Χρήση υπερφασματικής τηλεπισκόπησης για τη χαρτογράφηση της ποιότητας των σταφυλιών σε αμπελώνες με ποικιλία «Tempranillo»

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 14:22, 8 Απριλίου 2014

εικονες από υπερφασματικους αισθητήρες CASI πάνω από τρεις αμπελώνες. Χωρική ανάλυση εικόνων 1 m (Στις εικόνες φαίνονται τα τεμάχια εξέτασης 10x10 m)

διαγράμματα σχέσεων μεταξύ συγκέντρωσης χλωροφύλλης των φύλλων, της συνολικής συγκέντρωσης διαλυτών στερεών (επάνω), το χρώμα την πυκνότητα (κέντρο) και την απορρόφηση στα 620 nm (κατώ) του μούστου κατά τη συγκομιδή

Υπερφασματικές CASI εικόνες που καταγράφονται πάνω από δύο τεμάχια της μελέτης (άνω και κάτω διάγραμμα). Τα Σχήματα στα δεξιά δείχνουν την χαρτογράφηση της συγκέντρωσης χλωροφύλλης

σχέσεις του επιπέδου φύλλων μεταξύ της συγκέντρωσης χλωροφύλλης (Cab) και δεικτών TCARI / OSAVI (αριστερά) και NDVI (δεξιά) από φύλλα που συλλέγονται από την περιοχή μελέτης.

Σχέσεις που λαμβάνονται μεταξύ της συγκέντρωσης χλωροφύλλης (Cab) και δείκτες που υπολογίζονται από εναέριες εικόνες CASI: TCARI (επάνω αριστερά), TCARI / OSAVI (επάνω δεξιά) και NDVI (κάτω αριστερά). Η σχέση που λαμβάνεται μεταξύ των τιμών των δεικτών και της εκτιμώμενης-από τις λήψεις, Cab με την χρήση ενός αλγορίθμου την κλιμάκωση μέσω ακτινοβολίας προσομοίωσης μεταφοράς εμφανίζεται στην κάτω δεξιά εικόνα.

I. ΣΤΟΧΟΣ ΤΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Οι στόχοι της εργασίας αυτής είναι να διερευνήσει τις σχέσεις μεταξύ συγκεντρώσεων χλωροφύλλης α + β στα φύλλα αμπελιού (Cab ) και στις παραμέτρους δημιουργίας σταφυλιών σε αμπελώνες που έχουν προσβληθεί από χλώρωση σιδήρου και να μελετήσει κατά πόσο η εκτίμηση της χλωροφύλλης με την υπερφασματική τηλεπισκόπιση μπορεί να είναι χρήσιμη στην χαρτογράφηση ζωνών δυνητικά διαφορετικής ποιότητας στους αμπελώνες.

II. Η ΕΡΓΑΣΙΑ ΧΩΡΙΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ Από τις σημαντικότερα προβλήματα στην καλλιέργεια της αμπέλου είναι η τροφοπενία (όταν υπάρχει έλλειψη ενός μόνο στοιχείου, ή σύνθετη, όταν το πρόβλημα περιλαμβάνει έλλειψη περισσοτέρων στοιχείων). στην συγκεκριμένη μελέτη εξετάζεται η χλώρωση από έλλειψη σιδήρου. Η έλλειψη μπορεί να οφείλεται στην ανεπάρκεια ή στην απουσία του στοιχείου από το υπόστρωμα, οπότε και ονομάζεται πραγματική, ή στην αδυναμία των ριζών να απορροφήσουν το στοιχείο, ενώ αυτό υπάρχει στο υπόστρωμα, είτε γιατί αυτό είναι δεσμευμένο, είτε γιατί η διαδικασία πρόσληψης εμποδίζεται από άλλους παράγοντες, οπότε και ονομάζεται φαινομενική) πρόκειται για την παθολογική κατάσταση, ενός φυτού, που προκαλείται από την μερική ή ολική αδυναμία πρόσληψης θρεπτικών στοιχείων. Η διάγνωση και η λήψη μέτρων για την αντιμετώπιση της χλώρωσης από έλλειψη σιδήρου, γινόταν με επιτόπια σχολαστική έρευνα στα αμπέλια για την επάρκεια θρεπτικών στοιχείων με οπτική διάγνωση που αποτελούσε μια πρακτική εκτίμησης αν απαιτείται διαφυλλική λίπανση με τα απαραίτητα ανόργανα θρεπτικά συστατικά

III. ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΜΕΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε 24 παραγωγικούς αμπελώνες με ποικιλία «Tempranillo », ευπαθή ποικιλία σε χλώρωση, με υποκείμενο αμπέλου Richter110, και έτη φύτευσης 7 ως 16 ετών στη Βόρεια Ισπανία το 2003.Σε κάθε αμπέλι ορίστηκαν 5 τμήματα ως τεμάχια εξέτασης μεγέθους 10 x 10 m.

