Aplicaciones de la teledetección a la mejora del manejjyg ... · Finca de la Bochosa NDVI...
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Aplicaciones de la teledetección a la mejora Aplicaciones de la teledetección a la mejora del manejo y gestión del agua de riego.del manejo y gestión del agua de riego.j y g g gj y g g gInvestigación desarrollada en Aragón.Investigación desarrollada en Aragón.
Mª Auxiliadora Casterad
Unidad de Suelos y Riegose-mail:[email protected] mail:[email protected]
Incorporación de la teledetección a la gestión del agua en la agricultura. Huesca, 28 de octubre de 2009.
Seguimiento cultivosPresentaciónPresentación Manejo y gestión del riego
ESTACIÓN EXPERIMENTAL DEAULA DEI (EEAD)
Grupo de Agua, Agronomía y Medio Ambiente Gabinete teledetección
Unidad de Suelos y Riegos
Ri í di bi tRi í di bi tGrupo de Excelencia del Gobierno de Aragón
Riegos, agronomía y medio ambienteRiegos, agronomía y medio ambiente
Líneas de investigaciónLíneas de investigación
Seguimiento cultivosPresentaciónPresentación Manejo y gestión del riego
Grupo de excelenciaGrupo de excelencia
Líneas de investigaciónLíneas de investigación
• Uso sostenible de los recursos agua y suelo.• Impacto ambiental de las actividades agrarias.• Agronomía de cultivosAgronomía de cultivos.
TeledetecciónTeledetección• Desarrollo de metodologías para el seguimiento y• Desarrollo de metodologías para el seguimiento y
evolución de los cultivos.• Aplicación de la teledetección a la mejora del
manejo gestión del so del ag a de riego
Aplicaciones agrarias
manejo y gestión del uso del agua de riego.
• Caracterización y seguimiento de hábitatssingulares mediante criterios de bio geo edafo
Aplicaciones ambientales
singulares mediante criterios de bio-geo-edafo-diversidad.
• Desarrollo de índices agroambientales.• Estudio de procesos geológicos de interés
ambiental.
Seguimiento cultivosPresentaciónPresentación Manejo y gestión del riego
AplicacionesAplicaciones agrariasagrarias
• Orientadas fundamentalmente al diagnóstico,manejo y control del regadíomanejo y control del regadío.
• Proporcionan información territorial sobreopo c o a o ac ó e o a sob edistintos rasgos y parámetros de interésrelacionados con el agua, suelo y cultivo.
C ltiC lti A t iA t i
Presentación Manejo y gestión del riegoSeguimiento cultivosSeguimiento cultivos
• Identificación y seguimiento de cultivos
CultivosCultivos -- ActuacionesActuaciones• Identificación y seguimiento de cultivos.
• Seguimiento de irregularidades intraparcelares.
• Detección y seguimiento de estreses abióticos.• Incorporación de la teledetección en agricultura
Maíz1996
a
Incorporación de la teledetección en agriculturade precisión.
ArrozAlfalfa-forrajera
Otras
CebadaGirasol
Sin cultivoTrigoAlmudévar N 330 Zaragoza-H
uesca
Tardienta
AforosAforos dede superficiessuperficies dede cultivocultivo dede regadíoregadío
Presentación Manejo y gestión del riegoSeguimiento cultivosSeguimiento cultivos
AforosAforos dede superficiessuperficies dede cultivocultivo dede regadíoregadío
• Cartografía y estadística
Almunia de Doña Godina y AlfaménImagen Landsat TM
Cambios en la superficie y distribución del arroz en FlumenCambios en la superficie y distribución del arroz en Flumen
Presentación Manejo y gestión del riegoSeguimiento cultivosSeguimiento cultivos
Cambios en la superficie y distribución del arroz en FlumenCambios en la superficie y distribución del arroz en FlumenHuesca
Monzón
Arroz sólo en 1991: 3200 haArroz sólo en 1996: 7435 haArroz en 1991 y en 1996: 3195 haCarreteras; Límites municipales FragaFerrocarril;
pNúcleos urbanos
g
Clasificación del regadío de Flumen (Huesca) Clasificación del regadío de Flumen (Huesca) según preferencia al cultivo de maízsegún preferencia al cultivo de maíz
Presentación Manejo y gestión del riegoSeguimiento cultivosSeguimiento cultivos
706037 711037 716037 721037 726037 731037 736037
4658
792
4658
792
según preferencia al cultivo de maíz según preferencia al cultivo de maíz
4653
792
4653
792
2 2
4648
792
4648
792
8792
8792
4643
792
4643
792
4633
792
4633
792
4638
4638
4628
792
4628
792
4 4
Preferencia muy altaPreferencia altaPreferencia media
706037 711037 716037 721037 726037 731037 736037
4623
792
4623
792Preferencia muy baja
Preferencia baja
Presentación Manejo y gestión del riegoSeguimiento cultivosSeguimiento cultivos
Detección y seguimiento Detección y seguimiento de irregularidadesde irregularidades
Finca de la BochosaNDVI recodificado obtenido de
imágenes Landsat
Detección y seguimiento de irregularidadesDetección y seguimiento de irregularidades
Presentación Manejo y gestión del riegoSeguimiento cultivosSeguimiento cultivos
Pivot de la finca La Bochosa (Esplús, Huesca) en la que se practica agricultura de precisión.
