GEOmedia_4_2021
La quarta pubblicazione di GEOmedia 2021 dedicato all'agricoltura di precisione.
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Rivista bimestrale - anno XXV - Numero - 4/<strong>2021</strong> - Sped. in abb. postale 70% - Filiale di Roma<br />
TERRITORIO CARTOGRAFIA<br />
GIS<br />
CATASTO<br />
3D<br />
INFORMAZIONE GEOGRAFICA<br />
FOTOGRAMMETRIA<br />
URBANISTICA<br />
EDILIZIA<br />
GNSS<br />
BIM<br />
RILIEVO TOPOGRAFIA<br />
CAD<br />
REMOTE SENSING SPAZIO<br />
WEBGIS<br />
UAV<br />
SMART CITY<br />
AMBIENTE<br />
NETWORKS<br />
LiDAR<br />
BENI CULTURALI<br />
LBS<br />
Lug/Ago <strong>2021</strong> anno XXV N°4<br />
Precision farming<br />
GEOMATICA PER LA<br />
GESTIONE DEL RISCHIO<br />
CADUTA ALBERI<br />
NOCTUA: INNOVAZIONE<br />
NELL'OSSERVAZIONE<br />
DELLA TERRA<br />
INTEROPERABILITÀ<br />
E RIUSO DATI IN<br />
AGRICOLTURA
L’evoluzione in Geomatica<br />
Un contributo che presentiamo su questo numero, dedicato all’impatto della geomatica<br />
in agricoltura, esordisce con una serie di domande che ci riportano improvvisamente<br />
a considerare quali siano i gravi problemi per una popolazione mondiale che ormai è<br />
prossima agli 8 miliardi di persone.<br />
Gli interrogativi vanno da quale sia il raccolto stimato di un paese nell’anno, oppure<br />
quanto cibo sarà necessario importare e se l’acqua sarà sufficiente per tutti i bisogni di<br />
una nazione, ma anche come possiamo aspettarci che le nostre città si espandano e di<br />
quali nuovi servizi avranno bisogno i cittadini.<br />
In tutti i paesi che si trovano, vogliano o debbano confrontarsi con tali problemi<br />
molteplici aspettative di risposta possono essere date dalla geomatica, nella fattispecie<br />
legata all’osservazione della Terra dallo Spazio e dal vicino. Ed assistiamo anche in<br />
questo campo alle nuove possibilità introdotte dalla geomatica e dalle sue applicazioni,<br />
che vediamo evolversi sotto i nostri occhi, aprendo sempre nuove frontiere di<br />
conoscenza ed analisi del territorio.<br />
Le immagini satellitari disponibili possono dare le risposte che cerchiamo relative alla<br />
sopravvivenza, ma non solo, anche in un altro contributo troviamo risposte a problemi<br />
ancora più specifici e locali, quali quelli connessi, ad esempio, al rischio di caduta degli<br />
alberi in zone urbane.<br />
Ma sempre riguardo alla granularità, capillarità, programmazione e risolutivita’ degli<br />
interventi sul campo dobbiamo pensare che, a seguito della nascita del cosiddetto<br />
Positioning basato sui sistemi satellitari (GPS, GNSS, Galileo, etc), si era sviluppata già<br />
dagli anni 90 in America la cosiddetta Agricoltura di Precisione (Precision Farming).<br />
<strong>GEOmedia</strong> nel tempo ha già proposto contributi e report di esperienze in tali settori,<br />
anche quando, data la ristrettezza dei territori agricoli italiani, rispetto alla vastità<br />
delle superfici degli Stati americani interessati, tale tecnologia possa forse sembrare<br />
sopradimensionata.<br />
Ma vedere oggi agricoltori che decidono come irrigare solo dopo aver analizzato la<br />
coltivazione con un Drone e una conseguente analisi di immagine, ci fa comprendere<br />
quale sia stato l’impatto delle prime intuizioni derivate dall’analisi di immagine<br />
satellitare o aerea, portando gli interventi ad essere eseguiti<br />
con la tecnica colturale appropriata al tempo giusto e nel posto giusto.<br />
Certo tutto il sistema ora è legato all’elaborazione automatica dei dati e sembra quasi<br />
che tutta la Geomatica e la capacità del singolo sia stata assorbita dall’intelligenza<br />
dei sistemi computazionali. Per fortuna non è così, i sistemi computerizzati ci<br />
assisteranno sempre meglio, ma la capacità decisionale e l’inventiva umana rimarranno<br />
fondamentalmente indipendenti: la Geomatica non potrà che evolversi portando il<br />
suo contributo a tutti i settori potenzialmente collegati, a cominciare dalla Robotica,<br />
assistita dal Positioning, il Mapping e l’Imaging della Geomatica attuale.<br />
Buona lettura,<br />
Renzo Carlucci
FOCUS<br />
in questo<br />
numero...<br />
focus<br />
rePort<br />
arboricoltura di<br />
Precisione: un nuovo<br />
aPProccio alla gestione<br />
del rischio caduta alberi<br />
basato sulla geomatica<br />
DI DE PETRIS SAMUELE, SARVIA FILIPPO,<br />
BORGOGNO-MONDINO ENRICO<br />
6<br />
LE RUBRICHE<br />
24 IMMAGINE ESA<br />
42 MERCATO<br />
46 AUGMENTED REALITY<br />
50 AGENDA<br />
14<br />
gli strumenti<br />
dell’agricoltura di<br />
Precisione: le maPPe<br />
di Prescrizione Per<br />
la concimazione<br />
DI SARA ANTOGNELLI<br />
In copertina macchina agricola<br />
in azione assistita dalle tecnologie<br />
geomatiche dell'Agricoltura di<br />
Precisione fornite da Trimble,<br />
in particolare per il segnale<br />
satellitare, che permette di<br />
far muovere le macchine con<br />
un errore massimo di 2 cm,<br />
consentendo un elevatissimo<br />
livello di automazione e<br />
precisione.<br />
noctua:<br />
Potenzialità<br />
innovative Per<br />
l’osservazione<br />
della terra<br />
DI ELENA GIGLIO,<br />
MARIANGELA DEJANA,<br />
MARCO BEVILACQUA<br />
18<br />
geomediaonline.it<br />
4 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong><br />
<strong>GEOmedia</strong>, bimestrale, è la prima rivista italiana di geomatica.<br />
Da più di 20 anni pubblica argomenti collegati alle tecnologie dei<br />
processi di acquisizione, analisi e interpretazione dei dati,<br />
in particolare strumentali, relativi alla superficie terrestre.<br />
In questo settore <strong>GEOmedia</strong> affronta temi culturali e tecnologici<br />
per l’operatività degli addetti ai settori dei sistemi informativi<br />
geografici e del catasto, della fotogrammetria e cartografia,<br />
della geodesia e topografia, del telerilevamento aereo e<br />
spaziale, con un approccio tecnico-scientifico e divulgativo.
INSERZIONISTI<br />
26<br />
come un'importante<br />
agenzia spaziaLe<br />
sta preparando iL<br />
proprio archivio di<br />
immagini per iL futuro<br />
deLL'anaLisi<br />
DI SHAWN MELAMED<br />
Catalyst 52<br />
Codevintec 49<br />
Datronix 13<br />
Epsilon 43<br />
ESRI 39<br />
Geomax 34<br />
GIS3W 45<br />
Gter 42<br />
Nais Solutions 41<br />
La sfida<br />
aLL’agricoLtura<br />
tradizionaLe, con<br />
La tecnoLogia e La<br />
precisione per dare<br />
sostenibiLità aLLe<br />
produzioni agricoLe<br />
moderne”<br />
DI MATTEO ANTONELLO<br />
30<br />
36<br />
open iacs: apertura,<br />
interoperabiLità e riuso<br />
dati dai sistemi integrati<br />
di gestione e controLLo<br />
per i pagamenti in<br />
agricoLtura<br />
DI FLAVIO LUPIA, FABIO PIERANGELI,<br />
SALVATORE CARFÌ, MARCO PICONE,<br />
Planetek Italia 51<br />
Stonex 35<br />
<br />
Teorema 50<br />
Nello sfondo l'immagine<br />
ESA: Delta del Danubio dalla<br />
missione Copernicus Sentinel-2.<br />
Il delta del Danubio, il secondo<br />
più grande fiume d’Europa<br />
è un labirinto di acqua e<br />
terreno condiviso tra Romania<br />
ed Ucraina, formato da<br />
innumerevoli laghi, canali ed<br />
isole che si trovano nella parte<br />
terminale dei 2860 km di percorso<br />
del fiume. Il Danubio<br />
nasce sulle montagne della<br />
Foresta Nera, in Germania, e<br />
lungo il suo tragitto attraversa<br />
ben 10 nazioni: : Germania,<br />
Austria, Slovacchia, Ungheria,<br />
Croazia, Serbia, Bulgaria,<br />
Romania, Moldova ed Ucraina,<br />
per poi riversarsi nel Mar<br />
Nero.<br />
ELIO GIULIANELLI, FIORENZO<br />
AMBROSINO, MARCO PUCCINI<br />
una pubblicazione<br />
Science & Technology Communication<br />
<strong>GEOmedia</strong>, la prima rivista italiana di geomatica.<br />
ISSN 1128-8132<br />
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Rivista fondata da Domenico Santarsiero.<br />
Numero chiuso in redazione il 15 ottobre <strong>2021</strong>.
