SERIES TEMPORALES DE NDVI-MODIS SOBRE OLIVARES Y
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1. Y r D 0 05 a gt S H i pp 4 2 Y i i i g E O yl qe 4 a ram s o z a X 2 2002 2403 THOA TUD Ss ados SO 7 Hos 29 Y2oho T y et g 1 0 05 gt gt i e H 0 1 b L996 AOL e E A S pa ARE AA Pe Figura 6 Filtro estacional aplicado a medias m viles de NDVI 0 80 0 70 0 60 0 50 0 40 0 30 0 20 0 10 0 00 lt 0 0 500 0 1000 0 1500 0 2000 0 NDVI RIEGO Figura 7 Relaci n entre el NDVI medio anual y valores de riego anual para los cuatro lotes Conclusi n El r gimen de riego tuvo una fuerte relaci n con el NDVI Se podr a interpretar que el NDVI se increment con los valores de riego por dos razones aparentes primero debido al aumento del riego en s y segundo debido a la etapa normal de desarrollo de la vegetaci n Para el primer caso disminuciones en el riego llevaron a disminuciones en el NDVI y para el segundo caso disminuciones en el riego no significaron disminuciones en el NDVI A trav s del modelo podemos deducir que el crecimiento de la vegetaci n se estabiliza luego de 11 a os bajo el r gimen de fertiriego y poda actual por lo que cambios en alguno de estos podr a dar lugar a cambios en la estabilizaci n del NDVL Las tendencias de las series estuvieron determinadas por los riegos mientras que la estacionalidad en ellas estuvo asociada con las pocas de podas anuales En estudios futuros se podr a enfocar la rela2. muestra la variaci n del NDVI con los a os para dos a os diferentes de plantaci n la curva sinusoidal es debido al r gimen de poda que anualmente se realiza sobre el cultivo Se muestra claramente el aumento del NDVI con el desarrollo del cultivo con un NDVI pr ximo a 0 1 en el 2002 y un NDVI cercano a 0 6 anual en la actualidad El olivo plantado en 1996 se encuentra estabilizado en su desarrollo y en el 2010 muestra un NDVI medio anual de 0 63 Los cuatro lotes registran un NDVI similar en el 2010 En la Figura 2 se muestra el NDVI para un campo natural adyacente a la finca no se observa ninguna tendencia significativa y los picos de NDVI Mayo Junio Julio est n asociados a una respuesta desfasada de la vegetaci n natural a la precipitaci n estival Enero Febrero Marzo 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 A OS Figura 2 Comportamiento interanual del NDVI para un campo natural adyacente a la finca La serie de NDVI sobre el lote plantado en el 2002 se encuentra accesible desde esa fecha hasta la actualidad permitiendo obtener im genes del desarrollo completo del cultivo Las im genes MODIS est n disponibles desde comienzo del a o 2000 por lo tanto para los otros lotes no disponemos de la serie completa para relacionarla con el desarrollo fenol gico El modelo que mejor ajust es 2 Donde a 0 67 P 4 7381 y y 0 01839 y F cantidad de a os despu s de la plantaci n Se multiplica la expresi n por 23 pues se
3. SERIES TEMPORALES DE NDVI MODIS SOBRE OLIVARES Y CAMPO NATURAL EN EL VALLE DE CHILECITO LA RIOJA ARGENTINA EMANUEL S LUNA TOLEDO Y PATRICIA I FIGUEROLA ng RNRZA Doctorante Ayudante de Primera Dpto Cs B sicas UNdeC La Rioja Arg Tel 54 3825 426291 etoledoOundec edu ar 2 Doctora en Cs de la Atm sfera Prof Titular Dpto Cs B sicas UNdeC La Rioja Arg pfiguerolaOundec edu ar Apresentado no XVII Congresso Brasileiro de Agrometeorologia 18 a 21 de Julho de 2011 Guarapari Resumen El Valle de Chilecito en la provincia de La Rioja es una regi n de escasa precipitaci n donde las grandes extensiones de cultivos son irrigadas extrayendo agua desde las capas subterr neas El objetivo del presente trabajo fue analizar el comportamiento del