Drone in Viticoltura di Precisione: Tecnologie avanzate

22 Dicembre 2015

Drone in Viticoltura di Precisione: Tecnologie avanzate

Sempre maggiore è l’interesse che ruota intorno alle nuove tecnologie in Agricoltura di Precisione. La conferma di questo interesse per tecnologie che offrono alta precisione nelle operazioni di campo con l’opportunità di migliorare le produzioni e ridurre i costi di intervento si è consolidata in particolare nel settore vitivinicolo, dove i procedimenti delle produzioni enologiche passano da un’agricoltura di tipo generale su tutta la superficie aziendale ad una di tipo “sito-specifica”. Vorremmo pertanto illustrare le linee guida delle operazioni di acquisizione, elaborazione ed analisi del dato con tecnologia Drone in Viticoltura di Precisione

L’applicazione della Viticoltura di Precisione consiste in un processo ciclico continuo che comprende tre fasi:

1. Osservazioni e raccolta dati

2. Elaborazione, interpretazione e valutazione dei dati

3. Attuazione dei piani di gestione

1. Osservazioni e raccolta dati

La fase della raccolta dati avviene in remote sensing ovvero con sensori multispettrali a bordo del Drone. Il rilievo aereo è pianificato e realizzato secondo le tecniche della fotogrammetria aerea, in modalità totalmente automatica. Il volo restituisce fotogrammi e il risultato è una mappa multispettrale. Il rilievo, nel caso del vigneto viene ripetuto a cadenza regolare nelle diverse fasi di sviluppo.

Tempi di acquisizione nelle diverse fasi di sviluppo del vigneto

1° acquisizione (10-20 gg dopo il germogliamento fine Aprile – inizio Maggio)
2° acquisizione (40-50 gg dopo il germogliamento)
3° acquisizione (70-80 gg dopo il germogliamento) – fase di fioritura – possibile stress della pianta, stimabile mediante gli indici NDVI-LAI
4° acquisizione (100-120 gg dopo il germogliamento) – invaiatura – sviluppo dell’aria fogliare – fase di sviluppo degli zuccheri nell’acino
5° acquisizione (130 giorni dopo il germogliamento) – aumento della pigmentazione – sviluppo di colore, aromi, polifenoli

Parametri generali da considerare

Ubicazione del sito di osservazione (Latitudine-Longitudine)
Analisi gradi giorno
Altitudine del sito
Distanza dalla linea di costa
Individuazione della cultivar di riferimento (varietà, portainnesto, etc.)

2. Elaborazione dei dati: NDVI

Dalle immagini rilevate si estraggono più indici vegetazionali tra cui il Vigore Vegetativo. Le informazioni ottenute permettono di individuate le piante che presentano problematiche, carenze idriche o la presenza di patogeni. Da qui è possibile pianificare in maniera mirata e corretta le attività in campo risparmiando tempo e risorse. Le mappe sono una risorsa fondamentale in quanto strumenti conoscitivi che interpretati dal tecnico agronomo consentono di gestire al meglio la coltivazione.

Parametri derivati

Mappe di ripresa vegetativa
Mappa della velocità di crescita
Grado di copertura del suolo (attribuibile alla vite e/o attribuibile alla copertura erbacea, importante per la stima del contenuto di acqua nel suolo al fine della stima del fabbisogno idrico della cultivar)
Carenze nutrizionali – mappa del possibile apporto di compost minerale
Distribuzione del vigore vegetativo NDVI
Correlazione con le caratteristiche del suolo – possibilità di fare correlazioni tra le mappe EMI (elettromagnetismo indotto) e NDVI
Mappa della fase di inizio del germogliamento (programmazione interventi fitosanitari specifici e areali)
Analisi delle condizioni pedoclimatiche (restituzione di mappe climatiche termiche e pluviometriche)
Mappa delle caratteristiche pedologiche del suolo

Fattori che possono essere influenzati dal periodo di ripresa/acquisizione immagine

Dovranno essere considerati i valori dei parametri meteo-climatici dell’area oggetto di indagine, stima della temperatura, velocità del vento, esposizione del campo.
Distribuzione area della ripresa vegetativa
Stima degli indici legati al contenuto della clorofilla che consentono di stimare lo stato di salute della vegetazione ed eventualmente particolari condizioni di stress dovuti a prolungati periodi di aridità e siccità Normalised Difference Vegetation Index NDVI
Indici biofisici basati sulla teoria Tasseled Cap Transformation:

– Greeness, consente di valutare lo stato di salute delle piante, indica il vigore, essendo sensibile all’idratazione ed alla quantità di clorofilla;

– il Brightness, è legato alla quantità di radiazione riflessa da una superficie, in tal modo si possono cogliere le differenze tra le diverse tipologie di copertura del suolo e distinguere le aree vegetate dai suoli;

– il Wetness, risulta legato al coefficiente di umidità del suolo, e consente di discernere le diverse aree, in base al contenuto di acqua dei suoli.

3. Attuazione dei Piani di Gestione

La gestione del vigneto non viene più effettuata in maniera uniforme sull’intero ma su aree con caratteristiche omogenee. La gestione riguarda non solo i tempi di somministrazione di acqua, fertilizzanti e fitofarmaci ma anche le operazioni colturali e la raccolta che diviene selettiva. Nel settore viticolo, per il quale le variazioni termiche influiscono su tutti i processi fisiologici che governano lo sviluppo fenologico e fisiologico, la capacità di prevedere e monitorare costantemente questo tipo di informazioni facilita lo sviluppo di modelli capaci di dare supporto alle decisioni e gestire in maniera più efficiente ed efficace i processi di campo, garantendo un alto controllo ed una elevata produttività dal punto di vista della quantità e della qualità.

Articolo realizzato dalla Dott.ssa Vittoria Pastore Università degli Studi della Basilicata

Come funziona il Drone in Agricoltura di Precisione

Scatto delle foto con camera multispettrale da DRONE

Durante il volo si scattano una serie di immagini. La camera può essere impostata per scattare in automatico una foto ogni 3 secondi, ad esempio.

Elaborazione delle foto per ottenere la mappa NDVI di vigore vegetativo

Le foto scattate con la camera vengono date in pasto a Pix4Dmapper, che genera in automatico l’ortofoto (che può essere anche georeferenziata) dell’indice di vigore vegetativo.

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