20 luglio 2017, Azienda Agricola Porto Felloni, Arzegrande (PD).
Il rilievo del 20 luglio rappresenta il primo di un piano di monitoraggio programmato all’interno del progetto FSE “Droni in viticoltura e frutticoltura” che prevede altri tre rilievi a cadenza settimanale. Lo scopo è quello di determinare le fasi di invaiatura del pomodoro mediante termocamera e sensore multispettrale per ottimizzarne la raccolta.
L’invaiatura è la fase fenologica in cui ha inizio la maturazione dei frutti e si contraddistingue per il loro cambiamento di colore, che dal verde originario va gradatamente verso il colore caratteristico. Tale viraggio dipende dall’alta concentrazione iniziale di clorofilla contenuta nei frutti che durante la maturazione viene gradualmente sostituita da altri pigmenti. Nel caso dei pomodori sono i carotenoidi a conferire la colorazione rossa alla bacca. L’obiettivo è quindi quello di determinare tale variazione di emissione nelle diverse lunghezze d’onda mediante un’analisi multispettrale.
L’elaborazione delle immagini multispettrali acquisite con APR verrà confrontata con quelle ottenibili da immagini satellitari (principalmente Landsat 2) per determinarne le potenzialità di applicazione. Oltre all’indagine multispettrale è stato eseguito anche un rilievo termico volto ad individuare possibili variazioni di temperatura date dal frutto e dal suo stadio di maturazione.
L’area di indagine
Il luogo scelto per il monitoraggio è una coltura di pomodori di circa 8 ha appartenente all’azienda agricola Porto Felloni di Arzergrande (PD). Complessivamente l’azienda possiede quasi 500 ettari di produzioni agricole, per la maggior parte nel settore cerealicolo (mais da granella e grano), ma anche di orticole industriali quali pomodoro pisello e fagiolino. Il campo in questione è costituito da un’area pianeggiante con suolo caratterizzato da un’abbondante componente sabbiosa, situata nel comune di Lagosanto (FE) a quota di poco inferiore al livello del mare e rientrante nelle zone soggette a bonifica.
L’azienda Porto Felloni è stata una delle prime in Italia ad aver intrapreso un percorso di apertura verso le nuove tecnologie di Agricoltura di Precisione e si avvale quotidianamente del supporto di queste mediante l’utilizzo di tecnologie a dosaggio variabile, mezzi agricoli dotati di sistemi di guida semiautomatica e mappatura della variabilità presente nelle colture.
Rilievi con APR
Le operazioni di volo sono state effettuate dal dr. Antonio Persichetti della società Archetipo, partner del progetto FSE specializzata in rilievi APR. Preliminarmente al volo sono stati posizionati 11 punti di controllo a terra (GCP) e rilevate le posizioni mediante dispositivo GPS differenziale in modalità RTK, ottenendo una precisione nominale planimetrica di 10 mm e sulla quota elissoidica di 15 mm. I chiodi topografici associati ad ogni punto sono stati lasciati nel terreno in modo da poterli riutilizzare nei successivi rilievi previsti.
Il volo è stato eseguito mediante l’APR di categoria Very Light DJI Matrice 100 equipaggiato, in via del tutto sperimentale, con due sensori simultaneamente. Sull’APR sono infatti state montate due gimbal, posizionate in modo da assicurare la stabilità del mezzo, rispettivamente dotate di sensore termico ZenMuse XT e camera multispettro Agrowing alla quale è stata collegata un’antenna GPS dedicata in modo da garantire la georeferenziazione anche di queste immagini.
L’adozione di questa soluzione ha permesso l’acquisizione di immagini sia nel termico che nel multispettrale con un unico piano di volo ottimizzando i tempi. In questo modo è però stato raggiunto il peso di carico limite di 4 kg, riducendo sensibilmente l’autonomia delle batterie a circa 18 minuti (normalmente le due batterie ad alta capacità utilizzate fornirebbero un’autonomia complessiva di circa 20 minuti).
Le attività di rilievo sono iniziate alle ore 11.00 e terminate verso le 16.00 ed è stata fondamentale la sinergia fra le diverse figure coinvolte: gli assegnisti di ricerca, la società Archetipo incaricata del volo, due corsisti del Master GISciense e Droni e i proprietari dell’azienda agricola. Il primo volo ha permesso di acquisire un’immagine multispettrale complessiva a 100 m (GSD 1,7 cm/px) e a 150 m (GSD 2,5 cm/px) di altezza dal suolo comprendendo circa metà del campo di pomodori (4 ha circa). Tali immagini verranno confrontate con quelle satellitari Sentinel o Landsat passanti nel periodo più prossimo alla data del rilievo. Successivamente si è passato al rilievo combinato termico-multispettro ad un’altezza di volo di 40 m.
Il piano di volo è stato suddiviso in 4 parti distinte, intervallate da tempi tecnici per permettere il raffreddamento delle componenti elettroniche. Data la scarsa risoluzione della camera termica è necessario avere molti punti omologhi per ottenere un ortofoto e a tal proposito le immagini sono state scattate con una sovrapposizione verticale del 96% e una sovrapposizione orizzontale dell’85%. Per ottenere tale overlap è stato impostato un intervallo di scatto pari ad 1 secondo con velocità di volo di 2 m/s e spazzate distanziate di 1,5 m.
La risoluzione a terra (GSD) risulta in questo caso di 5,23 cm/px per il sensore termico e 0,68 cm/px per la multispettrale. Le problematiche riscontrate sono state date principalmente dal cavo connettore della fotocamera Agrowing che in alcune posizioni non funzionava, inconveniente che è comunque stato risolto in campo.
Galleria di immagini del rilievo con APR
