24 settembre 2016

Le indagini NDVI in Agricoltura

 

Le piante e la Fotosintesi
La clorofilla è una sostanza presente in tutte le piante, essa è parte fondamentale della pianta e svolge un ruolo molto importate per il suo ciclo vitale.
Le piante nel processo di fotosintesi clorofilliana sfruttano la radiazione solare per sintetizzare alcune sostanze che verranno successivamente metabolizzate.
Non tutta la radiazione solare è coinvolta in questo processo, solo alcune lunghezze d’onda hanno un ruolo fondamentale.
Infatti solo alcune di esse vengono assorbite , altre invece vengono riflesse.

Come si può notare dall’immagine qui sotto, una pianta sana ha un assorbimento elevato di lunghezze d’onda prossime al colore Blu e al colore Rosso.
riflette il Verde (per questo vediamo le piante di questo colore) e soprattutto riflette molto infrarosso (NIR) invisibile all’occhio umano.

leaf

 

 

spettro           Spettro Visibile e Fotosintesi

 

 

In questa immagine si può notare come la pianta sulla sinistra risulti bianchissima (riflette molto IR) mentre gli edifici sono meno influenzati rispetto alla vegetazione.

giardino  Un giardino visto all’infrarosso

 

Cos’è l’indice NDVI e a cosa serve ?

Usando speciali macchine fotografiche capaci di vedere sia lo spettro visibile che il vicino infrarosso possiamo calcolare il rapporto tra l’assorbimento del blu e rosso e la riflessione dell’infrarosso facendo questo si ottiene l’indice NDVI, ovvero l’indice di vigoria della pianta.

 

Questa è la formula che viene usata.formula

 

L’indice ha una scala cromatica che serve velocemente ad individuare le zone di stress vegetativo dalle zone più rigogliose.
Normalmente i valori vanno da +1 a -1 e rappresentano con i valori positivi la vegetazione in salute e con i negativi, zone con vegetazione morta, terreni o agglomerati urbani.

 

scala2

scala3

scala4    Esempi di scale NDVI

 

Indagine NDVI in un vigneto

 

ndviOrtopanoramica di un vigneto , con elaborazione NDVI di una porzione
Le zone verdi sono ricche di clorofilla, le zone rosse sono prive di vegetazione .

 

Confronto immagini al Visibile e NDVI

 

Questo è un volo fatto su un vigneto nel mese di luglio, si evidenzia subito nella parte destra una maggiore vigoria delle piante (colore Rosso) rispetto ai due vigneti posti a fianco (sinistra e centrale)

 

 

vigna_ndvi

 

vigna_vis  Particolare del vigneto ripreso al visibile

 

Importante
I valori riportati nelle mappe a falsi colori sono radiometrici , pertanto le misure sono da ritenersi confrontabili a distanza di tempo anche con condizioni di luce differenti.
Tutte le mappe sono georeferenziate, questo per semplificare e velocizzare il lavoro di mappatura a terra degli interventi da fare.