BACCHUS: UNA HERRAMIENTA PARA MEJORAR EL INVENTARIO Y LA
GESTIÓN DE LA VIÑA
Montesinos, Salomón (1); Fernández, Lara (1); Bea, Manuel (1); Martínez, Adrián (2); Erena, Manuel (2); Franciso, Joaquín (2); García, Pedro (2); González, Fernando (3), López, José A. (4).
(1)
GEOSYS, S.L. Sector Foresta 23. Locales 7 y 8. 28760 Tres Cantos – Madrid. [email protected] (2)
IMIDA. 30150 La Alberca – Murcia. [email protected] (3)
Consejo Regulador de la D. O. Jumilla. 30520 Jumilla – Murcia. [email protected] (4)
Registro vitícola de Murcia. Juan XXIII. 30009 Murcia. [email protected]
Resumen
BACCHUS es una herramienta GIS (SIG, Sistema de Información Geográfica), para el inventario y gestión de la viña, desarrollada dentro del proyecto del mismo nombre, cofinanciado por la Comisión Europea (EVG1-CT-2002-00075), dentro del subprograma “Energía, Medio Ambiente y Desarrollo sostenible” del V Programa Marco de I+D. La aplicación ha sido diseñada a partir de los requisitos de administraciones públicas y organismos reguladores pertenecientes a las principales regiones productoras de vino en Europa (Francia, Italia, España y Portugal). BACCHUS permite la actualización del inventario aprovechando la información temporal aportada por las imágenes de satélite, el control del arranque y plantación, y la gestión de derechos. Por otro lado, la información obtenida a partir de las imágenes de satélite puede ser utilizada, de forma inmediata, en la mejora de la gestión del viñedo conociendo la variabilidad existente y estableciendo zonas con características homogéneas en nuestra explotación.
Introducción
Europa es el principal productor de vino a escala mundial. Desde 1975, la Unión Europea regula la producción del vino con objeto de mantener el equilibrio entre oferta y demanda, promoviendo la calidad y garantizando la ordenación del territorio. Sin embargo, el mercado del vino es un mercado muy competitivo y con un alto valor añadido, donde están apareciendo con fuerza nuevos actores, como Chile, EEUU, Australia o Sudáfrica.
Para mantener su situación de privilegio, Europa necesita disponer de un inventario del viñedo actualizado de forma permanente y utilizar las nuevas tecnologías (teledetección espacial, GIS, análisis espacial...) para favorecer la toma de decisiones y la gestión eficiente de las actuaciones relacionadas con la viña.
BACCHUS es una herramienta GIS, diseñada a partir de los requisitos de administraciones públicas y organismos reguladores pertenecientes a las principales regiones productoras de vino en Europa (Francia, Italia, España y Portugal).
BACCHUS es una aplicación GIS desarrollada a partir de librerías propias en C++, y no necesita de otro software comercial para funcionar. Ha sido concebida con un concepto de herramienta multilicencia
(puede ser instalada en todos los ordenadores de una organización sin coste adicional) y multiformato (lee y escribe en los formatos más extendidos del mercado), pudiendo cohabitar con otras aplicaciones GIS comerciales.
BACCHUS maneja, tanto datos gráficos (cartografía digital, datos GPS, ortofoto digital e imágenes de satélite), como bases de datos alfanuméricas, permitiendo la conexión del inventario con los datos gráficos en un concepto de geodatabase, y pudiendo:
− Extraer automáticamente los límites de las parcelas de viña desde el catastro de rústica.
− Digitalizar los límites de las viñas a partir de ortofoto digital o imágenes de muy alta resolución.
− Incorporar las parcelas a la Base de Datos del inventario.
− Editarlas parcelas gráfica y alfanuméricamente.
− Realizar consultas gráficas y alfanuméricas.
En esta comunicación se presentan los resultados obtenidos en la validación externa al proyecto realizada por IMIDA en la DO de Jumilla.
La aplicación BACCHUS se organiza en tres módulos principales:
Figura 1. Delimitación de la Denominación de Origen de Jumilla.
Módulo I. Análisis Multiespectral
BACCHUS cuenta con herramientas de análisis multiespectral y multitemporal, para la extracción de información a partir de las imágenes de satélite de alta (HR) y muy alta resolución (VHR).
Entre otras funciones, permite:
− Georreferenciar imágenes corregidas geométricamente.
− Realizar composiciones en color RGB a partir de las bandas del satélite. Incorpora funciones para mejorar la calidad radiométrica de la imagen.
− Calcular Índices de Vegetación para la discriminación de la vegetación activa.
− Detectar cambios entre imágenes de distintas fechas.
− Calcular áreas y distancias.
− Realizar gráficos de evolución, estacional o anualmente, de la vegetación en el ámbito de una parcela.
− Obtener información multitemporal de los valores radiométricos a nivel de píxel.
− Obtener mapas integrados y gráficos para la generación de informes sobre la densidad y vigor de
la vegetación, así como mapas temáticos con las clases homogéneas de verdor de la planta, actividad fotosintética y cubierta vegetal de la explotación de viña.
Estas funciones facilitan la actualización del inventario aprovechando la información temporal aportada por las imágenes de satélite, el control del arranque, la plantación y la gestión de derechos. Por otro lado, la información obtenida a partir de las imágenes de satélite se utiliza, de forma inmediata, en la mejora de la gestión del viñedo ya que nos permite:
− Conocer la variabilidad existente en una explotación en un momento crítico del desarrollo vegetativo.
− Establecer zonas con características homogéneas en una explotación.
