobre la altura de la vegetación a lo largo del ciclo de crecimiento del cultivo proporciona una forma sencilla y económica de monitorear la salud de las plantas a escala de toda la granja.

«Los agricultores habitualmente tienen problemas para identificar áreas en sus campos que necesitan atención: no pueden ver lo que está sucediendo en un campo de maíz de 2 metros de altura que tiene un diámetro de 800 metros», dice KAUST Ph.D. el estudiante Matteo Ziliani, quien trabajó en el proyecto con colegas bajo la supervisión de Matthew McCabe.

No todas las plantas en un solo campo crecen al mismo ritmo; esta imagen, tomada por UAV, demuestra la variabilidad en la altura de la planta y la biomasa dentro de un área pequeña. Crédito: HALO Lab KAUST

«En consecuencia, los agricultores a menudo fertilizan y riegan los campos de manera uniforme, independientemente de qué áreas necesiten más o menos. Los UAV podrían ayudar a lograr una agricultura de precisión efectiva, ahorrar dinero y recursos y cultivar cultivos de mejor calidad .

Ziliani se propuso demostrar que los datos de imágenes recogidos por los UAV son tan útiles como los datos recuperados por el escaneo láser LiDAR más costoso. Para hacer esto, el equipo tomó múltiples imágenes del mismo campo de maíz de 50 hectáreas en diferentes puntos a lo largo de la temporada de crecimiento, una serie de imágenes en color tomadas por UAV y la otra por LiDAR con base en tierra. Los investigadores utilizaron cada conjunto de imágenes para construir modelos de dosel tridimensionales y para comparar en qué medida las imágenes UAV replicaban los datos precisos de LiDAR.

Las imágenes aéreas de las alturas de las plantas podrían ayudar a los agricultores a gestionar los cultivos de campo con mayor eficacia
Los agricultores comúnmente aplican una gran cantidad de agua para regar sus cultivos, y lo hacen de manera uniforme en todo el campo, independientemente de la salud de las plantas individuales. La imagen de arriba muestra un boom de riego típico que riega en gran medida un campo de 50 hectáreas. Crédito: HALO Lab KAUST

«Podemos crear modelos tridimensionales de objetos utilizando conjuntos de imágenes bidimensionales tomadas desde diferentes ángulos de la misma manera que el cerebro humano procesa nuestra visión binocular «, dice Ziliani.

Los mapas de campo digitales generados utilizando datos de UAV proporcionaron una representación precisa de la altura del cultivo a lo largo del tiempo, comparables a las creadas utilizando LiDAR. Ziliani reconoce que se necesita más trabajo, por ejemplo, la potencia computacional requerida para procesar los datos actualmente es demasiado grande para ser procesada por una computadora de escritorio promedio.

Además, cuando las plantas eran muy jóvenes, el UAV luchó para recoger sus detalles estructurales. Esto podría resolverse volando a niveles más bajos, pero esto limita el área cubierta en el tiempo de vuelo disponible, que a su vez está relacionado con la vida útil de la batería . De hecho, la vida útil de la batería deberá ser mejorada si la tecnología de UAV cumple con su potencial para monitorear cultivos en regiones más grandes, en busca de zonas productivas e improductivas, o para examinar los daños causados ​​por tormentas.

Las imágenes aéreas de las alturas de las plantas podrían ayudar a los agricultores a gestionar los cultivos de campo con mayor eficacia
Los UAV pueden ayudar a los agricultores a detectar problemas en el campo en etapas críticas de la temporada. La imagen muestra tres subáreas en el campo del maíz y su desarrollo durante el ciclo de crecimiento. Esto incluye: una región saludable (Área 1), una estática … más

Más información: Matteo Ziliani et al. Variabilidad de la altura de los cultivos dentro de la estación en escalas de granjas comerciales que utilizan un UAV de ala fija, Teledetección (2018). DOI: 10.3390 / rs10122007 

Proporcionado por: Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología

Información de: phys.org


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