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Georreferenciación en el campo

Editor Pixelpro — Mon, 16 Sep 2019 19:51:13 +0000

Imagen 1. Portada. Fotogrametría con drones. Tomado de: Cursos de Ingeniería (2017).

La georreferenciación consiste en realizar el posicionamiento espacial de una entidad en una ubicación geográfica única y bien definida dentro de un sistema de coordenadas. Esto implica localizar el predio o parcela de interés en un Sistema de Información Geográfica (SIG), referenciando cada punto espacial dentro del terreno para generar mapas altamente precisos.

Mediante esta técnica es posible desarrollar mapas topográficos con precisiones de hasta 2,5 cm en los tres ejes espaciales (Operadores del Campo S.A., s. f.). Esto permite a los agricultores comprender de manera integral las características de sus terrenos, información invaluable para el levantamiento de linderos, vías, sistemas de riego y zonas del cultivo afectadas por problemas como malezas o enfermedades (Space-based Positioning, Navigation & Timing, s. f.).

La georreferenciación comenzó a desarrollarse a partir de la invención del Sistema de Posicionamiento Global (GPS, por sus siglas en inglés) en la década de 1960. Sin embargo, su aplicación al sector agrícola es mucho más reciente. Inicialmente, se utilizó la georreferenciación terrestre para el levantamiento de mapas topográficos, antes de la aparición de los sistemas de georreferenciación aérea mediante drones. Actualmente, ambos métodos están disponibles en el mercado colombiano y ofrecen resultados muy similares.

Tanto la georreferenciación terrestre como la aérea consisten en recorrer o sobrevolar la totalidad de los predios que se desean analizar. Posteriormente, mediante software especializado, se generan mapas topográficos georreferenciados del área en estudio.

Como se mencionó anteriormente, esta técnica tiene un alto valor para el agricultor, ya que permite planificar y ejecutar diversas acciones con gran precisión y confiabilidad. Entre sus principales aplicaciones se encuentran el surcado de precisión, el trazado de siembra, la nivelación de suelos con pendiente fija o variable, el diseño y programación de sistemas de riego, así como la siembra y cosecha automatizadas (Operadores del Campo S.A., s. f.).

Imagen 2. Sistema de georreferenciaciÃ³n terrestre. Tomado de: (Operadores del Campo S.A., s.f.)

Por otra parte, el desarrollo de los drones ha permitido obtener avances en el entendimiento del terreno que la georreferenciaciÃ³n terrestre no lograba. Entre estos existe la posibilidad de utilizar la fotogrametrÃa multiespectral e hiperespectral para analizar informaciÃ³n del cultivo como: falta de nutrientes, problemas de riego, plagas, etapas de crecimiento, entre otros. AdemÃ¡s de poder generar Ãndices de vegetaciÃ³n para conocer y monitorear la salud de las plantas (NVDI), conocer el estado de compactaciÃ³n del suelo, contar el nÃºmero de plantas por hectÃ¡rea y establecer modelos de riego mÃ¡s eficientes utilizando cÃ¡maras tÃ©rmicas (FlyNorth, s.f.). Todas estas aplicaciones que generan aÃºn mÃ¡s valor para el agricultor teniendo en cuenta que esta informaciÃ³n puede ser recibida y analizada en su propio telÃ©fono mÃ³vil o computador.

Imagen 3. Simulación de una fotogrametría con dron. Tomado de: SudenDrone (2019).

El desarrollo tecnológico continúa demostrando que aún existe un amplio margen para optimizar el rendimiento agrícola. De hecho, diversos estudios evidencian mejoras de hasta un 50 % en la eficiencia del trazado de cultivos de palma de aceite en Colombia mediante el uso de sistemas de posicionamiento global (GPS). Asimismo, esta tecnología ha permitido reducir los requerimientos de mano de obra en un 75 % y mejorar significativamente el tratamiento y control de plagas y enfermedades (Lizarazo & Alfonso, 2011).

Las oportunidades para modernizar y hacer más eficiente el sector agropecuario son cada vez mayores, y la georreferenciación constituye el primer paso para lograrlo.

* Estudiante de último semestre de Ingeniería Mecánica y Administración, con interés en la aplicación de la ingeniería al sector agrícola para incrementar su eficiencia.

Referencias

Cursos de Ingeniería. (2017, 18 de agosto). Curso: Fotogrametría aérea con drone. Cursos de Ingeniería Online

FlyNorth Group. (s. f.). Agricultura de precisión y análisis de vegetación.

Lizarazo, I. A., & Alfonso, O. A. (2011). Aplicaciones de la agricultura de precisión en palma de aceite “Elaeis guineensis” e híbrido OxG. Revista de Ingeniería, Universidad de los Andes.

Operadores del Campo S.A.. (s. f.). Levantamiento topográfico GPS.

GPS.gov. (s. f.). Agricultura. Space-based Positioning, Navigation & Timing.

