Percepción remota
La Vigilancia Epidemiológica Fitosanitaria asistida por sensores remotos debe entenderse como el uso herramientas y técnicas de percepción remota (PR) que permiten adquirir información de plagas y enfermedades de los cultivos de manera no destructiva y eficiente sobre grandes extensiones de modo rápido. La Vigilancia Epidemiológica Fitosanitaria Asistida por Sensores Remotos cuyo punto de partida son los datos de campo como observaciones directas o de trampeos; indirectas procedentes de algún sensor remoto o de imágenes satelitales y la relacion con los datos de campo le permiten a la Vigilancia Epidemiológica Fitosanitaria mantener una observación sistemática, activa y continua de un daño o posible daños causados por plaga y/o enfermedades dentro de una determinada comunidad vegetal. El propósito de la PR en Vigilancia Epidemiológica Fitosanitaria no es detectar a las plagas y enfermedades en sí, sino a los procesos, elementos y fenómenos asociados con éstas para poder describir su presencia potencial y su distribución espacial.
↕ 1. Marco Normativo para el uso de Imagenes NDVI en la Vigilancia Epidemiológica
Las Normas Internacionales para Medidas Fitosanitarias (NIMF) como parte del programa mundial de políticas y asistencia
técnica en materia de cuarentena que lleva a cabo la FAO; ofrece normas, directrices y recomendaciones para armonizar
las medidas fitosanitarias en el ámbito internacional con el propósito de facilitar el comercio y evitar el uso de medidas
injustificadas como obstáculos al comercio (NIMF No. 4).
México ante la Convención Internacional de Protección Fitosanitaria (CIPF) y a lo expuesto en la Ley General de Sanidad Vegetal (LGSV) específicamente el artículo 20 que enuncia que los procesos para determinar la ausencia o presencia de una plaga en territorio nacional deben “sustentarse en evidencias y principios científicos, tomado en cuenta cuando corresponda, las diferentes condiciones geográficas y otros factores”, con el fin de informar de la presencia, el brote y la diseminación de plagas, así como coadyuvar a una apropiada vigilancia y desarrollar y mantener información adecuada sobre la situación de las plagas para facilitar la toma de decisiones al respecto. (LGSV, 2007; SENASICA, 2013).
Por su parte la NIMF No. 11, que refiere al análisis de riesgo para plagas cuarentenarias, incluido el análisis de riesgos ambientales y organismos vivos modificados, indica que si la plaga esta presente se deberá mencionar su estatus reglamentario y se deberá analizar el Potencial de establecimiento y dispersión en el área de ARP, en el cual deberán facilitarse evidencias que justifiquen la conclusión de que la plaga podría establecerse o dispersarse en el área de ARP. Esta área deberá tener las condiciones ecológicas/climáticas incluyendo aquellas en condiciones protegidas adecuadas para el establecimiento y dispersión de la plaga y donde sea apropiado las especies hospedantes (o afines), hospedantes alternos y vectores relevantes deberán estar presentes en el área de ARP.
La determinación del área para el Potencial de establecimiento y dispersión de una plaga bajo condiciones de ecológicas/climáticas en grandes extensiones se ha apoyado en la imágenes satelitales y específicamente mediante Índices de Vegetación como el NDVI (Normalized Difference Vegetation Index).
Los índices de vegetación (IV), están diseñados para proveer una comparación permanente, y consistente, de los cambios temporales y espaciales de la vegetación, al responder a la cantidad de vegetación fotosintéticamente activa en determinado píxel, al contenido de clorofila y óptica foliar, y a las características estructurales del dosel. Cualquier variación detectable de estos índices asociada a plagas y enfermedades es importante en la Vigilancia Epidemiológica Fitosanitaria.
México ante la Convención Internacional de Protección Fitosanitaria (CIPF) y a lo expuesto en la Ley General de Sanidad Vegetal (LGSV) específicamente el artículo 20 que enuncia que los procesos para determinar la ausencia o presencia de una plaga en territorio nacional deben “sustentarse en evidencias y principios científicos, tomado en cuenta cuando corresponda, las diferentes condiciones geográficas y otros factores”, con el fin de informar de la presencia, el brote y la diseminación de plagas, así como coadyuvar a una apropiada vigilancia y desarrollar y mantener información adecuada sobre la situación de las plagas para facilitar la toma de decisiones al respecto. (LGSV, 2007; SENASICA, 2013).
Por su parte la NIMF No. 11, que refiere al análisis de riesgo para plagas cuarentenarias, incluido el análisis de riesgos ambientales y organismos vivos modificados, indica que si la plaga esta presente se deberá mencionar su estatus reglamentario y se deberá analizar el Potencial de establecimiento y dispersión en el área de ARP, en el cual deberán facilitarse evidencias que justifiquen la conclusión de que la plaga podría establecerse o dispersarse en el área de ARP. Esta área deberá tener las condiciones ecológicas/climáticas incluyendo aquellas en condiciones protegidas adecuadas para el establecimiento y dispersión de la plaga y donde sea apropiado las especies hospedantes (o afines), hospedantes alternos y vectores relevantes deberán estar presentes en el área de ARP.
