À medida que a população mundial e a renda aumentam nos países em desenvolvimento, os hábitos de consumo de alimentos estão mudando, exigindo mais matérias-primas para a produção de gado. Além disso, a mudança climática terá um impacto direto na produção primária e secundária de alimentos, causada por temperaturas extremas, precipitação e fluxos de rios. Essa variabilidade terá um impacto direto nos suprimentos regionais e globais de alimentos e água. Para ajudar as regiões vulneráveis do mundo a lidar com esses desafios, o conceito de agricultura inteligente em relação ao clima visa diretamente à adaptação para atenuar o impacto dos riscos associados à variabilidade interanual e às mudanças climáticas. Esses desafios são bem enfrentados por análise da umidade do solo por satélite.
A umidade do solo é a água armazenada no solo e é afetada pelas chuvas, temperatura, características do solo e muito mais. Esses mesmos fatores também ajudam a determinar o tipo de bioma e a adequação da terra para o cultivo. A saúde de nossas plantações depende especialmente de umidade e nutrientes suficientes no solo. Quando a disponibilidade de umidade é reduzida, a função e o crescimento normal das plantas são prejudicados e os rendimentos são reduzidos. E, à medida que nosso clima muda, a disponibilidade de umidade se torna cada vez mais variável.
Onde está a água no solo? Sólidos, líquidos e gases - as três fases da matéria - estão sempre presentes no solo. Partículas minerais finas e orgânicas compõem a fração sólida e há espaços (poros) entre os sólidos. Alguns poros são grandes e outros são muito pequenos. Os poros contêm ar e água, fases gasosas e líquidas. O tamanho das partículas e dos poros do solo afeta a quantidade de água que o solo pode reter e como essa água se move pelo solo.
A umidade do solo pode ser determinada não apenas no solo, mas também por meio de imagens de satélite e análise das informações obtidas do espaço. Por exemplo, o milho requer menos umidade do que o arroz, que rende bem em áreas úmidas. A região em que a cultura é cultivada é muito importante para seu crescimento. O café não crescerá em uma região úmida, ele simplesmente morrerá, enquanto o arroz produzirá uma boa safra nessa região. Quando um agricultor fica de olho em um campo, é fácil monitorar a umidade. Para as grandes empresas, o processo é complexo e caro, e elas precisam de uma ferramenta que possa responder de forma rápida e precisa e mostrar as mudanças globais nos campos da empresa. Os usuários podem adicionar todos os seus campos em uma única conta. Os níveis de umidade do solo podem ser monitorados por meio do EOSDA Crop Monitoring.
A plataforma pode ajudar a prever temperaturas extremas, mudanças climáticas, secas e outras mudanças climáticas, pois o software dá aos usuários acesso a dados históricos e a uma previsão do tempo de 14 dias. Essas informações ajudam a analisar as tendências de seca em uma determinada região a longo prazo, permitindo que os usuários planejem a irrigação em áreas de risco ou mantenham a umidade ideal do solo para o crescimento das plantas.
Com o auxílio de índices de vegetação, o software ajuda a monitorar a condição das plantas, se elas estão recebendo água suficiente e se estão sofrendo com a seca ou com doenças. Por meio do sensoriamento remoto da umidade do solo, é fácil rastrear áreas alagadas ou áreas de campos secos e sem água e plantações que precisam de irrigação.
A análise de umidade do solo baseada em satélite provou ser uma ferramenta eficaz para a previsão de rendimento, mediação da umidade do solo, otimização da irrigação, aplicação de fertilizantes e gerenciamento de culturas. Como resultado, a produtividade das culturas é aumentada e os resultados se tornam mais previsíveis nas operações agrícolas. Todas as informações podem ser obtidas em tempo real sobre os níveis deumidade do solo em grandes áreas, o que é especialmente importante em regiões onde o acesso a medições no local é limitado ou onde o terreno dificulta a obtenção de leituras precisas.
Ainda há necessidade de desenvolver modelos e algoritmos que combinem vários conjuntos de dados para produzir dados de umidade do solo com alta resolução espacial e temporal. Uma grande limitação dos produtos de satélite é que as informações sobre a umidade do solo são representativas apenas dos poucos centímetros superiores do solo, dependendo das condições da superfície, da densidade da vegetação e da frequência de micro-ondas. Há um interesse crescente da comunidade de usuários nas estimativas de satélite da umidade do solo na zona radicular, que podem ser obtidas pela assimilação da umidade da superfície do solo em um modelo de superfície terrestre.
Um dos problemas dos algoritmos de extração de umidade do solo é a dificuldade de obter estimativas de precisão confiáveis.
Muitos conjuntos de dados operacionais sobre a umidade do solo foram disponibilizados na última década. Há uma grande demanda de várias comunidades de usuários por conjuntos de dados de maior resolução em escalas de quilômetros. As observações de satélite atuais e futuras oferecem oportunidades para desenvolver produtos de umidade do solo de alta resolução espacial e moderada.
