Projecte H2020 REC: Estimacions de la humitat del sòl a la zona de les arrels a escala diària i de parcel·la agrícola per a la gestió del reg de cultius i limpacte de lús de laigua: un enfocament de teledetecció amb múltiples sensors
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2015 -2019
- Pressupost assignat 895.500,00 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament Horitzó 2020
- Web del projecte REC
L´ús sostenible de l´aigua és una preocupació creixent a Europa. Avui dia, l'agricultura exerceix una pressió important sobre els recursos hídrics, especialment als països mediterranis, on el reg pot representar fins al 80% del consum d'aigua. Per això, l'augment de l'eficiència en l'ús de l'aigua a l'agricultura s'ha identificat com un dels temes clau pel que fa a l'escassetat d'aigua i la sequera. Ara cal millorar la gestió del reg a les explotacions agrícoles, ajustant-lo a les necessitats hídriques dels cultius al llarg de la temporada de creixement. Les agències de reg modernes es basen en mesuraments in situ de la humitat del sòl a la zona radicular per detectar l'aparició d'estrès hídric als cultius i activar els regs. Tot i això, els mesuraments puntuals in situ generalment no estan disponibles en àrees extenses i poden no ser representatives a escala de camp. Si bé la teledetecció proporciona tècniques rendibles per monitoritzar àrees extenses, actualment no hi ha un algorisme específic per al monitoratge de la humitat del sòl a la zona radicular a escala de parcel·la. REC proposa una solució a la necessitat de conèixer la humitat del sòl a la zona radicular a escala de cultiu per a la gestió del reg. Es basa en un algorisme operatiu innovador que cerca: 1) mapejar la humitat del sòl a la zona radicular diàriament a escala de camp i 2) avaluar quantitativament els diferents components del balanç hídric a escala de camp a partir de dades de teledetecció fàcilment disponibles. La metodologia es basa en l'acoblament entre un model de superfície que representa els fluxos d'aigua a la interfície entre la superfície terrestre i l'atmosfera (infiltració, evaporació, transpiració) i al sòl (drenatge), i dades de teledetecció compostes per la temperatura de la superfície terrestre i la humitat del sòl a prop de la superfície. Aquestes estimacions s'han d'integrar en un sistema de gestió del reg que s'utilitzarà per activar el reg. A més, aquestes estimacions permetran fer una avaluació dimpacte de lús consumptiu de laigua i la petjada hídrica.
S'han complert els objectius específics següents:
Objectiu EO INNOVADOR: Definir, desenvolupar i implementar algorismes innovadors per estimar la humitat del terra prop de la superfície amb alta resolució espacial a partir de dades d'Observació de la Terra. La NSSM s'ha obtingut amb alta resolució espacial (escala de camp) i temporal (cada 3 dies) mitjançant el desenvolupament de sinergies entre les dades de microones passius de SMOS, les dades de microones actives de Sentinel-1 i les dades òptiques de Sentinel-3/MODIS/Landsat.
Com a resultat, podem proporcionar NSSM dalta resolució cada 3 dies en totes les condicions climàtiques.
Objectiu VALIDACIÓ: Realitzar experiments de validació regularment utilitzant activitats in situ, EO i de modelatge per a totes les estimacions de REC.
En coordinació amb les respectives agències de reg de Segarra-Garrigues (ASG) i del perímetre irrigat de la plana de Haouz (ORMVAH), s'han implementat campanyes de camp intensives durant el 2015, el 2016, el 2017 i el 2018.
Com a resultat, tenim els mitjans per validar completament els productes EO i els fluxos daigua que cobreixen una àmplia gamma de condicions dhumitat del sòl i reg.
Objectiu XARXA: Construir una xarxa per a l'intercanvi de coneixement intersectorial i la col·laboració a llarg termini en el camp de les aplicacions de teledetecció per a la gestió dels recursos hídrics.
REC es basa en projectes europeus de R+D existents o completats que tenen com a objectiu optimitzar la gestió del reg i els socis ja han col·laborat en projectes internacionals. El marc d'aquest projecte està enfortint aquests vincles i ajuda a arribar a institucions i empreses que treballen al sector del reg.
Hem organitzat 3 dies de portes obertes del projecte i un taller internacional final amb un nombre cada cop més gran d'assistents experimentats.