FOCUS<br />
Arboricoltura di precisione: un nuovo<br />
approccio alla gestione del rischio<br />
caduta alberi basato sulla Geomatica<br />
di De Petris Samuele , Sarvia Filippo , Borgogno-Mondino Enrico<br />
Gli alberi forniscono benefici sociali,<br />
economici, visivi ed estetici agli esseri<br />
umani (Roy et al., 2012; Stewart et<br />
al., 2013). Inoltre, possono assorbire<br />
l'inquinamento, migliorare la diversità<br />
ecologica e determinare un significativo<br />
impatto benefico sul benessere fisico<br />
e psicologico dell'uomo (Barrell, 2012).<br />
Con il loro valore ornamentale sono in<br />
grado di valorizzare considerevolmente<br />
un immobile e sono utilizzati per<br />
commemorare persone importanti o<br />
eventi storici, ispirando sentimenti<br />
Fig.1 – Localizzazione dell’area studio con estensione di circa 13 ha (Sistema di riferimento:<br />
WGS84). In rosso: Parco regionale La Mandria (Piemonte); in verde: entrata principale<br />
del parco caratterizzata da un’elevata fruizione.<br />
positivi e migliorando la qualità della<br />
vita (Sani, 2008). L’ambiente artificiale,<br />
però, sottopone gli alberi a condizioni<br />
di stress rilevanti a causa dell’estrema<br />
artificializzazione e modificazione del sito<br />
di radicazione e delle condizioni spesso<br />
particolarmente ostili per la crescita.<br />
Come conseguenza delle fonti di stress<br />
e delle azioni che vengono svolte intorno<br />
a loro, gli alberi presentano difetti<br />
strutturali, turbe fisiologiche e/o processi<br />
patologici che spesso rappresentano un<br />
pericolo per cose e persone.<br />
In questo contributo, ci si concentrerà<br />
sugli alberi come problema (percepito):<br />
gli alberi come oggetto della paura della<br />
responsabilità civile e penale (artt. 2043 e<br />
2051 del Codice Civile).<br />
Vale la pena ricordare che<br />
il rischio di essere uccisi<br />
o feriti dalla caduta di<br />
un albero è estremamente basso<br />
(Stewart et al., 2013). Nel<br />
Regno Unito circa 3 persone<br />
all’anno vengono uccise dagli<br />
alberi nelle aree pubbliche<br />
(HSE, 2001; National Tree<br />
Safety Group et al., 2011) mentre<br />
negli Stati Uniti circa 31<br />
persone all’anno (Schmidlin,<br />
2009). Negli ultimi anni, il potenziale<br />
degli alberi di causare<br />
danni è però aumentato in conseguenza<br />
degli effetti del cambiamento<br />
climatico, principalmente<br />
legati all’incremento di<br />
raffiche di vento e alla maggior<br />
diffusione delle fitopatologie<br />
che rappresentano le principali<br />
cause di cedimento degli alberi<br />
(Dale et al., 2001; Gill et<br />
al., 2007; Holdenrieder et al.,<br />
2004). A Torino nel 2014 sono<br />
cadute 43 piante, nel 2015 60,<br />
nel 2016 70 e nel 2017 più<br />
di 100, comprovando questo<br />
trend in crescita. Per questo<br />
motivo, già dagli anni 90, si è<br />
iniziato a studiare la meccanica<br />
dell’albero (Fitostatica) e la sua<br />
risposta ad agenti patogeni e atmosferici<br />
per cercare di trovare<br />
un metodo che riuscisse quanto<br />
più possibile a prevenire il cedimento<br />
e ridurre al minimo<br />
il danno potenziale che questo<br />
fenomeno potrebbe causare. La<br />
materia che si occupa della gestione<br />
del singolo albero si chiama<br />
Arboricoltura, questa adotta<br />
tecniche profondamente diverse<br />
da quelle usate in ambito forestale<br />
(Shigo 1994). Nell’ambito<br />
dell’arboricoltura, l’arboricoltura<br />
ornamentale in particolare,<br />
mira al mantenimento delle ca-<br />
6 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
FOCUS<br />
ratteristiche estetiche e funzionali<br />
degli alberi. In primis vi è la<br />
necessità di evitare che l’albero o<br />
una sua parte interferisca con le<br />
attività umane o peggio ne provochi<br />
danni.<br />
Nella gestione dei patrimoni<br />
arborei, soprattutto pubblici,<br />
le aree verdi estensive costituiscono<br />
un settore gestionale<br />
di fondamentale importanza<br />
poiché, per necessità sia tecniche<br />
che economiche, non è<br />
possibile seguire lo stesso iter di<br />
controllo del verde ornamentale<br />
privato dove si trovano poche<br />
piante (Smiley, Matheny, and<br />
Lilly 2017). Secondo il gruppo<br />
“sicuramentealberi” autore delle<br />
“Procedure per la gestione del<br />
rischio da caduta alberi nelle<br />
aree verdi estensive” (AAVV,<br />
2011) che allo stato attuale costituisce<br />
il riferimento tecnico<br />
in materia, la gestione dei patrimoni<br />
arborei in situazioni in<br />
cui è presente un uso pubblico<br />
del territorio presenta notevoli<br />
complessità di tipo tecnico e<br />
comporta scelte gestionali importanti<br />
relativamente alla tutela<br />
della sicurezza dei fruitori.<br />
La tendenza è una progressiva<br />
deresponsabilizzazione delle<br />
amministrazioni nel rapporto<br />
con l’ambiente portando a<br />
trascurare le dinamiche della<br />
natura, non sempre compatibili<br />
con l’uso antropico, ed a cercare<br />
in accadimenti naturali, talvolta<br />
in modo ossessivo, errori<br />
e/o negligenze da attribuire ai<br />
soggetti gestori. La gestione dei<br />
patrimoni arborei è una problematica<br />
complessa, che richiede<br />
ingenti risorse economiche,<br />
umane e conoscenze specialistiche.<br />
I soggetti deputati alla<br />
gestione dei soprassuoli arborei,<br />
in particolare se amministrazioni<br />
pubbliche, devono conciliare<br />
l’esigenza di garantire la sicurezza<br />
del fruitore con quella di<br />
tutela della dimensione naturale<br />
del patrimonio vegetale. A tale<br />
Fig.2 – CHM dell’area studio con GSD =0.1m (Sistema di riferimento: WGS84/UTM 32N).<br />
compromesso si aggiunge la<br />
difficoltà, a volte decisamente<br />
penalizzante, dell’inadeguatezza<br />
delle risorse economiche ed<br />
umane disponibili. Nelle aree di<br />
interesse naturalistico e paesaggistico,<br />
per i motivi sopra citati,<br />
le modalità di gestione adottate<br />
sino ad ora lasciano ampi spazi<br />
di miglioramento e razionalizzazione<br />
nella ricerca del giusto<br />
equilibrio tra tutela ambientale<br />
e conservazione della natura da<br />
un lato (che nelle aree protette<br />
sono compiti istituzionali) e,<br />
dall’altro, sviluppo dell’uso collettivo<br />
della risorsa ambientale<br />
connesso alla fruizione in sicurezza<br />
degli utenti.<br />
Alla luce di questi fattori condizionanti<br />
appare impossibile una<br />
gestione puntuale e di dettaglio<br />
delle aree verdi estensive. Tutto<br />
questo porta gli amministratori<br />
a dover quotidianamente<br />
risolvere problemi non solo<br />
economico-legali ma anche<br />
tecnico-pratici.<br />
È opinione degli autori che la<br />
conoscenza delle risorse di un<br />
territorio, nella fattispecie la<br />
loro inventariazione e la loro<br />
localizzazione, costituisce la base<br />
per una politica tecnicamente<br />
fondata e ottimale. Da questo<br />
punto di vista la Geomatica e<br />
i dati geografici rivestono un<br />
ruolo conoscitivo fondamentale<br />
per gli scenari politici di un<br />
territorio. Allo stesso modo un<br />
corretto e consapevole sviluppo<br />
del territorio, sia urbano quanto<br />
agricolo o naturale, è esigenza<br />
sempre più sentita sia dagli enti<br />
pubblici, sia dai comuni cittadini.<br />
Alla luce di queste problematiche<br />
si sono diffuse negli ambiti<br />
operativi discipline come<br />
Agricoltura e la Selvicoltura<br />
di precisione che vedono nella<br />
Geomatica un valido supporto<br />
al rilievo e all’analisi delle risorse<br />
agro-forestali (Corona et al.<br />
2017; Borgogno-Mondino et al.<br />
2018). Tecnologie tra loro differenti,<br />
quali sistemi GNSS per la<br />
localizzazione degli oggetti, telerilevamento<br />
aereo e satellitare<br />
per monitoraggio continuo delle<br />
superfici, vengono integrate con<br />
sistemi GIS per acquisire, elaborare<br />
e analizzare dati per definire<br />
future scelte gestionali e redigere<br />
piani d’intervento (Toccolini,<br />
1998). Sebbene in questi ambiti<br />
le suddette tecnologie stanno<br />
diventando operative e di utilizzo<br />
comune, il settore dell’arboricoltura<br />
ornamentale sembra<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 7
FOCUS<br />
soffrire di un ritardo di queste<br />
applicazioni.<br />
Il seguente lavoro vuole proporre<br />
un nuovo approccio alla<br />
gestione dei patrimoni arborei<br />
in contesti estensivi come gli<br />
ambiti urbani o parchi naturali.<br />
Questo approccio viene definito<br />
come Arboricoltura di precisione<br />
(De Petris S. et al. 2019). Il<br />
termine “di precisione” non va<br />
qui inteso in senso metrico, poiché<br />
è opinione degli autori che<br />
nel campo agro-ambientale non<br />
vi siano misure o rappresentazioni<br />
precise (né tanto meno<br />
accurate) dei fenomeni naturali<br />
per via della loro aleatorietà.<br />
Con il termine “precisione” si<br />
intende un approccio a scala<br />
variabile, che prevede il rilievo<br />
di vaste superfici (e.g. Città o<br />
Parchi naturali) per passare ad<br />
un’analisi puntuale dei singoli<br />
alberi. L’arboricoltura di precisione<br />
utilizza tecniche proprie<br />
della Geomatica, nella fattispecie<br />
il rilievo fotogrammetrico<br />
delle superfici osservate apre<br />
scenari inediti in gran parte legati<br />
alla possibilità di misurare<br />
parametri morfometrici e strutturali<br />
di gruppi di alberi o di<br />
singoli soggetti arborei. Inoltre,<br />
l’attuale disponibilità di sensoristica<br />
multispettrale a basso costo<br />
e la contemporanea accessibilità<br />
gratuita ad archivi di immagini<br />
satellitari a medio-alta risoluzione<br />
geometrica (e.g. Copernicus<br />
Sentinel 2 A/B) consente di<br />
ipotizzare scenari di utilizzo<br />
integrato in cui l’informazione<br />
spettrale, anche a risoluzioni<br />
significativamente più basse di<br />
quelle che la fotogrammetria<br />
consente, determina una più<br />
completa conoscenza delle caratteristiche<br />
dei soggetti arborei<br />
osservati.<br />
