Viticultura de precisão Potencialidades das imagens de satélite. DEIMOS Engenharia, S.A.

Transcrição

1 Viticultura de precisão Potencialidades das imagens de satélite Workshop A rega e novas técnicas de controlo da vinha 48ª Feira Nacional de Agricultura 8 Junho 2011 DEIMOS Engenharia, S.A

2 DEIMOS Engenharia Engenharia e desenvolvimento de sistemas complexos para missões espaciais e sectores adjacentes 40 colaboradores com formação em ciências exactas, 30% pósgraduação Grupo Elecnor-DEIMOS, eixo tecnológico da ELECNOR Aeroespacial Telecomunicações Transportes Defesa Energia Ambiente Segurança - 2 -

3 Áreas de actividade Sistemas de navegação por satélite Sistemas Automáticos de Pilotagem, Navegação e Controlo Sistemas de segmento de terra e processamento de dados Produtos e serviços de Observação da Terra - 3 -

4 O que é Detecção Remota? Obtenção de informação da superfície terrestre a partir de plataformas que não estão em contacto com a superfície satélites, sondas, aviões Medição do fluxo de radiação emitida/reflectida pelos objectos na direcção do sensor Energia é emitida em diferentes bandas do espectro electromagnético Assinatura espectral de alguns objectos é bem conhecida e está relacionada com as suas propriedades físicas e químicas(vegetação, solo, etc.) - 4 -

5 E o NDVI? Índices de vegetação são tranformações numéricas e relações entre as respostas em determinadas bandas Utilizam-se para perceber o estado da vegetação ao nível de humidade, vigor, etc. Na vegetação sã, clorofila absorve radiação na área do vísivel (vermelho e azul) para a produção de fotossíntese, reflectindo no verde Por outro lado, a radiação infravermelha emitida está relacionada com a estrutura interna e o conteúdo de água da folha plantas mais sãs emitem mais radiação IR O NDVI é utilizado para inferir sobre: Estado da cultura Área foliar (LAI) Biomassa Produtividade Muito activa NDVI= NIR-RED NIR+RED Pouco activa - 5 -

6 Satélite DEIMOS-1 DEIMOS-1 Sensor óptico nas bandas verde, vermelho e infravermelho próximo 22 metros de resolução espacial Resolução temporal 3 dias Varrimento 600km -6

7 Capacidade DEIMOS-1 Larga faixa de varrimento combinada com as duas estações de downlink de dados em cada órbita asseguram alta revisita temporal em qq ponto do globo Capacidade de cobrir 3 milhões km2/dia Catálogo online com um arquivo superior a 5000 imagens - 7 -

8 Benefícios DEIMOS-1 DEIMOS-1 apresenta resolução espacial melhorada relativamente a outros sensores de vegetação em órbita (Landsat, MODIS) Deimos-1 (22m) Landsat 7 ETM+ (30m) Relativamente a satélites de alta resolução, o DEIMOS-1 apresenta melhor relação custo/benefício quando se pretendem estudar padrões de NDVI Alta capacidade de revisita ideal para fenómenos dinâmicos e actuações no terreno em tempo útil - 8 -

9 Exemplos imagens - 9 -

10 Exemplos imagens Tsunami Japão, Março

11 Exemplos imagens Fogos Barcelona, Abril

12 Exemplos imagens Cheias Mississipi, Maio Fogos Arizona, Junho

13 Aplicações ESTUDO DO NDVI e outros indicadores permite: Agricultura precisão Seguros Agrícolas Monitorização ambiental Monitorização Florestal Viticultura

14 Estado das culturas Análises periódicas da vegetação Relatórios qualitativos e quantitativos sobre o estado das culturas NDVI, Biomassa, LAI Benefícios: Detecção e actuação precoce sobre danos provocados por causas distintas Manutenção da quantidade e qualidade da produção Indicação do momento óptimo da colheita Optimização da utilização de recursos, como fertilizantes e água

