Introducción a la Teledetección

Definición: Técnica que obtiene información de objetos o superficies sin contacto directo, midiendo la radiación reflejada o emitida.

Tipos de Teledetección

• Pasiva: Utiliza energía solar reflejada (ej. cámaras RGB, multiespectrales).
• Activa: Emite su propia energía para medir el retorno (ej. LiDAR, RADAR).

Sensores Pasivos: Aerofotogrametría y Modelos RGB

Cámara RGB y Aerofotogrametría

Principal sensor pasivo. Captura imágenes en bandas rojo, verde y azul (RGB).

• Aerofotogrametría: Obtención de imágenes aéreas con alto solape (superposición) que permite reconstruir modelos 3D.
• Software SfM (Structure from Motion): Algoritmo que une imágenes superpuestas para crear ortomosaicos y nubes de puntos.

Ortoimagen y Nube de Puntos

Ortoimagen RGB (Ortomosaico)

Imagen 2D georreferenciada y con escala métrica uniforme. NO es una simple foto, es una imagen corregida geométricamente.

• Utilidad: Permite medir distancias, áreas y elevaciones directamente.
• Nota: No se puede generar un ortomosaico con LiDAR, ya que este no captura imágenes, solo puntos láser.

Nube de Puntos

Representación 3D formada por millones de puntos. Cada punto posee coordenadas X, Y, Z y, si se genera por fotogrametría, valores RGB.

• Generación: Se genera a partir de aerofotogrametría o LiDAR.
• Tipos:
  • Nube de puntos de colores: Cada punto tiene valor RGB.
  • Nube clasificada: Puntos categorizados (suelo, vegetación, infraestructura, etc.).
• Utilidad: Base para crear modelos digitales (DSM, DTM, DEM).

Modelos Digitales de Elevación (MDE)

Los MDE son representaciones de la superficie terrestre generadas a partir de nubes de puntos.

Aplicaciones en Agricultura de Precisión

Crop Scouting (Monitoreo Digital de Cultivos)

• Digital Crop Scouting: Inspección de cultivos usando imágenes o drones.
• Automatic Crop Scouting: Utiliza Inteligencia Artificial (Machine Learning) y visión por computadora para la detección automática de plagas, malezas, daños y conteo de plantas.

Ejemplos de apps/empresas: Skippy Farm, QField, Auravant, Taranis.

Volumen de la Canopia y Mojamiento Variable (TRV)

• TRV (Tree Row Volume): Volumen del seto o hilera de árboles. Define la cantidad óptima de pulverización. (Basado en Byers et al. 1971).
• Mojamiento variable sitio-específico: Ajusta la dosis de aplicación según el volumen de copa.

Ventajas del Mojamiento Variable

• Evita el exceso de producto (“efecto goteo”).
• Mejora la eficiencia operativa (más hectáreas/hora).
• Reduce el impacto ambiental y ahorra fitosanitarios.

Waatic: Sistema acoplado al tractor que ajusta automáticamente la dosis según el volumen de copa detectado.

Índices Vegetacionales RGB

En drones sin sensor NIR (Infrarrojo Cercano), se generan índices que permiten detectar vigor, estrés y densidad del cultivo, similares al NDVI.

Ejemplos: ExG (Excess Green), VARI (Visible Atmospherically Resistant Index).

Aplicaciones Inteligentes de Control de Malezas

• WeedSeeker: Detección y control de malezas en barbecho químico mediante sensor óptico.
• John Deere See & Spray: Aplica producto solo sobre malezas detectadas en post-emergencia.

Sensores Activos: LiDAR (Light Detection and Ranging)

LiDAR es un sensor activo que emite luz láser.

Principio de Funcionamiento

Se basa en el “Tiempo de Vuelo” (Time of Flight): mide el tiempo que tarda el pulso láser en volver tras reflejarse en la superficie. La distancia se calcula como: Distancia = (Tiempo de ida y vuelta × Velocidad de la luz) / 2.

Componentes Clave

• IMU (Inertial Measurement Unit): Mide la orientación angular y el movimiento del sensor.
• GNSS Diferencial: Proporciona coordenadas X, Y, Z precisas para la georreferenciación.

Producto de salida: Nube de puntos (.LAS o .LAZ).

