Cálculo de NDVI (Índice de Vegetação de Diferença Normalizada) e Mapas de PCD (Plant Cell Density) por fotografia aérea
A REGA E NOVAS TÉCNICAS DE CONTROLO DA VINHA
EarthScience
Sistemas de monitorização e gestão da água
Sistemas de automação para controlo de rega
Industrial
Retro-fitting de máquinas
Desenvolvimento de soluções customizadas
Aeronautics
Concepção de plataforma Quadcopter U4
Integração de sistemas electrónicos
áreas de actuação
Tecnologia a complementar a
experiência humana
Uma vasta gama de sensores e actuadores,
em comunicação permanente,
que geram informação útil para
optimização agrícola
Sistemas inteligentes de
controlo e gestão da água
USoil R40Sonda de teor de humidade do solo
Permite regar de acordo com as necessidades reais da cultura
Monitorização em diferentes níveis de profundidade
Aumento de produtividade agrícola
Reduz até 20% o consumo de água
Detecção de falhas no sistema de rega
Rápida recuperação do investimento
USoil R40Principais Aplicações
. Tomate
. Milho
. Relva
. Olival
. Vinha
. Pomares
Mais de 2000 sensores instalados
Trabalhamos com uma preocupação especial,
em função dos pedidos de cada cliente e do
respectivo enquadramento paisagístico.
UMeteoEstação meteorológica
•Configurável de acordo com as necessidades do cliente
•Determinação da evapotranspiração
Alguns Parâmetros de medição
. Temperatura do Ar
. Humidade Relativa
. Folha Húmida
. Pluviosidade
. Radiação solar
. Velocidade e direcção do Vento
USens - WQ Monitorização de parâmetros da qualidade de água
Sondas multiparamétricas
Sistema compacto e robusto
Eléctrodos de longa duração
Parâmetros medidos
PH
Condutividade eléctrica
Oxigénio dissolvido
Temperatura
Nitratos / potássio / cálcio (opção)
Medição de altura de lâmina de água
QUADCOPTER U4projecto em desenvolvimento
Plataforma VTOL
Voo autónomo
Sistema robusto e sem manutenção
Flexível para diferentes aplicações
Muito estável e silencioso
Baixo custo de operação
Sistema portátil e rápido de operar
QUADCOPTER U4APLICAÇÕES
Segurança / Vigilância
Industrial_monitorização
Inspecção de estruturas
Agricultura de PrecisãoInspecção de linhas
de alta tensão
Eventos desportivos
Outros Eventos
Broadcast _TV/Vídeo
Agricultura de Precisão Maior controlo sobre a cultura
Novas tecnologias
GPS
SIG (sistema de informação geográfica)
Sensores de Monitorização
Mapeamento
Objectivos
Maximização do lucro
Homogeneização da produção
Aumento da qualidade
Sustentabilidade da produção
Viticultura de PrecisãoGestão eficiente dos recursos
Rega
Controlo do vigor
Economia de água
Maior qualidade do produto final
Produção
Segmentação da vindima
Datas de vindima
Homogeneidade de produção
Tecnologias de Precisão na ViticulturaMonitorização permanente
Sondas de teor de humidade de solo
Estações meteorológicas
Fito-sensores
Condutividade eléctrica aparente do solo
Fotografia aérea (NIR) – NDVI
NDVI Normalized Difference Vegetation Index
NDVI varia entre -1 e 1- Planta com excesso de vigor
(0.631)
- Ausência de vegetação (0,020)
- Lago (-0,268)
Fonte: Silva, 2009
Utilização de NDVI na Agronomia Culturas mais representativas
Vinha
• Vigor
• Segmentação da vindima
• Cálculo de produção prevista
• Stress hídrico
Fruticultura
• Densidade de copa (área)
• Gestão de colheita
Culturas Anuais
• Produtividade prevista
• Rega
Exemplo de análiseValores Elevados de NDVI (0,80)
Maior vigor
Maior peso de lenha de poda
Menor stress hídrico Fonte: Jonson et al., 1996
Efeitos:
•Ensombramento
•Maiores produções
•Menor qualidade do vinho
•Maiores problemas fitossanitários
Detecção RemotaDeterminação do NDVI - Satélite
Grande Altitude (700 km)
– Baixa resolução (1 – 40 m / pixel)
- Data da imagem dependente da
rota do satélite
- Depende do estado meteorológico
- Custo elevado
- Ideal para cobertura de grandes
áreas
Detecção RemotaDeterminação do NDVI – Aeronave
TripuladosNão
Tripulados
Resolução Espacial
50cm 5cm
Altitude de Operação
600m 60m
Meteorologia(não operar)
Nuvens baixas
Chuva e nevoeiro
CustoBaixo custo
Muito baixo custo
UtilizaçãoMédias
parcelas >30ha
Pequenas parcelas <30ha
Detecção RemotaDeterminação do NDVI – Portátil
Sistema Terrestre
- Sistema de geração de mapas
instantâneo
- Medição apenas da planta em
análise
- Utilização em pequenas parcelas
- Medição instantânea das
necessidades da planta
- Necessitam de sistema GPS
auxiliar, para geração de mapas
- Pequena amostra de plantas
Câmara NDVI Modelos utilizados no NDVI
Câmara especifica (520nm - 920nm)
Câmara convencional alterada Filtro IR (400-700nm)
Nota: Alteração do sensor de luz
Georeferenciação de ImagensMapeamento e visualização das imagens
Definição:
Localização de uma imagem num
espaço definido por um sistema de
coordenadas conhecido.
