01 Nov
Introducción a la Teledetección Agrícola
Conceptos Fundamentales y Mediciones
4. ¿Qué mide la teledetección agrícola en términos prácticos?
Mide la reflectancia de la vegetación para estimar el vigor, la biomasa, el contenido de agua, los nutrientes o el estrés fisiológico del cultivo.
5. ¿Qué tipo de información es posible obtener de la teledetección a nivel de cultivo?
Es posible obtener:
- Índices de vegetación (NDVI, NDRE).
- Mapas de vigor.
- Zonas homogéneas de manejo (ZHM).
- Mapas de rendimiento.
- Coeficiente de cultivo (Kc).
8. ¿Qué factores pueden alterar las mediciones de reflectancia?
Las sombras, el ángulo solar, las nubes, el polvo, la humedad del suelo y la falta de calibración radiométrica.
¿Qué significa “radiancia” e “irradiancia”?
- Radiancia: Energía emitida o reflejada por un objeto.
- Irradiancia: Energía solar que incide sobre ese objeto.
Cámaras Multiespectrales y Espectro Electromagnético
Funcionamiento y Bandas Espectrales
11. ¿Qué es una cámara multiespectral y cómo funciona?
Es un sensor óptico que mide la radiación reflejada en varias bandas específicas del espectro visible e infrarrojo, generando una imagen por cada banda.
13. ¿Qué información entrega cada una de las bandas?
- Azul: Pigmentos y floración inicial.
- Verde: Intensidad de clorofila y vigor.
- Roja: Absorción de clorofila, indica estrés.
- Red Edge (Borde Rojo): Variaciones de clorofila en madurez.
- NIR (Infrarrojo Cercano): Vigor y estructura foliar.
14. ¿Por qué el NIR se asocia al vigor de la planta?
Porque las hojas sanas reflejan gran parte de la radiación en el infrarrojo cercano, mientras que las dañadas o con bajo vigor la absorben.
15. ¿Qué significa “borde rojo” o “Red Edge”?
Es la franja de transición entre la banda roja (absorción de clorofila) y el NIR (reflexión), siendo sensible a pequeñas variaciones de clorofila.
16. ¿Por qué se usa la banda roja para calcular NDVI?
Porque la banda roja es altamente absorbida por la clorofila; al compararla con el NIR, se obtiene una medida precisa del vigor vegetal.
17. ¿Cómo se genera una imagen multiespectral a partir de una sola captura?
Cada lente de la cámara capta una banda distinta; luego el software combina las imágenes alineadas para crear un ortomosaico multibanda.
24. ¿Por qué las cámaras multiespectrales se prefieren frente a las RGB en agricultura?
Porque captan información más allá del espectro visible, permitiendo calcular índices vegetacionales y detectar estrés no perceptible al ojo humano.
26. ¿Cuál es la diferencia práctica entre un sensor multiespectral y uno hiperespectral?
El multiespectral capta pocas bandas amplias (5–10) y permite detectar diferencias generales. El hiperespectral capta cientos o miles de bandas estrechas y contiguas, identificando con precisión materiales o patologías específicas.
27. ¿Qué se entiende por longitud de onda y cómo se representa en las imágenes (ej. NIR832)?
Es la distancia entre dos picos consecutivos de una onda electromagnética, medida en nanómetros (nm). En NIR832, “832” indica que la cámara mide en el rango del infrarrojo cercano a 832 nm.
Calibración y Procesamiento de Imágenes
19. ¿Qué papel cumple el sensor de irradiancia en una cámara multiespectral?
Mide la cantidad de luz solar incidente durante el vuelo para corregir variaciones lumínicas y asegurar valores comparables de reflectancia.
20. ¿Por qué se deben calibrar las imágenes antes de procesarlas?
Para eliminar efectos de luz, sombras o nubosidad, logrando que las diferencias observadas correspondan realmente a variaciones del cultivo.
21. ¿Por qué es importante el traslape entre capturas en un vuelo multiespectral?
Porque cada lente capta desde un ángulo diferente; el traslape (≥75–80%) permite al software alinear correctamente las bandas y crear una imagen coherente.
29. ¿Qué tipo de errores radiométricos puede haber si no se calibra la cámara?
Diferencias de brillo entre imágenes, variaciones falsas por luz desigual, sombras exageradas y errores en los índices vegetacionales.
🌱 Índices de Vegetación (IV) Clave
30. Define qué es un índice vegetacional.
Es una combinación matemática de valores de reflectancia en distintas bandas espectrales para estimar el vigor, la biomasa o el estado fisiológico de la vegetación.
NDVI: Fórmula, Interpretación y Limitaciones
31. Escribe la fórmula del NDVI.
NDVI = (NIR − Rojo) / (NIR + Rojo)
32. ¿Qué rangos de valores puede tomar el NDVI y cómo se interpretan?
