Medición de los índices de vegetación con drones

La medición de índices de vegetación es un desafío constante para agricultores, silvicultores y ecólogos, quienes necesitan evaluar y supervisar regularmente el crecimiento y la salud de las plantas para tomar decisiones informadas sobre su manejo y conservación. 

A pesar del gran éxito de los métodos tradicionales para medir los índices de vegetación, la verdad es que actualmente es muy lenta y costosa, lo que limita la capacidad de los profesionales del sector para realizar un monitoreo adecuado y detallado de grandes extensiones de terreno.

En la última década, el uso de drones para la medición de índices de vegetación se ha disparado, convirtiéndose en una herramienta indispensable para los profesionales del sector agrícola, forestal, ecológico y medioambiental. 

Según un informe de Grand View Research, se espera que el mercado global de drones para la agricultura alcance los $4.2 mil millones para el año 2027, lo que demuestra la creciente demanda de esta tecnología.

Hoy exploraremos cómo los drones están transformando la medición de índices de vegetación y cómo esta nueva tendencia tecnológica se esta convirtiendo en la favorita de los profesionales.

Utilizar drones para medir los índices de vegetación ha ganado mucha popularidad en los últimos años. En primer lugar, pueden cubrir grandes áreas de terreno de manera rápida y eficiente, lo que significa que se pueden medir grandes extensiones de terreno en poco tiempo. 

Por otra parte, también pueden volar a muy baja altura y capturar imágenes detalladas de las plantas y su entorno, lo que permite una medición más precisa de los índices de vegetación. 

Asimismo, una de sus mayores ventajas es volar en condiciones peligrosas o inaccesibles para los métodos tradicionales, como terrenos montañosos o áreas afectadas por desastres naturales.

Existen varios modelos de drones que son adecuados para la medición de índices de vegetación. 

Los mejores drones para esta tarea son aquellos que están equipados con cámaras capaces de capturar imágenes en múltiples longitudes de onda, detectando la cantidad de clorofila en las plantas y determinar su salud.

Por su parte, el sensor LIDAR utiliza pulsos de luz láser para medir la distancia entre el drone y la vegetación, obteniendo así una imagen 3D de la vegetación. 

Algunos de los drones más populares para esta tarea son:

• Mavic 3 Multispectral: El precio del Mavic 3M es de MXN$129,000.00.
• Agras T40

Los drones utilizan una variedad de sensores para realizar las mediciones, uno de los sensores más comunes es el sensor de espectroscopia de reflexión de la luz visible e infrarroja cercana (NIR). 

Este sensor mide la cantidad de luz que es absorbida y reflejada por las plantas en diferentes longitudes de onda, lo que proporciona información sobre la salud y el crecimiento de las plantas. 

Otros sensores utilizados en la medición de índices de vegetación incluyen el sensor de clorofila, el sensor de temperatura y el sensor de humedad del suelo.

Para comprender con mayor éxito los beneficios de implementar drones en el proceso de medición de los índices de vegetación, he creado este paso a paso para su puesta en acción:

• Preparación del equipo: El drone debe estar completamente cargado y en buenas condiciones de funcionamiento. Verifica que la cámara o el sensor que se utilizará esté correctamente instalado en el drone.

• Selección de la zona de medición: Identifica la zona que se va a medir y delimita utilizando herramientas como GPS o aplicaciones de software que en ocasiones vienen integradas al drone.

• Planificación de la ruta: Selecciona la ruta que el drone seguirá para tomar las mediciones. Asegúrate de que cubra toda la zona de medición y de que se tenga en cuenta la dirección del sol y las condiciones climáticas.

• Toma de imágenes: Una vez que el drone esté en vuelo, toma imágenes de la zona de medición. Verificar que las imágenes tengan la resolución necesaria y que se hayan capturado en las longitudes de onda adecuadas para la medición que se desea realizar.

• Procesamiento de datos: Descarga las imágenes del drone en una computadora y procesa los datos utilizando software especializado para la medición de índices de vegetación. Algunos de los programas más utilizados para este fin son Pix4D y ArcGIS.

• Análisis de datos: Analiza los datos obtenidos y elabora informes o mapas de la vegetación de la zona de medición. Los resultados pueden utilizarse para determinar la salud de las plantas, identificar áreas con bajo crecimiento, detectar problemas de irrigación, entre otros.

Existen varias cámaras que se utilizan en drones para medir los índices de vegetación, una de las cámaras más populares es la cámara multiespectral, que utiliza varios sensores para medir la luz en diferentes longitudes de onda. 