- Localização da origem
- Orientação dos eixos
- Coordenadas (cartesianas) que
definem a posição de um ponto
NDVIPrincipais Aplicações
Mapa de vigor
Mapa do Estado Vegetativo Fonte: Lamb et al., 2001
Determinação de FiloxeraFonte: Johnson et al., 1996
Permite visualizar a variabilidade espacial
da vinha
Limitações NDVIErros de interpretação
Elevada densidade da sebe
Entrelinha com excesso de vegetação
Influência do calor do solo
Difícil associar os valores determinados com o sistema de condução
Fonte: Proffit et al. 2006
Mapa de NDVIApoio
•Segmentação Vindima
•Intervenções em Verde
•Localização de Falhas
•Utilização de Fitofármacos
•Utilização de Fertilizantes
•Determinação de Filoxera
Mapa de NDVISegmentação da vindima
Definição de lotes de qualidade
Vindima diferenciada
Prioridade de colheita
Colheitas homogéneas Fonte: Sereno, 2009
Mais valias
• Aumento de qualidade
• Maior valor acrescentado
• Escalonamento dos recursos de
forma eficiente
Fonte: Sereno, 2009
Mapa NDVIIntervenções em verde – Monda de cachos
Balanço entre a superfície foliar exposta e o fruto
Manutenção do equilíbrio da planta
Aumento do teor de açúcar
Técnica não utilizada em todos os ciclos da planta
Fonte: Alonso, 2009
Mais valias
• Aumento de qualidade
• Maior valor acrescentado
• Produções homogéneas
Mapa de NDVILocalização de Falhas
Sondas multiparamétricas
Sistema compacto e robusto
Eléctrodos de longa duração
Parâmetros medidos
PH
Condutividade eléctrica
Oxigénio dissolvido
Temperatura
Nitratos / potássio / cálcio (opção)
Medição de altura de lâmina de água
Mapa de NDVIUtilização de Fitofármacos
Mapa de NDVIUtilização de Fertilizantes
Mapa NDVIDeterminação de Filoxera Identificação no Sul da Austrália
Bibliografia
• SILVA, L.; FILHO, J.; LIMA, E.; ALMEIDA, H.; (2009). Análise do albedo e do índice de vegetação da diferença
normalizada (NDVI) em uma bacia hidrográfica, usando o Sebal- Surface energy balance algorithm for land; Brasil
• BRAMLEY, R.; et al (2006). Precision Viticulture: A new era in vineyard management and wine production.
Winetitles
• JOHNSON, L.; BOSCH, D.; ARMSTRONG, R..; LOBITZ, B.; BALDY, R.; WEBER, E.; DEBENEDICTS. (1996).
Airbone imaging for vineyard canopy evaluation. California Agricultures, special issue on Phylloxera. 50 :14-18.
• PROFFIT, T.; BRAMLEY, R.; LAMB, D.; WINTER, E. (2006). Precision Viticulture. A new era in vineyard
management and wine production. Winetitles, Adelaide.
• SERENO, P.; (2009). Viticultura de precisão: utilização da detecção remota no estudo da variabilidade espacial do
vigor, produção e qualidade, castas “Syrah” e “Touriga Franca”; tese de grau Mestre, Instituto Superior de
Agronomia; Lisboa.
• ALONSO; J.; (2009). Monda de Cachos: Efeito da época e intensidade na casta Syrah; tese de grau Mestre ,
Instituto Superior de Agronomia; Lisboa
• LAMB, D.; HALL, A.; LOUIS, J. (2001). Airbone remoting sensing of vines canopy variability and productivity.
Austalian Grapegrower & Winemaker. Annual Technical.
t. + 351 213630718 / 261311552
f. + 351 213630284
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Parque Empresarial de Torres
Vedras_Paúl
2560-383 Torres Vedras Portugal