Modelos para la estimación del rendimiento de la caña de azúcar en Costa Rica con datos de campo e índices de vegetación

Abstract

La teledetección proporciona información de importancia en la estimación de rendimientos de caña de azúcar, ya que su abordaje temporal y espacial permite hacer el seguimiento del cultivo durante su ciclo fenológico. El objetivo de este trabajo era aplicar un método operativo para la estimación del rendimiento agrícola e industrial a través de la combinación de variables de campo con índices de vegetación, calculados con los sensores satelitales a bordo de Sentinel-2 y Landsat-8 en una cooperativa de Costa Rica. Se utilizaron además registros históricos de cosecha y meses de inicio del ciclo fenológico para estimar mediante regresiones lineales múltiples los rendimientos. La integración de registros históricos y el índice de vegetación Simple Ratio (SR), calculados en distintas etapas del ciclo fenológico (en los meses de septiembre, diciembre y enero), permitió obtener un modelo de estimación del rendimiento agrícola (toneladas de caña de azúcar por hectárea) con un coeficiente de regresión (R2) de 0,64 y un RMSE de 8,0 ton/ha. Mientras que para el rendimiento industrial (kilogramos de azúcar refinado por tonelada de caña de azúcar) se obtuvo un R2 de 0,59 integrando variables históricas y los índices de vegetación SR y Green Normalized Difference Vegetation Index (GNDVI); en este caso el RMSE fue de 4,9 kg/ton. En definitiva, este modelo operativo de estimación de rendimientos proporciona herramientas para la toma de decisiones antes, durante y después de la etapa de cosecha.

Modelling Two Sugarcane Agro-Industrial Yields Using Sentinel/Landsat Time-Series Data and Their Spatial Validation at Different Scales in Costa Rica

“…The harmonization of VIs from Landsat-8 and Sentinel-2 was successful because the R 2 parameter was almost greater than 0.9. In the four examples shown in Figure 5, the RMSE was also small for each VI, which validated the combined use of both sensors [63]. This period coincides with the beginning of planting and germination when the c partially covers the ground with leaves.…”