SudenDrone. (2019, 5 de marzo). Cómo la inteligencia artificial mejorará los cultivos del futuro. SudenDrone

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El uso de drones en la agricultura de precisiÃ³n

Editor Pixelpro — Tue, 18 Aug 2015 15:21:56 +0000

AsÃ lo confirma el informe de la MisiÃ³n para la TransformaciÃ³n del Campo Colombiano del aÃ±o 2014, que se concibiÃ³ con el objetivo de «promover mejores decisiones de inversiÃ³n pÃºblica para el desarrollo rural y agropecuario en los prÃ³ximos 20 aÃ±os» y que dentro de sus 6 estrategias identifica a la investigaciÃ³n y la difusiÃ³n del conocimiento tecnolÃ³gico como un bien pÃºblico esencial para alcanzar la competitividad (Departamento Nacional de PlaneaciÃ³n, 2014).

Aunque para muchos es claro que existe una relaciÃ³n directa entre tecnologÃa y productividad, no necesariamente la inversiÃ³n en tecnologÃa lleva a aumentos de producciÃ³n. En muchas ocasiones el agricultor toma el riesgo de tecnificar su cultivo y al poco tiempo se desmotiva por no alcanzar los estÃ¡ndares de producciÃ³n propuestos. Esto ocurre porque los equipos de mecanizaciÃ³n que se ofrecen son en su mayorÃa obsoletos o sobredimensionados a lo que realmente necesitan los suelos colombianos (Dinero, 2015).

Una posible soluciÃ³n a esta problemÃ¡tica la podemos encontrar en la agricultura de precisiÃ³n, concepto que ha venido tomando mucha fuerza en los Ãºltimos aÃ±os. En la agricultura tradicional se parte de la premisa de homogeneidad, en la cual los procesos de la preparaciÃ³n de la tierra, el control fitosanitario, la siembra y la cosecha se hacen por igual en todo el terreno. Por el contrario, la agricultura de precisiÃ³n parte de un principio de variabilidad, en donde se reconoce la existencia de desigualdades en las propiedades del suelo dentro de un mismo territorio y que demandan un tratamiento diferencial de acuerdo a sus condiciones. Para lograr dicha diferenciaciÃ³n, la agricultura de precisiÃ³n se apalanca en herramientas tecnolÃ³gicas como sensores de percepciÃ³n remota, sistemas de posicionamiento global (GPS), sistemas de informaciÃ³n geogrÃ¡fica (SIG), tecnologÃas de aplicaciÃ³n de tasas diferenciadas (mecatrÃ³nica, electromecÃ¡nica) y otras tecnologÃas de informaciÃ³n y comunicaciÃ³n (TIC) (Colombia Digital, 2013). De esta manera, el agricultor maximiza sus rendimientos mientras que optimiza el uso de recursos escasos como tiempo, trabajo, fertilizantes, plaguicidas y demÃ¡s insumos agrÃcolas.

Una de las innovaciones mÃ¡s interesantes dentro del campo de la agricultura de precisiÃ³n es el uso de los drones en los cultivos. La historia de los drones o UAV (VehÃculo AÃ©reo No Tripulado, por sus siglas en inglÃ©s) se remonta a la Segunda Guerra Mundial, donde fueron utilizados para entrenar a los operarios de los caÃ±ones antiaÃ©reos (Perfil.com, 2011). Hoy en dÃa, aunque su principal uso sigue estando en el campo militar, los drones tienen una gran variedad de aplicaciones alternativas como entretenimiento, vigilancia aÃ©rea, vigilancia fronteriza, domicilios, emergencias, bÃºsqueda de personas, control de incendios forestales entre otros (Donweb: agencia de noticias tecnolÃ³gicas, 2014).

Fuente: (PrecisionHawk)

En la agricultura de precisiÃ³n, la funciÃ³n primordial de los drones consiste en recoger informaciÃ³n acerca del cultivo. Estos aparatos sobrevuelan el Ã¡rea determinada de forma autÃ³noma, utilizando sistemas de posicionamiento global (GPS). EstÃ¡n construidos para volar grandes extensiones y resistir a condiciones climÃ¡ticas variables de lluvia y viento (PrecisionHawk). Dentro de su interior llevan sofisticadas cÃ¡maras y sensores que van recolectando la informaciÃ³n deseada del cultivo. Al terminar su tarea, ellos mismos aterrizan de forma segura y la informaciÃ³n recogida se pasa a un computador que tiene un software especializado para leer e interpretar los datos (PrecisionHawk).