ndice Diferencial de Vegetaci n Normalizado en ingles NDVD en fincas de olivos junto a factores estacionales asociados a labores de riego y de poda Se utilizo una serie temporal 2002 2010 de im genes NDVI MODIS de una finca comercial y un campo natural adyacente a la misma El NDVI es un buen estimador que permite reflejar las condiciones en las cuales se encuentran la vegetaci n La finca analizada tiene una dimensi n superior a las 1 000 has y para una adecuada representaci n del cultivo se seleccionaron cuatro sitios en misma cuyas fechas de plantaci n fueron respectivamente 1996 1997 1999 y 2002 Las cuatro series temporales fueron representadas Se obtuvo la tende
4. Sensing Application in Thessaly Plain Greece Sensors 8 3586 3600 Xiong X The relationship among ndvi nitrogen and irrigation on bermudagrass 2005 130 pages Thesis for the Degree of Doctor of Philosophy Oklahoma State University July of 2005 XLSTAT 2011 Tutorial XLSTAT versi n 2011 2 Disponible en http www xlstat com Link activo el 28 de marzo de 2011
5. aci n relativa a la vegetaci n est contenida en las bandas roja e infrarroja El NDVI es el ndice m s usado debido a que integra dos aspectos claves La baja reflectancia en la banda del rojo R y la alta reflectancia el infrarrojo cercano IR y se calcula seg n la siguiente expresi n 1 Este ndice ha mostrado tener una fuerte relaci n con la biomasa el ndice de rea foliar IAF y la productividad primaria neta areal PPNA Paruelo et al 1997 Los ndices de vegetaci n han tenido una amplia variedad de aplicaciones agr colas tales como el monitoreo anual e interanual de la vegetaci n la modelaci n agro hidrol gica y agro clim tica detecci n de cambios detecci n de estr s vegetal agricultura de precisi n evapotranspiraci n estimaciones de producci n an lisis de sequias estimaciones biof sicas de par metros de la vegetaci n estudios epidemiol gicos etc Huete et al 1999 Existen relativamente pocos estudios que cuantifiquen la relaci n entre el NDVI y el riego pero es de esperarse que un aumento del riego incremente los valores de NDVI Por lo cual la informaci n satelital puede ser til en la programaci n de riegos Varios estudios relacionaron el NDVI y el riego para el vid algod n ma z y Bermudagrass Johnson et al 2001 Lee et al 2008 X1 Xiong 2005 El objetivo del presente trabajo fue analizar series temporales de NDVI MODIS sobre una finca de olivo detectar sus variaciones y la re
6. ci n entre la producci n de frutos con ndices de vegetaci n y la influencia del riego sobre estos de manera de obtener informaci n que permita tomar decisiones para maximizar la producci n con el menor consumo de agua Referencias Balzarini M G Gonz lez L Tablada M Casanoves F Di Rienzo J A Robledo C W 2008 Manual del Usuario Editorial Brujas C rdoba Argentina G mez del Campo M Morales Silero A Vita Serman F Rousseux M y Searles P 2010 El Olivar en los valles ridos del Noroeste de Argentina OLIVAE ISSN 0255 996X Madrid Espa a Huete A Chris Justice and Wim van Leeuwen 1999 MODIS VEGETATION INDEX Algorithm theoretical basis document Version 3 Lee E Thomas N Chase Balaji Rajagopalan Roger G Barry Trent W Biggse and Peter J Lawrencea 2008 Effects of irrigation and vegetation activity on early Indian summer monsoon variability International journal of climatology Lee F Johnson Dean Roczen and Shlemon Youkhana 2001 Vineyard canopy density mapping with ikonos satellite imagery Presented at the Third International Conference on Geospatial Information in Agriculture and Forestry Denver Colorado 5 7 November 2001 Paruelo J M Epstein H E Lauenroth W K and Burke LC 1997 ANPP estimates from NDVI for the Central Grassland Region of the US Ecology 78 953 958 Tsouni A Kontoes C Koutsoyiannis D Elias P and Mamassis N 2008 Estimation of Actual Evapotranspiration by Remote
