Actual Evapotranspiration Estimation Using Remote Sensing: Comparison of Sebal and Metric Models

Saha, Sumit Kumar; Ahmmed, Rubel; Jahan, Nasreen

doi:10.1007/978-3-030-95722-3_18

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“…La ET puede estimarse con base en ecuaciones empíricas o algoritmos de detección remota, además de métodos tradicionales de medición como los lisímetros, sensores de humedad y torres de flujo turbulento; sin embargo, tienen un costo elevado de adquisición e instalación y ofrecen información puntual (Niu et al, 2020;Saha et al, 2022). Con la implementación de los sensores remotos, se dispone de información de imágenes, que permite caracterizar la fenología del cultivo (Saha et al, 2022) y con el balance de energía en la superficie, estimar la ET. Es así que el modelo METRIC TM (Mapping Evapotranspiration at High Resolution using Internalized Calibration) calcula la Etc como un residual en el balance de la energía de la superficie (Allen et al, 2007).…”

Section: Introductionunclassified

RPAS para precisión de la evapotranspiración en arrozales y reducir el consumo de agua

Quispe-Tito,

Ramos-Fernández,

Pino-Vargas

et al. 2024

Agron. Mesoam.

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Introducción. La estimación de la evapotranspiración del cultivo (ETc) permite conocer los requerimientos de agua del cultivo, que ayudan a proponer técnicas de riego con ahorro de agua. Objetivo. Usar el Sistema de Aeronave Pilotada Remotamente (RPAs) para mayor precisión de la evapotranspiración en arrozales a fin de reducir el consumo de agua. Materiales y métodos. La distribución de parcelas siguió un diseño de bloques completamente al azar con estructura factorial de dos experimentos, riego inundado (E1) y riego con secas controladas (E2), con tres variedades de arroz (IR43, IR71706, Sahod Ulan 12) en el Área Experimental de Riego (AER) de la Unalm. Se realizó ocho vuelos, de un RPAs, distribuidos entre las etapas de macollamiento y punto de algodón, en enero y febrero del 2019. Resultados. El análisis combinado de tratamientos con análisis de varianza y prueba de Duncan con p < 0,05, reveló diferencia significativa de la ETc, entre E1 y E2; Sin embargo, no se encontró diferencia significancia entre las variedades de arroz. Se obtuvo valores máximos de ETc y rendimiento para E1 de 4,50 (mm/d), 10389 (Kg/ha) y para E2 de 3,7 (mm/d), 9710 Kg/ha), respectivamente. Conclusiones. El uso de un sistema de aeronave pilotada remotamente permitió mejorar la resolución temporal y espacial de las imágenes multiespectrales y térmicas para obtener mayor precisión en la evapotranspiración del cultivo (ETc) bajo dos regímenes de riego. En el riego con secas controladas se obtuvo una reducción del 24 % de la ETc lo que permitió un ahorro de agua de 855 m3/ha.

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Section: Introductionunclassified

RPAS para precisión de la evapotranspiración en arrozales y reducir el consumo de agua

Quispe-Tito,

Ramos-Fernández,

Pino-Vargas

et al. 2024

Agron. Mesoam.

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“…La ET estima el requerimiento de agua en los cultivos; puede obtenerse utilizando ecuaciones empíricas o algoritmos de detección remota, además de métodos tradicionales de medición como los lisímetros, sensores de humedad y torres de flujo turbulento. Sin embargo, poseen un elevado costo, adquisición e instalación y ofrecen información puntual a escala local y para un cultivo en específico (Niu et al, 2020;Saha et al, 2022). Con la implementación de los sensores remotos, se dispone de información continua de diversas imágenes dentro del rango del espectro electromagnético, que permite caracterizar la fenología del cultivo, suelo, agua y entre otros (Saha et al, 2022).…”

unclassified

“…Sin embargo, poseen un elevado costo, adquisición e instalación y ofrecen información puntual a escala local y para un cultivo en específico (Niu et al, 2020;Saha et al, 2022). Con la implementación de los sensores remotos, se dispone de información continua de diversas imágenes dentro del rango del espectro electromagnético, que permite caracterizar la fenología del cultivo, suelo, agua y entre otros (Saha et al, 2022). El uso de sensores remotos y el balance de energía en la superficie permite estimar la ET.…”

unclassified

Estimation of evapotranspiration from UAV high-resolution images for irrigation systems in rice fields on the northern coast of Peru

