Estimativa do índice de área foliar da videira utilizando imagens obtidas em aeronave remotamente pilotada no Vale do Submédio São Francisco

Authors

  • Karine Alves dos Santos Universidade Federal do Vale do São Francisco
  • Ícaro Cardoso Maia Universidade Federal do Vale do São Francisco
  • Daniel dos Santos Costa Universidade Federal do Vale do São Francisco
  • Cloves Vilas Boas dos Santos Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
  • Valéria Sandra de Oliveira Costa Universidade Federal de Pernambuco
  • Magna Soelma Beserra de Moura Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

DOI:

https://doi.org/10.29150/jhrs.v13.5.p655-667

Keywords:

NDVI, LAI, UAV, camera RGB

Abstract

O objetivo do presente estudo foi estimar o IAF da videira cultivada em diferentes sistemas de condução, por meio de índice de vegetação obtido a partir de imagens capturadas por câmeras acoplada veículo aéreo não tripulado (VANT). O estudo foi conduzido em um vinhedo sob três sistemas de condução (latada, lira e espaldeira), com as cultivares BRS Magna e BRS Cora, localizado no Campo Experimental de Bebedouro, Petrolina, PE. Para isso, foram utilizadas imagens aéreas nas bandas visíveis do vermelho, verde e azul (RGB) nas quais foram aplicados modelos de estimativa do IAF com base no índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI). Foi possível analisar o IAF na videira obtido a partir do NDVI estimado, em especial, para os modelos cujo desenvolvimento considerou cultivos de videira. O IAF determinado ao longo do período de estudo mostrou-se semelhante em relação as diferentes metodologias propostas, no entanto, também foi observado que as estimativa do IAF em videira utilizando imagens em RGB deve ser realizado com cautela, pois podem apresentar valores superestimados que podem implicar no processo de tomadas de decisão em uma propriedade.

References

Agisoft. Agisoft metashape user manual. Professional edition, version.1.5. 2019. Disponível em: https://www.agisoft.com/pdf/metashape- pro_1_5_en.pdf. Acesso em: 15 jun. 2022.

Alvares, C.A., Stape, J.L., Sentelhas, P.C., Gonçalves, J.L.M., Sparovek, G., 2013. Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift 22, 711-728.

https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507

Arai K., Gondoh, K., Shigetomi, O., Miura, Y., 2016. Method for NIR reflectance estimation with visible camera data based on regression for NDVI estimation and its application for insect damage detection of rice paddy fields. (IJARAI) International Journal of Advanced Research in Artificial Intelligence 5, 17-22.

https://doi.org/10.14569/IJARAI.2016.051103

Carvalho, H.F.S., Moura, M.S.B., Silva, T.G.F. , 2018. Fluxos de radiação e energia em caatinga preservada e cana-de-açúcar no Semiárido. Revista Brasileira de Meteorologia 33, 452-458.

https://doi.org/10.1590/0102-7786333005

Comba, L., Biglia, A., Aimonino, D.R., Gay, P., 2018. Unsupervised detection of vineyards by 3D point-cloud UAV photogrammetry for precision agriculture. Computers and Electronics in Agriculture 155, 84-95.

https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.10.005

Córcoles, J.I., Ortega, J.F., Hernández, D., Moreno, M.A., 2013. Estimation of leaf area index in onion (Allium cepa L.) using an unmanned aerial vehicle. Biosystems Engineering 115, 31-42.

https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.10.005

Costa, L., Nunes, L., Ampatzidis, Y., 2020. A new visible band index (vNDVI) for estimating NDVI values on RGB images utilizing genetic algorithms. Computers and Electronics in Agriculture 172, 105334.

https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105334

Döring, J., Stoll, M., Kauer, R., Frisch, M., TittmannI, S., 2014. Indirect Estimation of Leaf Area Index in VSP-Trained Grapevines Using Plant Area Index. American Journal of Enology and Viticulture 65, 153-158. DOI: 10.5344/ajev.2013.13073

Galvíncio, J.D., Mendes, S.M., Morais, Y.C.B., Miranda, R.Q., Souza, W.M., Moura, M.S.B., Santos, W., 2020. Correlação linear entre a precipitação e o Índice de Área Foliar do bioma Caatinga. Revista Brasileira de Geografia Física 13, 3304-3313. https://doi.org/10.26848/rbgf.v13.07.p3304-3314

Gomes, M. D. A., Román, R. M. S., Torres-Rua, A., Álves, É. S., Mckee, M., 2021. Comparação do ndvi obtido por meio de drone e satélite nas fases fenológicas da videira. Irriga, 26, 3, 605-619. https://doi.org/10.15809/irriga.2021v26n3p605-619