Dependiendo de la necesidad del agricultor, existen diversas cÃ¡maras y sensores que cumplen con los distintos requerimientos de informaciÃ³n (PrecisionHawk). El sensor visual es el mÃ¡s sencillo y permite recoger informaciÃ³n acerca de las inclinaciones naturales del terreno para, por ejemplo, diseÃ±ar sistemas de riego y drenaje. Este sensor tambiÃ©n recopila informaciÃ³n sobre las alturas de las plantas para analizar su crecimiento e incluso llega al detalle de poder contar el nÃºmero de plantas presentes en un cultivo. Con el sensor multiespectral se puede detectar la radiaciÃ³n electromagnÃ©tica reflejada por las plantas y que el ojo humano no es capaz de captar. Las variaciones infrarrojas indican cambios en la vegetaciÃ³n mucho antes de que Ã©stos se manifiesten fÃsicamente. Los agricultores utilizan estos datos para saber quÃ© plantas estÃ¡n bajo estrÃ©s hÃdrico, controlar su crecimiento, medir el nivel de clorofila, determinar si tienen alguna deficiencia nutricional y diagnosticar plagas y enfermedades (8 Camera). Existen otros sensores mÃ¡s especializados que son capaces hasta de descifrar la composiciÃ³n mineral de las superficies analizadas.

Fuente: (PrecisionHawk)

Los drones estÃ¡n diseÃ±ados para que sean de fÃ¡cil manejo y manipulaciÃ³n, de tal forma que una persona comÃºn y corriente estÃ© en capacidad de operarlo sin tener mayor conocimiento tÃ©cnico. El verdadero aporte de esta tecnologÃa se encuentra en el software que es capaz de interpretar los datos recogidos, darles un significado y responder a las necesidades de informaciÃ³n del agricultor sobre su cultivo para que pueda tomar mejores decisiones. El precio del dron varÃa mucho dependiendo de las especificaciones tÃ©cnicas del modelo y del sensor requerido pero fÃ¡cilmente puede estar alrededor de los 40 mil dÃ³lares (PrecisionHawk).

Esta revolucionaria tecnologÃa ya estÃ¡ siendo ampliamente utilizada en el campo de la agricultura por paÃses desarrollados como Estados Unidos y CanadÃ¡. En AmÃ©rica Latina, Brasil -junto con Chile, Colombia, PerÃº y Argentina- estÃ¡ construyendo mÃ¡s de una docena de drones propios diferentes (AmÃ©rica EconomÃa, 2014). En Colombia, los drones estÃ¡n siendo utilizados por la Fuerza AÃ©rea Colombiana (FAC) para toda clase de operativos y se calcula que hay entre 100 y 150 aeronaves de este tipo en el paÃs (Semana, 2015). Sin embargo, la adopciÃ³n de esta tecnologÃa en el campo colombiano todavÃa es muy incipiente y sus ventajas son desconocidas para la gran mayorÃa de agricultores. Existe ademÃ¡s un enorme vacÃo normativo, pues por ahora estas aeronaves se rigen por las reglas de aeromodelismo -algo que no se ajusta a su uso- y estÃ¡ pendiente la expediciÃ³n de un marco regulatorio que reglamente el uso de estos aparatos para sus distintas aplicaciones, dentro de Ã©stas, la agrÃcola (Semana, 2015).

@aperdomo91

BibliografÃa

8 Camera. (s.f.). Imagen Digital aÃ©rea para Aplicaciones AgrÃcolas. Recuperado el 14 de Agosto de 2015, de http://8camera.com/content/agricultura-de-precision

AmÃ©rica EconomÃa. (14 de Enero de 2014). La expansiÃ³n de los drones en AmÃ©rica Latina: aire de nadie. Recuperado el 14 de Agosto de 2015, de La expansiÃ³n de los drones en AmÃ©rica Latina: aire de nadie

Colombia Digital. (06 de Mayo de 2013). Â¿CÃ³mo las TIC complementan la agricultura de precisiÃ³n? Recuperado el 13 de Agosto de 2015, de http://colombiadigital.net/opinion/columnistas/artifice-innovacion/item/4866-como-las-tic-complementan-la-agricultura-de-precision.html

Departamento Nacional de PlaneaciÃ³n. (Octubre de 2014). MisiÃ³n para la TransformaciÃ³n del Campo Colombiano. Recuperado el 13 de Agosto de 2015, de https://colaboracion.dnp.gov.co/CDT/Prensa/DOCUMENTO%20MARCO-MISION.pdf

Dinero. (22 de Mayo de 2015). Agricultura de precisiÃ³n: del azadÃ³n al GPS. Recuperado el 13 de Agosto de 2015, de http://www.dinero.com/especiales-comerciales/articulo/agricultura-precision-del-azadon-gps/208779

Donweb: agencia de noticias tecnolÃ³gicas. (2014). Los 14 usos de drones que seguro no conocÃas. Recuperado el 13 de Agosto de 2015, de http://agencia.donweb.com/los-14-usos-de-drones-que-seguro-no-conocias/

Perfil.com. (24 de Abril de 2011). El secreto de los aviones no tripulados. Recuperado el 13 de Agosto de 2015, de http://www.perfil.com/contenidos/2011/04/24/noticia_0029.html

PrecisionHawk. (s.f.). Better Data for Smarter Decisions.Recuperado el 13 de Agosto de 2015, de http://www.precisionhawk.com/

Semana. (18 de Abril de 2015). Â¡Llegaron los drones a Colombia! Recuperado el 14 de Agosto de 2015, de http://www.semana.com/nacion/articulo/llegaron-los-drones-colombia/424578-3

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