Las imágenes satelitales son capturas de datos o fotografías obtenidas por satélites que orbitan alrededor de la Tierra, equipados con sensores como cámaras y sistemas infrarrojos. Estos dispositivos recogen información sobre la superficie terrestre, que luego se transmite a la Tierra para su procesamiento. Este proceso implica corregir distorsiones y combinar múltiples imágenes para crear una representación digital precisa. Las fuentes de estas imágenes incluyen agencias espaciales gubernamentales (como la NASA y ESA) y empresas privadas; y pueden estar disponibles para su compra o ser de acceso público. Las imágenes satelitales proporcionan una visión global y detallada de los viñedos, permitiendo a los productores monitorear el crecimiento de las plantas, evaluar la salud de los cultivos, identificar áreas de estrés hídrico, controlar la distribución de nutrientes y prever la calidad de la cosecha. Además, las imágenes satelitales pueden ayudar en la gestión del suelo y la planificación de la plantación, al proporcionar información sobre la topografía, la calidad del suelo y la exposición solar. Gracias a la tecnología de imágenes satelitales, los viticultores pueden tomar decisiones informadas y precisas para optimizar el rendimiento y la calidad de sus cultivos, contribuyendo así al éxito y sostenibilidad de la industria vitivinícola. En vitivinicultura, se utilizan varios satélites para obtener imágenes que ayudan en la gestión de los viñedos. Algunos de los satélites comúnmente utilizados incluyen:
  1. Sentinel-2: Operado por la Agencia Espacial Europea (ESA), el Sentinel-2 proporciona imágenes de alta resolución espacial, lo que lo hace ideal para monitorear el crecimiento de las plantas, la salud de los cultivos y la detección de estrés vegetal. Este satélite se encuentra dentro de la constelación de satélites del programa Copernicus de la Unión Europea.
  2. Landsat: Los satélites Landsat, operados por la NASA y el USGS, proporcionan imágenes de larga duración y gratuita. Estas imágenes son útiles para realizar análisis de cambio a lo largo del tiempo y para estudios de uso del suelo y vegetación.
  3. PlanetScope: Operado por Planet Labs, los satélites PlanetScope ofrecen imágenes de alta resolución con una alta frecuencia de revisita. Estas imágenes pueden ser compradas a través de la plataforma Planet Explorer.
  4. SPOT: Operado por Airbus, los satélites SPOT proporcionan imágenes de alta resolución que pueden ser compradas a través de la plataforma de Airbus.
  5. WorldView: Operados por Maxar Technologies, los satélites WorldView ofrecen imágenes de alta resolución espacial que se pueden comprar a través de la plataforma de Maxar.
Sentinel-2 y Landsat son ejemplos de satélites que proporcionan imágenes de acceso público de forma gratuita, mientras que PlanetScope, SPOT y WorldView son satélites cuyas imágenes generalmente deben ser compradas a través de sus respectivas plataformas comerciales. Dependiendo de las necesidades y el presupuesto del usuario, se pueden seleccionar diferentes satélites para obtener imágenes adecuadas para aplicaciones en vitivinicultura. Existen características importantes de las imágenes satelitales que afectan su capacidad para capturar y representar la información sobre la superficie terrestre. La longitud espacial se refiere a la capacidad de una imagen para distinguir detalles finos en la superficie terrestre, mientras que la resolución espectral se refiere a la capacidad de una imagen para detectar diferentes longitudes de onda de la luz electromagnética y, por lo tanto, distinguir diferentes características en la superficie terrestre. Seleccionamos tres proyectos de investigación aplicada que han demostrado resultados prometedores en el uso de imágenes satelitales en la vitivinicultura, con el objetivo de resaltar su relevancia y utilidad.
  • Monitoreo de epidemias de mildiú velloso de la vid con imágenes SkySat y PlanetScope
Este estudio investigó la utilidad de dos nuevas constelaciones de satélites, SkySat (50 cm espacial, resolución espectral de 4 bandas) y PlanetScope (3 m espacial, resolución espectral de 8 bandas) para mapear epidemias de mildiú velloso de la vid en Ginebra, Nueva York. Este estudio tuvo como objetivo evaluar si estas nuevas fuentes de imágenes satelitales se pueden utilizar para monitorear la enfermedad en los viñedos y cómo hacerlo. Para el estudio se adquirieron imágenes SkySat semanales de un viñedo de investigación de patología en Geneva, Nueva York, durante los meses de junio a septiembre de 2020, 2021 y 2022. Fueron calculados una serie de índices de salud de la vegetación (VI) para evaluar los cambios espacio-temporales en la salud de las vides (Vitis vinifera cv. Chardonnay) con niveles variables de peronóspora (0-84% de gravedad de la enfermedad). La evaluación fue combinada con un análisis de series temporales de imágenes PlanetScope de mayor frecuencia alineadas con las colecciones de SkySat durante el período de tres años. Los exploradores realizaron mediciones semanales de la gravedad de la enfermedad siguiendo las mejores prácticas estándar para la validación a campo. Los Índices de Vegetación (VI) derivados de imágenes SkySat muestran diferencias significativas entre infecciones de mildiu de la vid de baja (<10% del área foliar sintomática) y alta gravedad (>10% del área foliar sintomática). Estas disparidades permiten la identificación y el mapeo de diferentes clases de enfermedades una vez que el mildiu supera el umbral del 10% de detección de gravedad. Sin embargo, no se logró distinguir entre vides sanas y aquellas con infecciones leves utilizando estos VI de SkySat. Aunque la resolución de 3 metros de PlanetScope no fue suficiente para monitorear el mildiu en paneles de vid individuales, su frecuencia de revisión casi diaria permite un seguimiento más consistente de los cambios a gran escala en la salud de la vid. Los resultados sugieren que la mejor resolución espacial de SkySat permite mapear brotes graves de mildiu, mientras que la mayor resolución espectral y temporal de PlanetScope ofrece una visualización casi diaria de las tendencias generales de salud de las plantas. Sin embargo, ninguna de estas fuentes de datos tuvo la resolución espectral necesaria para distinguir entre el daño causado por el mildiu y el causado por enfermedades concurrentes. En conclusión, tanto SkySat como PlanetScope son herramientas prometedoras para monitorear enfermedades de la vid.