Segue la trattazione di un<br />
caso studio presso il parco regionale<br />
naturale La Mandria<br />
(Piemonte) in cui è stata applicata<br />
l’Arboricoltura di precisione.<br />
Nello specifico si è adottata<br />
la fotogrammetria digitale da<br />
SAPR (Sistema Aeromobile a<br />
Pilotaggio Remoto) per il rilievo<br />
dendrometrico delle chiome<br />
presenti in uso congiunto al telerilevamento<br />
multispettrale da<br />
satellite (Copernicus Sentinel-2)<br />
per monitorare lo stato di deperimento<br />
degli alberi. L’utilizzo<br />
di modelli biomeccanici ha<br />
permesso di valutare la stabilità<br />
meccanica dei tronchi e creare<br />
un sistema di supporto alle<br />
decisioni che ha permesso di<br />
zonizzare priorità di intervento<br />
con l’intento di diminuire e<br />
Fig.3 – Profilo temporale NDVI. Blu: dati mascherati per copertura nuvolosa<br />
e interpolati; Arancio: serie filtrata con FFT; Verde: valore massimo annuale<br />
di NDVI; linea tratteggiata: retta di regressione NDVImax dove il coefficiente<br />
angolare opportunamente normalizzato costituisce nVVI.<br />
ottimizzare gli onerosi controlli<br />
fitostatici effettuati dall’ente<br />
parco.<br />
Materiali e metodi<br />
Area studio<br />
A questo proposito è stata<br />
condotta una sperimentazione<br />
presso il parco regionale La<br />
Mandria, uno dei primi parchi<br />
regionali del Piemonte sito<br />
nei pressi di Torino e caratterizzato<br />
da un elevata fruizione<br />
soprattutto nei weekend e in<br />
estate. L’area studio (circa 13<br />
ha) si concentra presso l’entrata<br />
principale del parco in cui sono<br />
presenti un viale monumentale<br />
di farnie secolari e una fascia<br />
boscata limitrofa (Fig.1).<br />
Rilievo da SAPR<br />
Un rilievo fotogrammetrico<br />
è stato effettuato da<br />
SAPR (Sistema Aeromobile<br />
a Pilotaggio Remoto) DJI<br />
Phantom4 equipaggiato con<br />
fotocamera RGB da 12.4 megapixel<br />
avente le seguenti caratteristiche:<br />
lunghezza focale =<br />
8.60 mm; dimensione del pixel<br />
fisico = 2.344 µm; dimensioni<br />
del sensore CMOS = 13.2 x 8.8<br />
mm. Il volo è stato effettuato<br />
con una velocità media di 3.1<br />
m·s -1 che ha determinato una<br />
base di presa di circa 9.6 m da<br />
una altezza media relativa di<br />
volo di 90 m; i ricoprimenti<br />
longitudinale e laterale tra fotogrammi<br />
sono stati fissati a<br />
93% e 85%, rispettivamente.<br />
La presa ha prodotto 773 fotogrammi<br />
con un GSD (Ground<br />
Sampling Distance) medio di<br />
circa 5 cm. Nove punti di appoggio<br />
(materializzati da segnali<br />
di dimensioni 0.5 x 0.5 m)<br />
sono stati posizionati all’interno<br />
e intorno al viale e rilevati<br />
con tecnica N-RTK (Network<br />
Real-Time-Kinematic) GNSS<br />
mediante ricevitore Leica 1200<br />
( x,y,z<br />
, 0,003 m). Il sorvolo e il<br />
rilievo GNSS hanno richiesto<br />
8 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
FOCUS<br />
circa 100 minuti a copertura<br />
di un’area di circa 13 ha.<br />
L’elaborazione del blocco fotogrammetrico<br />
è stata effettuata<br />
avvalendosi del software Agisoft<br />
PhotoScan 1.2.4. A seguito di<br />
orientamento è stata poi restituita<br />
una nuvola densa di<br />
punti (PPC - Photogrammetric<br />
Point Cloud), successivamente<br />
esportata in formato .LAS.<br />
Utilizzando le librerie LAStools<br />
(Isenburg 2012) la PPC è stata<br />
filtrata e classificata (suolo -<br />
non suolo) e, successivamente<br />
regolarizzata per l’ottenimento<br />
del corrispondente DSM<br />
(Digital Surface Model) avente<br />
GSD pari a 0.1 m. Un CHM<br />
(Canopy Height Model, Fig.2)<br />
è stato calcolato per differenza<br />
tra il DSM ottenuto e il DTM<br />
(Digital Terrain Model) regionale<br />
ottenuto dal Geoportale<br />
della Regione Piemonte con accuratezza<br />
altimetrica nominale<br />
di ± 0.6 m.<br />
Fig.4 – Mappa del fattore di sicurezza statica dei soli alberi che cadendo potrebbero interessare<br />
la viabilità. L’area centrale è attualmente interdetta al passaggio (Sistema di riferimento:<br />
WGS84 / UTM32N).<br />
gressivi che legano DBH a H (le<br />
cosiddette curve Ipsometriche).<br />
Questi modelli sono molto<br />
utilizzati e di prassi operativa<br />
nel campo forestale (La Marca<br />
2017) e utilizzano i valori di<br />
altezza (variabile indipendente)<br />
per stimare il diametro del tronco<br />
(variabile dipendente).<br />
Per valutare la stabilità meccanica<br />
degli alberi è stato adottato<br />
il modello biomeccanico SIA<br />
(Static Integrated Assessment)<br />
(Lobis et al. 2002), che richiede<br />
DBH e H come variabili indipendenti<br />
per il calcolo di un<br />
fattore di sicurezza statica (SF –<br />
Safety Factor).<br />
SF rappresenta il rapporto tra il<br />
diametro teorico in grado di resistere<br />
ad un vento “di progetto”<br />
di 32 m·s- 1 e il diametro reale<br />
dell’albero. SF ha un range di<br />
variazione tra 0 e +∞. Il modello<br />
considera le dimensioni dei<br />
fusti e le proprietà meccaniche<br />
del legno assumendo quest’ultime<br />
come isotrope lungo il fusto.<br />
Un albero instabile mostra normalmente<br />
un valore di SF inferiore<br />
a 150 (Wessolly and Erb<br />
1998). Per ogni albero è stato<br />
quindi calcolato il corrispon-<br />
Estrazioni parametri<br />
dendrometrici<br />
Un algoritmo di ricerca dei<br />
massimi locali (ML) operante<br />
sul CHM ha permesso di individuare<br />
l’apice della chioma di<br />
ogni albero presente nell’area. Il<br />
valore del CHM corrispondente<br />
al massimo locale individuato è<br />
stato assunto come rappresentativo<br />
dell’altezza dell’albero (H)<br />
e la su posizione planimetrica<br />
registrata sotto forma di layer<br />
vettoriale di tipo puntale (C).<br />
L’algoritmo di ML implementato<br />
nel pacchetto Forest Tools<br />
(Plowright 2018) del software<br />
R utilizza una finestra di ricerca<br />
a dimensione variabile che<br />
analizza il CHM adattando<br />
le proprie caratteristiche alla<br />
geometria della chioma locale.<br />
Sulla base dei valori di altezza di<br />
chioma ottenuti, si è proceduto<br />
alla stima del diametro del fusto<br />
(DBH – Diameter at Breast<br />
Height) utilizzando modelli redente<br />
valore SF secondo i valori<br />
DBH e H.<br />
Il valore di SF = 150 è stato<br />
assunto come soglia sotto la<br />
quale l’albero mostra potenziali<br />
condizioni di bassa stabilità<br />
(Sani 2017) suggerendo un più<br />
approfondito controllo delle resistenze<br />
meccaniche residue.<br />
Dati multispettrali Sentinel-2<br />
Un totale di 267 immagini<br />
multispettrali Sentinel-2 di livello<br />
2A (di seguito denominate<br />
S2) sono state ottenute dal provider<br />
Copernicus SciHub, considerando<br />
un periodo compreso<br />
tra il 30 giugno 2015 e il 7 ottobre<br />
2018. I dati di livello 2A<br />
vengono forniti ortoproiettati e<br />
calibrati in riflettanza al suolo<br />
e corredati da maschere della<br />
copertura nuvolosa. A partire<br />
dalle 267 immagini S2, sono<br />
state generate le corrispondenti<br />
mappe NDVI (GSD = 10 m)<br />
e aggregate a formare una serie<br />
multi-temporale NDVI (NTS<br />
– NDVI Time Series). Un ulteriore<br />
filtraggio, basato su FFT<br />
(Fast Fourier Transform) (Testa<br />
et al. 2018), è stato infine applicato<br />
per ridurre al minimo le<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 9
FOCUS<br />
fluttuazioni di NDVI, causate<br />
dai rimanenti outlier, e enfatizzare<br />
le fluttuazioni periodiche<br />
dell’andamento fenologico. In<br />
questo studio sono stati considerati<br />
4 anni dal 2015 al 2018.<br />
Per ogni anno della serie temporale<br />
NDVI è stato calcolato<br />
il valore massimo (NDVImax)<br />
permettendo di confrontare la<br />
vigoria tra anni diversi nell’ipotesi<br />
che la massima espressione<br />
fenologica sia strettamente<br />
correlata allo stato di salute<br />
della vegetazione (Bradley et al.<br />
2007). Assumendo NDVImax<br />
come proxy dello stato di salute<br />
annuale delle piante, il<br />
suo trend temporale fornisce<br />
informazioni utili per l’interpretazione<br />
di fenomeni latenti o<br />
cronici di declino del vigore. La<br />
linea di tendenza dei valori di<br />
NDVImax è stata quindi modellizzata<br />
per regressione lineare<br />
nel periodo 2015-2018 a livello<br />
di singolo pixel. Il coefficiente<br />
angolare della retta di regressione<br />
è stato assunto come indice<br />
di incremento/decremento del<br />
vigore (di seguito denominato<br />
VVI-Vegetation Vigor Index)<br />
(De Petris S. et al. 2019) (Fig.3)<br />
e la corrispondente mappa generata.<br />
A seguito di normalizzazione<br />
tra il minimo (- 0.175) e il<br />
massimo (+0.175) teorici di<br />
VVI, definiti sperimentalmente<br />
considerando un periodo di 4<br />
anni, è stato ottenuto un nuovo<br />
indice normalizzato (nVVI) nel<br />
range 0 e 1. Valori di nVVI ><br />
0.5 denotano un incremento di<br />
vigoria (stato di salute) della vegetazione,<br />
mentre valori nVVI<br />
< 0.5 denotano un decremento<br />
di vigoria dovuto a un deperimento<br />
della chioma. Molti<br />
autori riportano che la stabilità<br />
meccanica è influenzata indirettamente<br />
dallo stato di salute<br />
dell’albero (Shigo 1994; Shigo<br />
and Marx 1977), soprattutto<br />
quando è compromessa da marciumi<br />
del legno o delle radici<br />
indotti da patogeni. La capacità<br />
di resistere all’agente patogeno<br />
dipende principalmente dal<br />
vigore della pianta. Partendo<br />
da queste considerazioni un<br />
albero deperiente è una pianta<br />
più suscettibile agli attacchi parassitari<br />
e con meno risorse per<br />
resistere ai fenomeni patologici<br />
e quindi più incline al cedimento<br />
(Schwarze, Engels, and<br />
Mattheck 2013). Vale la pena<br />
ricordare che uno stress, o un<br />
fenomeno patologico, non determinano<br />
una diretta propensione<br />
al cedimento; un albero<br />
malato non è necessariamente<br />
instabile meccanicamente, ma<br />
mostra caratteristiche che fanno<br />