La determinación del área para el Potencial de establecimiento y dispersión de una plaga bajo condiciones de ecológicas/climáticas en grandes extensiones se ha apoyado en la imágenes satelitales y específicamente mediante Índices de Vegetación como el NDVI (Normalized Difference Vegetation Index).
Los índices de vegetación (IV), están diseñados para proveer una comparación permanente, y consistente, de los cambios temporales y espaciales de la vegetación, al responder a la cantidad de vegetación fotosintéticamente activa en determinado píxel, al contenido de clorofila y óptica foliar, y a las características estructurales del dosel. Cualquier variación detectable de estos índices asociada a plagas y enfermedades es importante en la Vigilancia Epidemiológica Fitosanitaria.
↕ 2. Vigilancia Epidemiológica asistida por sensores remotos
La percepción remota ofrece un cúmulo de opciones tecnológicas de gran utilidad en los análisis fitosanitarios, ya que provee de manera oportuna de información ambiental asociada con la introducción, establecimiento o dispersión de plagas en el territorio. La información obtenida, ya sea a través de las imágenes de satélite o la obtenida directamente en campo, permite la creación de modelos que asisten en la toma de decisiones en la vigilancia epidemiológica.
México ante la Convención Internacional de Protección Fitosanitaria (CIPF) y a lo expuesto en la Ley General de Sanidad Vegetal (LGSV)
específicamente el artículo 20 que enuncia que los procesos para determinar la ausencia o presencia de una plaga en territorio nacional
deben “sustentarse en evidencias y principios científicos, tomado en cuenta cuando corresponda, las diferentes condiciones geográficas y
otros factores”, con el fin de informar de la presencia, el brote y la diseminación de plagas, así como coadyuvar a una apropiada vigilancia
y desarrollar y mantener información adecuada sobre la situación de las plagas para facilitar la toma de decisiones al respecto. (LGSV, 2007; SENASICA, 2013).
El propósito de la Percepción Remota en epidemiologia fitosanitaria no es detectar la plaga en sí, sino a los procesos, elementos y fenómenos asociados con éstas para poder describir su presencia actual y su potencial de distribución espacial.
↕ 3. Plataformas y sensores
Volcán Popocatépetl con diferentes sensores
Las plataformas y sensores de Percepción Remota utilizados en LANGIF permiten mantener una visión sistemática, activa y continua del territorio, ya que proveen de información en diferentes resoluciones espaciales, espectrales y temporales lo que permite tener una amplia gama de posibilidades de uso en aplicaciones fitosanitarias, tales como proporcionar información sobre condiciones del vigor de la vegetación, la caracterización de los distintos tipos de cobertura del suelo o identificar zonas donde se presenten condiciones ambientales óptimas para desarrollo de alguna plaga o enfermedad.
↕ 4. Espectoradiometría de campo
La radiometría se encuentra dentro de las ciencias que conforman la Percepción Remota, su utilización en fitosanidad parte del principio que a través de las características reflectivas de los cultivos es posible conocer su estado o condición de salud.
La energía reflejada o emitida por las plantas es capturada por sensores que nos permitirán conformar lo que se denomina la firma espectral, la cual nos aportara información sobre las características de los cultivos y diferenciarlos, ya que el comportamiento de la energía es diferente en cada cuerpo debido a que presenta características de absorción, reflexión o emisión de energía diferentes de acuerdo a sus condiciones físicas o químicas en determinado momento.
Los sistemas utilizados en LaNGIF son pasivos, es decir se basan en la luz solar como fuente de iluminación, por lo tanto solo pueden hacer mediciones durante el día.
Puesto que las escenas en el espectro visible y en el Infrarrojo cercano están habitualmente iluminados por fuentes naturales (sol, luna, estrellas) o artificiales que afectan tanto al objeto de interés en la imagen como al fondo de la misma, los elementos de interés pueden ser detectados únicamente cuando poseen diferencias de reflectancia con su entorno.
↕ 5. Equipo utilizado
Radiómetro: Un instrumento que mide cuantitativamente la intensidad de radiación para alguna o algunas regiones del espectro electromagnético. Generalmente un radiómetro se identifica por la región del espectro que cubre es decir, visible (rojo, verde, azul) e infrarrojo (VNIR, MIR, FIR).
Espectrómetro: Un aparato diseñado para detectar, medir, y analizar el contenido espectral de la radiación electromagnética incidente.
En el LaNGIF se utiliza el Radiómetro CROPSCAN MSR5, el cual se conforma de 5 sensores: tres en el visible 450-520 nm (azul), 520-600 nm (verde), 630-690 nm azul; y dos en el infrarrojo 760-900 nm y 1550-1750 nm, lo cual permite capturar la información necesaria de la vegetación e identificar sus condiciones fisiológicas.
