Proxecto H2020 REC: Estimacións de humidade do solo da zona raíz a escalas diarias e de parcelas agrícolas para a xestión do rego dos cultivos e os impactos no uso da auga: un enfoque de teledetección multisensor
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2015 -2019
- Orzamento asignado 895.500,00 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto REC
O uso sostible da auga é unha preocupación crecente en Europa. Hoxe, a agricultura exerce unha importante presión sobre os recursos hídricos, especialmente nos países mediterráneos, onde o rego pode supoñer ata o 80% do consumo de auga. Polo tanto, o aumento da eficiencia no uso da auga na agricultura identificouse como un dos problemas clave relacionados coa escaseza de auga e a seca. Agora cómpre mellorar a xestión do rego nas explotacións, axustándoo ás necesidades hídricas dos cultivos durante toda a época de crecemento. Os sistemas de rego modernos dependen de medicións in situ da humidade do solo na zona radicular para detectar a aparición do estrés hídrico dos cultivos e iniciar o rego. Non obstante, as medicións de puntos in situ xeralmente non están dispoñibles en grandes áreas e poden non ser representativas a escala de campo. Aínda que a teledetección proporciona técnicas rendibles para controlar grandes áreas, actualmente non existe un algoritmo específico para controlar a humidade do solo na zona raíz a escala de parcela. REC propón unha solución á necesidade de coñecer a humidade do solo na zona radicular a escala do cultivo para a xestión do rego. Está baseado nun algoritmo operativo innovador que busca: 1) mapear a humidade do solo na zona radicular diariamente a escala de campo e 2) avaliar cuantitativamente os diferentes compoñentes do balance hídrico a escala de campo a partir de datos de teledetección facilmente dispoñibles. A metodoloxía baséase no acoplamento dun modelo de superficie que representa os fluxos de auga na interface entre a superficie terrestre e a atmosfera (infiltración, evaporación, transpiración) e no solo (drenaxe), e datos de teledetección compostos pola temperatura da superficie terrestre e a humidade do solo preto da superficie, recuperados de radiómetros de microondas e radares. Estas estimacións integraranse nun sistema de xestión do rego que servirá para activar o rego. Ademais, estas estimacións permitirán unha avaliación de impacto do consumo de auga e da pegada hídrica.
Cumpríronse os seguintes obxectivos específicos:
EO INNOVADOR Obxectivo: Definir, desenvolver e implementar algoritmos innovadores para estimar a humidade do solo preto da superficie a alta resolución espacial a partir de datos de Observación da Terra. O NSSM obtívose con alta resolución espacial (escala de campo) e temporal (cada 3 días) desenvolvendo sinerxías entre os datos pasivos de microondas de SMOS, os datos de microondas activos de Sentinel-1 e os datos ópticos de Sentinel-3/MODIS/Landsat.
Como resultado, podemos proporcionar NSSM de alta resolución cada 3 días en todas as condicións meteorolóxicas.
VALIDACIÓN Obxectivo: Realizar experimentos de validación regularmente utilizando actividades in situ, EO e modelización para todas as estimacións de REC.
En coordinación coas respectivas axencias de rega de Segarra-Garrigues (ASG) e o perímetro de regadío da chaira de Haouz (ORMVAH), realizáronse campañas intensivas de campo durante os anos 2015, 2016, 2017 e 2018.
Como resultado, temos os medios para validar completamente os produtos EO e os fluxos de auga que cobren unha ampla gama de condicións de humidade e rego do solo.
REDE Obxectivo: Construír unha rede de intercambio de coñecemento intersectorial e colaboración a longo prazo no ámbito das aplicacións de teledetección para a xestión dos recursos hídricos.
REC baséase en proxectos europeos de I+D existentes ou rematados destinados a optimizar a xestión do rego, e os socios colaboraron previamente en proxectos internacionais. O marco deste proxecto está a estreitar estes lazos e contribuír a chegar ás institucións e empresas que traballan no sector do rego.
Organizamos tres xornadas de portas abertas para o proxecto e un último obradoiro internacional cun número cada vez maior de asistentes experimentados.