Detección y seguimiento de irregularidadesDetección y seguimiento de irregularidades
q p g p
Imagen Quickbird NDVIImagen Quickbird NDVI
S i i t d l lti lS i i t d l lti l
Presentación Manejo y gestión del riegoSeguimiento cultivosSeguimiento cultivos
Seguimiento del cultivo en parcelaSeguimiento del cultivo en parcela
Presentación Manejo y gestión del riegoSeguimiento cultivosSeguimiento cultivos
Presentación Manejo y gestión del riegoSeguimiento cultivosSeguimiento cultivos
E ti ió d i bl bi fí i C t fí d LAIE ti ió d i bl bi fí i C t fí d LAI
Presentación Manejo y gestión del riegoSeguimiento cultivosSeguimiento cultivos
Estimación de variable biofísicas. Cartografía de LAIEstimación de variable biofísicas. Cartografía de LAI
LAI
Parcelas de Viña
Seguimiento en campoSeguimiento en campo
Presentación Manejo y gestión del riegoSeguimiento cultivosSeguimiento cultivos
Seguimiento en campoSeguimiento en campo
Veza
y = 2.3839x2.194
R2 = 0.90271.8
2
0.901.00Maíz
1
1.2
1.4
1.6
reen
ssee
ker
-7-2
005
0.400.500.600.700.80
NDV
I
0
0.2
0.4
0.6
0.8
ND
VI G
r 2-
0.000.100.200.30
08 08 08 08 a b 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08
Alfalfa
00 0.2 0.4 0.6 0.8 1
LAI Ceptómetro1-7-2005 25
/06/
2008
01/0
7/20
0807
/07/
2008
10/0
7/20
0814
/07/
2008
a14
/07/
2008
b17
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2008
22/0
7/20
0825
/07/
2008
01/0
8/20
0806
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2008
19/0
8/20
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/08/
2008
01/0
9/20
0809
/09/
2008
15/0
9/20
0824
/09/
2008
06/1
0/20
0815
/10/
2008
23/0
9/20
0829
/10/
2008
Control Dosis baja de purín
RiegoRiego -- ActuacionesActuacionesPresentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
• Estimación y cartografía de volúmenes de riego.gg
• Gestión del agua de riego: consumo, reutilización,Gestión del agua de riego: consumo, reutilización, eficiencia, ahorro,
• Manejo diferencial del riego en parcela.
Tardienta Tardienta Tardienta TardientaTardienta Tardienta Tardienta Tardienta
Regadío de Flumen (Huesca)Regadío de Flumen (Huesca)
1993 1994 1996 1997SariñenaLagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena SariñenaSariñena1993 1994 1996 1997SariñenaLagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena SariñenaSariñena
Tardienta Tardienta TardientaTardienta Tardienta Tardienta
0<V<10001000?V<50005000?V<10000
Volumen de riegopor hectárea (m/ha)
Sariñena Sariñena Sariñena
0<V<10001000?V<50005000?V<10000
Volumen de riegopor hectárea (m/ha)
Sariñena Sariñena Sariñena≤≤
(m3/ha)
1998 1999 2000 5000?V<10000V?10000
LagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena Sariñena
1998 1999 2000 5000?V<10000V?10000
LagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena Sariñena ≤≥
IrrivolIrrivol
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
IrrivolIrrivol• Es un método de predicción, estimación y cartografía devolúmenes de riego a partir de datos de terrenovolúmenes de riego a partir de datos de terreno,agrometeorológicos y de satélite, desarrollado en la Unidadde Suelos y Riegos del CITA.