Cámara hiperespectral: Es una combinación del espectrógrafo de imagen ImSpector con una cámara matricial que forma un dispositivo de captura de imagen espectral en un paquete compacto. Funciona como una cámara lineal y proporciona una información completa del espectro de cada píxel. La resolución espectral puede llegar a ser del orden de 2nm.
Comparado con los sistemas de imagen basados en filtros, las Spectral Cameras proporcionan una alta resolución espectral y espacial, con una selección flexible de longitudes de onda por software y una amplia cobertura espectral.
Las Spectral cameras pueden funcionar en el espectro ultravioleta, visible e infrarojo cercano.
↕ 6. Desarrollos
- Diseños de Muestreo ad hoc para plagas y enfermedades.
- Manuales de Campo para el Levantamiento de Información Radiométrica.
- Campañas de Campo.
- Depuración, post-procesamiento y almacenamiento de datos.
- Análisis de datos.
- Generación de reportes.
- Espectroscopia RAMAN aplicada a la fitopatología.
↕ 7. Imágenes NDVI para la Vigilancia Epidemiológica Fitosanitaria
¿Qué es el NDVI?
En percepción remota existen un conjunto de parámetros numéricos que permiten estimar y evaluar el estado de salud de la vegetación en base a la medición de la radiación que las plantas emiten o reflejan.
Estos parámetros permiten la construcción de índices, dentro de los cuales el más conocido y usado es el Índice Normalizado Diferencial de Vegetación (NDVI – Normalized Difference Vegetation Index).
El NDVI se utiliza ampliamente para mejorar la discriminación de cubiertas vegetales, medir el vigor de las plantas y la producción de la biomasa. El peculiar comportamiento radiométrico de la vegetación, relacionado con la actividad fotosintética y la estructura foliar de las plantas, permite determinar si la vegetación se encuentra sana o si tiene algún grado de estrés.
¿Cómo se interpreta?
El cálculo del NDVI produce una medida cuantitativa que está relacionada con las condiciones de la vegetación y su biomasa. Los valores de este índice fluctúan entre -1 y 1.
Diversos estudios y publicaciones señalan que valores por arriba de 0.1 indican presencia de vegetación, y entre más alto sea el valor las condiciones de vigor son mejores. Éste parámetro es muy importante, ya que refleja el estado de un cultivo o de una cubierta vegetal, permite dar seguimiento temporal a las condiciones de vigor o estrés de los hospederos susceptibles a plagas y con ello poder determinar su nivel de vulnerabilidad, 0.3 es un valor de referencia para considerar estrés (Vicente-Serrano, 2004).
La paleta de colores utilizada, varía del color naranja para los valores que indiquen estados de senescencia de la vegetación, hasta el verde intenso cuando la vegetación tenga crecimiento vigoroso. El color gris representa valores donde no existe vegetación, hay presencia de nubes o no existen datos.
En percepción remota existen un conjunto de parámetros numéricos que permiten estimar y evaluar el estado de salud de la vegetación en base a la medición de la radiación que las plantas emiten o reflejan.
Estos parámetros permiten la construcción de índices, dentro de los cuales el más conocido y usado es el Índice Normalizado Diferencial de Vegetación (NDVI – Normalized Difference Vegetation Index).
El NDVI se utiliza ampliamente para mejorar la discriminación de cubiertas vegetales, medir el vigor de las plantas y la producción de la biomasa. El peculiar comportamiento radiométrico de la vegetación, relacionado con la actividad fotosintética y la estructura foliar de las plantas, permite determinar si la vegetación se encuentra sana o si tiene algún grado de estrés.
¿Cómo se interpreta?
El cálculo del NDVI produce una medida cuantitativa que está relacionada con las condiciones de la vegetación y su biomasa. Los valores de este índice fluctúan entre -1 y 1.
Diversos estudios y publicaciones señalan que valores por arriba de 0.1 indican presencia de vegetación, y entre más alto sea el valor las condiciones de vigor son mejores. Éste parámetro es muy importante, ya que refleja el estado de un cultivo o de una cubierta vegetal, permite dar seguimiento temporal a las condiciones de vigor o estrés de los hospederos susceptibles a plagas y con ello poder determinar su nivel de vulnerabilidad, 0.3 es un valor de referencia para considerar estrés (Vicente-Serrano, 2004).
La paleta de colores utilizada, varía del color naranja para los valores que indiquen estados de senescencia de la vegetación, hasta el verde intenso cuando la vegetación tenga crecimiento vigoroso. El color gris representa valores donde no existe vegetación, hay presencia de nubes o no existen datos.
- NDVI Histórico Nacional
- NDVI Histórico para Pastizales
- NDVI Histórico para Agricultura de Riego
- NDVI Histórico para Agricultura de Temporal