Multispectral aerial image processing system for precision agriculture

Abstract

Cuban agriculture has the growing need to increase its productivity. To achieve this, precision agriculture can play a fundamental role. It is necessary to develop an image processing system able to process all the crops information and calculate vegetation indexes in a satisfactory way. This will entail in accurate measurements of the nitrogen lack, the hydric stress, and the vegetal strength, among other aspects, seeking to improve the accuracy in the care of these aspects. This document reports the results of an investigation pointed to develop a procedure for capturing and processing multispectral aerial images obtained from Unmanned Aerial Vehicles [UAV]. This procedure searched to measure the vegetation indexes of sugarcane crops that may be correlated with the level of vegetal strength, the number of stems, and the foliar mass per lot. We used a USENSE-X8 UAV together with a Sequoia multispectral sensor and the QGIS processing software. The procedure was experimentally validated.

Estudio multiespectral del cultivo de tuna para determinar los índices NDVI , CWSI y SAVI , a partir de imágenes SENTINEL 2A, en el cantón Guano, provincia de Chimborazo, Ecuador

“…En el artículo "Relaciones entre la precipitación, producción de biomasa e índices espectrales de la vegetación: alcances y limitaciones" publicado en marzo de 2018 modelan la relación entre el índice espectral NDVIcp de la biomasa con la precipitación total, usando modelos relativamente simples de procesos ecológicos y de manejo, desarrollando un modelo hibrido de aproximación (sensores remotos y modelos biofísicos) en el manejo de pastizales tropicales y bosques/selva (Paz y Díaz, 2018) En el estudio "Multispectral aerial image processing system for precisión agriculture", realizado en el año 2018, señalan que con la ayuda de ortofotos generaron los índices NDVI, GNDVI y SAVI sobre parcelas de caña de azúcar para identificar problemas de crecimiento en los surcos y tomar medidas en áreas puntuales de los cultivos. (Kharuf-Gutierrez, Orozco-Morales, Aday Díaz, y Pineda Ruiz, 2018). En esta investigación el estudio realizado de los cultivos de tuna se obtiene los índices NDVI, CWSI y SAVI con una imagen SENTINEL 2A, mejorando su resolución con correcciones radiométricas y atmosféricas, obteniendo resultados aproximados y referenciales, debido a que también existen otros factores importantes que influyen en el estado de salud del cultivo como son la fenología del cultivo, precipitación y temperatura, entre otros que no han sido considerados.…”

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“…El procedimiento fue validado de forma experimental donde se analizan las siguientes secuencias: los datos multiespectrales, donde las bandas individuales son archivos ráster separados los cuales se unifican en una pila única de capas que tienen todas las bandas; la imagen apilada en capas se carga en el SAGA herramienta de índices radiométricos, donde se definen las bandas empleadas para calcular los índices; se selecciona el índice a utilizar, en este caso es NDVI; se realiza el cálculo del índice. (Kharuf Samy, Orozco Ruben, et al, 2018)…”

Algoritmo Semiautomático para Mapear Incendios Forestales y Estimar la Recuperación Vegetal Mediante Imágenes Landsat-8

“…Los resultados obtenidos son aplicables en estudios espectrales para conocer el estado de la cobertura vegetal. Además pueden ser utilizados en la evaluación y análisis de factores externos al estudio como en agricultura de precisión [32].…”