• Para su aplicación se requiere conocer las superficies ylas necesidades hídricas de cada cultivo en el territorio alas necesidades hídricas de cada cultivo en el territorio aestudiar.
• Las imágenes de satélites pueden proporcionar parte dela información que necesita Irrivol: superficies de cultivo yestimaciones de evapotranspiraciónestimaciones de evapotranspiración.
ENTRADAS SALIDAS
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Inventario cultivos (muestreo)
Superficie y mapa
ENTRADAS SALIDAS
Imágenes de satélite
Superficie y mapa de cultivos
Volúmenes y mapas de agua
Datos meteorológicos
gde necesidades hídricas netas
meteorológicosT, P, RH, ....
Características
Necesidades hídricas netas de
los cultivoCaracterísticas locales del cultivo
Eficiencia riego según unidad de
l
Mapa de suelos
Eficiencia de Volúmenes y sueloEficiencia de
riego mapas de riego
Superficies de cultivoSuperficies de cultivo
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
T di t
Superficies de cultivoSuperficies de cultivo
Grañén
Tardienta
Regadío de Flumen (Huesca), 1994
% S fO ó
Arroz Alfalfa forrajeras
% Superficie
921
Ocupación
Sariñena
Alfalfa-forrajerasCereal de invierno GirasolM í
2117
46 SariñenaMaíz
Sin cultivoPinos
630
2Otras 8
Necesidades hídricas del cultivoNecesidades hídricas del cultivo
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Evapotranspiración actualmm/dia
Necesidades hídricas del cultivoNecesidades hídricas del cultivo
Landsat 5TM. RGB 543 del 7 de junio de 1997
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Evapotranspiración en leñososEvapotranspiración en leñososp pp p
Sástagog
Caspe
Mapa de cultivo Cartografía deCartografía de
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Mapa de cultivo(Imagen clasificada)
Cartografía de Cartografía de necesidades hídricasnecesidades hídricas
Mapa de necesidades hídricasMapa de necesidades hídricas netas por píxel
Asignación a cada píxel de cultivo su correspondiente p
necesidad hídrica neta
C t fí lú d iC t fí lú d i
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Cartografía volúmenes de riegoCartografía volúmenes de riego
Grañén
Tardienta
Grañén
Unidad % Eficiencia morfoedáfica Sup.
Plataformas
Vertientes
22 0.4
52 0 6 S iñVertientes
Terrazas fluviales y fondos
52 0.6
22 0.8
Sariñena
fluviales y fondos
Eficiencia de aplicación en parcela del riego por inundación
C t fí lú d iC t fí lú d i
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Cartografía volúmenes de riegoCartografía volúmenes de riego
Tardienta
Grañén
Volumen de riego por hectárea (m3/ha)
≤por hectárea (m3/ha)
V 10000 ≥5000 V<100001000 V<50000 <V<1000
≤≤ Sariñena
0 <V<1000Secano
¿Qué puede hacer Irrivol?¿Qué puede hacer Irrivol?
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
¿Qué puede hacer Irrivol?¿Qué puede hacer Irrivol?• Calcular el riego aplicado, que se está aplicando o quese va a aplicar en un regadío.se va a aplicar en un regadío.
• Optimizar la gestión del agua y ayudar a la planificaciónhidrológica.
• Detectar anomalías o desviaciones en el uso del agua.
E ti l tili d á d d h
g
E ti l t d fi i l
• Estimar el agua utilizada en áreas donde no hayfacturaciones.
• Estimar el agua que se extrae de cauces superficiales opozos.
• Tener una idea de la eficiencia del sistema de riego• Tener una idea de la eficiencia del sistema de riego.
• Estimar el volumen de agua en cualquier demarcación.