S'està implementant un marc que facilita una comunitat sòlida i cohesionada (científica/operativa; investigadora/industrial) a la recerca multidisciplinària sobre recursos hídrics (hidròlegs, agrònoms, gestors de recursos hídrics, etc.).
Com a resultat, es facilita la integració dactivitats internacionals sinèrgiques en curs per a limpacte en el reg i lús de laigua.
Objectiu: DIFUSIÓ: Promoure els resultats del projecte REC mitjançant tallers i seminaris oberts, seminaris web, articles científics revisats per parells, un portal web, fulletons, butlletins i pel·lícules per impulsar els resultats en futurs serveis operatius.
S'han dut a terme les accions de promoció següents:
- Tres jornades de portes obertes i un taller final
- 8 tallers
- Diverses formacions de camp, 4 seminaris web i cursos presencials
- 6 conferències doctorals i 3 conferències doctorals programades per al 2019, 6 doctorats en curs
- Presència a més de 50 congressos a més de 10 països
- 21 publicacions en revistes científiques internacionals revisades per parells
- Dues pel·lícules
- Presència a 18 esdeveniments d'intermediació i 5 fires
Com a resultat, hem vist un nombre creixent d'assistents a seminaris oberts i seminaris web i hem reforçat la xarxa de REC.
L´ús sostenible de l´aigua és una preocupació creixent a Europa. Avui dia, l'agricultura exerceix una pressió important sobre els recursos hídrics, especialment als països mediterranis, on el reg pot representar fins al 80% del consum d'aigua. Per això, l'augment de l'eficiència en l'ús de l'aigua a l'agricultura s'ha identificat com un dels temes clau pel que fa a l'escassetat d'aigua i la sequera. Ara cal millorar la gestió del reg a les explotacions agrícoles, ajustant-lo a les necessitats hídriques dels cultius al llarg de la temporada de creixement.
Les agències de reg modernes es basen en mesuraments in situ de la humitat del sòl a la zona radicular per detectar l'aparició d'estrès hídric als cultius i activar els regs. No obstant això, els mesuraments puntuals in situ generalment no estan disponibles en àrees extenses i poden no ser
representatives a escala de camp. Si bé la teledetecció proporciona tècniques rendibles per monitoritzar àrees extenses, actualment no hi ha un algorisme específic per al monitoratge de la humitat del sòl a la zona radicular a escala de parcel·la.
REC proposa una solució a la necessitat de conèixer la humitat del sòl a la zona radicular a escala de cultiu per a la gestió del reg. Es basa en un algorisme operatiu innovador que cerca:
1) mapejar la humitat del sòl a la zona radicular diàriament a escala de camp i
2) avaluar quantitativament els diferents components del balanç hídric a escala de camp a partir de dades de teledetecció fàcilment disponibles.
La metodologia es basa en l'acoblament entre un model de superfície que representa els fluxos d'aigua a la interfície entre la superfície terrestre i l'atmosfera (infiltració, evaporació, transpiració) i al sòl (drenatge), i dades de teledetecció compostes per la temperatura de la superfície terrestre i la humitat del sòl a prop de la superfície.
Aquestes estimacions s'han d'integrar en un sistema de gestió del reg que s'utilitzarà per activar el reg. A més, aquestes estimacions permetran fer una avaluació dimpacte de lús consumptiu de laigua i la petjada hídrica.
L´ús sostenible de l´aigua és una preocupació creixent a Europa. Actualment, l'agricultura exerceix una pressió important sobre els recursos hídrics, especialment als països mediterranis, on el reg pot representar fins al 80% del consum d'aigua. Per això, l'augment de l'eficiència en l'ús de l'aigua a l'agricultura s'ha identificat com un dels temes clau en relació amb l'escassetat d'aigua i la sequera (Informe de l'AEMA núm. 1/2012). Ara cal millorar la gestió del reg a les explotacions agrícoles, ajustant-lo a les necessitats hídriques dels cultius al llarg de la temporada de creixement.
Les agències de reg modernes es basen en mesuraments in situ de la humitat del sòl a la zona radicular per detectar l'aparició d'estrès hídric als cultius i activar el reg. Tot i això, els mesuraments puntuals in situ generalment no estan disponibles en àrees extenses i poden no ser representatives a escala de camp. Si bé la teledetecció proporciona tècniques rendibles per monitoritzar àrees extenses, actualment no hi ha un algorisme específic per al monitoratge de la humitat del sòl a la zona radicular a escala de parcel·la.
