Hasi » Ezagutza plataforma » Dokumentuak eta ikasketak » OSR tresnak » Urruneko detekzioa
Zentzu zabalean, hauek dira lurraldearen urrutiko behaketaren bidez informazioa jasotzeko bitartekoak, eta informazio hori interpretatzeko erabiltzen diren teknikak eta ezagutzak. Zehazki, plataforma mugikorretan (sateliteetan) kokatutako sentsoreetatik erradiazio elektromagnetikoa biltzeari eta datu horien interpretazioari aplikatzen zaio.
1. irudia. Urruneko detekzio bidezko datuak eskuratu eta prozesatzeko eskema orokorra.
Sateliteek Lurraren gainazaletik islatutako energia biltzen dute uhin-luzera desberdinetan (sateliteak daramatzan sentsoreen arabera). Espektro elektromagnetikoak uhin-luzera sorta zabala du.
2. irudia. Espektro elektromagnetikoa.
Uhin-luzera bakoitzak informazio egokia ematen du Lurraren gainazaleko hainbat ezaugarri aztertzeko. Adibidez, erradiazio ikusgaiak (0,4 eta 0,7 nanometro artean) landareen jarduera fotosintetikoari buruzko informazioa ematen du; infragorri hurbilak (NIR, 0,7 eta 2,5 nanometro artean) landarediaren hazkundea karakterizatzeko aukera ematen du; infragorri termikoak (TIR, 2,5 eta 20 nanometro artean) landarediaren ur-egoera karakterizatzen du; eta radar-uhin-luzerak (0,5 cm eta 1 m artean) lurzoruaren gainazaleko hezetasuna karakterizatzeko informazio interpretagarria ematen du.
Sateliteek gainazaleko islagarritasun datuak biltzen dituzte (lurraren pixel bakoitzeko) eta banda anitzetan gordetzen dituzte (banda bat uhin-luzera bakoitzeko). Informazio hau bi modutan adieraz daiteke:
NIR, Gorri eta Berde bandei dagokien konbinazio baten bistaratzea (kolore faltsua deritzo, NIR bandaren datuak kanal gorriari, banda gorriaren datuak kanal berdeari eta banda berdearen datuak kanal urdinari esleitzen dizkiolako). Konbinazio honetan, landaredi sendoa tonu gorrietan erakusten da.
3. irudia. Sentinel irudiaren adibidea 2023ko ekainaren 2an Badajozeko iparraldean (kolore faltsua).
Giza begiak kolorea nola sortzen duen antzekoagoa den beste adibide bat gorri, berde eta urdin banden konbinazioari dagokio (kolore naturala deritzona), non landaredi indartsua berde tonuetan ikusten den.
4. irudia. Sentinel irudiaren adibidea 2023ko ekainaren 2an Badajoze iparraldean (egiazko kolorea).
Pixel (edo pixel talde) baten uhin-luzeraren arabera islatutako energiaren irudikapen grafikoari sinadura espektral deritzo. Lurzoruaren estaldura mota bakoitzaren ezaugarria da; adibidez, landaredian, klorofilak erradiazioa xurgatzen du kanal gorrian eta zorrotz islatzen du infragorrian.
5. irudia. Pixel bateko islapenaren zenbakizko balioa 3 bandatan.
Landsat TM bezalako satelite bateko datuetatik lortutako landarediaren sinadura espektrala, zeinak 7 banda dituen (eta beraz, 7 uhin-luzeratan datuak biltzen dituen), lerro sinplifikatu gisa erakusten da, banda askoz gehiagorekin lan egiten duten beste satelite batzuetan ohikoa den irudikapen jarraituarekin alderatuta:
6. irudia. Landare-estalki baten sinadura espektrala.
Jarraian, nekazaritzan eta ingurumenean aplikazio ugari dituzten datu irekiak eta artxibo historikoak dituzten satelite batzuen ezaugarrien laburpen-taula bat ageri da.