•Proporcionar información que ayude a prevenirproblemas ambientales.
Ejemplos de aplicaciónEjemplos de aplicación
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Ejemplos de aplicaciónEjemplos de aplicación
1. Violada5284 ha
2. Flumen31703 ha
1
2 3. Monegros I, tramo 28303 ha
23
4. Monegros I, tramo 317824ha4
Volúmenes de agua de riegoVolúmenes de agua de riego
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Polígonos de riego CHE (hm3)
Irrivol (hm3)
CHE/Irrivol
Volúmenes de agua de riegoVolúmenes de agua de riego
Flumen 164.4 157.9 1.04 Monegros I, tramo2 47.8 43.5 1.10 Monegros I, tramo3 133.4 85.5 1.56 Violada 37.5 21.0 1.78 Total área estudio 383.1 308.0 1.24
160180200
hm3)
Regadío de Flumen
6080
100120140
en d
e rie
go (h
0204060
1993 1994 1996 1997 1998 1999 2000
Volu
me
1993 1994 1996 1997 1998 1999 2000
Volumen estimado Volumen facturado
Descontados en las estimaciones los volúmenes consumidos por huertas viejas y el agua reutilizada
Gestión del agua de riego y control de su aplicaciónGestión del agua de riego y control de su aplicación
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Gestión del agua de riego y control de su aplicaciónGestión del agua de riego y control de su aplicaciónRegadío de Flumen (Huesca)Regadío de Flumen (Huesca)
Tardienta Tardienta Tardienta TardientaTardienta Tardienta Tardienta Tardienta
1993 1994 1996 1997SariñenaLagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena SariñenaSariñena1993 1994 1996 1997SariñenaLagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena SariñenaSariñena
Volumen de riegopor hectárea (m/ha)
Tardienta Tardienta Tardienta
Volumen de riegopor hectárea (m/ha)
Tardienta Tardienta Tardienta
(m3/ha)
1998 1999 2000
0<V<10001000?V<50005000?V<10000V?10000
LagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena Sariñena Sariñena
1998 1999 2000
0<V<10001000?V<50005000?V<10000V?10000
LagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena Sariñena Sariñena≤≤
≥
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Estimación de agua utilizada en áreas donde no hay Estimación de agua utilizada en áreas donde no hay facturacionesfacturaciones
Huertas viejas del Regadío de Flumen ( 3) (m3)
Cultivos 1993 1994 1996 1997 1998 1999 2000 Arroz 3096 1432 3516 4530 4809 1395 3887Alfalfa+forrajeras 10833 13101 8409 7930 13924 11791 11953Cereal de invierno 2280 2567 1190 609 1020 1177 1546Girasol 1655 1160 550 491 604 1386 207Maíz 343 3136 7018 9301 5954 1682 5420Total 18209 21396 20683 22861 26311 18431 23011
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Eficiencia de uso del aguaEficiencia de uso del agua
EUAVolumen estimado
EUA = Consumo medido o facturado
Polígono de riego de Violada (Huesca)
1998 1995 y 19961998 1995 y 1996Meses CHE-Irrivol
CHE(%)
Eficiencia de aplicación de riego
(%)Mayo 23.3Junio 41.2Julio 39.3A t 47 5Agosto 47.5Septiembre 50.1Anual 43.9 45
(CHE SIA 2000) (Isidoro 1999)(CHE-SIA, 2000) (Isidoro, 1999)
Estimación en cualquier demarcaciónEstimación en cualquier demarcación
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Plataformas Vertientes Terrazas y fondos7558 ha (156 teselas de suelo) 17263 ha (33 teselas de suelo) 7423 ha (68 teselas de suelo)
3% 3% 1%3%
Estimación en cualquier demarcaciónEstimación en cualquier demarcación
24%8%
11%
esel
assu
elo 30%
3% 3%
44%
1%3%
28%29%%
de
tede
s
64%
52%
n
1%12%
0.2%23%
0.3%24%e
Flum
en
14%
uper
fice
gadí
o de
73%
% d
e su
77% 76%
Re
Vr/ha= 0 103<Vr/ha<5 103 5 103<Vr/ha<104 Vr/ha>1040<Vr/ha<103
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Prevención de problemas ambientalesPrevención de problemas ambientalesRegadío de Flumen (Huesca)Regadío de Flumen (Huesca)