Si esta información es adquirida antes de vendimia, el gestor puede realizar una planificación de la campaña de recolección, adecuada a la variabilidad objetiva detectada a partir de los datos multiespectrales a portados por el satélite, así como llevar a cabo el proceso de vendimia de una forma selectiva.
En años sucesivos, mediante prácticas agrícolas adecuadas, se puede reducir la variabilidad de la finca de manera que las características del fruto recogido en cada parcela sean lo más similares posibles. Este mismo proceso puede llevarse a cabo entre parcelas plantadas con la misma variedad.
En la siguientes figuras podemos observar (a) una imagen infrarrojo del satélite Quickbird sobre una explotación de viña; (b) un índice de vegetación calculado a partir de las bandas de la imagen de satélite de VHR; (c) zonificación de la explotación basada en el verdor de la planta, actividad fotosintética y cubierta vegetal para el establecimiento de las áreas de actuación en una explotación; y (d), gráfico de evolución temporal del desarrollo vegetativo de los cultivos (la línea naranja representa el cultivo de la viña).
(b) (a) (c) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 100 120 140 160 180 200 Vine Spring crop Summer irrigation Bushes/Forest Left f allow (d)
Figura 2. Proceso de análisis multiespectral.
Módulo II. Análisis del terreno
Este módulo mejora el conocimiento agro-climático del territorio a escala regional facilitando el control y gestión de las Denominaciones de Origen.
A partir de datos meteorológicos, mapas de suelos y modelos digitales de elevación, el sistema BACCHUS calcula tres factores:
− Factor Morfológico (Elevación, Pendiente y Aspecto).
− Factor del Suelo (Análisis de Temperatura – Índice de Huglin).
− Factor Climático (Drenaje, Contenido de Agua disponible, pH, Profundidad).
La combinación de todos ellos nos permite obtener mapas de idoneidad del terreno para el cultivo de la
viña.
Este módulo de Análisis territorial realiza:
− Modelos de simulación que calculan la producción estimada de uva.
− Mapas de maduración, proporcionando las fechas más idóneas para la recolección de la uva.
− Mapas de productividad de la viña para una parcela dada con objeto de mejorar las prácticas
agrícolas (clareo, poda en verde, riego de apoyo...).
− Mapas de calidad de la viña.
Los modelos utilizados pueden aplicarse a datos históricos, pudiendo conocer las parcelas y las prácticas agrícolas que han obtenido las mejores producciones en términos de calidad y ordenación del territorio, y pudiéndolas repetir y mejorar en futuras campañas.
Figura 3. Proceso de cálculo de la zonificación vitícola.
Figura 4. Resultados la zonificación viticola en el municipio de Jumilla.
La zonificación se ha calculado en el Municipio de Jumilla en función de la idoneidad del terrero para la plantación de la uva Monastrell (áreas marrones), junto con la distribución existente de viña (áreas moradas).
Módulo III. Análisis Textural
Teniendo en cuenta la estructura regular del viñedo, BACCHUS implementa una herramienta basada en el análisis de las características texturales de las imágenes de satélite, para el reconocimiento automático
El análisis textural estudia la aparente rugosidad o suavidad de la imagen, es decir el contraste espacial entre los elementos que la componen.
El resultado de este proceso se obtiene en forma de poligonales que delimitan las parcelas de viña, con una base de datos asociada a cada polígono que contiene información sobre su área, orientación y distancia entre filas. Estos datos, en combinación con los resultados de la detección de cambios, permiten una actualización rápida y fiable del inventario de viña, así como la detección de plantaciones no autorizadas.
Imagen infrarrojo de 1 metro de resolución espacial. En azul, se ven los límites obtenidos automáticamente por BACCHUS a partir del análisis textural de la imagen. En el centro, la tabla de datos asociada a las poligonales obtenidas.
Figura 5. Resultados del módulo de análisis textural.
Conclusiones
En una sociedad moderna, la base del desarrollo sostenible es la ordenación del territorio, y la “toma de decisiones” que se realice debe basarse en una “información” veraz y consistente, obtenida a partir de
“datos” fiables.
La teledetección espacial es una “fuente de datos” que proporciona datos actualizados a bajo coste que combinados con otras fuentes de datos como, ortofoto digital, cartografía, inventarios y datos GPS, permite obtener “información” (datos elaborados). Para ello es necesario contar con las herramientas y algoritmos adecuados que faciliten el suministro, análisis y consulta de esta información a los diferentes actores involucrados en la gestión del viñedo a nivel de explotación, local o regional.
BACCHUS es una aplicación informática que facilita el manejo de la información que aportan las imágenes de satélite, permitiendo una gestión más eficiente de la viña, desde el ámbito de la Denominación de Origen al de explotación vitícola. La integración de módulos de análisis territorial, multiespectral y textural y de herramientas para la actualización y mantenimiento de bases de datos en un Sistema de Información Geográfica, permite a los técnicos y gestores mejorar el conocimiento de sus áreas de trabajo gracias a la obtención de información georeferenciada, objetiva y elaborada sobre su estado actual.
El empleo de imágenes de satélite junto con datos y herramientas de apoyo redunda en beneficios rápidamente aplicables en diferentes escalas de trabajo, como la elaboración o actualización de inventarios de viñedo, la zonificación de áreas en función de la potencialidad del terreno para el cultivo de viña o de la predicción de cosecha o el conocimiento de la variabilidad existente en una explotación, permitiendo la mejora de la gestión de DOCs, de la comercialización de productos y de la calidad del vino producido.