El NDVI va de -1 a 1. Su interpretación es la siguiente:
- Valores altos (0.7–1): Vegetación densa y sana.
- Valores medios (0.3–0.7): Vegetación activa.
- Valores bajos (<0.3): Suelo o vegetación pobre.
- Valores negativos: Agua o nubes.
33. ¿Qué representa un valor negativo de NDVI?
Superficies no vegetales, como agua, nieve, sombras o nubes.
34. ¿Por qué un NDVI alto se asocia a vegetación vigorosa?
Porque las plantas sanas absorben la luz roja (por la clorofila) y reflejan fuertemente el infrarrojo cercano, generando un valor alto en la fórmula.
35. ¿Qué limitaciones tiene el NDVI?
Pierde sensibilidad en canopias densas (saturación) y presenta ruido del suelo cuando hay poca cobertura vegetal; además, no distingue la causa específica del estrés.
36. ¿En qué etapas del cultivo se recomienda usar el NDVI?
Durante el crecimiento activo o etapas intermedias, cuando la cobertura es suficiente para reflejar el vigor real sin saturarse.
37. ¿Qué significa que el NDVI “pierda sensibilidad”?
Que al aumentar la biomasa, el NDVI deja de distinguir entre niveles altos de vigor, mostrando valores similares aunque existan diferencias reales en la densidad foliar.
38. ¿Por qué el NDVI no se debe usar en fases iniciales o tardías?
Porque en etapas iniciales el suelo visible altera la lectura (ruido), y en fases tardías la alta biomasa provoca la saturación del índice.
Índices para Cobertura Baja y Alta (MSAVI, SAVI, WDRVI)
39. ¿Qué alternativas existen al NDVI?
Existen alternativas específicas para diferentes etapas:
- MSAVI o SAVI: Para etapas iniciales (corrigen el efecto del suelo).
- NDRE: Para madurez (mide clorofila).
- WDRVI: Para etapas tardías (mayor sensibilidad con alta biomasa).
40. ¿Cuál es el objetivo del índice MSAVI?
Reducir el efecto del suelo en imágenes con baja cobertura vegetal, mejorando la detección del vigor cuando el cultivo está recién establecido.
42. ¿Qué significa que el MSAVI “corrige la interferencia del suelo”?
Que ajusta matemáticamente la diferencia de reflectancia entre suelo y cultivo, evitando que el brillo del suelo genere valores falsamente bajos de vegetación.
43. ¿Qué índice se recomienda cuando el cultivo recién emerge?
El MSAVI o el SAVI, porque incorporan una variable que corrige la influencia del suelo descubierto.
44. ¿Qué índice se usa cuando la biomasa es muy alta y el NDVI se satura?
El WDRVI (Wide Dynamic Range Vegetation Index), que amplifica el peso del NIR mediante un factor alfa, manteniendo sensibilidad con altos índices de área foliar (LAI).
47. ¿Qué índice se ajusta con el parámetro alfa (α)?
El WDRVI. El parámetro alfa (generalmente 0.1–0.2) pondera la influencia del NIR para evitar la saturación y mejorar la sensibilidad en coberturas densas.
48. ¿Qué representa el parámetro L en el SAVI y cómo cambia según la densidad de cobertura?
L es el factor de corrección del suelo. Se usa L=1 para baja densidad (<40% cobertura), L=0.5 para densidad media y L=0.25 para alta densidad (>70%).
Relación con el Vigor y el Estrés
54. ¿Cómo se relaciona el NDVI con el índice de área foliar (LAI)?
Tienen una relación directa hasta un punto; cuando el LAI aumenta, el NDVI también, pero al superar un valor crítico (≈4) el NDVI se satura y deja de diferenciar biomasa adicional.
56. ¿Por qué se dice que el NDVI no diferencia el tipo de estrés?
Porque solo mide cambios de reflectancia general, sin identificar si el estrés es causado por sequía, plaga, maleza o deficiencia nutricional.
57. Explica el concepto de “ruido del suelo” en teledetección.
Es la interferencia causada por la reflectancia del suelo desnudo en etapas iniciales, que confunde al sensor al mezclarse con la señal de la vegetación.
58. ¿Qué solución técnica se usa para eliminar el ruido del suelo en etapas iniciales?
Utilizar índices como SAVI o MSAVI, que incorporan un factor de ajuste del suelo para separar su influencia del reflejo de la vegetación.
59. ¿Qué ventaja tiene el uso del Red Edge respecto a la banda roja tradicional?
El Red Edge no se satura tan fácilmente y es más sensible a variaciones pequeñas de clorofila, lo que lo hace ideal para monitorear la nutrición o el estrés leve.
⚙️ Calibración Radiométrica
61. ¿Qué es la calibración radiométrica y cuál es su objetivo?