| SATELITEA / SENTSOREA | IRUDIAREN ZABALERA (Km) | BANDA KOPURUA | PIXELEN TAMAINA | IRUDIEN ARTEKO EGUNAK | FITXATEGIA HASIERA DATA |
|---|---|---|---|---|---|
| MODIS Terra-Aqua | 2.330 | 36 banda (uhin luzeran: A,V, R, CRI, MRI, T) | 250 m (R, IR) 500 m (A, V, CRI) 1 km (A, V, R, IRC, IRM, T) | Egunero | Geroztik: 1999 Terra 2002 Aqua |
| Landsat 5 TM | 190 | 7 banda (A, V, R, CRI, MRI, T) | 30m Multi 120 m T | 16 | 1984-2013 |
| Landsat 7 EMT+ | 190 | 1 PAM banda 8 banda anitzeko | 15 m ogia 30m Multi 60 m T | 16 | 1999az geroztik |
| Landsat 8 OLI | 190 | 1 PAM banda 8 banda anitzeko | 15m pan30m Multi 100 m T | 16 | 2013az geroztik |
| Sentinel-2 MSI | 290 Fitxak 100×100 | 13 Banda Anitzak | 10 m (A, V, CRI) 20 m (BR, CRI, IRM) 60 m (A, CRI, MRI) | 5 | Nork: 2015 S2A2017 S2B |
| Sentinel-1 C-SAR | 250 | Bikoitza: VV+VH,HH+HV Sinplea: HH, VV | 5×20 metro | 6 | Nork: 2014 S1A2016 S1B |
7. irudia. Artxibo irekiko irudiak dituzten sateliteak.
Hasierako irudien espektro-banden balioen artean egindako eragiketa matematikoen emaitza dira, lurzoruaren estaldurari buruzko informazio interesgarria nabarmentzen duten irudi sintetikoak lortzeko, hasierako irudietako argiztapen edo zarata desberdintasunak bezalako arazoak arinduz.
Normalean, indizeak denbora anitzeko irudi-serieei aplikatzen zaizkie lur-estaldura mota desberdinen bilakaera denboran zehar aztertzeko, dela labore desberdinen fenologia, baso-eremuen egoera, hezeguneetako uholde-eremua, suteek kaltetutako eremuen bilakaera, eta abar behatzeko.
Indize erabilienetako batzuk, adibidez, hauek dira:
Berak NDVI (Diferentzia Normalizatutako Landarediaren Indizea (Rouse et al., 1973tik hartua). Landaredi-jarduerarekin korrelazionatutako indizea da. Bere balioak -1etik 1era bitartekoak dira, balio altuagoak landaredi biziari dagozkiolarik. Bere muga nagusia da landaredia oso trinkoa denean saturatzeko joera duela. Banda-erlazio hau erabiliz kalkulatzen da.
8. irudia. Hileroko NDVIaren bistaratzea arto-pibotean.
Berak SAVI (Lurzoruari egokitutako landarediaren indizea. (Huete, 1988). NDVIren baliokidea den indizea da, L parametroa sartzen duena, eta horrek lurzoruaren islagarritasunaren ekarpena doitzeko aukera ematen du. L 0 eta 1 artean aldatzen da, 0,5 balioa landaredi-dentsitate ertainetarako erabiliz (1 dentsitate baxuetarako eta 0,25 dentsitate handietarako).
Berak NDWI (Uraren Diferentzia Normalizatuaren Indizea. (Gao, 1996). Landarediaren ur-edukia eta ur-estres bat zehazteko erabiltzen den indize normalizatua da. Balioak -1etik 1era bitartekoak dira, balio altuagoek ur-eduki handiagoa adierazten dutelarik. Banda-erlazio hau erabiliz kalkulatzen da:
Urruneko detekzio datuak satelitearen arabera tarte desberdinetan daude eskuragarri (adibidez, Landsat 16 egunetik behin, Sentinel-2 5 egunetik behin). Datu hauek laboreen garapen-ziklo osoan zehar kostu txikiko jarraipena egitea ahalbidetzen dute. Ikerketak lursail mailan edo eremu handietan egin daitezke. Datu hauek hainbat eredu agronomikotan sartzeak laboreen beharrak kudeatzeko erabil daitezkeen emaitzak ematen ditu (adibidez, ureztatze, ongarri eta pestiziden beharrak kalkulatzeko).
| apirilak 6 | Ekainak 13 | Ekainaren 25ean | Abuztuaren 27an | urriaren 8an |
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
| Ereitea | Garapena begetatiboa | Loratu | Heldutasuna | Uzta |
|---|---|---|---|---|
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
| 0 – 7 egun | 7 – 50 egun 2 hilabete | 50 – 53 egun | 53 – 110 egun | 110 – 120 egun |
| Apirila | Apirila – Ekaina | Ekaina – Abuztua | Iraila – Urria |
9. irudia. Arto-uztaren fase fenologikoekin bat datozen Landsat irudien bistaratzea.
Landaredi-indizeek ematen duten informazioaren tratamendu estatistikoak laborearen garapenean zehar arazoak identifikatzea ahalbidetzen du, adibidez, data bakoitzean azterketa-eremuko indizeen balioak espero liratekeen batez besteko balioekin alderatuz.
10. irudia. Data ezberdinetan NDVItik lortutako lursailetan indar-arazoengatiko alertak.
