Estimación de radiación interceptada en cubiertas discontinuas mediante teledetección y modelos de transferencia radiativa
Estimation of intercepted radiation on row-structured orchards with remote sensing and radiative transfer models
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Author
Guillén Climent, M. Luz
Director/es
Zarco-Tejada, Pablo J.Villalobos Martín, Francisco J.
Publisher
Universidad de Córdoba, Servicio de PublicacionesDate
2012-07-23Subject
Remote sensingRadiative transfer models
Radiation
Row-structured orchards
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Show full item recordAbstract
The light energy absorbed by plant leaves drives fundamental
physiological processes such as photosynthesis. The absorption of light
occurs within the 400-700 nm spectral region, so it is called Photosynthetic
Active Radiation, PAR. Thus, the fraction of intercepted PAR is called
fIPAR. This thesis studies the estimation of fIPAR with high spatial
resolution sensors and radiative transfer models in heterogeneous orchards.
The objective is to obtain maps showing the spatial variability of fIPAR
within the field. In previous works, relationships between spectral vegetation
indices (SVI) and fIPAR have been obtained for homogeneous crops.
However, studies were lacking where these kind of relationships were
explored for heterogeneous orchards. The heterogeneous orchards are more
structurally complex than homogeneous crops; therefore previous
relationships might not be applicable in a general way. This work explored
these relationships in heterogeneous canopies. This study required extensive
field measurements of architecture of the canopy, fIPAR as well as analysis
of airborne imagery acquired by a sensor on board and unmaned aerial
vehicle (UAV). The different studied canopies were orange, peach, olive and
vineyard orchards. Moreover, the use of radiativa transfer models allowed
the evaluation of the influence of different parameters such as, solar
geometry, row orientation on SVI, fIPAR as well as the relation between
them. La radiación solar interceptada por un cultivo es un factor determinante
en numerosos procesos de importancia para la planta como lo es la
fotosíntesis. La energía absorbida por el cultivo para tal es la comprendida
en la región del espectro 400 – 700 nm, y se denomina radiación
fotosintéticamente activa o de su traducción al inglés radiación PAR. Así, la
fracción de radiación PAR interceptada es llamada fIPAR. En este trabajo se
aborda la estimación de fIPAR en cultivos discontinuos, como árboles
frutales, mediante sensores de alta resolución espacial y modelos de
transferencia radiativa. El objetivo es crear mapas de variabilidad espacial de
fIPAR útiles para el manejo del cultivo en agricultura de precisión. En
trabajos previos se han obtenido índices de vegetación (IV) mediante
teledetección demostrando su relación con fIPAR en cultivos homogéneos.
Sin embargo no existen muchos trabajos donde se investiguen este tipo
relaciones en cultivos heterogéneos, cuya estructura más compleja hace que
relaciones obtenidas en estos trabajos anteriores, puedan no ser aplicables de
forma general. Para estudiar estas relaciones en este tipo de cubiertas se
llevaron a cabo medidas estructurales y de radiación interceptada en fincas
de naranjo, melocotón, olivar y viñedo. Así como el procesamiento y análisis
de imágenes obtenidas mediante métodos innovadores basados en vehículos
aéreos no tripulados. Con el fin de evaluar la estimación de radiación
interceptada se usaron modelos de transferencia radiativa. Estos modelos
permitieron simular distintos escenarios de plantación y estudiar cómo
parámetros, como la posición del sol, la orientación del cultivo o el tipo de
suelo, influyen a la variación de índices de vegetación, fIPAR, y la relación
entre ellos.