Mapeo de Evapotranspiración Geoespacial de Alta Resolución de Cultivos de Campo Irrigados Utilizando Imágenes Multiespectrales e Infrarrojas Térmicas con el Modelo de Balance Energético METRIC
Autores: Chandel, Abhilash K.; Molaei, Behnaz; Khot, Lav R.; Peters, R. Troy; Stöckle, Claudio O.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Mapeo de Evapotranspiración Geoespacial de Alta Resolución de Cultivos de Campo Irrigados Utilizando Imágenes Multiespectrales e Infrarrojas Térmicas con el Modelo de Balance Energético METRIC
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Mapeo del uso de agua en cultivos
Modelo METRIC
Evapotranspiración
Sistema aéreo no tripulado
Alta resolución
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El mapeo del uso de agua de cultivos geoespaciales es fundamental para la gestión de riego específica para cada campo. Las imágenes satelitales de Landsat 7/8, junto con un modelo de balance energético METRIC (Mapeo de Evapotranspiración a alta Resolución con Calibración Internalizada) ampliamente adoptado, estiman la evapotranspiración (ET) de manera precisa, pero limitan el mapeo espaciotemporal a escala de campo (30 m por píxel, ~16 días). Por lo tanto, se llevó a cabo un estudio para mapear la ET real de cultivos de campo irrigados cultivados comercialmente (menta, papa y alfalfa) a una resolución muy alta (7 cm por píxel). Se realizaron seis campañas de imágenes multiespectrales e infrarrojas térmicas basadas en sistemas aéreos no tripulados (UAS) (dos para cada cultivo) al mismo tiempo que el paso de Landsat 7/8. Se utilizaron tres variantes del modelo METRIC para procesar las imágenes de UAS: UAS-METRIC-1, -2 y -3 (UASM-1, -2 y -3) y los resultados se compararon con el enfoque estándar LM. Las diferencias cuadráticas medias de la ET (RMSD) entre LM-UASM-1, LM-UASM-2 y LM-UASM-3 estuvieron en los rangos de 0.2-2.9, 0.5-0.9 y 0.5-2.7 mm por día, respectivamente. Las calibraciones internas y los flujos de calor sensible resultaron en tales diferencias. UASM-2 tuvo la mayor similitud con el enfoque LM (RMSD: 0.5-0.9, ETdep,abs (desviaciones diarias de ET): 2-14%, r (coeficiente de correlación de Pearson) = 0.91). Fuertes correlaciones de ET entre los enfoques UASM y LM (0.7-0.8, 0.7-0.8 y 0.8-0.9 para los cultivos de menta, papa y alfalfa) sugieren una idoneidad igual de los enfoques UASM como LM para mapear ET para una variedad de cultivos similares. Sin embargo, los enfoques UASM (Coeficiente de variación, CV: 6.7-24.3%) superaron al enfoque LM (CV: 2.1-11.2%) en el mapeo de variaciones espaciales de ET debido al gran número de píxeles. Por lo tanto, las imágenes de UAS bajo demanda pueden ayudar a derivar mapas de ET específicos para cada sitio de alta resolución, para que los agricultores puedan ayudar en la gestión oportuna del agua de los cultivos.
Descripción
El mapeo del uso de agua de cultivos geoespaciales es fundamental para la gestión de riego específica para cada campo. Las imágenes satelitales de Landsat 7/8, junto con un modelo de balance energético METRIC (Mapeo de Evapotranspiración a alta Resolución con Calibración Internalizada) ampliamente adoptado, estiman la evapotranspiración (ET) de manera precisa, pero limitan el mapeo espaciotemporal a escala de campo (30 m por píxel, ~16 días). Por lo tanto, se llevó a cabo un estudio para mapear la ET real de cultivos de campo irrigados cultivados comercialmente (menta, papa y alfalfa) a una resolución muy alta (7 cm por píxel). Se realizaron seis campañas de imágenes multiespectrales e infrarrojas térmicas basadas en sistemas aéreos no tripulados (UAS) (dos para cada cultivo) al mismo tiempo que el paso de Landsat 7/8. Se utilizaron tres variantes del modelo METRIC para procesar las imágenes de UAS: UAS-METRIC-1, -2 y -3 (UASM-1, -2 y -3) y los resultados se compararon con el enfoque estándar LM. Las diferencias cuadráticas medias de la ET (RMSD) entre LM-UASM-1, LM-UASM-2 y LM-UASM-3 estuvieron en los rangos de 0.2-2.9, 0.5-0.9 y 0.5-2.7 mm por día, respectivamente. Las calibraciones internas y los flujos de calor sensible resultaron en tales diferencias. UASM-2 tuvo la mayor similitud con el enfoque LM (RMSD: 0.5-0.9, ETdep,abs (desviaciones diarias de ET): 2-14%, r (coeficiente de correlación de Pearson) = 0.91). Fuertes correlaciones de ET entre los enfoques UASM y LM (0.7-0.8, 0.7-0.8 y 0.8-0.9 para los cultivos de menta, papa y alfalfa) sugieren una idoneidad igual de los enfoques UASM como LM para mapear ET para una variedad de cultivos similares. Sin embargo, los enfoques UASM (Coeficiente de variación, CV: 6.7-24.3%) superaron al enfoque LM (CV: 2.1-11.2%) en el mapeo de variaciones espaciales de ET debido al gran número de píxeles. Por lo tanto, las imágenes de UAS bajo demanda pueden ayudar a derivar mapas de ET específicos para cada sitio de alta resolución, para que los agricultores puedan ayudar en la gestión oportuna del agua de los cultivos.