In questa lezione:

• l'utilizzo dei sensori e del telerilevamento
• la piattaforma SAPR
• la raccolta e l'impiego dei dati

Obiettivo formativo: 

• acquisire conoscenze sull'agricoltura di precisione e le nozioni per ottimizzare le attività con l'utilizzo del telerilevamento e dei sensori

L'Agricoltura di Precisione si pone come obiettivo la comprensione della variabilità spaziale e temporale e della modulazione degli interventi per ottimizzare i risultati del processo produttivo in termini economici e/o ambientali.

Ottimizzare l'efficienza significa utilizzare meno risorse per ottenere lo stesso risultato, od uno migliore a parità di utilizzo di input

Le principali operazioni dell’AdP da eseguire annualmente:

• rilievo dei confini
• mappatura del terreno
• guida automatica
• concimazione a rateo variabile
• semina rateo variabile
• irrorazione variabile
• irrigazione di precisione
• mappatura della raccolta

Insieme delle tecniche che permettono di rilevare, da una certa distanza, le proprietà fisiche o chimiche di un materiale.

Nel caso dell’AdP il materiale oggetto del rilievo è costituito dai tessuti vegetali delle colture agrarie e dal suolo, nonché dalla loro combinazione.

Tutte le diverse tecniche di telerilevamento adoperate per analizzare la variabilità spaziale e temporale sono garantite attraverso l'uso di sensori.

Le tecniche di telerilevamento si avvalgono dell’uso di sensori che consentono a diverse distanze di rilevare le caratteristiche degli elementi da esplorare.

In base alle distanze di rilevamento, i sensori vengono definiti:

• prossimali
  • a bordo di macchine agricole
• aerotrasportati
  • a bordo di aerei, o più frequentemente da droni, cioè sistemi aeromobili a pilotaggio remoto (SAPR) 
• satellitari
  • in orbita su piattaforme satellitari

Informazioni georiferite:

• acquisizione di dati pun­tuali e/o spaziali (immagini) per l'analisi dello stato fisiolo­gico delle colture ai fini della corretta applicazione delle diverse pratiche colturali e quindi della loro gestione

Sensori ottici multispettrali o termici

• risposta spettrale delle colture in termini di riflettanza ed emissività, come ad esempio il contenuto di clorofilla o la presenza di condizioni di stress

Limiti applicativi

• satelliti od aerei presentano una limitata versatilità, scarsa flessibilità operativa e ridotta risoluzione spaziale e temporale

I droni (SAPR - sistemi aerei a pilotaggio remoto) superano queste limitazioni

• sistemi di acquisizione di immagini iperspettrali
  • per descrivere con altissimo dettaglio la risposta spettrale specifica delle colture
• sistemi LiDAR (Light Detection And Ranging)
  • forniscono una caratterizzazione tridimensionale ad estrema precisione, per valutazioni strutturali e di biomassa

Caratteristiche SAPR:

• alta risoluzione spaziale a terra (centimetrica)

• controllo altamente flessibile e tempestivo

Ideale nei sistemi agricoli di dimensioni medio-piccole e in comprensori aziendali caratterizzati da elevata frammentazione della superficie coltivata, o in condizioni di elevata eterogeneità degli appezzamenti (Matese et al., 2013).

I sensori nelle attività di telerilevamento:

• termici

  • identificazione delle alterazioni termiche della superficie fogliare dovute a variazione fisiologiche indotte da condizioni di stress idrico

• digitali

  • ricostruzione del territorio con modelli 3D

• Lidar

  • rilevazione e la caratterizzazione geometrica della chioma delle piante e forniscono con estrema precisione informazioni correlate alla biomassa ed al LAI

Con il termine sensori prossimali si intende un insieme di tecnologie di misura, in cui il sensore è a diretto contatto con l'oggetto da misurare, il terreno o la coltura, oppure è ad una distanza minore di 2 m

Vantaggi

• natura non invasiva

• possibilità di ottenere in tempi rapidi e a costi relativamente bassi una gran quantità di dati

• i dati possono essere georiferiti tramite l'uso di GNSS

• la maggior parte dei sensori prossimali possono essere utilizzati con configurazioni mobili (on-the go), velocizzando notevolmente l’acquisizione dei dati

Svantaggi

• i dati di output dei sensori sono influenzati da più fattori

  • per ottenere informazioni dirette su determinati parametri del suolo o della vegetazione sono spesso necessarie calibrazioni sito-specifiche.

• sensori di tomografia elettrica ed i georesistivimetri

  • per la determinazione dei valori di resistività elettrica apparente del suolo

• sensori ad induzione elettromagnetica

  • per informazioni indirette su diverse proprietà fisiche del suolo, quali tessitura, contenuto idrico, salinità profondità del suolo, pietrosità e porosità

• sensori basati sulla spettroradiometria

  • per il rilevamento dei suoli a fini agricoli

• sensori per monitorare le caratteristiche della vegetazione

  • per la copertura vegetale, lo stato nutrizionale, l’efficienza del sistema fotosintetico e del processo di evapotraspirazione, lo stato idrico, la concentrazione di pigmenti secondari, lo stato fitosanitario, la risposta produttiva

I flussi di informazioni generati a livello operativo (quindi anche dai sensori) devono essere trasformati, combinati e consolidati prima di raggiungere l'ambito direttivo, per poi essere ulteriormente trattati e aggregati prima di ritornare ai livelli operativo o strategico.

Processi di trattamento dei dati per la produzione di informazioni orientate alla

• sintesi strategica

  • destinate all'imprenditore per attività di pianificazione a lungo termine

• sintesi operativa

  • destinate agli esecutori dei singoli processi di base (operai e trattoristi)

Pubblicazioni e documenti

• Agricoltura di Precisione a cura di Raffaele Casa - Metodi e tecnologie per migliorare l'efficienza e la sostenibilità dei sistemi colturali - Edagricole

• Applicazione delle tecnologie di Agricoltura di Precisione nella coltivazione del Mais in una azienda cerealicola-zootecnica

Siti e altri riferimenti on-line

• http://www.ilnuovoagricoltore.it/la-mappatura-del-suolo-primo-pilastro-per-applicare-lagricoltura-di-precisione/

• http://www.agridroni.it/mappe-della-variabilita-dei-suoli/

Questa unità didattica è stata sviluppata all'interno del progetto formativo pilota realizzato dal Centro di ricerca Politiche e Bioeconomia del CREA, nell'ambito delle attività della Rete Rurale Nazionale 2014-2020 (scheda progetto 25.1).

Responsabile scheda 25.1 - Il sistema della conoscenza e dell'innovazione per l'agroalimentare italiano

• Anna Vagnozzi (coordinamento attività progettuali)

Referenti attività 2.1 - Strumenti conoscitivi e di formazione

• Andrea Arzeni e Andrea Bonfiglio (revisione e pubblicazione dei contenuti multimediali) 

La progettazione del percorso formativo è stata sviluppata in collaborazione con Veneto Agricoltura che ha  pianificato le tematiche e strutturato le lezioni

Eulab Consulting S.r.L. ha organizzato i contenuti formativi di questa unità didattica che sono stati sviluppati dall'autore indicato in fondo all'UD