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Cartografía con dron para agricultura y silvicultura

La cartografía con dron da al propietario de una finca o un monte una ortofoto actual a escala y un modelo del terreno de toda la propiedad. Con una cámara RGB corriente puedes medir superficies de parcelas, ver dónde se acumula el agua, estimar la altura del dosel y comparar vuelos a lo largo del tiempo. Los índices de vegetación como el NDVI no están incluidos: necesitan una cámara multiespectral y otro software.

¿Qué puede hacer un mapa de dron por una finca o un monte?

Un vuelo con una cámara estándar da una ortofoto georreferenciada, un MDS (modelo digital de superficie: la parte superior de lo que haya) y un MDT (modelo digital del terreno: el suelo desnudo), además de una nube de puntos y un modelo 3D. En Orthosite puedes medir superficies, longitudes, alturas, pendientes y volúmenes sobre ellos, comparar vuelos de fechas distintas y exportar los resultados.

Usos típicos que respaldan los datos:

La ortofoto del vuelo de demostración público en la vista Ortho de Orthosite, sobre un mapa base de OpenStreetMap.
La ortofoto del vuelo de demostración público en la vista Ortho de Orthosite, sobre un mapa base de OpenStreetMap.

¿Puede Orthosite calcular NDVI o mapas de salud de los cultivos?

No. Orthosite procesa imágenes RGB corrientes (JPG, PNG, TIFF). No tiene álgebra de bandas, calibración de reflectancia ni índices de vegetación. El NDVI se calcula a partir de la reflectancia en el infrarrojo cercano y el rojo, por lo que necesita una cámara multiespectral y un software preparado para ello.

La ortofoto de Orthosite es un mapa en color real. Es una buena capa base para inspeccionar a simple vista, para localizar zonas problemáticas y para medirlas, pero no es un mapa de índices. Si la salud del cultivo es el objetivo principal, vuela con un sensor multiespectral y usa una herramienta de índices específica; Orthosite cubre entonces la parte de terreno, medición y documentación.

¿Cómo encuentro problemas de drenaje y zonas húmedas con un mapa de dron?

Abre la vista MDS/MDT y activa las curvas de nivel, la pendiente y el sombreado del relieve, con una equidistancia de curvas y una exageración vertical ajustables. Los puntos bajos, las líneas de zanja, las crestas y los cambios de pendiente se ven directamente, y una sección transversal dibujada a lo largo de una zanja o a través de un campo da el perfil con altura mínima y máxima y longitud.

Orthosite no hace un análisis hidrológico (no hay capa de dirección ni de acumulación de flujo), así que el juicio sobre hacia dónde va el agua es tuyo o de tu proyectista de drenaje. Para llevar el terreno más lejos, descarga el MDS o el MDT como GeoTIFF y úsalo en un SIG o en una herramienta de diseño de drenaje.

La calidad de las alturas depende de la georreferenciación: con RTK o puntos de control en tierra las alturas siguen el sistema de alturas que elijas, el mejor caso realista es de unos 2-3 GSD en altura, y Orthosite indica la precisión alcanzada frente a puntos de verificación independientes por vuelo. Para los cálculos de pendientes en un plan de drenaje, usa esa cifra indicada en lugar de una regla empírica. Las alturas sobre terreno desnudo y abierto son las más fiables.

El MDS (modelo digital de superficie) del vuelo de demostración en Orthosite, coloreado por elevación con leyenda en metros (RH2000), selector DSM/DTM y botones de descarga.
El MDS (modelo digital de superficie) del vuelo de demostración en Orthosite, coloreado por elevación con leyenda en metros (RH2000), selector DSM/DTM y botones de descarga.

¿Cómo obtengo la altura del dosel con un levantamiento de dron?

La altura del dosel es la altura de la vegetación sobre el suelo: MDS menos MDT. El MDS es la superficie que ve la cámara (copas de árboles, parte superior de los cultivos), el MDT es el suelo que hay debajo. Entre los trabajos publicados sobre modelos fotogramétricos de superficie de cultivo y de altura del dosel con drones RGB figuran la biomasa de cebada a partir de la altura de la planta[1] y la estructura de la vegetación a escala de paisaje a partir de modelos de altura del dosel[2].

CHMDSM= surface (treetops)DTM= groundCHM = DSM - DTM

Con el plan Pro o superior, Orthosite puede clasificar la nube de puntos con filtros basados en reglas (no aprendizaje automático): suelo, vegetación baja (por debajo de 0,5 m sobre el suelo), vegetación media (0,5-2 m), vegetación alta (2 m y más), edificios, agua, carreteras, líneas eléctricas, tableros de puente y ruido, dejando el resto sin clasificar. La nube clasificada se puede exportar como LAS o LAZ. Las alturas sobre el suelo proceden de la propia superficie de suelo del filtro. Puedes leer alturas y distancias en la nube de puntos y en la vista 3D, y descargar el MDS y el MDT para restarlos tú mismo en un SIG si quieres un ráster de altura del dosel. Orthosite no produce actualmente un ráster de altura del dosel ya hecho ni cuenta árboles y plantas.

