Μια δορυφορική εκ των υστέρων ανάλυση διαχείρισης νερού σε οπωρώνα βατόμουρων
Από RemoteSensing Wiki
Πηγή: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168169920310176?dgcid=rss_sd_all
Το άρθρο αφορά την διαχείριση άρδευσης σε καλλιέργειες στην Χιλή και έχει τίτλο: A satellite-based ex post analysis of water management in a blueberry orchard. Γράφτηκε από τους Eduardo Holzapfel, Mario Lillo-Saavedra, Diego Rivera, Viviana Gavilán, Angel García-Pedrero, Consuelo Gonzalo-Martín το 2020. Η τοποθεσία της μελέτης επικεντρώνεται στην κεντρική Χιλή, σε μία φάρμα βατόμουρων. Για την διαχείριση άρδευσης της καλλιέργειας, απαιτήθηκε η εφαρμογή πληροφοριακών συστημάτων που επιτρέπουν την αξιολόγηση της αποδοτικότητας και της αποτελεσματικότητας της άρδευσης από δεδομένα χρήσης νερού, εξατμισοδιαπνοής, εδάφους και ποιότητας νερού. Τα τρέχοντα ηλεκτρονικά συστήματα παρακολούθησης χρησιμοποιούν δορυφορικές εικόνες για την επεξεργασία δεδομένων και τη διαχείριση πληροφοριών, ώστε να καταστεί δυνατή η εκτίμηση της ζήτησης νερού για καλλιέργειες και οπωρώνες με χωρική και χρονική κατανομή. Τα συστήματα επικεντρώνονται κυρίως στην πρόβλεψη της ζήτησης καλλιεργούμενου νερού εκ των προτέρων με ενσωμάτωση GIS μέσω διαδικτύου και εφαρμογές για κινητά που προβλέπουν την πιθανότητα εξατμισοδιαπνοής των καλλιεργειών με χρονικό διάστημα έως 5 ημέρες, συνδέοντας τις ορατές και υπέρυθρες εικόνες καλλιέργειας με αριθμητικά αποτελέσματα πρόβλεψης καιρού καθημερινά σε πραγματικό χρόνο καλλιέργειας. Σε αυτήν την εργασία, παρουσιάζεται μια νέα μεθοδολογία που επιτρέπει τον έλεγχο εκ των υστέρων για τις στρατηγικές άρδευσης, χρησιμοποιώντας το σύστημα αρδευτικών αποφάσεων που ονομάζεται AquaSat. Αυτό το σύστημα συνδυάζει δορυφορικές πληροφορίες με δεδομένα πεδίου και παρέχει χωροχρονικά κατανεμημένη εξατμοδιαπνοή καλλιεργειών (ETc), που συγκρίνεται με τον όγκο του χρησιμοποιούμενου νερού και του δυναμικού ζήτηση (ποσότητα νερού για την επίτευξη μέγιστων αποδόσεων). Το αγρόκτημα αποτελείται από οπωρώνες με βατόμουρα που φυτεύτηκαν το 2006 (ποικιλίες Legacy και Brigitta ), με πλαίσιο φύτευσης 3m μεταξύ σειρών και 1m απόσταση πάνω στη σειρά, τα φυτά αθροίζοντας έως και 3333 ανά εκτάριο. Η περίοδος παρακολούθησης άρδευσης εκτείνεται από το 2011 έως το 2012 και από το 2012 έως το 2013. Το κλίμα είναι ζεστό και εύκρατο με περίοδο 4 μηνών (Δεκέμβριος έως Μάρτιος) χωρίς βροχή. Η μέση ετήσια βροχόπτωση είναι 1025 χιλιοστά. Το θερμικό καθεστώς αυτής της ζώνης είναι με μέση ετήσια θερμοκρασία 14 ° C με μέσο όρο μέγιστο τον θερμότερο μήνα (Ιανουάριος) 28,8 ° C και κατά μέσο όρο ελάχιστο τον πιο κρύο μήνα (Ιούλιος) 3,5 ° C. Η περίοδος χωρίς παγετό είναι 5 μήνες, από Νοέμβριο έως Μάρτιο. Η άρδευση ξεκινά συνήθως την πρώτη εβδομάδα του Οκτωβρίου και τελειώνει την τελευταία εβδομάδα του Απριλίου. Το AquaSat, στο οποίο βασίζεται η μελέτη, είναι ένα σύστημα υποστήριξης