Estase implantando un marco para facilitar unha comunidade forte e cohesionada (científica/operativa; investigadora/industrial) na investigación multidisciplinar sobre os recursos hídricos (hidrólogos, agrónomos, xestores de recursos hídricos, etc.).
Como resultado, facilitase a integración das actividades internacionais sinérxicas en curso para afectar o rego e o uso da auga.
Obxectivo: DIFUSIÓN: Promover os resultados do proxecto REC a través de obradoiros e seminarios abertos, webinars, artigos científicos revisados por pares, un portal web, folletos, boletíns e películas para potenciar os resultados en futuros servizos operativos.
Realizáronse as seguintes accións de promoción:
- Tres xornadas de portas abertas e un obradoiro final
- 8 obradoiros
- Varias sesións de formación de campo, 4 webinars e cursos presenciais
- 6 conferencias de doutoramento e 3 charlas de doutoramento programadas para 2019, 6 programas de doutoramento en curso
- Presenza en máis de 50 conferencias en máis de 10 países
- 21 publicacións en revistas científicas internacionais revisadas por pares
- Dúas películas
- Presenza en 18 eventos de intermediación e 5 feiras
Como resultado, vimos un número crecente de asistentes a seminarios abertos e webinars e reforzamos a rede REC.
O uso sostible da auga é unha preocupación crecente en Europa. Hoxe, a agricultura exerce unha importante presión sobre os recursos hídricos, especialmente nos países mediterráneos, onde o rego pode supoñer ata o 80% do consumo de auga. Polo tanto, o aumento da eficiencia no uso da auga na agricultura identificouse como un dos problemas clave relacionados coa escaseza de auga e a seca. Agora cómpre mellorar a xestión do rego nas explotacións, axustándoo ás necesidades hídricas dos cultivos durante toda a época de crecemento.
Os sistemas de rego modernos dependen de medicións in situ da humidade do solo na zona radicular para detectar a aparición do estrés hídrico dos cultivos e iniciar o rego. Non obstante, as medicións puntuales in situ xeralmente non están dispoñibles en grandes áreas e poden non estar
representante a escala de campo. Aínda que a teledetección proporciona técnicas rendibles para controlar grandes áreas, actualmente non existe un algoritmo específico para controlar a humidade do solo na zona raíz a escala de parcela.
REC propón unha solución á necesidade de coñecer a humidade do solo na zona radicular a escala do cultivo para a xestión do rego. Baséase nun algoritmo operativo innovador que busca:
1) mapear a humidade do solo na zona radicular diariamente a escala de campo e
2) avaliar cuantitativamente os diferentes compoñentes do balance hídrico a escala de campo utilizando datos de teledetección facilmente dispoñibles.
A metodoloxía baséase no acoplamento dun modelo de superficie que representa os fluxos de auga na interface entre a superficie terrestre e a atmosfera (infiltración, evaporación, transpiración) e no solo (drenaxe), e datos de teledetección compostos pola temperatura da superficie terrestre e a humidade do solo preto da superficie, recuperados de radiómetros de microondas e radares.
Estas estimacións integraranse nun sistema de xestión do rego que servirá para activar o rego. Ademais, estas estimacións permitirán unha avaliación de impacto do consumo de auga e da pegada hídrica.
O uso sostible da auga é unha preocupación crecente en Europa. Na actualidade, a agricultura exerce unha importante presión sobre os recursos hídricos, especialmente nos países mediterráneos, onde o rego pode supoñer ata o 80% do consumo de auga. Polo tanto, o aumento da eficiencia no uso da auga na agricultura identificouse como unha das cuestións fundamentais relacionadas coa escaseza de auga e a seca (Informe AEE núm. 1/2012). Agora cómpre mellorar a xestión do rego nas explotacións, axustándoo ás necesidades hídricas dos cultivos durante toda a época de crecemento.
Os sistemas de rego modernos dependen de medicións in situ da humidade do solo na zona radicular para detectar a aparición do estrés hídrico dos cultivos e activar o rego. Non obstante, as medicións de puntos in situ xeralmente non están dispoñibles en grandes áreas e poden non ser representativas a escala de campo. Aínda que a teledetección proporciona técnicas rendibles para controlar grandes áreas, actualmente non existe un algoritmo específico para controlar a humidade do solo na zona raíz a escala de parcela.