Ramos Fernandez,

Quispe Tito,

Altamirano Gutierrez

et al. 2024

Sci. agropecu

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In view of the growing scarcity of water for agriculture, the increase in food demand and future drought scenarios posed by climate change, it is essential to design new technologies that contribute to lower water consumption. In this research, high-resolution images have been used to estimate evapotranspiration in rice fields by applying the METRICTM (Mapping Evapotranspiration at High Resolution using Internalized Calibration) energy balance model. For this purpose, 5900 m2 of crop were monitored under continuous flood irrigation (CF) and 2600 m2 under alternate wetting and drying irrigation (AWD), in addition to some plots with lateral filtration. Ten flights were conducted between tillering and flowering phases, five flights with a Matrice 210 UAV equipped with a Parrot Sequoia multispectral camera, and five flights with a Matrice 300 RTK equipped with a H20T thermal camera. Field data were collected from vegetation indices (NDVI and LAI), and readings from a radiometer, to adjust information from multispectral and thermal images, respectively, and to obtain the components of the surface energy balance. Mean values for crop evapotranspiration (ETc) of 6.34 ± 1.49 and 5.84 ± 0.41 mm d-1 were obtained for IC irrigation and AWD irrigation, respectively, obtaining a water saving of 42% with a yield reduction of 14%, providing a guide for proper irrigation management, however, it is suggested to use the model to optimize yield by obtaining critical thresholds for optimal application of AWD in the face of water resource scarcity.

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Water Use Efficiency in Rice Under Alternative Wetting and Drying Technique Using Energy Balance Model with UAV Information and AquaCrop in Lambayeque, Peru

Ramos-Fernández,

Peña-Amaro,

Huanuqueño-Murillo

et al. 2024

Remote Sensing

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In the context of global warming, rising air temperatures are increasing evapotranspiration (ETc) in all agricultural crops, including rice, a staple food worldwide. Simultaneously, the occurrence of droughts is reducing water availability, affecting traditional irrigation methods for rice cultivation (flood irrigation). The objective of this study was to determine ETc (water use) and yield performance in rice crop under different irrigation regimes: treatments with continuous flood irrigation (CF) and irrigations with alternating wetting and drying (AWD5, AWD10, and AWD20) in an experimental area in INIA–Vista Florida. Water balance, rice physiological data, and yield were measured in the field, and local weather data and thermal and multispectral images were collected with a meteorological station and a UAV (a total of 13 flights). ETc values obtained by applying the METRICTM (Mapping Evapotranspiration at High Resolution using Internalized Calibration) energy balance model ranged from 2.4 to 8.9 mm d−1 for the AWD and CF irrigation regimes. In addition, ETc was estimated by a water balance using the AquaCrop model, previously parameterized with RGB image data and field weather data, soil, irrigation water, and crops, obtaining values between 4.3 and 7.1 mm d−1 for the AWD and CF irrigation regimes. The results indicated that AWD irrigation allows for water savings of 27 to 28%, although it entails a yield reduction of from 2 to 15%, which translates into an increase in water use efficiency (WUE) of from 18 to 36%, allowing for optimizing water use and improving irrigation management.

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Actual Evapotranspiration Estimation Using Remote Sensing: Comparison of Sebal and Metric Models

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Water Use Efficiency in Rice Under Alternative Wetting and Drying Technique Using Energy Balance Model with UAV Information and AquaCrop in Lambayeque, Peru

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