Proxecto REC H2020: Estimacións da humidade do solo na zona radicular a escala diaria e de parcelas agrícolas para a xestión do rego de cultivos e os impactos no uso da auga: unha abordaxe de teledetección multisensor
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2015 -2019
- Orzamento asignado 895.500,00 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto REC
O uso sostible da auga é unha preocupación crecente en Europa. Hoxe en día, a agricultura exerce unha presión significativa sobre os recursos hídricos, especialmente nos países mediterráneos, onde o regadío pode representar ata o 80 % do consumo de auga. Polo tanto, o aumento da eficiencia do uso da auga na agricultura identificouse como un dos problemas clave relacionados coa escaseza de auga e a seca. Agora é necesario mellorar a xestión do rego nas explotacións agrícolas, axustándoo ás necesidades hídricas dos cultivos ao longo da tempada de crecemento. Os sistemas de rega modernos baséanse en medicións in situ da humidade do solo na zona das raíces para detectar o inicio do estrés hídrico dos cultivos e iniciar o rego. Non obstante, as medicións puntuais in situ non adoitan estar dispoñibles en grandes áreas e poden non ser representativas a escala de campo. Aínda que a teledetección proporciona técnicas rendibles para a monitorización de grandes áreas, actualmente non existe un algoritmo específico para monitorizar a humidade do solo na zona das raíces a escala de parcela. REC propón unha solución á necesidade de coñecer a humidade do solo na zona radicular a escala de 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 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 (drenajes), e datos de teledetección compostos pola temperatura da superficie terrestre e a humidade do solo próxima á superficie, obtidos de radiómetros e radares de microondas. Estas estimacións integraranse nun sistema de xestión de rega que se empregará para activar o rego. Ademais, estas estimacións permitirán unha avaliación do impacto do uso consuntivo da auga e da pegada hídrica.
Cumpríronse os seguintes obxectivos específicos:
Obxectivo INNOVADOR da EO: 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 cunha alta resolución espacial (escala de campo) e temporal (cada 3 días) mediante o desenvolvemento de sinerxías entre datos de microondas pasivas de SMOS, datos de microondas activas de Sentinel-1 e datos ópticos de Sentinel-3/MODIS/Landsat.
Como resultado, podemos proporcionar NSSM de alta resolución cada 3 días en calquera condición meteorolóxica.
VALIDACIÓN Obxectivo: Realizar experimentos de validación regularmente empregando actividades in situ, de EO e de modelización para todas as estimacións de REC.
En coordinación coas respectivas axencias de regadío de Segarra-Garrigues (ASG) e do perímetro de regadío da chaira de Haouz (ORMVAH), implementáronse campañas intensivas de campo durante 2015, 2016, 2017 e 2018.
Como resultado, temos os medios para validar completamente os produtos de EO e os fluxos de auga que abarcan unha ampla gama de condicións de humidade do solo e de rego.
REDE Obxectivo: Construír unha rede para o intercambio de coñecementos intersectorial e a colaboración a longo prazo no campo das aplicacións da teledetección para a xestión dos recursos hídricos.
REC baséase en proxectos europeos de I+D xa existentes ou completados destinados a optimizar a xestión do rego, e os socios xa colaboraron en proxectos internacionais. O marco deste proxecto é fortalecer estes lazos e axudar a chegar a institucións e empresas que traballan no sector do regadío.
Organizamos tres xornadas de portas abertas para o proxecto e un obradoiro internacional final cun número cada vez maior de asistentes con experiencia.
Estase a implementar un marco para facilitar unha comunidade forte e cohesionada (científica/operativa; investigadora/industrial) na investigación multidisciplinar sobre recursos hídricos (hidrólogos, agrónomos, xestores de recursos hídricos, etc.).
Como resultado, facilítase a integración das actividades internacionais sinérxicas en curso para influír no rego e no uso da auga.
Obxectivo: DIFUSIÓN: Promover os resultados do proxecto REC a través de obradoiros e seminarios abertos, seminarios web, artigos científicos revisados por pares, un portal web, folletos, boletíns e películas para impulsar os resultados en futuros servizos operativos.
Realizáronse as seguintes accións promocionais:
- Tres xornadas de portas abertas e un obradoiro final
- 8 obradoiros
- Varias sesións de formación sobre o terreo, 4 seminarios web e cursos presenciais
- 6 conferencias doutorais e 3 conferencias doutorais programadas para 2019, 6 programas de doutoramento en curso
- Presenza en máis de 50 congresos 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, observamos un número crecente de asistentes a seminarios e seminarios web abertos e fortalecemos a rede REC.
O uso sostible da auga é unha preocupación crecente en Europa. Hoxe en día, a agricultura exerce unha presión significativa sobre os recursos hídricos, especialmente nos países mediterráneos, onde o regadío pode representar ata o 80 % do consumo de auga. Polo tanto, o aumento da eficiencia do uso da auga na agricultura identificouse como un dos problemas clave relacionados coa escaseza de auga e a seca. Agora é necesario mellorar a xestión do rego nas explotacións agrícolas, axustándoo ás necesidades hídricas dos cultivos ao longo da tempada de crecemento.