IV. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ Χρησιμοποιήθηκαν υπερφασματικοί αισθητήρες, CompactAirborne Spectrographic Imager (CASI) 1μ. το Reflective Optics System (Rosis) και οι ψηφιακοί Digital Airborne Imaging Spectrometer (DAIS-7915) αισθητήρες για την συλλογή δεδομένων ανάκλασης και μετρήσεων για τον υπολογισμό δεικτών που συνδέονται με την δομή της καλλιέργειας, τις διαστάσεις της, τον προσανατολισμο, την χημική σύνθεση του εδάφους την σκιά και την ανάκλαση της κόμης των πρέμνων. (Από τον λόγο των τιμών των δεικτών TCARI / OSAVI: Δείκτης (TCARI), που συνδέεται με την ανάκλαση της χλωροφύλλης και ο δείκτης (OSAVI) που συνδέεται με το έδαφος, προέκυψαν τα αποτελέσματα για την εκτίμηση συγκέντρωσης χλωροφύλλης στα 103 τεμάχια εξέτασης που οριοθετήθηκαν στους 24 αμπελώνες)

Πραγματοποιήθηκαν πειραματικές εργασίες για τον προσδιορισμό της επίδρασης στοιχείων, όπως ο σίδηρος στα φύλλα, (λιγνινοσουλφονικό πείραμα) , ανάλυση των θρεπτικών συστατικών και της χλωροφύλλης στα φύλλα, ανάλυση των φασματικών εικόνων για την ανίχνευση χλώρωση των φύλλων και στην κόμη των πρέμνων.

V. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΕΙΚΟΝΩΝ Από τις εκτιμώμενες τιμές χλωροφύλλης (Cab) σε κάθε τεμάχιο εξέτασης με την χρήση εικόνων CASI (1 m) πραγματοποιήθηκε K -means ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη σε επίπεδο αμπέλου και προέκυψαν 3 πιθανές κατηγορίες ) υψηλής μέσης και χαμηλής ποιότητας αμπελώνες ως συνάρτηση της συγκέντρωσης της εκτιμώμενης χλωροφύλλης. Παράλληλα συλλέχθηκαν φύλλα από τα τεμάχια εξέτασης για οπτική εξέταση και τον συσχετισμό των αποτελεσμάτων με τα αποτελέσματα της τηλεπισκόπισης.

VI. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ – ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Από τα παραπάνω προκύπτει η ανταπόκριση των υπερφασματικών λήψεων στην τηλεπισκόπιση για την χαρτογράφηση των περιοχών αμπελώνων με εκτίμηση της συγκέντρωσης χλωροφύλλης, χρησιμοποιώντας υψηλής χωρικής ανάλυσης εικόνες. Η περιγραφόμενη σχέση μεταξύ της κόμης των πρέμνων και των παραμέτρων ποιότητας της αμπέλου επιτρέπει την κατάτμηση του αμπελώνα σε περιοχές με δυνητικά ομοιογενή χαρακτηριστικά. στο πλαίσιο της αμπελουργίας ακριβείας . Η εκτίμηση των συγκεντρώσεων Cab στα φύλλα πριν τον περκασμό «γυάλισμα» (περίοδος κατά την οποία διασπάται η χλωροφύλλη και αρχίζει η εμφάνιση χρωματισμού σε κάθε ποικιλία και κατά την οποία το αμπέλι έχει ανάγκη επάρκειας σε νερό) , και η χαρτογράφηση των αποτελεσμάτων διευκολύνει την διαχείριση του αμπελώνα με την πρακτική της συγκομιδής και της οινοποίησης ανά περιοχή με ομοιογενή χαρακτηριστικά.

ΠΗΓΗ: http://quantalab.ias.csic.es/pdf/paper_vitis_martin.pdf