αποφάσεων που αναπτύχθηκε κατά τα τελευταία 5 χρόνια, η οποία επιτρέπει την εκτίμηση της εξατμισοδιαπνοή και τις ανάγκες των καλλιεργειών σε νερό, σύμφωνα με προγράμματα άρδευσης. Οι πληροφορίες που εισάγονται στο σύστημα αντιστοιχούν σε πολυφασματικές εικόνες που αντλούνται από τον δορυφόρο LandSat 7 ETM + με μετεωρολογικά δεδομένα από το Εθνικό Αγρομετεωρολογικό Δίκτυο της Χιλής. Οι δορυφορικές εικόνες που χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία των χαρτών ETc αντιστοιχούν σε αυτούς που πάρθηκαν από τον δορυφόρο Landsat 7 ETM + κατά τη διάρκεια της άρδευσης 2011-2012 και 2012-2013. Για την εκτιμήσεις ζήτησης νερού, το AquaSat χρησιμοποιεί ένα μοντέλο Surface Energy Balance (SEB) για να προσδιορίσει το ET c χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες. Το μοντέλο SEB χρησιμοποιείται για την εκτίμηση βιοφυσικών μεταβλητών όπως η καθαρή ηλιακή ακτινοβολία, δείκτες βλάστησης και θερμοκρασία επιφάνειας. Μόλις πραγματοποιηθεί η εκτίμηση του ETc για καθεμία από τις περιοχές υπό ανάλυση, αυτά τα δεδομένα θα αποθηκευτούν με δομημένο τρόπο στις βάσεις δεδομένων PostgreSQL και PostGIS. Το AquaSat δείχνει ένα χαμηλό επίπεδο εξατμισοδιαπνοής για τις καλλιέργειες των βατόμουρων κατά τη διάρκεια του Νοεμβρίου και του Δεκεμβρίου τη σεζόν 2011-2012, η οποία θα πρέπει να είναι περίπου 4 έως 5 χιλιοστά την ημέρα, που αποδεικνύει ένα έλλειμμα νερού για τις καλλιέργειες σε μια σχετικά κρίσιμη περίοδο κατά την άνθηση και εμφάνιση καρποφορίας. Ωστόσο, κατά το μήνα Νοέμβριο της σεζόν 2012-2013, τα αποτελέσματα έδειξαν εύλογες τιμές διαπνοή και διατηρήθηκε αυτή η κατάσταση από τον Ιανουάριο έως τον Φεβρουάριο. Ωστόσο, τον Δεκέμβριο παρατηρήθηκε μικρή μείωση. δείχνει επίσης το ακανόνιστο σχήμα διαχείρισης νερού που εφαρμόζεται τις καλλιέργειες και τον τρόπο επίτευξης των ελλειμμάτων. Από τα ληφθέντα αποτελέσματα, είναι δυνατόν να συναχθεί ότι η αρδευτική διαχείριση που σχετίζεται με τα κριτήρια που χρησιμοποιεί η εκμετάλλευση οδήγησε σε έλλειμμα στα επίπεδα εφαρμογής των υδάτων στην καλλιέργεια. Αυτή η κατάσταση αποκαλύπτει την ανάγκη για συστηματική παρακολούθηση της διαδικασίας άρδευσης. Είναι σημαντικό να επισημανθεί ότι τα αποτελέσματα που λαμβάνονται μέσω του AquaSat αντιπροσωπεύουν επαρκώς την εκτιμώμενη δυνητική ζήτηση νερού από τη σοδειά και χρησιμεύει ως όργανο ελέγχου για τη διαχείριση της άρδευσης. Λαμβάνοντας υπόψη τις προηγούμενες πληροφορίες, μπορεί να αποδειχθεί ότι η πρώτη σεζόν είχε μεγαλύτερο έλλειμμα σε νερό, λαμβάνοντας υπόψη ότι υπήρχε συνεισφορά νερού που αποθηκεύτηκε στο έδαφος από τη βροχή κατά τη δεύτερη σεζόν που έκανε σημαντική συμβολή στις ανάγκες σε νερό του οπωρώνα βατόμουρων, μειώνοντας την έλλειψη νερού που προκαλείται από ανεπαρκή άρδευση. Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι η ζήτηση νερού από στάγδην οπωρώνες βατόμουρων κυμαίνεται μεταξύ 6000 και 7000 κυβικών μέτρων ανά εκτάριο.
