Mediciones y comparación entre vuelos

Una vez obtenidos los productos, las preguntas más frecuentes son cuánto, cuántas y cuánto ha cambiado. Cada una puede responderse con un vuelo, siempre que se conozcan las condiciones bajo las cuales la medida es válida.

Medición de áreas

El área de un polígono trazado sobre un ortomosaico se calcula en el plano horizontal. Para que el resultado sea fiable, el producto debe estar en un sistema de coordenadas proyectado, apropiado para la zona, y el contorno debe ser nítido: el borde de un lote cubierto por vegetación o sombra introduce un error de delimitación que suele superar al de la georreferenciación. En terreno con pendiente, el área real de la superficie es mayor que la proyectada; con pendientes de hasta un 5 %, la diferencia de área es inferior a 0,13 % y resulta despreciable.

Dado que un desplazamiento uniforme no modifica las áreas, la precisión relativa del mosaico es la que determina la exactitud de esta medida, como se vio en la lección sobre precisión.

Conteo de plantas

El conteo se realiza con algoritmos que detectan cada planta, ya sea como un máximo local de altura o de índice de vegetación, ya sea como una mancha de color diferenciada. Funciona cuando las plantas están separadas, en una etapa temprana del cultivo, con varios píxeles por copa y con un suelo o una cobertura que contraste con ellas.

Cuando las copas se tocan, varias plantas forman una sola mancha y se cuentan como una; cuando una planta tiene varios tallos o plantas nuevas adyacentes, puede contarse más de una vez; las malezas de tamaño parecido se confunden con plantas del cultivo, y las plantas muy pequeñas quedan por debajo del tamaño de píxel. En una plantación con el dosel cerrado, el conteo desde arriba pierde sentido. Su validez se comprueba contando manualmente en parcelas de muestra y comparando los resultados.

Medición de alturas

La altura del dosel, que resulta de restar el modelo de terreno al de superficie según se describió en Modelos de superficie y de terreno, se emplea sobre todo para seguir el crecimiento entre fechas. Su exactitud depende de la calidad de ambos modelos y, en especial, de que el de terreno proceda de suelo visible. La altura así calculada subestima la altura máxima de las plantas, y su error vertical es de unos pocos centímetros con buen control y de decímetros sin él.

Para que las diferencias entre fechas provengan solo del modelo de superficie, conviene usar un único modelo de terreno para todas ellas, de modo que su error se cancele en la diferencia. El cambio mínimo detectable queda entonces fijado por la incertidumbre del modelo de superficie de cada fecha. A modo de ejemplo, si cada modelo tiene un error vertical de 5 cm y los errores son independientes, la incertidumbre de la diferencia es de unos 7 cm, y un crecimiento menor no se distingue del error.

Corte de perfil de un lote ficticio sobre un terreno en ladera, en cuatro pasos. Un dron que pasa por arriba registra puntos sobre las copas y sobre el suelo visible; la línea que los une es el modelo de superficie. Los puntos de suelo definen el modelo de terreno, que se completa por interpolación bajo las copas. La altura de cada planta es la diferencia entre ambos, y al descontar la ladera se ve que una planta de menor altura parecía igual a las demás en la superficie. Los valores son ilustrativos.

Comparación entre vuelos de distintas fechas

La diferencia entre dos vuelos solo indica un cambio del cultivo si el resto de las condiciones se mantuvo. Los requisitos habituales son los siguientes.

• Mismo tamaño de píxel. Si difieren, se llevan ambos al más grueso, dado que no es posible recuperar detalle que no existe.
• Hora aproximadamente igual, para que la geometría del sol y de las sombras sea semejante.
• Misma calibración radiométrica, con panel de referencia y sensor de irradiancia, si se comparan valores espectrales.
• Corregistro, es decir, alineación espacial entre los productos. Un desplazamiento de unos pocos píxeles produce cambios falsos en los bordes de las plantas, los caminos y los canales, y se comprueba superponiendo elementos que no cambian entre fechas.
• Estado del cultivo, viento y humedad del suelo comparables, de modo que las diferencias no provengan de condiciones ajenas a la pregunta.

Una diferencia menor que la incertidumbre combinada de ambos productos no se interpreta como cambio. El error vertical de los modelos y el error de corregistro fijan ese umbral mínimo de detección.

Combinación con imágenes satelitales

Los vuelos pueden complementar la información satelital de dos maneras. Una consiste en explicar lo que ocurre dentro de un píxel satelital, como se describió en la lección anterior, agregando los píxeles del dron que caen en él. La otra, en usar mediciones del dron como referencia para comprobar las estimaciones de alturas o de cobertura que se infieren desde el satélite. En ambos casos los productos se comparan en fechas cercanas, con bandas equivalentes y ambos productos convertidos a reflectancia, porque los índices de uno y otro origen no son intercambiables, como se explicó en la lección anterior.