sospettare un rapido sviluppo<br />
delle malattie e, quindi, una<br />
maggiore propensione generale<br />
alla caduta in caso di forti venti.<br />
Conseguentemente, si è generata<br />
una mappa di nVVI per<br />
individuare precocemente quelle<br />
zone vegetate che mostrino<br />
valori critici (< 0.5).<br />
Dataset di riferimento<br />
Una campagna di rilievi è stata<br />
condotta a terra per ottenere<br />
un dataset di riferimento con<br />
cui validare le misure desunte<br />
dal rilievo fotogrammetrico.<br />
Per ogni albero, utilizzando<br />
lo strumento Field-map© instrument<br />
(Zambarda, Černy,<br />
and Vopěnka 2010), sono stati<br />
rilevati i seguenti parametri:<br />
Fig.5 – Mappa dell’indice di deperimento delle chiome (nVVI). Gli alberi ricadenti nelle zone in cui nVVI è inferiore a 0.5 e potenzialmente<br />
ricadenti sulla viabilità sono considerati deperenti e quindi critici. In queste zone sono doverosi controlli accurati (analisi strumentali) mentre<br />
nelle restanti zone sono sufficienti controlli speditivi (analisi visive). L’area centrale è attualmente interdetta al passaggio (Sistema di riferimento:<br />
WGS84 / UTM32N).<br />
10 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
FOCUS<br />
posizione, diametro (DBH),<br />
specie, altezza (H), proiezione<br />
della chioma al suolo (P); complessivamente<br />
sono stati rilevati<br />
134 alberi.<br />
Implementazione del processo<br />
decisionale<br />
Dati cartografici ausiliari, quali<br />
la carta vettoriale della viabilità<br />
locale (strade e sentieri) sono<br />
stati reperiti e utilizzati per<br />
introdurre, in una ipotetica<br />
funzione del rischio, la componente<br />
relativa alla probabilità<br />
dell’accadimento dell’evento. La<br />
zona potenzialmente interessabile<br />
dalla caduta di un albero è<br />
stata individuata, per buffering<br />
circolare, utilizzando un raggio<br />
pari all’altezza di ogni singolo<br />
individuo. Solo gli individui arborei<br />
per i quali tale area risultava<br />
interessare la sede stradale o<br />
il sentiero, sono stati considerati<br />
e valutati nelle successive fasi.<br />
L’utilizzo integrato della fotogrammetria<br />
digitale prossimale<br />
e del telerilevamento ottico passivo<br />
ad alta frequenza temprale<br />
può supportare efficacemente i<br />
processi decisionali collegati alla<br />
gestione del rischio caduta alberi,<br />
soprattutto in quei contesti<br />
estensivi in cui criteri di priorità<br />
debbano regolare i controlli a<br />
terra al fine di rendere i costi<br />
sostenibili per la comunità.<br />
Risultati e discussioni<br />
Accuratezze della restituzione<br />
fotogrammetrica<br />
Con riferimento ai 9 punti di<br />
appoggio utilizzati, mediante<br />
procedura leave-one-out, è stato<br />
possibile definire le seguenti<br />
precisioni del rilievo fotogrammetrico:<br />
x,y<br />
= 0.267 m; z<br />
=<br />
0.229 m; xyz<br />
= 0.352 m. Un<br />
totale di 36058127 di punti<br />
sono stati restituiti a formare la<br />
PPC determinando un densità<br />
media dei punti di 249 pt·m-<br />
2, ed una distanza media tra i<br />
punti di 0.06 m.<br />
Validazione parametri<br />
dendrometrici<br />
Con riferimento alla legge di<br />
propagazione della varianza<br />
e considerando le precisioni<br />
dedotte e dichiarate di DSM e<br />
DTM rispettivamente è stato<br />
possibile ottenere il valore teorico<br />
della precisione altimetrica<br />
del CHM da essi derivato che è<br />
risultata pari a 0.64 m. Questo<br />
risultato è di gran lunga superiore<br />
alle precisioni ottenibili<br />
con rilievo dendrometrico a<br />
terra di tipo ordinario, operato<br />
normalmente con ipsometri<br />
ottici dall’incertezza di misura<br />
delle altezze di chioma prossima<br />
ai 2 m (Larsen, Hann, and<br />
Stearns-Smith 1987).<br />
Per confrontare i valori di campo<br />
con quelli ottenuti tramite<br />
il metodo proposto è stata condotta<br />
una comparazione tra i<br />
layer vettoriali P e C. Per quanto<br />
riguarda il conteggio degli<br />
alberi, l’algoritmo ML ha determinato<br />
una sovrastima di 11<br />
piante; il MAE (Mean Absolute<br />
Error) relativo alla misura della<br />
loro altezza è risultato invece<br />
pari a 0.32 m. L’accuratezza di<br />
stima del diametro del fusto<br />
ottenuto tramite regressione<br />
lineare con l’altezza è risultata<br />
pari a 0.05 m (MAE). Questi<br />
risultati provano come l’utilizzo<br />
della Geomatica nel contesto<br />
dell’arboricoltura di precisione<br />
determini rilievi e stime molto<br />
più accurate rispetto agli ordinari<br />
metodi adottati in dendrometria.<br />
Implementazione del processo<br />
decisionale<br />
L’applicazione del modello biomeccanio<br />
SIA ha permesso di<br />
ottenere e mappare il fattore di<br />
sicurezza statica di ogni individuo<br />
presente nell’area studio e<br />
potenzialmente ricadente sulla<br />
viabilità (Fig.4).<br />
Inoltre la mappa di nVVI ha<br />
permesso di delimitare le aree in<br />
cui la vegetazione esprimeva un<br />
deperimento nel tempo, quantificando<br />
i fenomeni fisiopatologici<br />
precoci che un operatore<br />
a terra non potrebbe percepire<br />
visivamente (Fig.5).<br />
La metodologia proposta afferisce<br />
di tutto diritto al contesto<br />
più generale della arboricoltura<br />
di precisione; essa è di fatto<br />
intesa a supportare il processo<br />
decisionale della gestione di<br />
alberi mediante mappatura e<br />
quantificazione (almeno relativa)<br />
del rischio di caduta alberi.<br />
L’assunto è che alberi che presentino<br />
valori di SF e nVVI critici<br />
(rispettivamente SF < 150<br />
e nVVI < 0.5) debbano essere<br />
valutati prioritariamente attraverso<br />
indagini a terra supportate<br />
da analisi strumentali che<br />
possano indirizzare le necessarie<br />
azioni di mitigazione del rischio<br />
(potature, consolidamento con<br />
tiranti, interdizione dell’area,<br />
abbattimento, etc.). I restanti<br />
individui potrebbero essere<br />
invece controllati con indagini<br />
speditive e meno onerose, con<br />
il dichiarato obiettivo di bilanciare<br />
costi e benefici in termini<br />
oggettivi al fine di sostenere<br />
politiche più mirate nell’arboricoltura<br />
urbana o nella gestione<br />
di patrimoni arborei nei parchi<br />
naturali.<br />
Conclusioni<br />
Nel contesto generale dell’arboricoltura<br />
di precisione e, specificatamente,<br />
in quello della valutazione<br />
e mappatura del rischio<br />
di caduta alberi, le tecniche<br />
geomatiche possono certamente<br />
risultare un valido supporto tecnico<br />
e tecnologico. L’esperienza<br />
condotta dimostra che il rilievo<br />
fotogrammetrico da SAPR risulta<br />
efficace per rilevare i principali<br />
parametri dendrometrici<br />
con precisioni notevolmente<br />
superiori a quelle ottenibili con<br />
le ordinarie tecniche forestali.<br />
Ad integrazione, il telerileva-<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 11
FOCUS<br />
mento ottico multispettrale<br />
operato su dati gratuiti da<br />
missioni ad alta risoluzione<br />
geometrica e temporale (come<br />
quella Copernicus Sentinel-2),<br />
ha dimostrato di poter efficacemente<br />
integrare il dato fotogrammetrico.<br />
E’ infatti l’analisi<br />
spettrale multitemporale che<br />
ha permesso di quantificare e<br />
mappare i fenomeni di deperimento<br />
in atto, avvalendosi di<br />
informazioni (quelle derivabili<br />
da indici spettrali basati su<br />
bande diverse da quelle del<br />
visibile) che un operatore a<br />
terra non potrebbe cogliere.<br />
Tali nuove informazioni costituiscono<br />
variabili necessarie<br />
all’adozione di opportuni modelli<br />
biomeccanici in grado di<br />
calcolare un fattore di sicurezza<br />
statica che misuri la stabilità<br />
meccanica dei tronchi e la loro<br />
resistenza a carichi di vento<br />
di progetto. Se supportata da<br />
queste premesse l’arboricoltura<br />
di precisione va effettivamente<br />
configurandosi come uno<br />
strumento gestionale efficiente<br />
e, quella proposta, come una<br />
procedura possibile per una<br />
gestione oggettiva e trasparente<br />
dei patrimoni arborei.<br />
Tale considerazione è tutt’altro<br />
che secondaria nel panorama<br />
odierno dove i gestori, soprattutto<br />
quelli pubblici (e.g. settori<br />
tecnici del verde cittadino<br />
o tecnici di parchi naturali)<br />
sono chiamati ad assicurare la<br />
sicurezza pubblica assumendosi<br />
la responsabilità “politica” degli<br />
alberi nei confronti dei cittadini,<br />
i quali sono sempre più<br />
attenti alle tematiche del verde<br />
e della natura. In questo contesto<br />
delicato e poco alimentato<br />
da risorse economiche, l’arboricoltura<br />
di precisione si configura<br />
come un valore gestionale<br />
aggiuntivo qualora si dovesse<br />
rendicontare della gestione in<br />
contenziosi legali.<br />
BIBLIOGRAFIA<br />
Borgogno-Mondino, E., Andrea Lessio, Luigi Tarricone, Vittorino Novello, and<br />
Laura de Palma. 2018. “A Comparison between Multispectral Aerial and Satellite<br />
Imagery in Precision Viticulture.” Precision Agriculture 19 (2): 195–217.<br />
Bradley, Bethany A., Robert W. Jacob, John F. Hermance, and John F. Mustard.<br />
2007. “A Curve Fitting Procedure to Derive Inter-Annual Phenologies from Time<br />
Series of Noisy Satellite NDVI Data.” Remote Sensing of Environment 106 (2):<br />
137–145.<br />
Corona, Piermaria, Francesco Chianucci, Valerio Quatrini, Vincenzo Civitarese,<br />
Fabrizio Clementel, Corrado Costa, Antonio Floris, Paolo Menesatti, Nicola Puletti,<br />
and Giulio Sperandio. 2017. “Precision Forestry: Riferimenti Concettuali,<br />
Strumenti e Prospettive Di Diffusione in Italia.” Forest@-Journal of Silviculture<br />
and Forest Ecology 14 (1): 1.<br />
De Petris S., Berretti R., Sarvia F., and Borgogno-Mondino E. 2019. “Precision<br />
Arboriculture: A New Approach to Tree Risk Management Based on Geomatics<br />
Tools.” In SPIE Remote Sensing, 2019. Vol. Remote Sensing for Agriculture,<br />
Ecosystems, and Hydrology XXI, 111491G. SPIE. doi:10.1117/12.2532778.<br />
