Mappatura 2013 delle superfici coltivate a pomodoro da industria nel centro-sud Italia
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- Gildo Valentini
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1 ANICAV Il Filo Rosso del Pomodoro Foggia 26/11/2013 Mappatura 2013 delle superfici coltivate a pomodoro da industria nel centro-sud Italia Metodologia, attività e risultati del telerilevamento Claudio Belli c.belli@terrasystem.it Spin Off dell Università della Tuscia
2 Dal 2004 sviluppa e propone soluzioni integrate per il monitoraggio ambientale attraverso l impiego del telerilevamento multisensore e di Sistemi Informativi Territoriali Web-Oriented. TERRASYSTEM è Spin Off dell Università della Tuscia di Viterbo e socia di Unisky srl spin off dell Università IUAV di Venezia e fa parte del gruppo Agriprecione ( Terrasystem srl: Gruppo di lavoro ToMAP PhD Claudio Belli responsabile progetto Dott. Roberto Bianconi - esperto modellistica e telerilevamento Dott. Pietro Laranci esperto GIS e WebGIS Dott.ssa Caterina Fiorini tecnico specializzato in telerilevamento Dott. Jr. Guido Bertani tecnico specializzato in telerilevamento DIBAF Università degli Studi della Tuscia di Viterbo: Dott. Dario Papale supervisione PhD Gianluca Tramontana esperto modellistica e telerilevamento
3 Indice argomenti Introduzione Contesto in cui nasce il progetto ToMAP Specifiche e obiettivi progetto Problematiche e criticità progettuali Approccio metodologico La realtà a terra Dati telerilevati Pre-elaborazione dati Classificazione Validazione Output progetto Risultati di stima WebGIS ToMap Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro
4 Contesto generale La conoscenza dell effettiva estensione annuale delle superfici agricole destinate alla coltura del pomodoro da industria è un dato fondamentale per poter impostare corrette politiche di qualificazione della produzione e programmazione agroindustriale in funzione degli obiettivi di mercato Obiettivi progetto ToMAP Stima in pre-raccolta dell effettiva estensione e ubicazione delle superfici agricole destinate alla coltura del pomodoro da industria della produzione 2013 tramite telerilevamento e tecniche di analisi spaziale Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro
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6 Introduzione Problematiche e criticità progettuali Area molto vasta da mappare con alta variabilità colturale e scalarità della produzione Tempistica acquisizione dati telerilevati Compresenza di colture similari con cui il pomodoro si può confondere Tempi di lavoro molto stretti: definizione metodologia e grande mole di dati da elaborare Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro
7 Approccio metodologico integrato Osservazione multiscala: terra, aereo, satellite Base dati multitemporale: per seguire la fenologia di sviluppo Robusta realtà a terra: addestramento e validazione dati Sviluppo di un processo di classificatore ad hoc Validazione accuratezza con matrice di confusione Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro
8 Rilievi multiscala e multitemporali Acquisizione immagini satellitari Immagini RapidEye di giugno Immagini Landsat (7 e 8) periodo marzo giugno 30 m 5 m 30 cm Puntuale Rilievo dati da aereo Rilievi con sensore multispettrale ASPIS effettuati tra il 17 e il 25 giugno (Caserta, Salerno, Foggia) Tempo Rilievo dati a terra Rilievi con GPS effettuati a maggio in tutte le aree Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro
9 Rilievi a terra Effettuato allo scopo di rilevare la presenza e le principali caratteristiche colturali del pomodoro da industria e delle altre colture maggiormente diffuse nelle aree di interesse Informazioni utilizzate per effettuare l addestramento delle procedure di classificazione dei dati telerilevati nonché nella validazione delle mappe Tra il 10 e il 31 maggio è stato effettuato il rilievo di tutte le aree acquisendo oltre 2400 punti.
10 Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro Rilievi a terra
11 Acquisizione immagini satellitari Dato Landsat (7 e 8) Acquisite 42 immagini (marzo giugno). Copertura nuvolosa media del 10-20% che è stata mascherata Dato utile soprattutto per le informazioni pre-impianto
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13 Acquisizione immagini satellitari Dato RapidEye Acquisite 26 immagini (15-30 giugno) con rilievi successivi sulla stessa area in modo da minimizzare il problema delle nuvole.
