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.

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Vedras_Paúl

2560-383 Torres Vedras Portugal