Isenburg, Martin. 2012. “LAStools-Efficient Tools for LiDAR Processing.” Available<br />
at: Http: Http://Www. Cs. Unc. Edu/ Isenburg/Lastools/[Accessed October 9,<br />
2012].<br />
La Marca, Orazio. 2017. Elementi Di Dendrometria. Pàtron.<br />
Larsen, David R., David W. Hann, and Stephen C. Stearns-Smith. 1987. “Accuracy<br />
and Precision of the Tangent Method of Measuring Tree Height.” Western<br />
Journal of Applied Forestry 2 (1): 26–28.<br />
Lobis, V., E. Brudi, G. Maresi, and P. Ambrosi. 2002. “Valutazione Della Stabilità<br />
Degli Alberi: Il SIA (Statistics Integrated Assessment) Ed Il Metodo SIM (Statistics<br />
Integrated Method).” Sherwood, no. 78: 41–46.<br />
Plowright, Andrew. 2018. “R Package ‘ForestTools.’” CRAN. https://github.com/<br />
andrew-plowright/ForestTools.<br />
Sani, Luigi. 2017. Statica Delle Strutture Arboree per La Valutazione Di Stabilità.<br />
prima edizione edizione. gifor.<br />
Schwarze, Francis W. M. R., Julia Engels, and Claus Mattheck. 2013. Fungal Strategies<br />
of Wood Decay in Trees. Springer Science & Business Media.<br />
Shigo, Alex L. 1994. Modern Arboriculture. Shigo and Trees, Associates.<br />
Shigo, Alex L., and Harold G. Marx. 1977. “Compartmentalization of Decay in<br />
Trees.” Agric. Inf. Bull. 405. Washington, DC: US Department of Agriculture, Forest<br />
Service. 73 p. 405: 1–73.<br />
Smiley, Nelda Matheny, and Sharon Lilly. 2017. BMP Best Management Practices:<br />
Tree Risk Assessment. Ed. 2. International Society of Arboriculture.<br />
Wessolly, and Erb. 1998. Handbuch Der Baumstatik+ Baumkontrolle. Patzer.<br />
Zambarda, A., M. Černy, and P. Vopěnka. 2010. “Field-Map-the New Technology<br />
Designed by IFER for the Collection and Processing of Forest Inventory<br />
Data.” Sherwood-Foreste Ed Alberi Oggi, no. 167: 33–38.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
Precision Arboriculture; Tree stability assessment; Photogrammetry; Sentinel-2<br />
ABSTRACT<br />
Trees provide social, economic and aesthetic benefits to human beings but often they<br />
present structural defects,physiological disorders and/or pathological processes that pose a<br />
danger to property and people. In this work we applied Precision Arboriculture approach<br />
at La Mandria regional park (Piedmont). UAV digital photogrammetry was used to retrieve<br />
tree parameters in a jointly use to multispectral satellite remote sensing (Copernicus Sentinel-2)<br />
to monitor the canopy health of trees. The adoption of biomechanical models has<br />
made it possible to assess the mechanical stability of the trunks and create a decision support<br />
system that create intervention priorities zones with the aim of reducing and optimizing<br />
ground tree inspections.<br />
AUTORE<br />
De Petris Samuele<br />
samuele.depetris@unito.it<br />
Sarvia Filippo<br />
filippo.sarvia@unito.it<br />
Borgogno-Mondino Enrico<br />
enrico.borgogno@unito.it<br />
Dipartimento Scienze Agrarie, Forestali e Alimentari, Università di Torino. Largo<br />
P. Braccini 2, 10095 Grugliasco (TO).<br />
12 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
FOCUS<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 13
REPORT<br />
Gli strumenti<br />
dell’agricoltura<br />
di precisione:<br />
le mappe di<br />
prescrizione per<br />
la concimazione<br />
di Sara Antognelli<br />
Fig. 1 - Creazione delle mappe di prescrizione in Agricolus.<br />
Le tecnologie per l’agricoltura di<br />
precisione a disposizione degli<br />
agricoltori sono molteplici e<br />
necessitano di essere utilizzate in<br />
modo consapevole per generare un<br />
reale valore aggiunto. Le mappe di<br />
prescrizione per la concimazione<br />
e i dati satellitari sono due tra le<br />
tecnologie più diffuse.<br />
Agricoltura di precisione:<br />
cos’è?<br />
Una recente definizione<br />
della FAO descrive l’agricoltura<br />
di precisione come:<br />
“Un’agricoltura guidata da<br />
informazioni ambientali dettagliate,<br />
per minimizzare l’uso di<br />
acqua, agrochimici, e lavoro”,<br />
ovvero “un’agricoltura che usa<br />
tecnologie GPS, satelliti e sensori<br />
al suolo, e sistemi di gestione<br />
intensiva delle informazioni per<br />
comprendere le variazioni delle<br />
condizioni delle risorse all’interno<br />
del campo. Queste informazioni<br />
sono utilizzate per applicare<br />
fertilizzanti e altri input<br />
con maggiore precisione, e per<br />
prevedere più accuratamente la<br />
resa” (FAO 2006).<br />
Questa definizione evidenzia<br />
come l’agricoltura di precisione<br />
sia in realtà un approccio che<br />
prevede l’applicazione di diverse<br />
tecnologie, integrate fra loro in<br />
modo organico ed efficiente.<br />
L’agricoltura di precisione si sta<br />
diffondendo in molte e diverse<br />
forme. Nuove tecnologie come<br />
modelli previsionali, dati satellitari,<br />
sistemi di posizionamento<br />
GPS e sistemi di supporto alle<br />
decisioni stanno entrando a far<br />
parte della quotidianità di molte<br />
aziende agricole, cambiando il<br />
modo di prendere decisioni: le<br />
decisioni basate sulla raccolta<br />
dati seguita da un processo di<br />
interpretazione di quest’ultimi<br />
si stanno sostituendo infatti alle<br />
decisioni basate esclusivamente<br />
sull’esperienza.<br />
Gli strumenti dell’agricoltura<br />
di precisione<br />
Gli strumenti a disposizione<br />
delle aziende agricole per l’applicazione<br />
delle tecniche di<br />
agricoltura di precisione sono<br />
moltissimi, tanto da generare<br />
spesso confusione tra i potenziali<br />
utilizzatori. Per semplicità,<br />
tali strumenti possono essere<br />
raggruppati come segue:<br />
Strumenti di controllo: misurano<br />
cosa sta accadendo in<br />
campo.<br />
Strumenti di previsione: elaborano<br />
i dati acquisiti dagli strumenti<br />
di controllo per stimare<br />
altre informazioni.<br />
Strumenti di decisione e prescrizione:<br />
integrano diverse<br />
informazioni e forniscono un<br />
supporto concreto al processo<br />
decisionale data driven.<br />
Sistemi di attuazione: permettono<br />
di applicare in campo le<br />
decisioni.<br />
Gli strumenti di controllo misurano<br />
cosa sta accadendo in<br />
campo. I dati raccolti, se non<br />
interpretati correttamente, non<br />
forniscono informazioni agronomiche<br />
agli utenti. Esempi di<br />
strumenti di controllo sono, ad<br />
esempio, gli indici calcolati da<br />
satellite o drone. Questi indici<br />
sono di fatto delle misure derivate<br />
dalla combinazione della<br />
riflettanza nelle diverse bande,<br />
che necessitano di interpretazione<br />
per fornire informazioni<br />
sullo stress delle colture.<br />
Altri esempi di strumenti di<br />
controllo sono le osservazioni in<br />
campo, eseguite dagli agricoltori<br />
durante i loro sopralluoghi. Se<br />
adeguatamente registrati e georeferenziati,<br />
i dati da osservazioni<br />
in campo sono un ottimo<br />
strumento per interpretare le<br />
immagini da satellite e comprendere<br />
le dinamiche spaziali<br />
di alcune patologie. Altri dati<br />
che possono essere acquisiti<br />
in campo sono i dati registrati<br />
dalle centraline meteo, i dati<br />
registrati dai sensori di resa posti<br />
sulle macchine raccoglitrici,<br />
oppure i dati provenienti da<br />
14 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
strumenti innovativi posti sui<br />
mezzi agricoli, in grado di fornire<br />
dati sulla loro posizione nei<br />
diversi momenti delle attività in<br />
campo (come il device Agriplug<br />
di Agricolus, che permette alle<br />
aziende di raccogliere dati sulle<br />
operazioni svolte dai propri<br />
macchinari).<br />
Gli strumenti di previsione sono<br />
costituiti da algoritmi. Gli algoritmi<br />
previsionali sono formati<br />
da un insieme più o meno complesso<br />
di operazioni matematiche<br />
che utilizzano i dati ottenuti<br />
dagli strumenti di controllo per<br />
ottenere altre informazioni. Un<br />
esempio di modello previsionale<br />
ampiamente diffuso è rappresentato<br />
dalle previsioni meteo.<br />
Per il calcolo delle previsioni<br />
meteo, infatti, sono necessari<br />
dati meteo raccolti da centraline.<br />
In base a questi dati, vengono<br />
stimati gli andamenti delle<br />
diverse variabili (temperatura,<br />
pioggia ecc.) nel futuro. Ci sono<br />
altri modelli previsionali che invece<br />
stimano variabili diverse da<br />
quelle di origine. Ad esempio,<br />
Agricolus stima la fase fenologica<br />
delle colture in base ai dati<br />
meteo attuali. In questo caso, il<br />
modello ha la funzione di stimare<br />
una variabile differente nello<br />
stesso contesto (luogo e tempo)<br />
dei dati di input. Altri modelli<br />
con un simile funzionamento<br />
sono quelli che stimano ad<br />
esempio il rischio di insorgenza<br />
delle patologie, oppure il fabbisogno<br />
nutrizionale o idrico delle<br />
piante, o ancora la fase fenologica<br />
degli insetti, o la mortalità di<br />
alcuni di questi, come la mosca<br />
dell’olivo. In tutti questi casi, se<br />
le previsioni del meteo futuro<br />
sono sufficientemente affidabili,<br />
possono fungere da input dei<br />
modelli e stimare le altre variabili<br />
nello stesso intervallo temporale<br />
analizzato.<br />
La moltitudine di informazioni<br />
prodotta dagli strumenti di<br />
controllo e previsione necessita<br />
di essere organizzata per fornire<br />
informazioni utili alle decisioni<br />
degli agricoltori. Gli strumenti<br />
di decisione e prescrizione rispondono<br />
a questa esigenza.<br />
Gli strumenti di decisione sono<br />
costituiti normalmente da dashboard<br />
di confronto dei dati<br />
e da sistemi di sovrapposizione<br />
dei layer geografici, che permettono<br />
di confrontare in modo<br />
ragionato dati provenienti da<br />
diverse fonti e supportare il processo<br />
decisionale.<br />
Gli strumenti di prescrizione<br />
integrano matematicamente i<br />
dati. Ad esempio, le mappe di<br />
prescrizione, ad oggi sempre più<br />
utilizzate dagli agricoltori, associano<br />
a ciascuna coordinata del<br />
