COS’E’ IL GIS?
Il GIS, acronimo di Geographic Information System (Sistema Informativo Geografico), è un sistema per la gestione, analisi e visualizzazione di informazioni per le quali la componente geografica è una caratteristica importante o critica. Il sistema utilizza le tecnologie informatiche computerizzate per la rappresentazione e l’analisi di dati, attraverso un hardware ed un software. Per mezzo del GIS è possibile esprimere geograficamente un fenomeno o una problematica territoriale, originariamente organizzati in un insieme di dati (dataset). Il GIS lavora su un particolare database in cui all’informazione alfanumerica è associata quella spaziale, chiamato Geodatabase, il quale comprende dati vettoriali, immagini raster, topologia, relazioni geometriche. Il GIS permette di rappresentare geograficamente dei dati, sotto forma di carte geografiche o mappe, in cui i contenuti originali vengono codificati simbolicamente secondo standard cartografici riconosciuti; si ha quindi la possibilità di misurare le componenti della realtà, analizzare i dati e modificarli per mezzo di specifici strumenti, in modo da valutare un fenomeno o una problematica. Oggi i Sistemi Informativi Geografici sono sempre più diffusi e più richiesti per varie attività, per le quali è rilevante la componente localizzativa geografico/territoriale, nell’ambito delle amministrazioni, delle imprese e delle Università. Il GIS può essere utilizzato per il governo del territorio, per la gestione del patrimonio edilizio, dei beni culturali, per l’analisi di componenti ambientali o impatti antropici, ma anche per la realizzazione di mappe tematiche che rappresentano un fenomeno o la sua evoluzione nel tempo.
COS’E’ L’AGRICOLTURA DI PRECISIONE?
Il “Precision Farming”, o “Agricoltura di precisione”, è una strategia che utilizza moderne strumentazioni per la gestione delle coltivazioni. Lo scopo dell’agricoltura di precisione è quello di gestire le varie parti di una coltivazione in maniera eterogenea per dose, epoca e luogo, a seconda delle particolari esigenze di ciascuna area, al contrario della normale pratica agricola, in cui gli interventi vengono basati sulle caratteristiche medie della coltivazione, senza considerare le intrinseche variabilità dentro il campo. L’agricoltura di precisione si basa su tre principali fasi: 1) acquisizione e registrazione dei dati riguardanti la coltura; 2) interpretazione ed analisi di quei dati; 3) implementazione di una risposta gestionale anche diversificata a seconda delle diverse esigenze nelle varie aree della coltura. In questo modo, interventi come la concimazione o lo spandimento di prodotti fitosanitari saranno mirati e pianificati in base alle diverse esigenze. Le principali tecnologie utilizzate nell’ambito del Precision Farming sono il GPS, i sensori sul campo e il telerilevamento per la raccolta di informazioni, il GIS per l’analisi e la creazione di mappe tematiche della coltura, e le macchine agricole con applicazione di “tecnologie a rateo variabile” per la risposta gestionale. L’agricoltura di precisione può apportare numerosi benefici: all’ambiente perché si inquina meno, alla coltura perché migliora la produttività, all’economia perché vengono utilizzati meno prodotti.
COS’E’ IL TELERILEVAMENTO?
Il termine telerilevamento è composto da due parole: “tele”, che significa “da lontano” e “rilevamento”, ovvero ”osservazione”. Con il termine telerilevamento, conosciuto anche come “remote sensing”, quindi, si vuole esprimere l’acquisizione di informazioni su oggetti posti ad una certa distanza. Il telerilevamento si basa sull’utilizzo di un sensore in grado di raccogliere la radiazione elettromagnetica emessa, riflessa o trasmessa dagli elementi di interesse. Ogni elemento ha la peculiare caratteristica di assorbire determinate lunghezza d’onda ed emetterne o trasmetterne altre dell’intero spettro di radiazioni elettromagnetiche: questo costituisce la sua tipica “firma spettrale”, grazie alla quale si è in grado di distinguere i vari oggetti. I sensori per il telerilevamento possono essere montati su diversi sistemi: satelliti, sonde spaziali, aerei o droni (aeromobili senza pilota), ciascuno dei quali ricava informazioni sugli oggetti di interesse ad una certa distanza. Se il telerilevamento viene effettuato da bassa quota si parla di “telerilevamento di prossimità”. I dati telerilevati possono servire per studi inerenti la vegetazione come la stima della biomassa vegetale, per il monitoraggio dell’estensione dei ghiacciai, per visualizzare caratteristiche dei suoli. Inoltre, a partire dai valori di radiazione elettromagnetica rilevati è possibile calcolare degli indici specifici con i quali valutare determinate caratteristiche degli elementi, come la vigoria delle piante.
