Le immagini satellitari
I satelliti sono uno dei mezzi più utilizzati in agricoltura per effettuare il remote sensing o telerilevamento. Le immagini satellitari permettono infatti di monitorare le colture da remoto in modo preciso ed efficiente.
Risoluzione spaziale e temporale dei satelliti
Esistono numerosi satelliti che acquisiscono immagini multispettrali dallo spazio: tra i più comuni troviamo Sentinel-2 e Landsat 8 (entrambi presenti nella piattaforma Agricolus), Airbus Spot 6 e Pléiades (in fase di sperimentazione).
Le immagini ottenute hanno una risoluzione spaziale differente: Landsat 8 fornisce dati con risoluzione spaziale di 30 metri, Sentinel-2 di 10 metri, Spot 6 fino a 1,5 metri e Pléiades fino a 50 cm.
La risoluzione temporale per Landsat 8 è ogni 16 giorni, mentre per Sentinel-2 ogni 3/5 giorni (a seconda delle zone). Airbus Spot 6 e Pléiades possono invece essere richieste a seconda delle esigenze.
La frequenza di passaggio regolare dei satelliti determina una disponibilità del dato in più fasi della stagione colturale, ma bisogna anche ricordare che nei giorni di transito del satellite, in cui l’area in esame è coperta da nuvole, il dato non è utilizzabile.
Elaborazione dei dati
Grazie ad una sofisticata struttura tecnologica proprietaria, Agricolus è in grado di gestire diversi servizi ed elaborare le immagini satellitari in maniera autonoma.
Attraverso il portale Copernicus Open Access Hub, Agricolus ha accesso ai dati satellitari Sentinel-2 e li integra per fornire indici di vegetazione agli utenti finali. L’integrazione delle immagini satellitari avviene attraverso il servizio DIAS (Copernicus Data and Information Access Service) del consorzio ONDA, voluto dalla Commissione Europea, ed ESA.
Le immagini satellitari vengono successivamente ritagliate sui confini del campo con il supporto delle tecnologie di L3Harris Geospatial.
Infine, le bande di Sentinel-2 vengono elaborate da Agricolus per calcolare i molteplici indici di vigore, lo stress idrico e clorofilla. Gli indici sono forniti per tutte le date disponibili, escludendo automaticamente le immagini con copertura nuvolosa.
Indici di vegetazione ottenuti da satellite
Quando si parla di immagini satellitari, e di remote sensing in generale, è necessario introdurre il concetto di indice di vegetazione per capire come esse permettano il monitoraggio dello stato di salute delle colture da remoto.
Gli indici di vegetazione sono uno strumento chiave della Smart Farming: l’utilizzo dei dati satellitari e la loro corretta interpretazione ottimizzano infatti gli interventi in campo e rendono sostenibile, dal punto di vista economico, un’attività di crop scouting strutturata.
Gli indici possono descrivere la vigoria della pianta, fornendo una misura del suo stato di salute generale, oppure problematiche specifiche come lo stress idrico o la quantità di clorofilla.
Tipologie di indici di vegetazione
NDVI: permette di valutare lo stato di salute della vegetazione e mostra le differenze nel vigore della pianta, analizzando la riflettanza della vegetazione nelle bande del Rosso e del NIR.
SAVI: permette di valutare le condizioni di sviluppo della vegetazione nelle fasi di emergenza e inizio dello sviluppo, in quanto applica una correzione al suolo nudo.
LAI: indice di area fogliare che è correlato alla superficie fogliare della pianta espressa in m2 su m2 derivato dall’indice EVI.
TCARI/OSAVI: indice di clorofilla che permette di individuare eventuali aree clorotiche all’interno del campo e ottenere una panoramica sullo stato nutrizionale delle piante.
WDRVI: analizza lo stato di salute della vegetazione ed è particolarmente utile quando la vegetazione è ben sviluppata e rigogliosa.
GNDVI (Green-NDVI): è un ulteriore indice di vigoria che riduce l’effetto di saturazione quando la vegetazione è particolarmente sviluppata.
NDMI: indice specifico che valuta il contenuto idrico della vegetazione, quindi utilizzabile solo con vegetazione sviluppata.
NMDI: può essere utilizzato per valutare il contenuto idrico del terreno; in caso di suolo nudo, un valore alto dell’indice indica suolo asciutto. In presenza di vegetazione, invece, un valore alto dell’indice indica che la pianta non è in stress idrico.
Dati storici e comparati
In agricoltura è fondamentale monitorare e comparare lo sviluppo della coltura su diversi appezzamenti e nel corso delle diverse annate.
I quattro principali step per l’interpretazione degli indici di vegetazione prevedono infatti l’analisi multi-temporale e il confronto tra indici: 1) l’accertamento dello stadio fenologico della pianta; 2) l’analisi dell’andamento storico degli indici per valutare se sono presenti anomalie e se sono collegate a fenomeni conosciuti; 3) l’identificazione degli indici da comparare; 4) il confronto tra indici per identificare le aree problematiche da verificare in campo.
Il confronto delle immagini satellitari permette infatti di valutare le relazioni tra differenti indici (come tra bassa vigoria e forte stress idrico) e le possibili cause delle variazioni di questi.
Il grafico dell’andamento storico degli indici di vegetazione consente inoltre di tenere traccia di quello che succede in campo e di valutare le variazioni rispetto ai dati delle annate precedenti.