campo una specifica quantità di<br />
input, ottenuta da alcuni calcoli<br />
e integrata dalle osservazioni del<br />
tecnico aziendale. Le mappe di<br />
prescrizione sono utilizzate spesso<br />
per somministrare al campo<br />
dosi differenziate di concime,<br />
ma possono essere prodotte anche<br />
per differenziare la quantità<br />
di semente, di fitofarmaci, o la<br />
dose irrigua.<br />
Per applicare le mappe di<br />
prescrizione sono necessari<br />
strumenti di attuazione come i<br />
sistemi a rateo variabile.<br />
Tecnica: creare mappe<br />
di prescrizione basate<br />
sull’interpretazione dei<br />
dati satellitari<br />
Gli utenti della piattaforma<br />
Agricolus reputano molto utile<br />
creare le proprie mappe di prescrizione<br />
basate sull’interpretazione<br />
dei dati satellitari. Questa<br />
tecnica permette di creare mappe<br />
di prescrizione per la concimazione<br />
con una ridotta necessità<br />
di sopralluoghi in campo;<br />
è particolarmente importante<br />
nelle aziende dedicate ai seminativi,<br />
dove le colture estese<br />
su aree vaste e con un reddito<br />
per ettaro relativamente basso<br />
non rendono economicamente<br />
sostenibile un monitoraggio in<br />
campo costante e certosino.<br />
La funzionalità “Mappe di prescrizione”<br />
di Agricolus permette<br />
di creare mappe facilmente utilizzabili<br />
nei sistemi a rateo variabile<br />
che consentono di ottimizzare<br />
la dose di concimazione,<br />
associando a ciascuna zona del<br />
campo la quantità di concime<br />
più adatta.<br />
La creazione delle mappe di prescrizione<br />
in Agricolus si articola<br />
in due fasi (fig. 1):<br />
1) Selezione dei parametri<br />
2) Definizione della modalità<br />
di calcolo<br />
Selezione dei parametri per le<br />
mappe di prescrizione<br />
La mappa di prescrizione prevede<br />
la suddivisione di ciascun<br />
campo in zone omogenee al loro<br />
interno, a cui somministrare la<br />
stessa dose di concime.<br />
La definizione delle zone omogenee<br />
viene fatta sulla base di<br />
un indice satellitare rilevato in<br />
una determinata data. L’utente<br />
può scegliere un indice tra quelli<br />
proposti nella funzionalità<br />
“Imagery”, calcolato su qualsiasi<br />
data disponibile. L’indice<br />
più frequentemente utilizzato<br />
è l’NDVI calcolato nell’ultima<br />
data disponibile prima<br />
dell’applicazione del concime,<br />
ma possono essere scelti altri<br />
indici come l’indice di clorofilla<br />
TCARI/OSAVI o un indice di<br />
stress idrico come l’NDMI. La<br />
scelta dell’indice di riferimento<br />
è un passaggio che deve essere<br />
eseguito con competenza dal<br />
tecnico che crea la mappa di<br />
prescrizione.<br />
Il campo viene quindi zonizzato<br />
sulla base dell’indice selezionato.<br />
La definizione delle zone omogenee<br />
è basata sul calcolo di un<br />
indice statistico che raggruppa<br />
i diversi punti del campo sulla<br />
base della distanza dalla media<br />
dell’indice. L’algoritmo definisce<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 15
REPORT<br />
risce la dose media di elemento<br />
nutritivo nel campo e la percentuale<br />
di variazione massima<br />
desiderata rispetto alla media.<br />
Per valutare l’azione migliore da<br />
intraprendere l’agricoltore deve<br />
definire se la carenza di nutrienti<br />
è il fattore che limita la<br />
vigoria o se vi sono altri fattori<br />
preponderanti, come deficit,<br />
eccessi idrici, o problemi di<br />
emergenza delle plantule che<br />
hanno causato una ridotta vigoria<br />
in alcune zone del campo.<br />
Nel primo caso dovranno essere<br />
somministrati più nutrienti nelle<br />
aree con vigoria più bassa, nel<br />
secondo è più efficiente somministrare<br />
un minor quantitativo<br />
di nutrienti in queste aree, dove<br />
una concimazione più abbondante<br />
non ne migliorerebbe<br />
la produttività. L’analisi comparativa<br />
degli indici di vigoria<br />
rende possibile definire i fattori<br />
limitanti con un buon grado di<br />
accuratezza, necessitando solo<br />
in alcuni casi di sopralluoghi in<br />
campo.<br />
Fig. 2 - Confronto tra indici su un campo di grano tenero in fase di accestimento (sopra) e di fioritura (sotto).<br />
anche il numero massimo di<br />
zone in cui è significativo suddividere<br />
il campo, ma l’utente<br />
può decidere di diminuirle.<br />
Fig. 3 - Comparazione dei dati satellitari in Agricolus.<br />
Modalità di calcolo delle<br />
mappe di prescrizione<br />
L’utente può scegliere autonomamente<br />
una modalità di calcolo<br />
tra “diretta” o “inversa”.<br />
Con la prima metodologia, si<br />
prevede di concimare maggiormente<br />
le zone con bassa vigoria.<br />
Si inserisce la dose media di<br />
elemento nutritivo nel campo<br />
e la percentuale di variazione<br />
massima desiderata rispetto alla<br />
media.<br />
Con la seconda metodologia si<br />
predilige di concimare le zone<br />
a più alta vigoria. L’utente inse-<br />
L’interpretazione<br />
dei dati satellitari<br />
Agricolus fornisce indici satellitari<br />
calcolati da Sentinel 2 per<br />
tutte le date disponibili (generalmente<br />
ogni 3-5 giorni, in<br />
assenza di copertura nuvolosa).<br />
Gli indici forniti sono raggruppabili<br />
in 3 categorie:<br />
Indici di vigoria<br />
Indici di clorofilla<br />
Indici di stress idrico<br />
Questi indici possono essere<br />
confrontati per definire la miglior<br />
strategia di concimazione,<br />
partendo da alcune semplici<br />
valutazioni. Per prima cosa è<br />
bene osservare il valore medio<br />
dell’NDVI, che si può considerare<br />
come riferimento per la<br />
vigoria. Osservando il valore<br />
medio dell’NDVI, è possibile<br />
stabilire se ci si trova in una fase<br />
in cui la vegetazione è ancora<br />
in accrescimento o in pieno<br />
sviluppo vegetativo. Nel primo<br />
caso può essere utile integrare<br />
l’osservazione con un indice di<br />
vigoria alternativo, meno soggetto<br />
all’effetto del suolo, mentre<br />
nel secondo può essere utile<br />
confrontare l’NDVI con indici<br />
meno soggetti a saturazione.<br />
Una volta compreso quale indice<br />
utilizzare in base al valore<br />
medio, si passa ad analizzare la<br />
variabilità spaziale della vigoria.<br />
La variabilità spaziale dell’indice<br />
permette di individuare le zone<br />
con bassa vigoria. Per comprenderne<br />
la causa è utile il confronto<br />
con un indice di vegetazione<br />
specifico, ad esempio l’indice di<br />
clorofilla. Quest’ultimo consen-<br />
16 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
te di stabilire se le zone affette<br />
da bassa vigoria sono anche affette<br />
da clorosi, sintomo tipico<br />
della carenza dei nutrienti ma<br />
anche di altri fattori, come l’insorgenza<br />
di patologie.<br />
Inoltre, se l’indice di vigoria è<br />
elevato (e quindi la vegetazione<br />
è sufficientemente sviluppata),<br />
un confronto con un indice di<br />
stress idrico permette di capire<br />
se alcune zone del campo sono<br />
affette da problemi legati a carenza<br />
o eccesso idrico (figura 2).<br />
Quale indice utilizzare?<br />
All’interno della piattaforma<br />
Agricolus, l’agricoltore ha a<br />
propria disposizione molteplici<br />
indici di vegetazione (figura 3).<br />
L’NDVI è l’indice di vigoria più<br />
versatile e conosciuto. Tuttavia,<br />
in caso di copertura vegetale<br />
parziale, come nel grano in<br />
fase di accestimento, è bene<br />
ricorrere al SAVI (Soil Adjusted<br />
Vegetation Index) (Huete et al.,<br />
1988), che permette di ridurre<br />
il rumore dei diversi tipi di<br />
suolo sul dato di vigoria. Nelle<br />
fasi fenologiche in cui l’NDVI<br />
tende a saturare (come in fase<br />
di fioritura delle graminacee),<br />
è utile ricorrere al WDRVI<br />
(Wide-Dynamic Range<br />
Vegetation Index) (Gitelson<br />
A.A. 2004, Henebry G.M.<br />
2004) che, pure avendo valori<br />
assoluti meno interpretabili,<br />
permette di evidenziare maggiormente<br />
le differenze tra le diverse<br />
aree del campo, in quanto<br />
meno soggetto a saturazione.<br />
L’indice di clorofilla TCARI/<br />
OSAVI (Haboudane et al.<br />
2002) può essere quindi utilizzato<br />
per buona parte del<br />
ciclo colturale (figura 4),<br />
poichè risulta piuttosto<br />
resiliente nei confronti<br />
delle variazioni dell’indice<br />
di area fogliare (Leaf Area<br />
Index –LAI) nel caso in cui<br />
quest’ultimo superi una soglia<br />
di almeno 1 mq/mq.<br />
Gli indici di stress idrico<br />
sono facilmente interpretabili<br />
quando la coltura è<br />
ben sviluppata (LAI superiore<br />
a 2 mq/mq), mentre con<br />
un valore LAI più basso risentono<br />
fortemente della variabilità<br />
della vigoria, mescolando gli<br />
effetti dello stress idrico con<br />
quelli del mancato sviluppo vegetativo<br />
della pianta.<br />
In caso di copertura vegetale<br />
sufficiente, sia l’indice NDMI<br />
(Normalized Difference<br />
Moisture Index) (Skakun, R.S.<br />
et al., 2003) che il meno noto<br />
NMDI (Normalized Multiband<br />
Drougth Index) (Wang et al.<br />
2007) risultano direttamente<br />
proporzionali alla quantità d‘acqua<br />
presente nelle foglie (fig.<br />
2).<br />
L’indice NMDI ha anche un’altra<br />
peculiarità: in caso di suolo<br />
nudo (NDVI vicino allo 0) esso<br />
risulta inversamente proporzionale<br />
alla quantità d’acqua nel<br />
terreno. Questo spiega anche<br />
perché non è bene utilizzare tale<br />
Fig. 4 - Relazione tra TCARI/OSAVI e contenuto di clorofilla<br />
delle piante (Haboudane et al. 2002).<br />
indice su vegetazione mediamente<br />
sviluppata: le relazioni<br />
tra acqua nel terreno e acqua<br />
fogliare interagirebbero, mescolando<br />
gli effetti (figura 5).<br />
BIBLIOGRAFIA<br />
FAO (2006), Plant nutrition for food security, FAO Fertilizer<br />
and Plant Nutrition Bulletin No.16, http://www.<br />
fao.org/3/a0443e/a0443e.pdf (Retrieved: 07/06/<strong>2021</strong>).<br />
Huete, Alfredo R. “A soil-adjusted vegetation index<br />
(SAVI).” Remote sensing of environment 25.3 (1988):<br />
