Tecniche di monitoraggio di prossimità da UAV: esempi applicativi

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1 Tecniche di monitoraggio di prossimità da UAV: esempi applicativi Alessandro Scordo, Vito Di Giuseppe, Salvatore Nizza, Vincenzo Pampalone E. Lab S.r.l. SpinOff Accademico della Università degli Studi di Palermo

2 Tecniche di monitoraggio di prossimità da UAV: esempi applicativi S O M M A R I O Breve descrizione dei sistemi UAV (Unmanned Aerial Vehicles) Esempio 1: Ottimizzazione delle pratiche colturali dei vigneti Esempio 2: Valutazione del degrado strutturale di una pila di un ponte Esempio 3: Ispezioni visive e termografiche di elettrodotti Altri esempi: DEM, DTM e nuvole di punti Restituzione 3D Ortofoto ad elevata risoluzione

3 I Micro UAV 1/2 I micro-droni sono velivoli senza pilota a bordo (UAV) caratterizzati da: -unamassa complessiva inferiore ai 5 kg; -unamodesta autonomia di volo (massimo un ora); -unraggio limitato di operatività (solitamente sono pilotati a vista). Questi sistemi sono in grado di eseguire automaticamente un piano di volo, consentono la trasmissione in real time dei dati (scena inquadrata dalla camera e informazioni relative i dati telemetrici) e, grazie alla loro caratteristica di decollare ed atterrare verticalmente, possono essere utilizzati in qualunque contesto, anche in quelli urbani. Capacità di carico 0,3 kg Peso 1,4 kg Dimensioni in volo 60 cm Altitudine massima 150 m Autonomia di volo fino a 15 minuti Condizioni di volo vento fino a 5 m/s GPS si Pilota automatico si AirVision NT-4

4 I Micro UAV 2/2 Aibotix-X6 Microdrones md4-200 MikroKopter Okto AirVision 8 contras

5 Agricoltura di precisione 1/4 Insieme integrato di tecniche destinate alla gestione delle aziende agricole, all'ottimizzazione delle pratiche di coltivazione, al miglioramento ed alla previsione delle rese, alla logistica ed alla pianificazione. Ottimizzazione delle pratiche colturali dei vigneti tramite l uso di dati telerilevati acquisiti da piattaforme di prossimità

6 Agricoltura di precisione 2/4 Concetti introduttivi 1. La variabilità spaziale all interno di un vigneto rappresenta un fattore negativo (Lunelli, Rossetti, 2009); 2. L efficienza delle aziende agricole può essere incrementata attraverso l applicazione delle tecniche dell agricoltura di precisione (Morais et al., 2008). Obiettivo Mettere a punto un sistema ciclico di gestione dei vigneti finalizzato all ottimizzazione spaziale e temporale delle diverse pratiche colturali quali la concimazione, l irrigazione, la defogliazione e la vendemmia attraverso l uso congiunto di dati telerilevati acquisiti da piattaforme di prossimità e di informazioni puntuali relative alle principali caratteristiche del sistema pianta-suolo e dei parametri meteo-climatici. Metodologia Sistema ciclico di gestione (Srinivasan, 2006) Stato di fatto - Dati raster (mappe di NDVI e LST); - Dati puntuali. Scelta degli interventi e realizzazione - Elaborazione dati - GIS aziendale - Operazioni di campo Valutazione degli interventi - Dati raster - Dati puntuali - Comparazione

7 Agricoltura di precisione 3/4 Strumentazione Piattaforma di prossimità Camera multispettrale TetraCam ADC lite Termocamera Digitale NEC THERMO SHOT F30 Misuratore di umidità Fieldscout TDR 100 Rifrattometro digitale Hanna Instruments HI Fotometro multiparametro Hanna Instruments HI Minititolatore per l'acidità totale Hanna Instruments HI Lisimetri a suzione con punta in ceramica porosa ph-metro Hanna Instruments HI Microdrones md4-200 Capacità di carico 0,2 kg Peso 0,9 kg Dimensioni in volo 70 cm Altitudine massima 150 m Autonomia di volo fino a 15 minuti Condizioni di volo vento fino a 5 m/s GPS si Pilota automatico si Aziende partner

8 Agricoltura di precisione 4/4 Irrigazione SI NO Acino in crescita Maturazione u suolo = f(lst, NDVI) TVDI = A / B A = distanza dal bordo umido B = distanza tra il bordo umido e quello secco Ts Ts min A B Metodo del triangolo (Carlson et al., 1995) WARM EDGE WET EDGE Defogliazione Mappa di vigore vegetativo (NDVI) acquisita nel periodo tra l invaiatura e la maturazione del frutto. Vendemmia Informazioni qualitative: NDVI in prossimità della raccolta Informazioni quali-quantitative: NDVI + Analisi delle uve Concimazione Informazioni qualitative: NDVI dell anno precedente Informazioni quali-quantitative: NDVI + Analisi del suolo

9 Valutazione del degrado strutturale di una pila di un ponte 1/3 Rilievo fotografico del degrado strutturale di una pila del ponte sito in contrada Cansalamone a Sciacca (AG)

10 Valutazione del degrado strutturale di una pila di un ponte 2/3

11 Valutazione del degrado strutturale di una pila di un ponte 3/3

12 Ispezioni visive e termografiche di elettrodotti Localizzazione geografica di alcuni tralicci oggetto di indagine

13 Ispezioni visive e termografiche di elettrodotti

14 Ispezioni visive e termografiche di elettrodotti

15 Ispezioni visive e termografiche di elettrodotti

16 Ispezioni visive e termografiche di elettrodotti

17 Ispezioni visive e termografiche di elettrodotti

18 Ispezioni visive e termografiche di elettrodotti

19 Ispezioni visive e termografiche di elettrodotti

20 Ispezioni visive e termografiche di elettrodotti

21 Altri esempi DEM, DTM e nuvole di punti : Parcella sperimentale UniPa Cammarata (AG)

22 Altri esempi Restituzione 3D: Casa Rossa, viale delle Scienze - Palermo

23 Altri esempi Restitizione 3D: Area Archeologica di Himera, Area Sacra Termini Imerese (PA)

24 Altri esempi Ortofoto: Area Archeologica di Himera, Area Sacra Termini Imerese (PA) quota di volo: 20 m (zoom 10%) quota di volo: 100 m (zoom 10%) quota di volo: 20 m (zoom 100%)

25 Altri esempi Ortofoto: Area Archeologica di Himera Termini Imerese (PA) quota di volo: 100 m - dimensione pixel: 3 cm x 3 cm - numero fotogrammi: 57

26 Altri esempi Ortofoto: Porgente Banchina Ronciglio Porto di Trapani quota di volo: 50 m - dimensione pixel: 1,5 cm x 1,5 cm - numero fotogrammi: 112

27 Tecniche di monitoraggio di prossimità da UAV: esempi applicativi Alessandro Scordo, Vito Di Giuseppe, Salvatore Nizza, Vincenzo Pampalone E. Lab S.r.l. SpinOff Accademico della Università degli Studi di Palermo

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