Es el proceso que ajusta las imágenes para que los valores de reflectancia sean comparables entre sí, corrigiendo variaciones de luz, sombras y condiciones atmosféricas.
62. ¿Qué elementos son necesarios para una calibración correcta?
Un sensor de irradiancia, un panel de reflectividad calibrado y la cámara multiespectral correctamente configurada y sincronizada.
63. ¿Qué mide el panel de reflectividad y por qué es esencial?
Mide cómo se comporta una superficie conocida frente a la luz; sirve como referencia para que el software corrija los valores de reflectancia del cultivo.
64. ¿Qué mide el sensor de irradiancia?
La cantidad total de luz solar incidente sobre el dron en cada captura, permitiendo corregir diferencias de iluminación entre imágenes.
65. ¿Por qué no todos los drones incluyen panel de reflectividad?
Porque los drones de dosificación variable trabajan con variabilidad espacial y no requieren condiciones radiométricas homogéneas, a diferencia de los de monitoreo.
69. ¿Qué es el “cenit solar” y por qué se recomienda volar en ese momento?
Es el punto del día donde el sol alcanza su altura máxima (mayor radiación directa y mínima sombra); se recomienda porque reduce errores por ángulo solar.
72. ¿Qué tipo de información se almacena en los metadatos radiométricos de una imagen?
La hora, posición GPS, intensidad de irradiancia, valores de reflectancia por banda y parámetros de calibración del sensor.
73. ¿Por qué es importante mantener una iluminación pareja durante todo el vuelo?
Para que las diferencias de reflectancia correspondan al cultivo y no a variaciones de luz ambiental.
74. ¿Qué diferencia hay entre corrección radiométrica y calibración geométrica?
La radiométrica corrige intensidad y brillo; la geométrica corrige posición y forma (alineamiento y georreferenciación de las imágenes).
75. ¿Cómo ayuda el software (Pix4D o Agisoft) en el proceso de corrección radiométrica?
Integra los datos del sensor de irradiancia y del panel de calibración, ajustando automáticamente la reflectancia de cada imagen para obtener valores comparables y precisos.
Aplicaciones Prácticas en Agricultura de Precisión
¿Qué utilidad tiene mapear la variabilidad del NDVI dentro de un predio?
Permite identificar zonas de alto y bajo vigor, dirigir muestreos, optimizar riego y fertilización, y establecer Zonas Homogéneas de Manejo (ZHM). En la práctica, mejora la eficiencia del manejo agronómico y la rentabilidad al aplicar insumos solo donde se necesitan.
¿Cómo se usa el NDVI para la dosificación variable de fertilizantes?
El NDVI detecta diferencias de vigor asociadas al contenido de nitrógeno. Las zonas con NDVI bajo requieren más fertilización, mientras que las de NDVI alto necesitan menos. El resultado es una aplicación diferenciada (variable rate) que reduce costos y mejora la uniformidad.
¿Qué significa ZHM y cómo se construye?
ZHM son las Zonas Homogéneas de Manejo. Se obtienen combinando capas de textura del suelo, conductividad eléctrica y productividad (NDVI histórico) para definir sectores del predio con comportamiento similar. Sirven para ubicar sensores representativos o aplicar manejos diferenciados.
¿Qué significa ETc y cómo se calcula a partir de Kc y ET₀?
ETc = Kc × ET₀. Representa la evapotranspiración real del cultivo, es decir, la cantidad de agua que transpira y evapora efectivamente. Se usa para definir la lámina exacta de riego, evitando exceso o déficit hídrico.
55. ¿Qué importancia tiene el NDVI para la estimación del rendimiento agrícola?
Permite predecir el rendimiento potencial porque refleja la cantidad de biomasa fotosintéticamente activa acumulada durante la temporada.
¿Qué relación hay entre NDVI y rendimiento potencial?
Existe una correlación directa: a mayor NDVI promedio o mayor área bajo la curva NDVI durante el ciclo, mayor biomasa acumulada y, por tanto, mayor rendimiento potencial. Es una herramienta predictiva validada por la FAO y múltiples estudios en trigo, maíz y frutales.
¿Qué significa el “área bajo la curva del NDVI”?
Es la suma del vigor del cultivo a lo largo del tiempo (biomasa acumulada). Una curva de NDVI alta y sostenida indica mayor fotosíntesis, más biomasa y mayor rendimiento final. Se usa como indicador de productividad y eficiencia de manejo.
¿Por qué se dice que el NDVI permite evaluar “si se está haciendo bien el trabajo”?
Porque al comparar la evolución temporal del NDVI con el manejo aplicado (riego, fertilización, control de plagas), se puede verificar si las decisiones están aumentando o reduciendo el vigor. Es una forma objetiva de evaluar la efectividad del manejo agrícola.
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