Ventajas del LiDAR

• Capta puntos bajo vegetación (alta penetración).
• Procesamiento rápido y georreferenciación en tiempo real.
• Funciona día y noche (no depende de la luz solar).
• Detecta cables, árboles y superficies de agua.
• Desventaja: No genera ortomosaico (no captura imagen RGB).

Tipos de LiDAR

👉 El LiDAR batimétrico permite crear un DEM batimétrico, que representa la topografía del fondo acuático.

Comparación: Aerofotogrametría vs. LiDAR

👉 Recomendación: Si hay mucha cobertura vegetal → usar LiDAR. Si se requiere color real o textura → usar aerofotogrametría.

Conceptos Clave y Preguntas Frecuentes

H4 Teledetección General

• ¿Qué diferencia hay entre teledetección pasiva y activa? Pasiva usa radiación solar; activa emite energía propia (LiDAR, radar).
• ¿Por qué la cámara RGB es pasiva? Porque depende de la luz solar reflejada.
• ¿Qué ventaja tiene la teledetección activa? Funciona de noche o con nubes, y atraviesa vegetación.
• ¿Qué significa “resolución espacial”? Tamaño del píxel (ej. 5,4 mm/píxel = altísima resolución).
• ¿Qué es el GSD? Ground Sampling Distance = tamaño real de terreno representado por cada píxel (mm/píxel).

H4 Sobre Ortomosaico y Aerofotogrametría

• ¿Qué significa que un ortomosaico tenga escala métrica uniforme? Que se pueden medir directamente distancias y superficies desde la imagen.
• ¿Por qué se usa el software SfM? Porque reconstruye modelos 3D a partir de múltiples fotos 2D solapadas (80% longitudinal, 60% transversal).
• ¿Qué limita la aerofotogrametría? Vegetación alta o densa, y condiciones de luz y viento.
• ¿Qué se obtiene de la aerofotogrametría RGB? Ortomosaico, nube de puntos, DSM y DTM.
• ¿Qué archivo produce la nube de puntos? Formato .LAS o .LAZ (LiDAR), o .XYZ (SfM).

H4 Sobre LiDAR

• ¿Qué mide LiDAR? Distancia = (tiempo de ida y vuelta × velocidad de la luz) / 2.
• ¿Qué detecta cada pulso? Varios retornos (primer eco = copa; último eco = suelo).
• ¿Por qué el LiDAR sirve para bosques? Porque atraviesa la vegetación y capta el terreno bajo las copas.
• ¿Por qué no genera ortomosaicos? No capta color ni imagen; solo distancia (Z).
• ¿Qué diferencia hay entre LiDAR terrestre y aéreo? Terrestre: más precisión, menor cobertura. Aéreo: más cobertura, menos detalle.
• Ejemplo de uso de LiDAR batimétrico: Medir cauces, riberas, lagunas o volumen de embalses.

H4 Sobre Crop Scouting y Aplicaciones Digitales

• ¿Qué diferencia hay entre Digital y Automatic Crop Scouting? Automatic usa IA (machine learning) para detectar automáticamente plagas, malezas, daños, etc.
• ¿Qué tecnologías se usan? Drones + cámaras + IA (OBIA: Object-Based Image Analysis).
• ¿Qué es OBIA? Segmenta imágenes en objetos (no píxeles) para una clasificación más precisa de cultivos o malezas.
• ¿Qué se puede detectar con crop scouting digital? Conteo de plantas, defoliación, daño por granizo, incendios, estrés hídrico.

H4 Sobre Volumen de Canopia (TRV)

• ¿Qué significa TRV (Tree Row Volume)? Volumen de copa por metro lineal; indica cuánto producto aplicar.
• ¿Para qué sirve el mojamiento variable sitio-específico? Ajusta dosis según volumen para evitar sobreaplicación y goteo.

H4 Detalles Técnicos Adicionales

• Velocidad de la luz (C): 299.793 km/s.
• GNSS: Global Navigation Satellite System.
• IMU + GNSS: Posicionamiento exacto de cada punto del LiDAR.
• Software comercial para nube de puntos: Pix4D, Metashape, Metachain.
• Ejemplo de aplicación agrícola del DEM: Modelos de escurrimiento superficial o planificación de riego por gravedad.