7. e riego durante su desarrollo La Figura 4 muestra los NDVI habiendo sido aplicado Media M viles observamos que el crecimiento es similar para el lote 1996 y 1997 en los ltimos 8 a os Se observa tambi n que para los lotes 1996 1997 y 1999 los valores de NDVI desde el a o 2007 son similares con una leve tendencia a disminuir en el 2010 En los ltimos tres a os se disminuyo el riego en unos 200 mm anuales aproximadamente para las tres series m s antiguas La disminuci n significativa del riego no afecto en forma importante en el NDVI en estos tres lotes En el lote del 2002 se disminuy el riego en 65 mm pero se observa que el NDVI sigui creciendo Es posible obtener un NDVI ptimo y el mejor r gimen de irrigaci n necesaria A las series de medias m viles se filtro la tendencia estacional obteniendo la serie de la Figura 6 Los picos inferiores est n asociados a las pocas de podas que se extienden desde abril a agosto inclusive distintos sectores son podados en diferentes momentos debido a la limitaci n de personal para realizar las tareas Los valores medios anuales de NDVI fueron obtenidos desde el 2002 al 2010 para cada lote y fueron relacionados con los valores anuales de riego La recta de regresi n con un coeficiente de determinaci n 1 igual a 0 83 es mostrada en la Figura 7 La recta puede brindar informaci n de cu l es el NDVI esperado para cada valor de riego 3 gt 3 o e hy i n has a Y d
8. ento digital de las im genes se utiliz el software ERDAS imagine 9 3 importando las im genes desde formato HDF y luego proyect ndolas desde sinusoidal a UTM WGS84 Las im genes se reescalaron con el m dulo MODEL MAKER de ERDAS factor de escala 0 0001 Luego se identificaron los pixeles desde im genes LANDSAT TM geo referenciadas y se trabaj con los mismos para todas las im genes de la serie NDVI MODIS Por cada lote se trabajo con 4 pixeles 250 metros equivalente a un rea de 25 hect reas con el fin de garantizar la representatividad de cada lote Se seleccion un campo natural adyacente a la finca formado por 4 sitios de 4 pixeles Un modelo matem tico log stico fue utilizado para explicar el comportamiento temporal de una de las series completas La t cnica de suavizado de medias m viles per odo de 12 meses fue aplicada y luego se le elimin la tendencia con un filtro estacional Para analizar la relaci n entre el NDVI y el riego se aplic un an lisis de regresi n lineal En el tratamiento estad stico de los datos se utiliz INFOSTAT profesional 2010 y XLSTAT 2010 Balzarin1 et al 2008 www xlstat com Resultados y Discusi n 0 90 0 80 4 070 0 60 O 3003 0 40 f 0 30 0320 5 OSLO E 0 00 1 T T T i i 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 NDVI A os Figura 1 Serie temporal de NDVI para plantaciones de olivo a os1996 y 2002 respectivamente La Figura 1
9. laci n del ndice de vegetaci n con las dotaciones de riego y pocas de poda y tambi n analizar comparativamente el comportamiento de un campo de vegetaci n natural Materiales y m todos La densidad de plantaci n en las grandes fincas del valle var a entre 250 300 olivos ha con un marco de plantaci n de 7 8 m entre filas y 4 5 m entre arboles esto es seg n las leyes de diferimiento impositivo que rigen en muchas de ellas Datos anuales de riego mm a o y de poda para los diferentes sitios de muestreo fueron proporcionados por la finca en estudio Las grandes extensiones de estas extienden