Data jakin bateko irudi multibanda batekin edo data anitzetako irudiekin sinadura espektralak erabiltzeak antzeko ezaugarriak dituzten pixelak klaseetan taldekatzea ahalbidetzen du. Pixel antzekoak identifikatzeko erabiltzen diren algoritmoak oso anitzak dira.
11. irudia. Irudien sailkapen prozesuaren eskema-adierazpena.
Zehazki, urrutiko detekzio-datuen erabilera agronomiko ereduetan, hala nola laboreen ur-beharrak kalkulatzeko erabiltzen direnetan, ikusten dugu laboreen ebapotranspirazioa (ETc) kalkulatzeko hainbat eredu daudela:
Gehienak gainazaleko energia-balantzerako hurbilketak dira, eta urrutiko detekzio-datuak eta datu meteorologikoak erabiltzen dituzte sarrera gisa, beste datu-multzo batzuen artean.
Horien artean, Allen ereduak FAOren laboreen lurruntze-koefizientea (Kc) deribatzea ahalbidetzen du, eta NDVItik ebapotranspirazioaren kalkuluan esku hartzen du belar-laboreetan, adierazpen honekin: Kc = 1.25 x NDVI + 0.1 (Allen et al., 2008)
Kc honetatik eta estazio meteorologikoetatik lortutako ebapotranspirazio potentzialetik (ETo), kalkula daiteke laboreen benetako ebapotranspirazioa (ETc). Datu hauek erabil daitezke:
Nekazari mailan: ureztatzea planifikatzea (satelite-irudiek emandako informazioa, hezetasun-zundak eta eguraldi-datuen iragarpena konbinatzeak ureztatzea unerik egokienetan eskatzea ahalbidetzen du)
Ureztatze-kudeaketa erakundeen mailan, ureztatze-denboraldi osoan zehar ur-kontsumoaren aurreikuspenak/kudeaketa egiteko.
12. irudia. Allen eredua eta eratorritako ET erabiliz landare belarkaratan Kc-ren kalkulu eskema.
Urruneko detekzioaren erabileraren beste adibide bat NDVI-a agronomia-ereduetan sartzea da, argiaren erabileran oinarritutako Biomasaren Estimazio Ereduan azaltzen den errendimendu-balioak lortzeko.
13. irudia. Artoaren biomasaren eta eratorritako laboreen errendimenduaren kalkulua.
Modelo honetan, NDVI-ak landareek beren ziklo begetatibo osoan zehar xurgatzen duten erradiazioa kalkulatzeko aukera ematen du, eta horrek sortutako biomasaren kuantifikazioa eta eratorriko etekina islatzen ditu, modeloan parte hartzen duten hainbat parametro doituz.
Urruneko detekzioarekin lotutako beste erabilera posible batzuk detekzio automatikoa dira aldaketen, uholdeen, suteen jarraipenaren…
Ureztatzeko komunitateentzako laguntza teknikoa
Leongo Porma, Payuelos eta Páramo komunitateetako ureztatzaileekin lankidetza. 2017ko denboraldiaz geroztik, hainbat urrutiko detekzio produktu (kolore faltsuko eta kolore naturaleko irudien bistaratzea, landaredi indizeak, lursailen Kc-ak eta landarediaren indar alertaren irudiak) eskaini eta ureztatze komunitateei eta ureztatze kudeatzaileei eskuragarri jarri zaizkie ikustaile baten bidez.
14. irudia. OPTIREG ikustaile-eskema Leóngo ureztatze-komunitateetarako.
SIAR-en ur-beharren kalkulua
2016ko kanpainatik aurrera, ureztatzeko uraren beharren kalkulua maila nazionalean egin da, besteak beste, kanpaina bakoitzean eskuragarri dauden Landsat 8 eta Sentinel 2 irudien seriea erabiliz, eta tarteko produktu sorta bat sortuz, hala nola ureztatzeko lurzoruaren erabileraren mapa, hileko eta urteko ETc mapak eta hileko eta urteko ureztatze beharren mapak.
15. irudia. SIAR proiektuan erabilitako hasierako datuen eta sortutako produktuen eskema.
NEPBko laguntza-sisteman belar-laboreen jarraipena
1994az geroztik, laboreen kontrol estatistiko partzialak egin dira lurrean, bereizmen ertain eta handiko satelite bidezko irudietan oinarrituta, NEPBren laguntza sistema laguntzeko.
2019az geroztik, Copernicus programaren bereizmen eta estaldura nahikoa duten datu irekien eskuragarritasunak gainazal nazionalaren % 100eko monitorizazioa ahalbidetzen du, satelite-datuak hodeian atzitzeko eta prozesatzeko teknologia berriak erabiliz.
16. irudia. SIAR proiektuan erabilitako hasierako datuen eta sortutako produktuen eskema.