REC propón unha solución á necesidade de coñecer a humidade do solo na zona radicular a escala do cultivo para a xestión do rego. Está baseado nun algoritmo operativo innovador que permitirá por primeira vez: 1) mapear diariamente a humidade do solo na zona radicular a escala de campo e 2) avaliar cuantitativamente os diferentes compoñentes do balance hídrico a escala de campo a partir de datos de teledetección facilmente dispoñibles.
A metodoloxía baséase no acoplamento dun modelo de superficie que representa os fluxos de auga na interface entre a superficie terrestre e a atmosfera (infiltración, evaporación, transpiración) e no solo (drenaxe), e datos de teledetección compostos pola temperatura da superficie terrestre e a humidade do solo preto da superficie recuperada de radiómetros de microondas e radares.
Estas estimacións integraranse nun sistema de xestión do rego que servirá para activar o rego. Ademais, estas estimacións permitirán unha avaliación de impacto do consumo de auga e da pegada hídrica.
O equipo implementara e validara previamente un algoritmo de desagregación (DISPATCH) para proporcionar datos NSSM de resolución de 1 km a partir de datos SMOS e MODIS (Merlin et al. 2013).
Durante o desenvolvemento do proxecto abordáronse os seguintes aspectos:
- Mellora da resolución temporal dos datos DISPATCH de resolución de 1 km asimilando os datos nun modelo de superficie terrestre (Malbéteau et al. 2017)
- Identificar os puntos fortes e débiles dos métodos de redución da humidade do solo existentes para abrir novas vías de investigación (Peng et al. 2017)
- Investigar diferentes enfoques para modelar datos de retrodispersión para a estimación de NSSM (Gao et al. 2017)
- Desenvolver un enfoque innovador para explotar a complementariedade entre o SMOS NSSM térmicamente desagregado (sen necesidade de calibración) e o NSSM derivado de Sentinel-1 (coa necesidade de calibrar o modelo de transferencia radiativa) a 100 m de resolución (Escorihuela et al. 2017)
Como resultado, podemos proporcionar NSSM de alta resolución cada 3 días en todas as condicións meteorolóxicas.
Durante o segundo período de informe do REC, abordáronse os seguintes aspectos:
- Investigar posibles sinerxías entre os datos de Sentinel-1 e un proxy NSSM derivado dos datos térmicos LandSat-7/8 (Amazirh et al. 2018)
- Unha mellor representación da partición entre a evaporación do solo e a transpiración das plantas (Aït Hssaine et al. 2018)
- Mellora a resolución espacial de MODIS/Terra LST integrando a alta resolución espacial de NSSM derivada de Sentinel-1 (Amazirh et al., 2019).
Como resultado, podemos proporcionar RZSM de alta resolución cada 3 días en todas as condicións meteorolóxicas.
Estimar con precisión todos os compoñentes do ciclo da auga superficial desenvolvendo un acoplamento innovador entre un modelo de superficie terrestre (LSM) que representa os fluxos de auga na interface superficie terrestre-atmosfera e no solo, e NSSM e RZSM de detección remota.
Durante o segundo período de informe do REC, abordáronse os seguintes aspectos:
- Asimilar os datos LST e Fc no modelo FAO-2Kc e simular o RZSM como a variable de estado do balance hídrico resultante dos fluxos de auga de entrada (rego, precipitación) e saída (transpiración, evaporación e drenaxe) (Olivera et al. 2018).
- Mellorando a nosa comprensión da transpiración das plantas utilizando o formalismo da FAO (Ayyoub et al. 2017).
- Propoñer un novo modelo de evaporación do solo impulsado pola humidade do solo preto da superficie e con capacidades de calibración a partir da textura do solo ou da información LST (Merlin et al. 2018).
- Abordando a representación da drenaxe dentro do modelo de balance hídrico FAO-56 (Nassah et al. 2018).
Como resultado, hai unha clara mellora de LSM sobre o estado da arte.
- ISARDSAT SL (isardSAT)
Proxectos relacionados
