3 Febbraio 2020

Agricoltura di precisione

I droni da alcuni anni sono usati per mappare il territorio e aiutare gli agronomi a caratterizzare le loro colture.

In passato oltre che l’osservazione diretta veniva usato il satellite per avere delle informazioni sulla vigoria delle piante usando tecnologie multispettrali e termiche.

Con i droni questo passaggio è stato semplificato grazie al rilievo di prossimità e l’accuratezza che possiamo ottenere, senza contare la puntualità del dato.

SPIEGHIAMO COME FUNZIONA QUESTA TECNOLOGIA

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.

formula

Questa è la formula che viene usata.

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

Sensore Multispettrale

il Sensore multispettrale a 9 bande che usiamo
Le bande del sensore
Particolare della sensoristica
preparazione di un volo con sensore Multispettrale

Indagine NDVI in un vigneto

Ortomosaico di un vigneto (60 ettari), con elaborazione a falsi colori NDVI
Le zone rosse sono ricche di clorofilla, le zone gialle sono prive di vegetazione .

Confronto immagini al Visibile e NDVI

Questo è un volo fatto su un vigneto a fine mese di Agosto, si evidenzia subito la parte con maggiore vigoria delle piante (colore Rosso/Blu) rispetto al restante

particolare del vigneto a falsi colori (NDVI banda rosso e NIR largo)
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.

l’Agronomo puo’ utilizzare le informazioni raccolte per preparare un piano di interventi da condividere in maniera agevole con i propri collaboratori attraverso moderni strumenti on-line.

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