Os sistemas de rega modernos baséanse en medicións in situ da humidade do solo na zona das raíces para detectar o inicio do estrés hídrico dos cultivos e iniciar o rego. Non obstante, as medicións puntuales in situ non adoitan estar dispoñibles en grandes áreas e poden non ser
representativo a escala de campo. Aínda que a teledetección proporciona técnicas rendibles para a monitorización de grandes áreas, actualmente non existe un algoritmo específico para monitorizar a humidade do solo na zona das raíces a escala de parcela.
REC propón unha solución á necesidade de coñecer a humidade do solo na zona radicular a escala de cultivo para a xestión do rego. Está baseado nun algoritmo operativo innovador que busca:
1) mapear a humidade do solo na zona das raíces diariamente a escala de campo e
2) avaliar cuantitativamente os diferentes compoñentes do balance hídrico a escala de campo empregando datos de teledetección 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 (drenajes), e datos de teledetección compostos pola temperatura da superficie terrestre e a humidade do solo próxima á superficie, obtidos de radiómetros e radares de microondas.
Estas estimacións integraranse nun sistema de xestión de rega que se empregará para activar o rego. Ademais, estas estimacións permitirán unha avaliación do impacto do uso consuntivo da auga e da pegada hídrica.
O uso sostible da auga é unha preocupación crecente en Europa. Actualmente, a agricultura exerce unha presión significativa sobre os recursos hídricos, especialmente nos países mediterráneos, onde o regadío pode representar ata o 80 % do consumo de auga. Polo tanto, o aumento da eficiencia do uso da auga na agricultura identificouse como un dos problemas clave relacionados coa escaseza de auga e a seca (Informe da EEMA núm. 1/2012). Agora é necesario mellorar a xestión do rego nas explotacións agrícolas, axustándoo ás necesidades hídricas dos cultivos ao longo da tempada de crecemento.
Os sistemas de rega modernos baséanse en medicións in situ da humidade do solo na zona das raíces para detectar o inicio do estrés hídrico dos cultivos e activar o rego. Non obstante, as medicións puntuais in situ non adoitan estar dispoñibles en grandes áreas e poden non ser representativas a escala de campo. Aínda que a teledetección proporciona técnicas rendibles para a monitorización de grandes áreas, actualmente non existe un algoritmo específico para monitorizar a humidade do solo na zona das raíces a escala de parcela.
REC propón unha solución á necesidade de coñecer a humidade do solo na zona radicular a escala de cultivo para a xestión do rego. Está baseado nun algoritmo operativo innovador que permitirá por primeira vez: 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 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 (drenajes), e datos de teledetección compostos pola temperatura da superficie terrestre e a humidade do solo próxima á superficie obtidos de radiómetros e radares de microondas.
Estas estimacións integraranse nun sistema de xestión de rega que se empregará para activar o rego. Ademais, estas estimacións permitirán unha avaliación do impacto do uso consuntivo da auga e da pegada hídrica.
O equipo xa implementara e validara previamente un algoritmo de desagregación (DISPATCH) para proporcionar datos NSSM cunha 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 1 km de resolución mediante a súa asimilación nun modelo de superficie terrestre (Malbéteau et al. 2017)
- Identificar os puntos fortes e débiles dos métodos existentes de redución da humidade do solo 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 unha estratexia innovadora para aproveitar a complementariedade entre o NSSM SMOS desagregado termicamente (sen calibración necesaria) e o NSSM derivado de Sentinel-1 (coa necesidade de calibrar o modelo de transferencia radiativa) a unha resolución de 100 m (Escorihuela et al. 2017)
Como resultado, podemos proporcionar NSSM de alta resolución cada 3 días en calquera condición meteorolóxica.
Durante o segundo período de presentación de informes do REC, abordáronse os seguintes aspectos:
- Investigar as posibles sinerxías entre os datos de Sentinel-1 e un proxy NSSM derivado dos datos térmicos de 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)
- Mellorar 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 calquera condición meteorolóxica.
Estimar con precisión todos os compoñentes do ciclo da auga superficial mediante o desenvolvemento dun acoplamento innovador entre un modelo da superficie terrestre (LSM) que representa os fluxos de auga na interface superficie terrestre-atmosfera e no solo, e NSSM e RZSM detectos remotamente.
Durante o segundo período de presentación de informes do REC, abordáronse os seguintes aspectos:
- Asimilar os datos de 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 usando 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 información LST (Merlin et al. 2018).
- Abordando a representación da drenaxe dentro do modelo de balance hídrico da FAO-56 (Nassah et al. 2018).
Como resultado, hai unha clara mellora de LSM con respecto ao estado da técnica.
- ISARDSAT SL (isardSAT)
Proxectos relacionados
