Agricultura de Precisión y Gestión Integrada de Fincas

Presentación del tema: "Agricultura de Precisión y Gestión Integrada de Fincas"— Transcripción de la presentación:

1 Agricultura de Precisión y Gestión Integrada de Fincas
LIII Reunión Anual PCCMCA Cambios Globales – Tendencias, Efectos y Perspectivas para la Agricultura de Mesoamérica y el Caribe hacia el 2020 Presentado por: Sergio Velásquez, Tel: (506) SST

2 Agricultura de Precisión ¿Qué es?
La Agricultura de Precisión (AP) abarca la aplicación de sistemas de adquisición de datos y sistemas de control (monitoreo) de información para el manejo de tierras agrícolas y reconoce que el suelo, cultivo y los procesos relacionados con plagas y enfermedades son variables en espacio y tiempo dentro de los predios (lotes). El uso de AP está ligado a relativamente nuevas tecnologías como GPS, SIG y Sensores Remotos y nuevos métodos estadísticos, pero no es estrictamente ¡TECNOLOGÍA!

3 Tecnología y Conocimientos de AP
Tecnología de AP se refiere a los equipos y programas que permiten la recolección de información y el control de las herramientas de manejo de cultivos. Conocimiento de AP se refiere a la integración de información en un grupo de herramientas de manejo/administración que permiten un uso óptimo de la tecnología de AP.

4 Agricultura Informada (CC Agricultura de Precisión)
Las tecnologías de información estan siendo rápidamente desarrolladas con el propósito de manejar tierras agrícolas. Tecnologías como GPS, SIG y SR combinadas con sistemas de adquisición de datos y sistemas de control en campo que permiten hacer decisiones mejor informadas, uso más eficiente de los insumos, mejor control de los registros y por lo tanto un control más eficiente de la producción y mejor protección ambiental.

5 Primero, ¿Qué es un mapa? Régimen Propiedad Suelos Uso de la Tierra
División política Poblaciones plagas Suelos N

6 Modelos de Datos: Raster vs. Vector
SIGVectorial: compuesto de puntos, líneas y polígonos (areas). SIG Raster: compuesto de grillas o celdas. Puntos Líneas Areas

7 Superficies Discretas vs. Continuas
Las superficies continuas son más predecibles. Existen un número infinito de localidades que tienen valores únicos - (Ej: ELEVACION) El modelo raster es el más aconsejable para datos contínuos. Las superficies discretas no son predecibles. Hay un número finito de localidades que tienen datos - (ej: INGRESO POR DISTRITO) El modelo vectorial es el más aconsejable para datos discretos.

8 ¿Qué es un SIG? Un sistema computarizado capaz de almacenar y usar información que describe lugares sobre la superficie de la tierra. -o- Un grupo de funciones interrelacionadas que sirven para Ingresar, Almacenar, Procesar, Recuperar y Generar de datos espaciales

9 ¿Qué preguntas puede contestar un SIG?
Localización: “¿Que hay en ...?” Tendencias: “¿Que ha pasado desde..?” Patrones: “¿Qué patrón espacial existe?” Modelación: “¿Qué sucede si...?”

10 Ejemplo: Catastro El Guarco
Problema: Dónde están los lotes con menos de 250 m2 Solución: Area < 250 De la capa de Mapa Catastral

11 De dónde vienen los mapas para un SIG…
Digitalización Escaneo GPS Imágenes SR

12 Funciones de un SIG Recuperación de datos Generalización de mapas
Abstracción de mapas Manipulación de Hojas Cartográficas Generación de áreas de amortiguamiento Sobreposición de polígonos Geocodificación Segmentación dinámica Análisis de redes

13 Análisis de Amortiguamiento
Un análisis de tipo proximidad, en donde la zona de amortiguamiento se crea para hacer una búsqueda… Punto Círculo Cuadrado Línea Línea buffer Polígono Interior Exterior

14 Sobreposción La sobreposición es una operación en la cual un grupo de regiones geográficas se unen para formar un nuevo set de regiones que las regiones iniciales comparten.

15 ¿Cómo trabaja? Tipo Suelo A B C Mapas sencillos se combinan (sobreponen) para producir mapas compuestos. Se deriva nueva información a partir de los análisis de relaciones entre los datos originales. Predio 1 2 3 4 C1 A2 A1 B2 B4 B1 C3 C4 Combinación Suelo-Predio

16 Funciones SIG: Buffer, Cortar, Reseleccionar
+ “púrpura”

17 Although more efficient with AutoCad, I used ArcView to initially plan out the system of farmstead based BMPs….helpful for sizing and assessing integration problems as well as communication of the proposed BMPs for the plan Notice the 100 ft buffer around the wells….incorporation of the planning guidelines with GIS for effective planning

18 Let’s focus on one field that is ranked in the high erosion class
Let’s focus on one field that is ranked in the high erosion class. It’s ranked high because of its proximity to the streams. Now, let’s break the field into management groups to determine whether the entire field poses a high risk…

19 Using ArcView’s buffer function, I created a 300 ft buffer for the intermittent streams, based on the erosion risk assessment tool.

20 Next I clipped the buffer with the field boundary and have developed two distinct management zones in the field…The center of the field is now a lower risk for erosion/runoff relative to its boundaries and can receive manure throughout the winter….striving to limit application to frozen soils to limit compaction.

