Ya es posible conocer con las imágenes de un satélite que orbita a unos 800 kilómetros si una plantación extremeña tiene tabaco, maíz, arroz o tomate ¿Cómo? Aplicando un sistema inteligente de detección de cultivos (InteliPAC) que ha desarrollado un grupo multidisciplinar de la Universidad de Extremadura, mediante inteligencia artificial. Este nuevo recurso permitirá agilizar el pago de la PAC, puesto que los inspectores concentrarán sus visitas a las parcelas anómalas. Pero además ofrece otras posibilidades singulares: avisar al agricultor cuando una zona se desvíe del patrón habitual de crecimiento por plagas o falta de riego, identificar las parcelas más productivas evaluando los tiempos de las labores, contrastar la cantidad de riego con la marcha del cultivo, o conocer la existencia de explotaciones sin declarar.
Esto último es lo que ha ocurrido con el tabaco, uno de los cuatro cultivos en los que, en principio, se ha especializado InteliPAC. Cáceres concentra prácticamente el 97% de la producción tabaquera, sobre todo en los valles del Tiétar, Alagón, La Vera y Jerte. Dichas explotaciones se encuentran en manos de unos 2.100 agricultores que por el tipo de producto deben declarar todos los cultivos. Pues bien, mediante el nuevo sistema de inteligencia artificial ya se ha hecho un primer barrido (pixel a pixel) de 155.000 hectáreas de la zona norte de Extremadura.
En total se han chequeado 97.362 parcelas con las imágenes de satélite, y se ha descubierto que 134 no declararon ese cultivo a la PAC. Este resultado quiere decir que únicamente existe un 0,1% de explotaciones ilegales de tabaco, un dato que puede verse desde una doble vertiente: son pocas las plantaciones clandestinas, pero a la vez demasiadas, porque cualquier tabaco ilícito que llegue al mercado supone un riesgo para la salud y una competencia desleal. El listado de esas parcelas ya está en manos de la Consejería de Agricultura de la Junta.
EN DOS SEMANAS
Todo ello, porque el proyecto InteliPAC se ha desarrollado a petición de la propia consejería, con fondos europeos. «Existe una directiva europea que en pocos años pretende evitar las inspecciones que se hacen sobre el terreno para confirmar que los cultivos se corresponden con los declarados. Los inspectores las realizan aleatoriamente sobre un 5% de las explotaciones, pero la UE insta a que la comprobación sea sobre el 100%. Las subvenciones que reciba cada región van a estar supeditadas a ello. De ahí que la Junta haya encargado un proyecto que lleve a cabo la vigilancia de forma automática y rápida», explica Adolfo Lozano-Tello, ingeniero informático e integrante del grupo Quercus, de la Escuela Politécnica de Cáceres. Y se ha conseguido: InteliPAC ya obtiene en solo dos semanas un barrido de todos los cultivos declarados en la comunidad.
Un trabajo que arrancó en 2019 y que ha sido posible gracias al esfuerzo de una decena de ingenieros que integran distintos grupos de investigación de la UEX: grupo Quercus (ha desarrollado un software propio), grupo Kraken, grupo de Desarrollo Sostenible y Planificación Territorial, y grupo de Investigación en Climatología Agroforestal, además de técnicos de la Consejería de Agricultura especialistas en Teledetección, SIG y técnicos agrícolas.
¿Pero cómo averiguan desde el espacio qué cultivo existe en cualquier plantación? ¿Cómo distinguir el tabaco del maíz a cientos de kilómetros? Por muy precisa que sea una foto, resulta insuficiente. Pues bien: estos especialistas han aprovechado las imágenes que capta el satélite SENTINEL-2 del proyecto Copernicus, de la UE, que pasa cada cinco días por Extremadura tomando datos del terreno. El píxel, la unidad mínima de información que ofrece, es de 10 x 10 metros, imposible identificar de qué planta se trata. Pero el satélite procesa 12 bandas de sensores por píxel (RGB, infrarrojos, etc…) que aportan una información muy relevante: el verdor de las plantas, cuando empiezan a crecer, cuando están en su máximo desarrollo, cuando desaparecen al ser cosechadas...
Los ingenieros se han descargado las imágenes desde 2017, han recortado los píxeles de miles de parcelas en estudio y han establecido un patrón de la evolución de cada cultivo a lo largo de cada año (de 2017 a 2019). Los resultados pueden observarse en un gráfico que traza el avance del tomate, el maíz, el tabaco o el arroz, que obviamente no coinciden unos con otros. El sistema ya puede comparar dichos patrones en cada parcela para determinar si el cultivo coincide con el tipo declarado. Ese cultivo también puede aparecer alterado por un problema en la plantación. Incluso detecta explotaciones no registradas que sin embargo cumplen el patrón de una planta, como ha sucedido con el tabaco ilegal.
«Por ejemplo, para formar el patrón de tabaco se han analizado 2.5 millones de píxeles a través de 13.957 parcelas (16.000 hectáreas), y unos 15.000 terrenos más de otras plantaciones para discriminar las diferencias», detalla Adolfo Lozano-Tello. Y lo mismo con el maíz, el tomate y el arroz. El sistema es tan preciso que puede detectar las malas hierbas del invierno, la preparación del terreno para el cultivo, el sembrado, el crecimiento y la recolección.
EFICACIA DEL 97%
«Todo ello se consigue mediante redes neuronales que analizan la evolución de las 12 bandas de frecuencia de cada imagen que ofrece el satélite. No se centran en pequeños detalles sino en aquellas características y valores importantes que son capaces de discriminar un cultivo frente a otro», explica Adolfo Lozano-Tello. Y así, ya han alcanzado un grado de acierto del 97% a la hora de identificar el tipo de cultivo.
Vistos los resultados, la Junta de Extremadura ha solicitado a los investigadores un nuevo trabajo para desarrollar en 2020: ampliar su capacidad de los 4 tipos de cultivos iniciales a 115 más, sin duda un reto complejo a la hora de identificar cada uno. Para ello, ya están monitorizando el área de Mérida-Don Benito donde chequean 91.946 parcelas que han solicitado la PAC (500.000 hectáreas), a fin de obtener los patrones que esperan tener listos a final de julio.
