El grupo GITTS ha desarrollado un nuevo sistema de radar de apertura sintética (SAR) diseñado específicamente para el monitoreo agrícola en Panamá. El sistema, montado en un dron de ala fija de largo alcance, opera en banda C (5.4 GHz) y permite generar imágenes de alta resolución del terreno agrícola independientemente de las condiciones climáticas y de iluminación, superando las limitaciones de los sensores ópticos convencionales.
El radar SAR desarrollado emplea una arquitectura FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) que permite obtener una resolución espacial de 0.5 metros con un ancho de franja de 500 metros. El sistema incluye capacidades de polarimetría dual (HH/VV) que facilitan la discriminación de diferentes tipos de cultivos y la estimación de contenido de humedad del suelo mediante modelos de retrodispersión calibrados.
Este desarrollo responde a la necesidad del sector agrícola panameño de contar con herramientas de agricultura de precisión que permitan optimizar el uso de recursos hídricos y fertilizantes, contribuyendo a la seguridad alimentaria del país.
Panamá importa aproximadamente el 70{48ccec454e2169d77940fc89c04cb0050685c5391f1d3051987519bd70dcb290} de los alimentos que consume. El Ministerio de Desarrollo Agropecuario (MIDA) ha identificado la agricultura de precisión como una estrategia clave para incrementar la productividad agrícola nacional. Sin embargo, la alta nubosidad en regiones agrícolas como Chiriquí y Veraguas limita severamente la utilidad de los sensores ópticos satelitales. Los sistemas de radar SAR, al operar con microondas, pueden generar imágenes independientemente de las condiciones atmosféricas, haciéndolos ideales para el monitoreo agrícola en regiones tropicales.
El transmisor FMCW fue implementado utilizando un sintetizador de frecuencias AD9914 de Analog Devices con un ancho de banda de chirp de 300 MHz. El receptor emplea un convertidor analógico-digital de 16 bits a 250 MSPS. El procesamiento de señales SAR se realiza mediante el algoritmo Range-Doppler con corrección de movimiento basada en datos de un sistema INS/GPS de alta precisión (Applanix APX-15). Las imágenes SAR son procesadas en tierra mediante algoritmos implementados en GPU utilizando CUDA/C++ para la generación de mapas de índice de vegetación por radar (RVI) y estimaciones de biomasa.
Las pruebas de campo realizadas sobre cultivos de arroz en Divisa y banano en Barú demostraron la capacidad del sistema para discriminar entre diferentes etapas fenológicas del cultivo con una precisión del 88.5{48ccec454e2169d77940fc89c04cb0050685c5391f1d3051987519bd70dcb290}. Se generaron mapas de humedad del suelo con un error RMS de 3.2{48ccec454e2169d77940fc89c04cb0050685c5391f1d3051987519bd70dcb290} volumétrico comparado con mediciones in situ por TDR (Time Domain Reflectometry). El sistema ha sido presentado al MIDA como herramienta potencial para el programa nacional de monitoreo agrícola y se busca financiamiento para su escalamiento a nivel nacional.
- Moreira, A., Prats-Iraola, P., Younis, M., Krieger, G., Hajnsek, I., & Papathanassiou, K. P. (2013). «A tutorial on synthetic aperture radar.» IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine, 1(1), 6-43.
- McNairn, H., & Brisco, B. (2004). «The application of C-band polarimetric SAR for agriculture: A review.» Canadian Journal of Remote Sensing, 30(3), 525-542.