  • Nuevos protocolos de muestreo vía satélite para el seguimiento de nutrientes de la vid
Los expertos sugieren que el monitoreo de nutrientes en viñedos se realice dos veces por temporada, pero la recolección manual de muestras aleatorias es costosa en tiempo y mano de obra, lo que lleva a muchos productores a hacerlo con poca frecuencia o de manera incorrecta. Las imágenes de teledetección disponibles pueden capturar la variabilidad del viñedo en términos de dosel y suelo, lo que ayuda a guiar a los productores hacia lugares representativos para el muestreo. Las imágenes de radar Sentinel-1 y el NDVI de Sentinel-2 se agruparon en tres categorías de variabilidad utilizando el algoritmo Kmeans++. Se evaluaron tres protocolos de muestreo: Grower Path (GP), NDVI+SAR3 y Random20 (R20), en comparación con la concentración de nutrientes del bloque completo. Se llevaron a cabo pruebas de muestreo en viñedos en Nueva York en 2021 y 2022, evaluando macro y micronutrientes. Se calcularon los errores porcentuales medios absolutos (MAPE) para cada protocolo de muestreo. R20 demostró una variación general de nutrientes con un MAPE de aproximadamente <1% tanto para macro como para micronutrientes en floración y envero en ambos años. En contraste, GP presentó tasas de error más altas para macro (3,6%) y micronutrientes (8,9%) en floración, y similares (3,8% y 9,4%) en envero. En floración, GP mostró errores en la captura de macronutrientes como N, P y K (4,2%, 6,9% y 1,0% respectivamente), mientras que los micronutrientes como Cu y B tuvieron errores mayores (9,2% y 6,8%). NDVI+SAR3 presentó errores ligeramente más bajos que GP y ligeramente más altos que R20. Los errores fueron marginalmente mayores en envero que en floración en todos los protocolos de muestreo. Se sugirió una mayor exploración utilizando imágenes de sensores remotos de banda estrecha para diferentes condiciones del bloque. Además, se recomienda utilizar concentraciones de nutrientes R20 para comparar con protocolos de muestreo espacial, ya que capturan adecuadamente la variabilidad del viñedo.
  • Herramientas innovadoras de Vineyard basadas en la integración de servicios de observación de la tierra y sensores en campo (proyecto VitiGEOSS)
El cambio climático está afectando considerablemente a la industria vitivinícola, con impactos derivados del calentamiento global, cambios en los patrones de lluvia y eventos climáticos extremos más frecuentes. Esto afecta la fisiología de la vid y aumenta los estreses bióticos y abióticos. Los viticultores enfrentan desafíos para ajustar la gestión del viñedo y alcanzar objetivos enológicos, lo que a menudo conduce a un uso excesivo de fertilizantes y pesticidas, pérdida de rendimiento y cambios en la composición de las bayas. El proyecto VitiGEOSS, financiado por Horizonte 2020 de la UE, buscaba desarrollar soluciones innovadoras para optimizar el cultivo sostenible de la vid mediante sistemas de apoyo a la decisión que abordasen aspectos climáticos, fenológicos, de riego, enfermedades, gestión del negocio y sostenibilidad. El proyecto desarrolló herramientas para potenciar el uso del Sistema de Sistemas Globales de Observación de la Tierra (GEOSS), los programas satelitales de Copernicus, el servicio de cambio climático de Copernicus y sensores de campo disponibles en una única plataforma para brindar apoyo a los productores de vino, mejorando la eficiencia de viñedos gracias a un mapeo preciso, nuevos indicadores de producción, procesamiento de imágenes y series temporales y pronósticos precisos. Entre los servicios ofrecidos los utilizan imágenes satelitales son: monitoreo y predicción fenológica, un sistema automatizado para planificar y organizar mejor todo el manejo del viñedo a través de modelos fenológicos, observaciones satelitales y de campo; y estado de los cultivos, que implica imágenes satelitales para optimizar el riego, el muestreo o la cosecha selectiva, lo que conduce a una mejor calidad y producción de la uva. El uso de imágenes satelitales en la vitivinicultura no solo representa un avance tecnológico significativo, sino también una herramienta invaluable para impulsar la productividad y la competitividad en la industria del vino. Fuentes https://ives-openscience.eu/35790/ https://ives-openscience.eu/35795/ https://ives-openscience.eu/35845/