21 GPS-Sistemas de Posicionamiento Global
La clave para el manejo de sitios específicos en la era de información

22 GPS – Cómo trabaja el sistema
Los GPS (GPS) son un sistema de radio- navegación mundial formado por una constelación de de 24 satélites y sus estaciones terrenas.. La base de los GPS es la “triangulación” desde los satélites. Para triangular, un receptor de GPS recibe medidas de distancia utilizando el tiempo de viaje de radio-señales. Para medir el tiempo de viaje, los GPS se necesitan medidas muy precisas de tiempo que los GPS solucionan a través de algunos “trucos”. El sistema debe correigr las señal por el retardo que sufre a su paso por la atmósfera.

23 Corrección diferencial
Las señales de GPS no se degradan, pero todavía hay fuentes de error. La corrección diferencial se recomienda para muchas aplicaciones en AP. La corrección de las señales puede venir de la suscripción a satélites o del nuevo sistema WAAS, donde estén disponibles.

24 Posicionamiento global
Determina la localización geográfica del equipo (georeferenciación) En AP, los sistemas de posicionamiento global se usan en conjunto con dispositivos de adquisición de información en campo (e.g., medidores de rendimiento) o de sistemas de control (ej: aplicaicón de fertilizantes), o equipo de muestreo (ej: muestreo de suelo, penetrómetro).

25 Interpolación Valores en posiciones discretas son datos puntuales.
Se pueden derivar superficies contínuas a partir de datos puntuales a través de la interplación.

26 Métodos de Interpolación
Inverso de la distancia ponderado Spline (curvas polinomiales) Kriging Co-kriging

27 Thiessen

28 Inverso de la Distancia Ponderada

29 Kriging

30 Un ejemplo: potencial mátrico del suelo
…como covariable en un análisis de enfermedades con orígen en el suelo

31 Muestreo de suelos Soil sample data was interpolated using geostatistics (kriging or inverse distance weighting). This was done for pH, P, K, OM and NO3.

32 Contenido de Fósforo

33 Sensores Remotos Teledetección: Las técnicas para recolectar información acerca de un objeto y sus alrededores sin entrar en contacto directo con él. Componentes de los Sensores Remotos: La fuente, el sensor, la interacción con la superficie de la tierra, interacción con la atmósfera

34 La primera aplicación de sensores remotos

35 Análisis de Imágenes aéreas
Bandas suelo desnudo  ACP Bandas vegetación  NDVI

36 Patrones de reflectancia de onda corta
Cultivo sano r Stressed crop Suelo seco/Baja MO Suelo húmedo/alta MO 1000 100 UV Azul verde rojo IRC visible Longitud de Onda (nm)

37 Sensores remotos Los sensores toman multiples imágenes en B&N a longitudes de onda discretas Firmas espectrales

38 Principios de la reflectancia

39 Composiciones en “falso” color
Imágenes en B & N de diferentes bandas son asignadas a diferentes colores y combinadas.

40 Indices de vegetación

41 Imágenes de satélite para la detección de enfermedades en cultivos
“Cultivos de coliflor enfermos (a nivel de raíz)”

42 Resolución espacial de los satélites
Landsat MSS Landsat TM SPOT Pan IRS-1C Pan Landsat MSS: 80 metros Landsat TM: 30 metros SPOT: 10 metros IRS: 6 to 28 metros Ikonos: < 1 metro

43 Monitoreo de datos de rendimiento
Los datos de producción vienen de La combinación de una cosechadora, Unidad de GPS y monitor de rendi- miento.

44 Análisis Integrado Técnicas de análisis: Correlaciones Regresiones
ACP o Análisis Factoriales Regresión espacial

45 ¿Qué pueden hacer los meloneros con Agricultura de Precisión?

46 Primero…. Empezar poco a poco….
Utilización de fotografía aérea Ortorectificación Mapeo digital Convertir mapas convencionales en papel a digital Digitalización en pantalla a partir de las ortofotos

47 Empezar poco a poco…. Mapeo de plagas y enfermedades Mapeo de suelos
Muestreos o “plagueos” Registros con GPS Mapeo de suelos Muestreo de suelos Nivelación de tierras Levantamiento de campo Interpolación de datos (modelo 3D o Modelo Digital de Terreno) Cálculo de rasantes (corte-relleno) Cronología de labores Control y monitoreo de actividades en campo

48 ¿Qué se necesita para implementarlo?
Convencimiento de que la tecnología puede mejorar la eficienca en la gestión de la empresa…. Alguna inversión para comprar equipo básico: computadora, gps, etc…. Sistematización de la información Personal capacitado en el uso de la información

49 ¿Dónde entramos nosotros?
Capacitación en: Ortorectificación de fotografía aérea Digitalización en pantalla Utilización de GPS Integración de información de campo a un SIG Uso de un SIG para el proceso de información Técnicas de análisis de la información

50 ¿Qué se podría lograr a corto plazo?
Conocer mejor sus áreas de siembra (suelo, clima, etc.) Mejorar el control de plagas y enfermedades Mejorar el control de las operaciones de la finca Mejorar la eficiencia en el uso de insumos: Plaguicidas, herbicidas, madurantes, etc. Determinar épocas y técnicas mejoradas de aplicación En general, mejorar la producción, la productividad y por lo tanto la rentabilidad de la actividad. Ayudar a proteger el ambiente

51 Muchas Gracias.....