295-309.Henebry, G. M., Viña, A., & Gitelson, A. A.<br />
(2004). The wide dynamic range vegetation index and<br />
its potential utility for gap analysis.<br />
Gitelson, A. A. (2004). Wide dynamic range vegetation<br />
index for remote quantification of biophysical characteristics<br />
of vegetation. Journal of plant physiology, 161(2),<br />
165-173.<br />
Haboudane, D., Miller, J. R., Tremblay, N., Zarco-<br />
Tejada, P. J., & Dextraze, L. (2002). Integrated<br />
narrow-band vegetation indices for prediction of crop<br />
chlorophyll content for application to precision agriculture.<br />
Remote sensing of environment, 81(2-3), 416-426.<br />
Skakun, R. S., Wulder, M. A., & Franklin, S. E. (2003).<br />
Sensitivity of the thematic mapper enhanced wetness<br />
difference index to detect mountain pine beetle redattack<br />
damage. Remote Sensing of Environment, 86(4),<br />
433-443.<br />
Wang, L., & Qu, J. J. (2007). NMDI: A normalized<br />
multi‐band drought index for monitoring soil<br />
and vegetation moisture with satellite remote sensing.<br />
Geophysical Research Letters, 34(20).<br />
PAROLE CHIAVE<br />
Agricoltura di precisione; mappe di prescrizione,;<br />
concimazione; immagini satellitari.<br />
ABSTRACT<br />
Technologies for precision agriculture are spreading over<br />
the agricultural world. They include different tools for<br />
data gathering, forecasts, prescription, decision and actuation<br />
of the decisions. To be effective, farmers should<br />
be skilled to use them. The paper shows how, between<br />
the several technologies, indices calculated from satellite<br />
can be used to create useful prescription maps for optimizing<br />
crop fertilization.<br />
Fig. 5 - Sensibilità dell'NMDI all'umidità del suolo (sinistra) e al contenuto d'acqua fogliare (destra)<br />
(Wang et al. 2007).<br />
AUTORE<br />
Sara Antognelli,<br />
discover@agricolus.com<br />
Dottore Agronomo e<br />
Data Analyst presso Agricolus s.r.l.<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 17
REPORT<br />
NOCTUA: potenzialità innovative<br />
per l’Osservazione della Terra<br />
Applicazioni in agricoltura di precisione<br />
e nel monitoraggio delle infrastrutture<br />
di Elena Giglio, Mariangela Dejana, Marco Bevilacqua<br />
I sistemi SAR hanno<br />
applicazioni notevoli e<br />
interessanti nell'osservazione<br />
della Terra, in particolare nel<br />
monitoraggio ambientale e<br />
delle infrastrutture, nel controllo<br />
delle risorse idriche, delle coste<br />
e degli oceani e nel controllo<br />
dell'agricoltura e risorse<br />
forestali.<br />
Rilevante valore aggiunto<br />
del SAR è quello di acquisire<br />
immagini in tutte le condizioni<br />
atmosferiche per aiutare la<br />
prevenzione e l’analisi dei<br />
disastri dovuti a cause naturali<br />
ocause antropiche e per tutti<br />
i precursori dei fenomeni di<br />
disastri ambientali.<br />
In questo scenario NOCTUA,<br />
un progetto portato avanti<br />
da una partnership con<br />
capofila D-Orbit e finanziato<br />
dalla Regione Lombardia,<br />
offre molteplici opportunità e<br />
prevede di installare il satellite<br />
SAR su una piattaforma per<br />
mini/microsatelliti, avendo<br />
come obiettivo principale<br />
quello di abilitare un servizio<br />
all’avanguardia di osservazione<br />
della Terra per il monitoraggio di<br />
infrastrutture.<br />
Fig. 1 - CAD model preliminare (Fonte: D-Orbit).<br />
L’<br />
Osservazione della Terra da<br />
satellite è un mercato maturo<br />
in grande crescita.<br />
Non solo il mercato tra privati<br />
ma anche il mondo istituzionale<br />
guarda con sempre maggiore<br />
attenzione ai servizi e alle applicazioni<br />
che derivano dai dati di<br />
Osservazione della Terra e alle<br />
potenzialità che queste informazioni<br />
presentano ai cittadini.<br />
Questi dati individuano e forniscono<br />
informazioni per la ricerca<br />
e i processi decisionali, incluso<br />
il raggiungimento di società sostenibili,<br />
in un’ampia varietà di<br />
ambiti: dalle previsioni del tempo,<br />
al monitoraggio dei disastri<br />
naturali e dello stato di salute<br />
degli ecosistemi e delle comunità,<br />
dal monitoraggio dei cambiamenti<br />
climatici e le misure relative<br />
alla biodiversità e alla fauna<br />
selvatica, dalle variazioni nell’uso<br />
del suolo alla deforestazione.<br />
(United Nations Department<br />
of Economic and Social Affairs<br />
2020) (EO4SDG Team 2020).<br />
I dati telerilevati possono fornire<br />
un supporto per mitigare e gestire<br />
l’impatto dei disastri naturali,<br />
compresi gli incendi, le inondazioni,<br />
i terremoti e gli tsunami e<br />
la gestione sostenibile delle risorse<br />
naturali, come energia, acqua<br />
dolce e agricoltura.<br />
Questi dati possono anche fornire<br />
un valido supporto per affrontare<br />
la diffusione di malattie<br />
emergenti e altri tipi di rischi collegati<br />
alla salute e fare previsioni<br />
relativamente agli scenari legati al<br />
riscaldamento globale (Anderson<br />
et al. 2017).<br />
I sistemi SAR<br />
Il SAR ad apertura sintetica<br />
(Synthetic Aperture Radar) è un<br />
sensore di tipo attivo a microonde<br />
per l’acquisizione di immagi-<br />
18 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
ni, può quindi essere utilizzato<br />
nella Osservazione della Terra<br />
da remoto (piattaforma aerea<br />
o satellitare). Un’antenna è<br />
installata su una piattaforma<br />
e trasmette un segnale<br />
radar in direzione obliqua<br />
verso la superficie della Terra.<br />
Relativamente ad un radar<br />
convenzionale ha la rilevante<br />
proprietà di avere un’alta risoluzione<br />
non solo in distanza<br />
ma anche in angolo. Questa<br />
proprietà è dovuta alla particolare<br />
tecnica di elaborazione<br />
coerente dei singoli ritorni dai<br />
singoli elementi del terreno<br />
osservati, che compaiono nel<br />
tempo sotto angolazioni diverse.<br />
Il segnale riflesso, detto<br />
eco, viene quindi retrodiffuso<br />
dalla superficie e ricevuto una<br />
frazione di secondo dopo dalla<br />
stessa antenna (radar monostatico).<br />
Per sistemi radar coerenti<br />
come il radar ad apertura<br />
sintetica, l’ampiezza e la fase<br />
dell’eco ricevuta, che vengono<br />
utilizzati durante il processo<br />
di focalizzazione per costruire<br />
l’immagine, vengono registrati.<br />
La caratteristica principale<br />
di un SAR è quella di fornire<br />
un’immagine di rilevanti dimensioni<br />
con una notevole<br />
qualità in ogni tempo, di<br />
notte e di giorno; a differenza<br />
dei sensori ottici (Piccardi<br />
1995), il SAR ha la proprietà<br />
di osservare oggetti attraverso<br />
le nuvole e sotto la superficie<br />
terrestre, in molteplici tipi di<br />
substrati: strati di ghiaccio, di<br />
terreno, di sabbia e di deserto.<br />
Tra i parametri specifici del<br />
SAR di interesse per questo<br />
articolo si riporta la lunghezza<br />
d’onda.<br />
Le onde radio sono quella parte<br />
dello spettro elettromagnetico<br />
che ha lunghezza d’onda<br />
considerevolmente più lunga<br />
della luce visibile, cioè nel dominio<br />
del centimetro.<br />
La penetrazione è il fattore<br />
chiave per la selezione della<br />
lunghezza d’onda: più lunga è<br />
la lunghezza d’onda, e dunque<br />
più corta è la frequenza, maggiore<br />
è la penetrazione nella<br />
vegetazione e nel suolo.<br />
Di seguito sono riportate lunghezze<br />
d’onda generalmente<br />
usate:<br />
Banda P = ~ 65 cm aereo<br />
AIRSAR<br />
Banda L = ~ 23 cm aereo /<br />
spaziale JERS-1 SAR, ALOS<br />
PALSAR<br />
Banda S = ~ 10 cm aereo /<br />
spaziale Almaz-1<br />
Banda C = ~ 5 cm aereo<br />
/ spaziale ERS-1/2 SAR,<br />
RADARSAT-1/2, ENVISAT<br />
ASAR<br />
Banda X = ~ 3 cm aereo / spaziale<br />
TerraSAR-X, COSMO-<br />
SkyMed<br />
Banda K = ~ 1.2 cm aereo<br />
Dominio militare<br />
Modalità e tecniche di acquisizione<br />
SAR<br />
A seconda della configurazione<br />
del sistema, i sensori SAR<br />
possono acquisire dati in diverse<br />
modalità:<br />
utilizzare l’intera distanza<br />
acquisita per l’immagine di<br />
una lunga striscia di terreno<br />
(Stripmap)<br />
illuminare una striscia di<br />
terreno a qualsiasi angolazione<br />
rispetto al movimento<br />
del percorso (ScanSAR)<br />
Imaging di una scena con<br />
una risoluzione più fine e<br />
con più angoli di visualizzazione<br />
(Spotlight)<br />
Dati acquisiti in diverse modalità<br />
possono essere elaborati<br />
con differenti tecniche di elaborazione:<br />
Interferometria,<br />
Polarimetria e Polarimetria-<br />
Interferometria.<br />
Applicazioni SAR nel<br />
monitoraggio Terrestre<br />
Tra le principali e più interessanti<br />
applicazioni dei sistemi SAR particolare<br />
interesse è rappresentato<br />
dalle implicazioni nel monitoraggio<br />
ambientale e delle infrastrutture,<br />
nella prevenzione e gestione<br />
dei disastri ambientali, nel controllo<br />
delle risorse idriche, degli<br />
oceani e delle coste, nel controllo<br />
delle risorse agricole e forestali,<br />
nel controllo degli edifici e in<br />
generale in cartografia, fornendo<br />
dati per una nuova cartografia<br />
tecnica e tematica ad alta risoluzione<br />
che potrà essere realizzata<br />
grazie alle caratteristiche delle<br />
immagini acquisite, con la possibilità<br />
di realizzare modelli digitali<br />
tridimensionali del suolo ad elevata<br />
precisione, utilizzabili in una<br />
molteplicità di applicazioni.<br />
Rilevante valore aggiunto del<br />
SAR è quello di acquisire immagini<br />
con ogni condizione<br />
meteorologica per aiutare nella<br />
prevenzione e analisi di eventi calamitosi<br />
dovuti a cause naturali o<br />
antropiche e per tutti i fenomeni<br />
precursori dei disastri ambientali<br />
(A. Taramelli et al. 2015), migliorando<br />
la capacità di monitoraggio<br />
e valutazione dei danni nel caso<br />
di frane e alluvioni, dove è utile<br />
per le misurazioni dell'estensione<br />
delle inondazioni e spesso usato<br />
per fare mappe delle inondazioni<br />
(Musa, Popescu, and Mynett<br />
2015) (Long, Fatoyinbo, and<br />