las tareas de poda desde finales de la cosecha fines de marzo hasta el mes de agosto inclusive El producto MOD130Q1 NDVI 250m cada 16 d as de MODIS TERRA fue obtenido en el sitio ftp e4ft101 cr usgs geov MOLT desde enero de 2002 hasta diciembre de 2010 207 im genes Los pixeles seleccionados corresponden a una finca de olivo en la cual se estudio 4 lotes de diferentes edades de plantaci n que fueron 1996 1997 1999 y 2002 y tambi n de un campo natural adyacente a la finca seleccionados desde im genes LANDSAT TM Pixel de 30 30 m obtenidas desde el Servicio de Geolog a de los Estados Unidos www glovis usgs gov La escena H12V11 de NDVI MODIS fue trabajada entre las coordenadas 67 26 11 24 0 29 37 29 48 8 y 67 24 39 32 0 29 40 17 05 5 correspondiente a una regi n oliv cola del valle Para el tratami
10. ncia de NDVI para el lote plantado en 2002 y la mejor aproximaci n fue una funci n inversa exponencial Los valores anuales de NDVI fueron relacionados con valores anuales de riego cuyo coeficiente de determinaci n 15 fue 0 83 Palabras claves NDVI riego olivos Introducci n La provincia de La Rioja en el noroeste argentino integra actualmente una de las m s importantes provincias oliv colas de la Argentina en la cual el Valle de Chilecito tiene un papel destacado G mez del Campo et al 2010 La implantaci n de olivo en La Rioja ha superado hoy las 27 000 has El rea de estudio es clasificada como rido mesotermal seg n Thornthwaite con precipitaci n anual menor a 160 mm que junto a la elevada demanda atmosf rica obliga al uso de riego en olivares intensivos obtenido principalmente de agua subterr nea La teledetecci n es una alternativa viable en el mapeo de grandes reas de cobertura vegetal y permite detectar cambios espaciales y temporales con el prop sito de manejar de manera sustentable los recursos naturales y agropecuarios de una regi n T souni et al 2008 Los estudios ecol gicos de campo demostraron que las tendencias en la fenolog a siguen patrones temporales bien definidos e identificables a partir del uso de datos satelitales Zhang et al 2003 El comportamiento estacional de la vegetaci n es una componente importante en la interpretaci n de las im genes satelitales ya que casi el 90 de la inform
11. tiene una imagen cada 16 d as 1 a o 23 im genes La expresi n tiene un error cuadr tico medio ECM de 0 0025 ver Figura 3 El rbol de olivo es una planta perenne que luego de algunos a os alcanza su m ximo desarrollo La expresi n 2 nos permite ver que su crecimiento es inversamente proporcional a una exponencial usando esta expresi n podemos estimar que luego de 11 once a os el NDVI no cambia en m s que 0 01 y despu s de 15 a os es menor que 0 002 La Figura 1 muestra peque as perturbaciones a lo largo del a o que puede ser debido a condiciones del suelo periodos de estr s etc patrones irregulares que pueden ser eliminados utilizando medias m viles Figura 4 con un periodo de 12 meses La secuencia de medias m viles se defini como 5 0 699 0 542 e e e 2 0 385 e A o 200 0 228 e a 0 072 9 47 104 161 217 IMAGENES Figura 3 Serie de datos de NDVI correspondiente al lote plantado el a o 2002 y la curva de tendencia ecuaci n 2 0 S0 0 70 0 60 0 50 0 40 0 30 MEDIAS MOVILES NDVI 0 20 0 10 0 00 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 ANOS Figura 4 Valores de NDVI con los a os aplicando Media M viles N 12 1400 m DI 1200 1000 300 4 A ca 600 400 200 0 i 7 i i O 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 A OS Figura 5 Serie de la plantaci n de 2002 comparada al r gimen d
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