REC proposa una solució a la necessitat de conèixer la humitat del sòl a la zona radicular a escala de cultiu per a la gestió del reg. Es basa en un innovador algorisme operatiu que permetrà per primera vegada: 1) mapejar la humitat del sòl a la zona radicular diàriament a escala de camp i 2) avaluar quantitativament els diferents components del balanç hídric a escala de camp a partir de dades de teledetecció fàcilment disponibles.
La metodologia es basa en l'acoblament entre un model de superfície que representa els fluxos d'aigua a la interfície entre la superfície terrestre i l'atmosfera (infiltració, evaporació, transpiració) i al sòl (drenatge), i dades de teledetecció compostes per la temperatura de la superfície terrestre i la humitat del sòl a prop de la superfície recuperats.
Aquestes estimacions s'han d'integrar en un sistema de gestió del reg que s'utilitzarà per activar el reg. A més, aquestes estimacions permetran fer una avaluació d'impacte de l'ús consumtiu de l'aigua i la petjada hídrica
L'equip ja havia implementat i validat un algorisme de desagregació (DISPATCH) per proporcionar dades NSSM amb una resolució d'1 km a partir de dades SMOS i MODIS (Merlin et al. 2013).
Durant el desenvolupament del projecte, s'han abordat els aspectes següents:
- Millorar la resolució temporal de les dades DISPATCH d'1 km de resolució mitjançant l'assimilació de les dades en un model de superfície terrestre (Malbéteau et al. 2017)
- Identificar les fortaleses i debilitats dels mètodes existents de reducció d'escala de la humitat del sòl per obrir noves vies de recerca (Peng et al. 2017)
- Investigar diferents enfocaments per modelar les dades de retrodispersió per a l'estimació de l'NSSM (Gao et al. 2017)
- Desenvolupar un enfocament innovador per aprofitar la complementarietat entre el NSSM SMOS desagregat tèrmicament (sense necessitat de calibratge) i el NSSM derivat de Sentinel-1 (amb necessitat de calibrar el model de transferència radiativa) a una resolució de 100 m (Escorihuela et al. 2017)
Com a resultat, podem proporcionar NSSM dalta resolució cada 3 dies en totes les condicions climàtiques.
Durant el segon període d'informe de REC, s'han abordat els aspectes següents:
- Investigar possibles sinergies entre les dades de Sentinel-1 i un proxy NSSM derivat de les dades tèrmiques de LandSat-7/8 (Amazirh et al. 2018)
- Una millor representació de la partició entre l'evaporació del sòl i la transpiració de la planta (AïtHssaine et al. 2018)
- Millorar la resolució espacial de MODIS/Terra LST integrant l'alta resolució espacial de NSSM derivada de Sentinel-1 (Amazirh et al., 2019).
Com a resultat, podem proporcionar RZSM dalta resolució cada 3 dies en totes les condicions climàtiques.
Estimar amb precisió tots els components del cicle de l'aigua superficial desenvolupant un acoblament innovador entre un model de superfície terrestre (LSM) que representa els fluxos d'aigua a la interfície superfície terrestre-atmosfera i al terra, i NSSM i RZSM detectats remotament.
Durant el segon període d'informe de REC, s'han abordat els aspectes següents:
- Assimilar les dades de LST i Fc al model FAO-2Kc i simular l'RZSM com a variable d'estat del balanç hídric resultant dels fluxos d'aigua d'entrada (reg, precipitació) i sortida (transpiració, evaporació i drenatge) (Olivera et al. 2018).
- Millorar la nostra comprensió de la transpiració de la planta mitjançant el formalisme de la FAO (Ayyoub et al. 2017).
- Proposar un nou model d'evaporació del sòl impulsat per la humitat del sòl a prop de la superfície i amb capacitats de calibratge a partir de la textura del sòl o informació de LST (Merlin et al. 2018).
- Abordar la representació del drenatge dins del model de balanç hídric FAO-56 (Nassah et al. 2018).
Com a resultat, hi ha una millora clara de LSM pel que fa a l'estat de l'art.
- ISARDSAT SL (isardSAT)
Projectes relacionats