Prevención de problemas ambientalesPrevención de problemas ambientales
TARDIENTA TARDIENTA
Tardienta Tardienta Tardienta Tardienta
TARDIENTA TARDIENTA
Tardienta Tardienta Tardienta Tardienta
1993 1994 1996 1997SariñenaLagunaSariñena
199619941993 1997LagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena Sariñena Sariñena1993 1994 1996 1997SariñenaLagunaSariñena
199619941993 1997LagunaSariñena
LagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena Sariñena Sariñena
Sariñena Sariñena Sariñena SariñenaSariñena Sariñena Sariñena Sariñena
TARDIENTA TARDIENTA Riesgo:
Tardienta Tardienta Tardienta
TARDIENTA TARDIENTA Riesgo:
Tardienta Tardienta Tardienta
Riesgo de salinización de suelos
Muy bajoBajoMedioAltoMuy alto200019991998 Laguna
SariñenaLagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena Sariñena Sariñena
Muy bajoBajoMedioAltoMuy alto
Muy bajoBajoMedioAltoMuy alto200019991998 Laguna
SariñenaLagunaSariñena
LagunaSariñena
Sariñena Sariñena Sariñena
1998 1999 20001998 1999 2000
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Modernización, ahorro de agua, implicaciones ambientalesModernización, ahorro de agua, implicaciones ambientales
Comparación entre aspersión e inundación
250
Comparación entre volúmenes estimados en todo el regadío
Modernización, ahorro de agua, implicaciones ambientalesModernización, ahorro de agua, implicaciones ambientales
150
200
250
e rie
go (h
m3)
0
50
100
1993 1994 1996 1997 1998 1999 2000
Volu
men
de
Inundación Aspersión
45 Comparación agua reutilizada en todo el regadío
20
25
30
35
40
en (h
m3)
0
5
10
15
20
Volu
m
01993 1994 1996 1997 1998 1999 2000
Aspersión Inundación
Regadío de Flumen (Huesca)
Olivar de Belchite (Zaragoza)Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Efecto de los turnos de riego yEfecto de los turnos de riego y
Mayo 1994Julio 1993
Efecto de los turnos de riego yEfecto de los turnos de riego yde la transformación del sistema de riegode la transformación del sistema de riego
Mayo 1994Julio 1993
Junio 1996 Julio 1998Junio 1996 Julio 1998
Cambio a goteoJunio 2001
Imágenes Landsat TM y ETM+Olivar de Belchite Imágenes Landsat TM y ETM+Composición RGB 453(Zaragoza)
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Julio 1993 Mayo 1994
Julio 1998Junio 1996
Junio 2001
Olivar de Belchite (Zaragoza)( g )
Agricultura de precisiónAgricultura de precisión-- CultivosCultivos
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
15 de julio de 2004 18 de julio de 2005
Agricultura de precisiónAgricultura de precisión CultivosCultivos
Zonas con estrés persistenteZonas con moderado estrés persistenteZonas con moderado estrés persistenteZonas sin estrés en 2004 y con estrés moderado en 2005
Zonas sin estrés
Zonas sin estrés en 2005 y con estrés moderado en 2004
10 de agosto de 2004 5 de agosto de 2005
25 de agosto de 2004 23 de agosto de 2005
LAI5
0
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Agricultura de precisiónAgricultura de precisión -- SuelosSuelosAgricultura de precisión Agricultura de precisión SuelosSuelosMuestreo de campo y técnicas geoestadísticas
Presentación Manejo y gestión del riegoManejo y gestión del riegoSeguimiento cultivos
Cartografía de unidades específicas de manejoCartografía de unidades específicas de manejoCartografía de unidades específicas de manejoCartografía de unidades específicas de manejo
Zonas con estrés persistente ligado a sodicidad del sueloZonas con estrés en condiciones secas ligado a baja retención de aguaZonas con estrés en condiciones secas ligado a sodicidad del suelo
Zonas con estrés en condiciones húmedas asociado a encharcamientoZonas con estrés en condiciones húmedas asociado a encharcamientoZonas sin estrés