Johnson, L.F., 2003. Temporal stability of an NDVI‐LAI relationship in a Napa Valley vineyard. Australian Journal of Grape and Wine Research 9, 96-101.

https://doi.org/10.1111/j.1755-0238.2003.tb00258.x

Johnson, L.F., Roczen, D.E., Youkhana, S.K., Nemani, R.R., Bosch, D.F., 2003. Mapping vineyard leaf area with multispectral satellite imagery. Computers and Electronics in Agriculture 38, 33-44. https://doi.org/10.1016/S0168-1699(02)00106-0 Kang, Y., Gao, F., Anderson, M., Kustas, W., Nieto, H., Knipper, K., Yang, U., White, W., Alfieri, J., Torres-Rua, A., Alsina, M. M., Karnieli, A., 2022. Evaluation of satellite Leaf Area Index in California vineyards for improving water use estimation. Irrigation Science, 40, 4-5, 531-551. https://doi.org/10.1007/s00271-022-00798-8

Leão, P.C.S., 2004. Cultivo da videira. EMBRAPA-CPATSA, Brasília. Disponível em: http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/handle/doc/156149. Acesso em: 15 jun. 2022.

Leivas, A.F., Teixeira, A.H.C., Takemura, C.M., Garcon, E.A.M., 2022. Análise da dinâmica temporal de índices de vegetação NDVI, EVI, SAVI e IRECI através de imagens Sentinel-2a e MODIS, in: MELO, J. O. F. (Org.). Ciências agrárias: o avanço da ciência no Brasil. São Paulo, SP: Editora Científica Digital, pp. 332-343.

Machado, C.C.C., 2014. Alterações na superfície do Parque Nacional do Catimbau (PE-Brasil): consolidação dos aspectos biofísicos na definição dos indicadores ambientais do bioma Caatinga. 2014. Tese (Doutorado em Geografia). UFPE, Recife.

Matese, A.; Di Gennaro, S.F., 2021. Beyond the traditional NDVI index as a key factor to mainstream the use of UAV in precision viticulture. Scientific Reports, 11, 1, 2721. https://doi.org/10.1038/s41598-021-81652-3

Miele, A., Mandelli, F., 2014. Sistemas de condução da videira. Disponível em: https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/1060143/1/Manual3Capitulo3.pdf. Acesso em 21 set. 2023.

Miranda, R.Q., Nóbrega, R.L.B., Moura, M.S.B., Raghavan, S., Galvíncio, J.D., 2020. Realistic and simplified models of plant and leaf area indices for a seasonally dry tropical forest. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 85, 101992

https://doi.org/10.1016/j.jag.2019.101992

Munitz, S., Schwartz, A., Netzer, Y., 2019. Water consumption, crop coefficient and leaf area relations of a Vitis vinifera cv.'Cabernet Sauvignon'vineyard. Agricultural Water Management 219, 86-94. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2019.03.051

Rouse, J.W., Haas, R.H., Schell, J.A., Deering, D.W., 1973. Monitoring vegetation systems in the great plains with ERTS. Earth Resources Tecnology Satellite - 1 Symposium. NASA, Washington.

Santos, C.V.B., Moura, M.S.B., Carvalho, H.D.S., Galvíncio, J.D., Miranda, R.D.Q., Nishiwaki, A.A.M., Montenegro, S.M.G.L., 2022. Avaliação do índice de área foliar e índice de área da planta em floresta seca utilizando modelos simplificados em imagens de alta resolução com o uso de VANT. Journal of Hyperspectral Remote Sensing 12, 109-123. https://doi.org/10.29150/2237-2202.2022.254276

Steltzer, H., Welker, J.M., 2006. Modeling the effect of photosynthetic vegetation properties on the NDVI–LAI relationship. Ecology 87, 2765-2772. https://doi.org/10.1890/0012-9658(2006)87[2765:MTEOPV]2.0.CO,2

Published

2023-12-30

How to Cite

Alves dos Santos, K., Cardoso Maia, Ícaro, dos Santos Costa, D., Vilas Boas dos Santos, C., Sandra de Oliveira Costa, V., & Soelma Beserra de Moura , M. (2023). Estimativa do índice de área foliar da videira utilizando imagens obtidas em aeronave remotamente pilotada no Vale do Submédio São Francisco. Journal of Hyperspectral Remote Sensing, 13(5), 655–667. https://doi.org/10.29150/jhrs.v13.5.p655-667

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