Otra cámara utilizada para esta tarea es la cámara hiperespectral, que utiliza cientos de bandas espectrales para obtener mediciones más precisas. Además, algunas cámaras tienen la capacidad de capturar imágenes térmicas, lo que puede proporcionar información adicional sobre la salud y el crecimiento de las plantas.

Al realizar una medición de índices de vegetación con drones se obtienen datos de la reflectancia de la luz en diferentes longitudes de onda del espectro electromagnético. 

Estos datos se procesan para obtener índices de vegetación, que son valores numéricos que indican la salud o el crecimiento de las plantas en una determinada área.

Entre los índices de vegetación más comunes que se pueden obtener mediante la medición con drones, se encuentran:

• El índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI): Se utiliza para medir la cantidad y la salud de la vegetación en una determinada área. El NDVI se calcula a partir de la reflectancia en el espectro visible y en el infrarrojo cercano, y los valores oscilan entre -1 y 1. 

    Los valores cercanos a 1 indican una alta densidad de vegetación, mientras que los valores cercanos a -1 indican la presencia de                    superficies no vegetales, como el agua o el suelo desnudo.

• El índice de agua de diferencia normalizada (NDWI): Se utiliza para medir la cantidad de agua en la vegetación. El NDWI se calcula a partir de la reflectancia en el espectro del verde y del infrarrojo cercano, y los valores oscilan entre -1 y 1. 

    Los valores cercanos a 1 indican la presencia de una gran cantidad de agua en la vegetación, mientras que los valores cercanos a -1              indican la ausencia de agua.

Además de estos índices de vegetación, se pueden obtener otros indicadores como la altura de la vegetación, la densidad de la cobertura vegetal y la temperatura de la superficie terrestre.

La interpretación de los datos obtenidos a partir de la medición de índices de vegetación depende del objetivo de la medición y de los índices utilizados. 

Por ejemplo, si se desea medir la salud de las plantas, se puede utilizar el NDVI para identificar áreas con alta densidad de vegetación y compararlas con áreas con baja densidad. Si se desea detectar problemas de irrigación, se puede utilizar el NDWI para identificar áreas con baja presencia de agua en la vegetación.

En general, los programas de procesamiento de imágenes utilizados en la medición de índices de vegetación con drones se encargan de realizar los cálculos necesarios para obtener los índices de vegetación y presentar los resultados de manera visual, mediante mapas de calor o imágenes de la zona de medición con los valores de los índices superpuestos.

En comparación con la medición tradicional de índices de vegetación, la medición con drones ofrece varias ventajas significativas. A continuación se detallan algunas de las principales diferencias:

• Velocidad y eficiencia: Implementar drones es mucho más rápido y eficiente que la medición tradicional para esta tarea. Con un solo vuelo, se pueden medir grandes extensiones de terreno en un período de tiempo mucho más corto que el requerido para la medición manual.

• Precisión y detalle: La medición de índices de vegetación con drones permite una mayor precisión y detalle en la medición que la medición manual. Los drones pueden tomar imágenes detalladas de la vegetación, para una medición más precisa.

• Menor margen de error: En términos generales, realizar mediciones manuales está sujeta a errores humanos. Al implementar drones los cálculos son realizados por algoritmos que en probabilidad son mucho más precisos.

• Costos: La medición manual de índices de vegetación requiere el uso de herramientas costosas y, en algunos casos, la contratación de personal especializado. En comparación, la medición con drones es más económica y accesible.

A pesar de sus ventajas, la medición de índices de vegetación con drones también tiene algunas limitaciones y desventajas. 

El clima y las condiciones atmosféricas pueden afectar la calidad de las mediciones, ya que la luz reflejada por las plantas puede variar dependiendo de la hora del día y las condiciones climáticas.

Por otra parte, también se necesita un conocimiento técnico para poder utilizar adecuadamente el drone y los sensores, aunque esto se resuelve fácilmente con una capacitación.

La medición de índices de vegetación con drones es una técnica cada vez más utilizada en una amplia variedad de proyectos, desde el sector agrícola hasta la monitorización de bosques.

Los drones ofrecen una forma más rápida, eficiente y precisa de medir los índices de vegetación, lo que permite obtener una visión más detallada de la salud y el crecimiento de las plantas. 

Si estás interesado en utilizar drones para medir índices de vegetación, te animo a dar ese gran paso, notarás la gran diferencia de hacer equipo con un drone.