Acquisizioni 2005 da sensori satellitari ed aereotrasportati. Massimo Vincini CRAST - Università Cattolica del Sacro Cuore

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1 Acquisizioni 2005 da sensori satellitari ed aereotrasportati Massimo Vincini CRAST - Università Cattolica del Sacro Cuore

2 Attività generali le finalità del centro saranno perseguite mediante le seguenti attività: I. Produzione di dati sperimentali relativi all applicazione dei dati telerilevati alle macchine agricole in tecnologia VRT (colture sperimentali e programma di acquisizioni); II. Sviluppo e produzione di elaborazioni di dati telerilevati adatte all impiego sulle macchine agricole in tecnologia VRT; III. Attività di dimostrazione e formazione per le tecniche agricole VRT implementate mediante l utilizzo di dati telerilevati.

3 Attività sperimentale 2005 Il piano sperimentale ed il programma di acquisizioni di dati telerilevati 2005 sono stati definiti ai fini della determinazione del fabbisogno di concimazione ed irriguo mediante telerilevamento su colture a rilevante importanza regionale quali bietola, mais e pomodoro; In particolare il primo anno di attività sperimentale si è posto l obbiettivo di determinare, nelle condizioni regionali, il grado di accuratezza con cui è possibile determinare tali fabbisogni mediante la tecnologia del telerilevamento corrente, per cui cioè esiste già un offerta commerciale consolidata, ed innovativa (con sensori iperspettrali aereotrasportati e satelliti sperimentali).

4 colture sperimentali

5 La variabilità spaziale all interno dei singoli appezzamenti dei parametri di interesse per il fabbisogno nutrizionale ed idrico delle colture è stata stimata mediante letture con strumenti portatili ed analisi di laboratorio. Ciò è stato fatto cercando la massima contemporaneità possibile con le acquisizioni ground truthing

6 ground truthing nutrizione azotata Densità ottica della foglia Quantità di pigmento per area fogliare misure SPAD barbabietola: media di sue letture delle 6 foglie più sviluppate delle 6 piante più vicine alle file 12,24,36,48,60 ai 5, 10 e 15 metri sulla fila per ogni parcella, 6x2x5x3x24=4320 letture SPAD per data Determinazione pigmento: prelievo 6 rondelle fogliari 18mm diametro in corrispondenza letture SPAD, immersione in N2 liquido, estrazione e lettura spettrofotometrica Clorofilla a+b. Ex. 2x24= 48 analisi per data

7 ground truthing nutrizione azotata 38 Densità ottica della foglia SPAD Barbabietola r= Chl A+B ug/cm2 Quantità di pigmento per area fogliare

8 ground truthing stress idrico Umidità delle foglie Conduttanza stomatica Determinazione umidità foglie di mais in Misure porometriche in contemporanea volo contemporanea volo mivis: media di tre foglie mivis: misure della conduttanza stomatica ai 10 o 30 ascellari alla spiga delle 3 piante più vicine alle file metri delle file 16 e 48 (2x24=48 misure) sulle stesse 16,32,48 ai 10 e 30 metri sulla fila per ogni parcella, foglie sulle quali è poi stata eseguita la determinazione 6x24=148 analisi di umidità

9 Raccolta di firme spettrali Parallelamente alla attività di ground truthing mediante spettroradiometria di campagna sono state raccolte raccolte firme spettrali delle colture. Le firme raccolte riguardano vegetazione 0.8 caratterizzata per dati 0.7 agronomici, stato nutrizionale e 0.6 stress idrico e sono quindi utilizzabili come base 0.3 documentale per l elaborazione 0.2 di mappe di fabbisogno a 0.1 partire dai dati telerilevati. 0.0 Riflettanza [-] Lunghezza d'onda [nm] FL10 FM09 FO11

10 Obiettivi di acquisizione 2005/06 sull azienda Tadini Multispettrali alta risoluzione SPOT 5 HRG, Aster, EO-1 ALI Multispettrali altissima risoluzione (VHR) QuickBird e/o Ikonos, OrbView3 Voli di sensori iperspettrali aereotrasportati AISA Ist. Naz. Oceanografia e Geofisica Sperimentale - CARS e/o MIVIS Compagnia Generale Riprese Aeree Iperspettrali da satellite Hyperion, Proba Chris

11 SPOT HRG May 5 th 2005

12 QuickBird May 26 th 2005

13 due acquisizione iperspettrali AISA Eagle 1K fra i 400 ed i 1000 nm di cui una a 126 ed una a 252 bande contigue con campionamento spettrale fino a 2.3 nm, risoluzione metrica al suolo AISA Eagle - May 27 th 2005

14 150% N 0% N 100% N AISA Eagle - May 27 th 2005

15 Scansione laser ALT3100 a 1064 nm May 27 th 2005 Ampiezza di retrodiffusione (1m)

16 Scansione laser ALT3100 a 1064 nm - May 27 th 2005 ampiezza di retrodiffusione + Z Y X

17 Ikonos - June 18 th 2005

18 PROBA-CHRIS 28th June L acquisizione di immagini del satellite sperimentale PROBA-CHRIS dell ESA, fa dell azienda Tadini uno fra i pochissimi siti italiani di acquisizione di questo sensore satellitare dalle caratteristiche fortemente innovative (iperspettrale-multiangolare) le cui immagini sono riservate a progetti scientifici approvati dall ESA.

19 SPOT HRG July 16 th 2005

20 MIVIS - July 27 th 2005 I spettrometro nel visibile nm, in 20 bande e con ampiezza media di banda di 20nm. II spettrometro NIR, nm, in 8 canali e con ampiezza media di banda di 50 nm. III spettrometro nell infrarosso medio, nm, in 64 bande e con ampiezza media di banda di 8 nm. IV spettrometro TIR, nm, in 10 canali e con ampiezza di banda variabile tra i 400 e i 500 nm.

21 MIVIS - July 27 th 2005 Mais Irrigazione piena mais irrigazione scarsa cercospora RGB composita a falsi colori (bande )

22 MIVIS - July 27 th 2005 mais irrigazione piena mais irrigazione scarsa Banda 93 dello spettrometro TIR (8385 nm)

23 calibrazioni La disponibilità dei dati meteo registrati dalla stazione presso l azienda Tadini garantisce la possibilità di applicare adeguati algoritmi di correzione atmosferica ai dati telerilevati via via acquisiti. Inoltre, durante le acquisizioni dai voli organizzati, sono state eseguite specifiche misure delle condizioni atmosferiche. Spessore ottico aerosol a 500 nm (volo MIVIS) (volo AISA) Ora solare locale Misura dello spessore ottico dell atmosfera con fotometro solare EKO durante i voli

24 Alcune indicazioni relative all attività sperimentale 2005 Gli obiettivi di acquisizione dei dati telerilevati sono stati sostanzialmente raggiunti; Le elaborazioni degli indici di fabbisogno potranno essere basate su dati telerilevati di altissima qualità spaziale e radiometrica; Le prime indicazioni sui dati raccolti nelle campagne di caratterizzazione della verità al suolo suggeriscono un alta qualità dei dati relativi alla nutrizione azotata della bietola; Esistono i presupposti per costituire il primo data-set italiano strutturato di dati ottici per le operazioni di agricoltura di precisione in tecnologia VRT.