COS’E’ UN DRONE?
Un drone è un aeromobile a pilotaggio remoto, cioè caratterizzato dall’assenza del pilota umano a bordo. Il suo volo è controllato dal computer nel velivolo, sotto il controllo remoto di un navigatore o pilota a terra. I primi droni nascono circa 100 anni fa per scopi prevalentemente militari: erano impiegati per la sorveglianza e lo spionaggio di territori nemici. A partire dagli anni ’80 i droni trovarono impiego anche in campo civile e nel corso degli anni 2000, grazie ai miglioramenti nelle tecnologie e alla loro versatilità, vennero utilizzati per una molteplicità di impieghi, soprattutto se associati a strumenti di ripresa (fotocamere, videocamere), sensori per il telerilevamento o sensori termici. Ad oggi i droni trovano impiego in operazioni di prevenzione e intervento, per sorveglianza, o per finalità di telerilevamento e ricerca spesso al posto dell’utilizzo dei satelliti. Le dimensioni di un drone possono variare da 1 a 1.000 kg. Essi possono essere ad elica o ad ala fissa. Un drone, in base alle caratteristiche, può volare ad una quota variabile da qualche metro e 20.000 metri. Il percorso di un drone durante il volo può essere comandato da un operatore manualmente per mezzo di un controller, oppure può essere semiautomatico o del tutto automatico se il volo viene impostato interamente in un navigatore collegato al velivolo.
COS’E’ L’ NDVI?
Il Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) è un indicatore che può essere utilizzato per analizzare le misurazioni ottenute dal telerilevamento e valutare tipicamente la vigoria della vegetazione. L’NDVI viene così calcolato: (NIR-VIS)/(NIR+VIS) dove VIS indica le misure di riflettanza spettrale acquisite nelle regioni del visibile (rosso) e NIR quelle acquisite nel vicino infrarosso. Queste riflettanze spettrali sono rapporti della radiazione riflessa su quella entrante per ogni banda spettrale, e di conseguenza assumono valori compresi tra 0 e 1. Le piante assorbono la radiazione fotosinteticamente attiva (nella regione del visibile) e disperdono la radiazione solare nel vicino infrarosso. A seconda della quantità di clorofilla presente nelle foglie e del numero di foglie, la riflettività nelle bande del vicino infrarosso e del visibile (rosso) è diversa: una pianta sottoposta a stress ha una maggor riflettanza nel visibile (rosso) e una minor riflettanza nel vicino infrarosso rispetto ad una pianta sana. In base alla definizione, lo stesso NDVI varia quindi tra -1 e +1. Un valore di NDVI alto per un’area, derivante da una maggiore quantità di radiazione riflessa nel vicino infrarosso rispetto a quella nelle lunghezze d’onda visibili, corrisponde alla presenza di un’elevata quantità di clorofilla in quell’area e quindi ad una vegetazione densa. Sulla base dell’indice NDVI, a partire dalle immagini telerilevate, possono essere realizzate “Mappe di vigoria della vegetazione”. Esse sono mappe tematiche, in formato digitale, che rappresentano mediante opportune scale di colore aree omogenee per lo stato vegetativo delle piante, in base ai valori calcolati di NDVI. Ogni tonalità di colore indica un livello di vigore vegetativo.