Desarrollo, validación y simulación de un sistema de medición, basado en un sensor lidar, para la caracterización de cultivos arboreos
- Autores: Ricardo Sanz Cortiella
- Directores de la Tesis: Joan Ramón Rosell Polo (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Lleida ( España ) en 2008
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Luis Val Manterola (presid.), Manel Ribes i Dasi (secret.), Emilio Gil Moya (voc.), Jorge Palacín Roca (voc.), Luis Márquez Delgado (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Existen una serie de hechos que están forzando la tecnificación y la sofisticación de las labores agrícolas, como son: el aumento continuo de la demanda en cantidad y calidad de los productos agrarios, la limitación de los recursos disponibles, la enorme competencia a nivel mundial, el aumento de la sensibilización respecto al medio ambiente y una creciente presión legislativa. En respuesta a esta realidad aparece el término de "Agricultura de Precisión" que consiste básicamente en la disminución de los insumos utilizados en las prácticas agrícolas como son: energía, agua, fertilizantes, semillas, fitosanitarios, etc. y la mejora de las técnicas de aplicación, con el objetivo de suministrar las dosis necesarias en los momento más adecuados y en los lugares precisos. Un punto clave en la agricultura de precisión es el uso de las nuevas tecnologías, como por ejemplo la utilización de sensores, que nos facilitan la obtención de información. Los sensores LIDAR (Light detection and Ranging) están basados en tecnología láser y tienen como principal objetivo la determinación de distancias entre el sensor y los objetos que se encuentran visibles alrededor del mismo.
El objetivo principal del presente trabajo es la creación de un Sistema de MEdición LÁser (SIMELA) utilizando un sesor LIDAR, modelo LMS200 de la marca SICK, para la caracterización de cultivos arbóreos y para la estimación zonal de su superficie foliar. Un segundo objetivo es la creación de un simulador del SIMELA actuando sobre vegetación simulada, con el fin de mejorar su diseño y funcionamiento, así como el ahorro de costes en investigaciones futuras.
En cuanto a resultados, una vez desarrollado el SIMELA se obtiene una nube de puntos que representa la estructura tridimensional externa de la vegetación escaneada. Para darle utilidad a esta información se ha desarrollado un algoritmo informático que obtiene el volumen ajustado ocupado por esta nube de puntos. Para encontrar alguna relación entre el volumen ajustado y el material vegetal, se han deshojado en campo 39 bloques de vegetación de diferentes variedades de manzanos, perales, viñas y cítricos. En los cultivos estudiados con un sistema de formación en seto: manzanos, perales y viñas, el volumen ajustado de un bloque de vegetación se puede definir también por tres dimensiones: la altura, la anchura y el espesor medio. A partir del volumen ajustado y conocidas la altura y la anchura se calcula el espesor medio del bloque. Se ha demostrado la existencia de un buen ajuste logarítmico: y = 0,479 In (x) + 1,655 con un R2 = 0,895 entre el espesor medio del seto (x), en dm y la densidad foliar (y) en dm-1. Una vez estimada la densidad foliar si la multiplicamos por el volumen ajustado se obtiene la superficie foliar estimada.
El SIMELA creado se presenta como una herramienta útil para, entre otras cosas, la estimación de la superficie foliar de manera no destructiva. La competencia de las hojas por la luz y en consecuencia la ocupación del espacio por parte de estas, parece seguir un modelo similar en los cultivos en seto de perales, manzanas y viña. Finalmente, se ha creado un simulador del SIMELA en base al estudio en profundidad del sensor LMS200 y en particular del rayo láser emitido, si bien su explotación se reserva para futuras investigaciones.