15 Agricultura precisão AQUAPATH SOIL Projecto da Agência Espacial Europeia- ESA Serviço de gestão de necessidades de irrigação, dirigido aos agricultores, baseado em imagens de satélite O serviço produz previsões semanais de necessidades de irrigação e alertas, com o objectivo de melhorar as produções agrícolas e a gestão dos reservatórios de água Em utilização pela Associação de Regantes do Vale do Sorraia, em Portugal

16 Seguros Agrícolas Sistema operacional em utilização pela AGROSEGURO Monitorização do NDVI para controlo de danos por secas, para pastos e apicultura Interface web mostra o estado do NDVI actual relativamente à media histórica e informa se o dano é indemnizável ou não Sistema pode ser aplicável também para danos por cheias ou geadas

17 Monitorização ambiental DESERTWATCH Projecto da Agência Espacial Europeia-ESA Sistema de informação operacional baseado em imagens de satélite para a produção de indicadores de desertificação para Portugal, Brasil e Moçambique. Utilizadores são a AFN e diversas instituições no Brasil e em Moçambique

18 Monitorização Florestal Estudo da evolução da massa florestal Apoio a inventários florestais Detecção e avaliação de actividades silvícolas Benefícios: Detecção e actuação precoce sobre danos provocados por causas distintas Manutenção da quantidade e qualidade da produção Identificação de parcelas com melhor qualidade e evolução de massa Actualização anual de existências em função dos valores de evolução de massa e estimativas de crescimento Optimização da utilização de recursos

19 Viticultura de precisão Grande variabilidade nos fenómenos na vinha dificulta descrição e análise através de dados in situ Alta variabilidade espacial Alta variabilidade temporal Imagens de satélite tornam possível a aquisição de muita informação procedente da vinha RÁPIDA FREQUENTE GRANDE COBERTURA ESPACIAL

20 Produtos Através da informação espectral contida numa imagem de satélite, constroem-se mapas temáticos úteis no apoio à gestão adequada da vinha: Mapa de Índice de Vegetação Seguimento da fenologia da videira Mapa de Estado Médio da Vinha Compara valores de índice de vegetação sobre cada ponto da parcela com o valor médio de toda a parcela Mapa de Índice de Área Foliar Mostra qualitativamente as zonas com LAI superior e inferior à média da parcela Mapa de Conteúdo Relativo de Azoto Mostra qualitativamente as zonas onde as taxas de azoto absorvido pela planta são maiores ou menores Mapa de Nivel Relativo de Biomassa Mostra ao nível de parcela onde é que o volume de matéria verde/videira é superior ao volume médio/videira da parcela

21 Relatórios

22 Correlações Exemplos de correlações entre componentes químicos e dados medidos por satélite

23 Produtos Integração de imagens de satélite de muito alta resolução com redes de dados in-situ: Sensores móveis; Redes de sensores de humidade do solo; Dados de produção (e.g. açúcar; ph) para validação do modelo AQUISIÇÃO DE IMAGENS Momento do Pintor: Cobertura foliar quase completamente desenvolvida - Fase determinante para a qualidade do produto final. Antes da vindima: Caracterizar o estado da vinha; definir a segmentação da vindima Índices de vegetação (NDVI, LAI, fpar, biomassa); mapa de vigor da vinha; assimilação de azoto; stress hídrico

24 CONCLUSÕES Imagens de satélite uma fonte de Valor: Conhecimento detalhado e actual do estado de culturas em áreas extensas Melhoria dos dados de campo pelo cruzamento com informação remota Aumento da eficiência fitosssanitária pela aplicação de tratamentos específicos por zonas e tempos Estimativas antecipadas das magnitudes e qualidade de produção Segmentação da vindima Identificação de vinha morta

25 DEIMOS Engenharia, S.A. Av. D. João II, Lote , 10º Lisboa Portugal Nuno Ávila (Country Manager Deimos Group) Elsa Alexandrino (Business Developer) António Rocha (Project Engineer Earth Observation Applications)