¿Cuáles son los límites bajo los árboles y en cultivos densos?

La fotogrametría solo ve lo que ve la cámara. Bajo un dosel forestal cerrado o en un cultivo denso casi ninguna imagen muestra el suelo, de modo que la nube de puntos tiene pocos puntos de suelo o ninguno allí y el MDT se interpola a partir de huecos, claros y bordes. Una comparación entre escáner láser desde dron y structure from motion halló que ambos podían describir el terreno y el dosel en zonas de cierre de dosel relativamente bajo[3]; bajo dosel cerrado, el escáner láser, que puede llegar al suelo a través de los huecos del follaje, es la mejor herramienta.

¿Cómo mido superficies, montones y cambios a lo largo del tiempo?

Dibuja un polígono sobre la ortofoto para medir un campo, una zona dañada o un claro en tu propio sistema de coordenadas. Para montones de tierra, ensilado, estiércol o madera, Orthosite calcula volúmenes superficie contra superficie, con la base nombrada junto a la cifra (por ejemplo un plano ajustado, un punto más bajo o un segundo levantamiento).

Con más de un vuelo en un proyecto puedes usar Comparar para deslizar entre fechas y, en la vista MDS/MDT, mostrar la diferencia como desmonte (por debajo) y relleno (por encima). Eso documenta erosión, movimientos de tierras, un camino arrastrado por el agua o una masa talada entre dos vuelos. Levanta siempre desde el mismo control en tierra o la misma configuración RTK para que las diferencias sean reales y no un error de georreferenciación.

¿Cómo debo volar una misión de cartografía agrícola o forestal?

Consulta las guías sobre planificación de vuelo y puntos de control en tierra para los detalles.

FAQ

¿Puede Orthosite hacer NDVI o mapas de salud de los cultivos?
No. Orthosite procesa imágenes RGB para obtener ortofoto, MDS/MDT, nube de puntos y modelo 3D. No tiene procesamiento multiespectral, álgebra de bandas ni índices de vegetación; usa una cámara multiespectral y una herramienta de índices específica para el NDVI.
¿Puedo usar un mapa de dron para planificar el drenaje?
Sí, como dato de entrada del terreno. La vista MDS/MDT muestra curvas de nivel, pendiente y secciones transversales, y el MDS/MDT se puede descargar como GeoTIFF. Orthosite no calcula el flujo del agua, así que el diseño del drenaje lo haces tú o tu proyectista, usando la precisión alcanzada indicada para el vuelo.
¿Cómo mido la altura de árboles o cultivos con un dron?
Resta el MDT (suelo) del MDS (parte superior de la vegetación). La fotogrametría solo mide el suelo donde la cámara puede verlo, así que bajo dosel cerrado o cultivos densos el suelo se interpola y la altura es una estimación.
¿Clasifica Orthosite la vegetación?
Sí, con el plan Pro o superior, con filtros basados en reglas, no aprendizaje automático: suelo, vegetación baja (por debajo de 0,5 m), media (0,5-2 m) y alta (2 m y más) según la altura sobre el suelo, además de edificios, agua, carreteras, líneas eléctricas, tableros de puente y ruido. No identifica especies ni tipo de cultivo.
¿Puede contar plantas o árboles?
No. Orthosite no cuenta plantas ni árboles. Puedes medir y marcar elementos en la ortofoto y la nube de puntos tú mismo.
¿Puedo medir superficies de campos y montones?
Sí. Las superficies se dibujan sobre la ortofoto georreferenciada, y los volúmenes de montones se calculan superficie contra superficie con la definición de la base nombrada en el resultado.
¿Puedo documentar daños por tormentas o inundaciones y seguir los cambios?
Sí. Vuela de nuevo después del suceso y compara los vuelos en el visor o muestra la diferencia de elevación como desmonte y relleno. Usa cada vez el mismo control en tierra o la misma configuración RTK.

Fuentes

  1. Estimating Biomass of Barley Using Crop Surface Models (CSMs) Derived from UAV-Based RGB Imaging – Remote Sensing 6(11), 10395-10412 (2014)
  2. Ultra-fine grain landscape-scale quantification of dryland vegetation structure with drone-acquired structure-from-motion photogrammetry – Remote Sensing of Environment 183, 129-143 (2016)
  3. Assessment of forest structure using two UAV techniques: a comparison of airborne laser scanning and structure from motion (SfM) point clouds – Forests 7(3), 62 (2016)

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