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15 ASPIS: sistema di telerilevamento termico-multispettrale
16 Acquisizione immagini aeree Dato ASPIS 17-18/06/2013 sorvoli dell area Campania Piana del Sele 19-21/06/2013 sorvoli dell area Puglia Nord Molise 22-24/06/2013 sorvoli dell area Campania Casertano
17 Dato RGB a 30 cm
18 Dato MS a 80 cm
19 Pre-elaborazione dati: correzione geometrcia e radiometrica
20 Classificazione dei dati Addestramento e processamento classificatori Massima verosimiglianza Minima distanza Paralleloepipedo knn Fisher Output 1 Output 2 Output 3 Output 4 Output 5 Funzione statistica Base dati corregistrata multitemporale e multispettrale Classificazione grezza
21 Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro Classificazione dei dati
22 Fotointerpretazione dato aereo Integrazione della classificazione nelle aree a maggiore produzione (Foggia, Caserta e Salerno) Riconoscimento grazie alla elevata risoluzione geometrica-radiometrica
23 Operazioni di post-classificazione Ripulitura dei margini e degli elementi lineari (edge detection) Vettorializzazione dei poligoni Controllo con dato NDVI marzo-aprile Esclusione automatica di falsi positivi con criterio geometrico (generalizzazione) Editing grafico Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro
24 Validazione dei dati Metodo della Matrice di Confusione L accuratezza media riscontrata è stata pari al 94,3%, con un errore di omissione del 5% (punti pomodoro classificati come non pomodoro) e di commissione del 6,4% (punti non pomodoro classificati come pomodoro) Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro
25 Validazione dei dati
26 A quale momento si riferisce la mappatura? Finestra temporale di acquisizione immagini: giugno Riferimento mappatura trapianti: 1 10 giugno Le superfici possono essere un 10% (?) in più a causa dei trapianti tardivi Non riconoscibile Riconoscibile Rapporto di copertura del suolo Prevalenza della risposta spettrale del suolo/coltura Risoluzione del dato T 0 T giorni
27 A quale momento si riferisce la mappatura? Impianto a file larghe 10 giorni circa dal trapianto.non distinguibile dal suolo nudo 25 giorni circa dal trapianto Impianto a file strette Come si vedono i campi di pomodoro a diverso stadio di sviluppo nella banda spettrale del vicino infrarosso Coltura in pieno sviluppo che ha coperto il suolo
28 Risultati: stime ettari 2013 Fonte ANICAV Il dato Centro Sud monitorato si riferisce alla superficie complessiva mappata comprensiva dei trapianti effettuati fino ai primi giorni di giugno. Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro
29 Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro Statistiche ettari mappati per Regione
30 Campania Casertano Campania Piana del Sele
31 Puglia Nord Molise - Basilicata Puglia Sud
32 WebGIS ToMap E una piattaforma Web realizzata con strumenti di sviluppo open source che consente in maniera estremamente semplice e intuitiva di visualizzare, navigare i dati telerilevati e le mappe collegandosi ad internet attraverso un accesso protetto da ID e password.
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36 Conclusioni 1. I risultati ottenuti si ritengo in linea con le specifiche e gli obiettivi prefissati 2. L utilizzo integrato di strumenti e tecniche ha dato risultati notevolmente migliori rispetto a quanto sarebbe stato possibile ottenere, ad esempio, con l impiego di un solo tipo di dato, o un solo tipo di classificatore 3. Aspetti migliorabili relativi alla possibilità di riconoscere precocemente i trapianti e alla migliore caratterizzazione spettrale della coltura (necessità di effettuare campagne di studio ad hoc) 4. La metodologia di classificazione messa a punto seppur migliorabile sotto certi aspetti è da considerarsi già sufficientemente robusta e automatizzata, risultando di fatto una buona base di partenza per una eventuale ripetizione del progetto Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro
37 Possibili sviluppi Sistema Informativo Territoriale di filiera con funzione di monitoraggio e tracciabilità delle fasi produttive e di trasformazione e che definisca e integri procedure di acquisizione, elaborazione, analisi e rappresentazione delle informazioni e offra servizi avanzati 2.0 agli operatori. Creazione, integrazione e gestione di diverse banche dati all interno di un unica piattaforma per una maggiore efficienza e fluidità di informazione Monitoraggio dei parametri produttivi e degli elementi dinamici di criticità, (fitopatologie, variabili meteo, vegetative, etc.). Strumento di analisi e supporto alle decisioni (a scala aziendale e associativa) per coordinare e migliorare gli aspetti quantitativi e qualitativi della produzione. Rafforzamento dei servizi tecnici da offrire ai produttori Foggia 26/11/2013: Il filo rosso del pomodoro
38 Schema concettuale del SIT filiera pomodoro Dati meto Colturali Telerilevati Gestione sistema ANICAV; OP1, OP2, Cartografici... Utilizzatori sistema ANICAV, OP, Produttori Geo_Data_Base ToMAP Informazioni servizi Professionisti Enti Inserimento dati produzione/trasformazione OP; Produttori, Tecnici, Industria
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