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Control de maleza acuática invasora mediante imágenes multiespectrales

El corazón flotante amarillo(Nymphoides peltata) es una mala hierba acuática invasora del sudeste asiático que se introdujo en EE.UU. para su uso en estanques ornamentales. Desde su introducción, el corazón amarillo flotante (YFH) se ha convertido en un problema que afecta a muchos lagos, ya que esta mala hierba acuática se propaga rápidamente y supera a muchas especies autóctonas. El YFH crea una densa alfombra de hojas que bloquea la luz a las especies autóctonas, además de reducir los niveles de oxígeno en el agua, crear un caldo de cultivo privilegiado para los mosquitos e impedir las actividades acuáticas en los lagos (por ejemplo, la navegación, la pesca y la natación).

Yellow floating heart (Nymphoides peltata)

Los efectos de esta mala hierba han llevado a estados como Michigan, Minnesota y Wisconsin a prohibir la especie.

En Oklahoma, el lago Carl Blackwell es el único conocido con problemas de YFH. El lago Carl Blackwell es un embalse de tamaño medio mantenido por la Universidad Estatal de Oklahoma (OSU) y utilizado para el agua potable del campus. Los investigadores de la OSU saben que cuanto más tiempo esté presente la YFH en el lago Carl Blackwell, más posibilidades habrá de que se propague a otras masas de agua circundantes. Por ello, se tomaron rápidamente medidas para resolver este problema.

Como la mala hierba es muy difícil de erradicar, la única opción era aplicar un herbicida. Sin embargo, las aplicaciones de herbicidas deben ser selectivas y moderadas para no perjudicar la calidad del agua del lago ni la salud de las plantas acuáticas autóctonas. Se eligió un herbicida sistémico selectivo que ha sido aprobado por la EPA tras 8 años de pruebas. Se considera seguro para el agua potable y se ha utilizado en otros estados para controlar la YFH.

Para controlar la eficacia de la aplicación de este herbicida, los investigadores de la OSU quisieron utilizar métodos de teledetección: una combinación de imágenes multiespectrales obtenidas con drones e imágenes por satélite de Sentinel-2. Para las imágenes basadas en drones, eligieron un dron DJI emparejado con un sensor RedEdge-MX de la serie MicaSense . Una de las principales razones por las que eligieron RedEdge-MX fue el DLS2 y el panel de calibración, para garantizar una calibración radiométrica sólida. Necesitaban que los datos se repitieran, ya que volaban 13 veces a lo largo de la temporada, de abril a octubre.

Lago Carl Blackwell antes de la aplicación de herbicidas — *Imagen RGB Sentinel-2 del lago Carl Blackwell antes de la aplicación del herbicida. El Corazón Amarillo Flotante (YFH) aparece de color verde claro en la imagen.*

Composición en falso color de Sentinel-2

Acercarse a la Cala D — (Arriba) Composición en falso color de Sentinel-2, utilizando las bandas 8, 4 y 3. YFH aparece de color rosa en la imagen. (Abajo) Un acercamiento a la cala D muestra la pixelación de las imágenes, ya que la resolución espacial es gruesa, de 10 m/píxel. Para conocer la salud de la YFH a nivel de cala, se utilizaron datos de RedEdge-MX, ya que proporcionan una mayor resolución espacial y, por tanto, más detalles.

Victoria Natalie y Abby McCrea de la OSU dirigen los esfuerzos para recopilar las imágenes RedEdge-MX. Sabían que la captura de imágenes multiespectrales sobre el agua resultaría complicada, ya que la superficie del agua suele ser uniforme, lo que puede dificultar la unión de las imágenes. Para garantizar unos buenos resultados, el equipo aumentó su solapamiento al 80%, con el fin de asegurarse de que se identificaban suficientes puntos en común entre las capturas para que el software pudiera coserlas. Utilizando este mayor solapamiento para sus trayectorias de vuelo, pudieron obtener buenos resultados.

Composición en falso color de la cala D — La imagen es un compuesto de falso color que utiliza las bandas de borde rojo, rojo y verde. El mapa de falso color proporciona una clara delimitación de la YFH, así como información sobre el vigor de la YFH.

Volaron tras la aplicación inicial de herbicida, que cubrió aproximadamente el 1% del lago. El RedEdge-MX proporcionó información sobre la salud de las malas hierbas, esencial para supervisar las aplicaciones selectivas de herbicidas realizadas en esta zona sensible desde el punto de vista medioambiental. A continuación, se utilizaron las imágenes RGB y de falso color compuesto (FCC) del satélite Sentinel-2 para medir a mayor escala el aspecto de la composición del YFH tras la aplicación del herbicida. Las imágenes de 10 m de resolución espacial mostraron que la aplicación fue eficaz, con un 96% de reducción de YFH.

Pero la batalla contra YFH aún no ha terminado. Se espera que el lago vuelva a crecer y se seguirá vigilando. El YFH se propaga produciendo ramets, que se desprenden de la planta principal y flotan para crecer en un nuevo lugar, o se hunden en el fondo del lago y permanecen latentes. En cualquier caso, los ramets hacen que parte de la YFH pueda eludir las aplicaciones de herbicidas foliares. Se mantendrán los esfuerzos de teledetección para proteger el lago Carl Blackwell y evitar la propagación de la YFH a otros lagos y estanques del estado.