Policelli 2014), terremoti ed eruzioni<br />
vulcaniche.<br />
A questo scopo acquisisce dati la<br />
costellazione di Cosmo SkyMed,<br />
che opera in banda X, che tra i<br />
molteplici utilizzi per scopi militari<br />
e civili prevede frane e alluvioni<br />
per il sistema di Protezione<br />
Civile, supporta le attività di<br />
coordinamento per i soccorsi<br />
in caso di terremoti o incendi e<br />
controlla dall'alto le aree di crisi.<br />
Inoltre, rappresenta un potente<br />
strumento per la sicurezza e la<br />
sorveglianza di territori e per<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 19
REPORT<br />
monitorare la presenza di nuovi<br />
insediamenti o opere e per tenere<br />
sotto controllo tutte quelle situazioni<br />
di abbassamento del suolo<br />
osottosuolo che sono frequente<br />
causa di cedimenti strutturali e<br />
crolli.<br />
Questi sistemi forniscono informazioni<br />
del tutto innovative per<br />
lo studio, il controllo e il monitoraggio<br />
dell’ambiente, lo stato<br />
delle coste, dei mari e delle acque<br />
interne, al fine di valutare fenomeni<br />
di erosione costiera e di<br />
inquinamento, riveste una notevole<br />
importanza, rappresentando<br />
un valido strumento di supporto<br />
di gestione nello scenario dei<br />
cambiamenti climatici globali<br />
(Bartsch et al. 2020) e nella<br />
prevenzione, nel monitoraggio e<br />
nella gestione dei rischi naturali<br />
ed antropici, nonchè un prezioso<br />
aiuto per il controllo del traffico<br />
marittimo (Renga et al. 2011).<br />
Tra i parametri ambientali di particolare<br />
interesse risulta la possibilità<br />
di controllo del patrimonio<br />
forestale e boschivo (Proisy et al.<br />
2000) e degli studi di idrologia,<br />
che dipendono dalle condizioni<br />
meteorologiche (vento e pioggia),<br />
vegetazione emergente, angolo di<br />
incidenza e polarizzazione e modalità<br />
utilizzata per l'acquisizione<br />
dei dati (Sun, Ishidaira, and<br />
Bastola 2009).<br />
Come già anticipato i radar ad<br />
apertura sintetica presentano notevoli<br />
vantaggi nella classificazione<br />
dei terreni e dell'uso del suolo<br />
(Schiavon et al. <strong>2021</strong>), insieme<br />
al monitoraggio delle colture durante<br />
il ciclo di crescita, anche al<br />
fine di ottimizzare i raccolti.<br />
È dunque una tecnica efficace<br />
e importante nel monitoraggio<br />
delle colture e di altri obiettivi<br />
agricoli perché non solo la sua<br />
acquisizione non è affetta dalla<br />
copertura nuvolosa (Beriaux et<br />
al. 2013), ma permette di valutare<br />
lo stato del raccolto e l'umidità<br />
del suolo e ottimizzare di molto<br />
l'uso di acqua e fertilizzanti. Il<br />
SAR è sensibile alle strutture geometriche<br />
e alle proprietà dielettriche<br />
dei bersagli e ha una certa<br />
capacità di penetrazione verso<br />
alcuni bersagli agricoli. Le capacità<br />
del SAR per le applicazioni<br />
agricole possono essere organizzate<br />
in tre categorie principali:<br />
identificazione delle colture e statistiche<br />
sull'area di semina delle<br />
colture, estrazione dei parametri<br />
delle colture e dei terreni coltivati<br />
e stima della resa delle colture (an<br />
LIU et al. 2019).<br />
Negli ultimi anni, con i notevoli<br />
progressi nei sistemi di telerilevamento<br />
SAR, le fonti di dati<br />
SAR disponibili si sono notevolmente<br />
arricchite. L'accuratezza<br />
della classificazione delle colture<br />
e dell'estrazione dei parametri<br />
mediante dati SAR è stata<br />
progressivamente migliorata.<br />
Il telerilevamento SAR ha un<br />
grande potenziale e svolgerà un<br />
ruolo più significativo nei vari<br />
campi del telerilevamento agricolo<br />
(Ballester-Berman, Lopez-<br />
Sanchez, and Fortuny-Guasch<br />
2005).<br />
Questi nuovi sensori consentiranno<br />
l'ulteriore sviluppo di applicazioni<br />
SAR in agricoltura, in<br />
particolare nella mappatura dei<br />
tipi di colture, nella valutazione<br />
delle condizioni delle colture,<br />
nella stima dell'umidità del suolo<br />
(Beauregard, Goita, and Magagi<br />
2016) e nella stima della resa<br />
delle colture. Il SAR giocherà un<br />
ruolo sempre più importante e<br />
insostituibile nel campo del telerilevamento<br />
agricolo (an LIU et<br />
al. 2019).<br />
Per questo e per altre importanti<br />
implicazioni del SAR non solo in<br />
agricoltura ma anche nel monitoraggio<br />
delle infrastrutture critiche,<br />
lo sviluppo di questi sensori<br />
riveste una notevole importanza<br />
fornendo uno strumento utile<br />
per i decisori(Schiavon et al.<br />
<strong>2021</strong>) (Schiavon, Taramelli, and<br />
Tornato <strong>2021</strong>).<br />
A questo si aggiunge che un<br />
esiguo numero di Paesi ad oggi<br />
sviluppa questa tecnologia: l'Italia,<br />
leader nel mondo grazie<br />
alla costellazione Cosmo Sky-<br />
Med, l'Argentina con il satellite<br />
SAOCOM, il Canada con il<br />
sistema RADARSAT ne sono i<br />
principali detentori.<br />
Il Progetto SIASGE (Italian-<br />
Argentinian satellite system for<br />
Disaster Management and economic<br />
development) è il risultato<br />
della partnership tra i due Paesi,<br />
che hanno deciso di sviluppare<br />
un sistema operativamente integrato,<br />
per gestire e prevenire le<br />
grandi emergenze naturali e ambientali.<br />
È composto dai satelliti<br />
COSMO-SkyMed, che acquisiscono<br />
in banda X, e dai satelliti<br />
SAOCOM che acquisiscono immagini<br />
con un SAR in banda L.<br />
Il caso specifico: NOCTUA<br />
NOCTUA è il pilota di un<br />
servizio commerciale per la raccolta,<br />
il processamento, l’analisi<br />
e la distribuzione di dati per il<br />
monitoraggio delle infrastrutture<br />
e del territorio lombardo<br />
attraverso un satellite SAR. Il<br />
partenariato del progetto vede<br />
la partecipazione di D-Orbit<br />
SpA (capofila); MetaSensing-<br />
Beta 80 SpA - Fondazione<br />
Centro Europeo di Formazione<br />
e Ricerca in Ingegneria Sismica<br />
EUCENTRE - IUSS di Pavia<br />
-TRE ALTA-MIRA srl con<br />
la consulenza di Fondazione<br />
Politecnico di Milano e il sostegno<br />
di Lombardia Aerospace<br />
Cluster e Fondazione Cluster<br />
Tecnologie per le Smart Cities &<br />
Communities – Lombardia.<br />
NOCTUA, finanziato da<br />
Regione Lombardia (POR-FESR<br />
2014-2020), prevede di installare<br />
il satellite SAR su una piattaforma<br />
per mini/microsatelliti,<br />
avendo come obiettivo principale<br />
quello di abilitare un servizio<br />
all’avanguardia di osservazione<br />
della Terra per il monitoraggio di<br />
infrastrutture, quali strade, ponti,<br />
20 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
dighe, edifici, aree urbane e rurali<br />
e di risorse naturali, quali montagne,<br />
fiumi, laghi, ghiacciai e<br />
nevai. Il progetto punta a dimostrare<br />
la capacità di implementare<br />
un segmento spaziale dedicato a<br />
basso costo e ad alta risoluzione,<br />
che possa essere commercialmente<br />
fruibile e user friendly e<br />
che possa essere utilizzato anche<br />
all’interno di una costellazione,<br />
rendendo così il servizio di osservazione<br />
della Terra competitivo e<br />
scalabile. Stando agli attuali dati,<br />
il sensore garantirà prestazioni di<br />
altissimo livello anche inferiori al<br />
metro (sub-meter /
REPORT<br />
NOCTUA e l’implicazione<br />
sull’agricoltura di precisione<br />
Le chiara identificazione delle<br />
caratteristiche del radar, ovvero<br />
banda di frequenza, polarizzazione,<br />
tempo di rivisitazione e<br />
risoluzione al suolo, anche nell’obiettivo<br />
centrale di rispondere<br />
a quelli che sono gli obiettivi<br />
principali del progetto rispetto<br />
agli obiettivi strategici (IMG 3),<br />
risulta essere cruciale nella definizione<br />
delle principali caratteristiche<br />
del satellite NOCTUA in<br />
banda X. Nel caso specifico della<br />
classificazione dei tipi di culture<br />
tramite dato SAR inoltre, come<br />
affermato da Jia (Jia et al. 2012),<br />
bisogna tenere in considerazione<br />
che l’accuratezza del dato dipende<br />
principalmente dalla sensibilità<br />
del coefficiente di retrodiffusione<br />
radar alla differenza nelle<br />
caratteristiche biofisiche della<br />
struttura della pianta, cosi come<br />
sono influenzati dalle peculiari<br />
variazioni indotte nel backscattering<br />
dal ciclo di crescita di una<br />
data pianta.<br />
Con il lancio dei satelliti<br />
TerraSAR-X e COSMO-<br />
SkyMed, l'uso dei dati SAR in<br />
banda X è stato ampliamente<br />
dimostrato a livello di efficacia/<br />
efficienza (Mori, Marzano, and<br />
Pierdicca 2020). Altrettanto<br />
dimostrato (Villa et al. 2015)<br />
(Jia et al. 2012), è l’utilizzo congiunto<br />
e sinergico di dati SAR<br />
in banda C e dati SAR in banda<br />
X, in grado di riprodurre dati<br />
più performanti, a totale vantaggio<br />
dell’utilizzatore finale (eg<br />
maggiori risoluzioni spaziali e<br />
temporali).<br />
Il satellite in banda X<br />
NOCTUA quindi, se utilizzato<br />
in sinergia con altre costellazioni<br />
e altre bande, potrebbe avere performance<br />
eccellenti, generando la<br />
riproduzione accurata di mappe<br />
per la classificazione delle culture.<br />
Stando alle rielaborazioni interne<br />
del partner del progetto<br />
responsabile per l’attività di<br />
“user requirements”, il tipo di<br />
dato elaborato via NOCTUA,<br />
se appunto utilizzato in sinergia<br />
con altre costellazioni, riuscirà a<br />
fornire una maggiore precisione<br />
in termini di risoluzione al suolo<br />
(potenzialmente più alta rispetto<br />
ad altri satelliti come Sentinel-1).<br />
Questo punto sarà fondamentale<br />
per determinare prodotti di serie<br />
temporali di deformazione del<br />
suolo, soprattutto nei casi di subsidenza<br />
indotta dall'uomo.<br />
Conclusioni<br />
NOCTUA, attualmente ancora<br />
in fase di sviluppo, consentirà<br />
uno sviluppo tecnologico unico<br />
nel suo genere ed offre senz’altro<br />
un nuovo modo di leggere il territorio<br />
(in coerenza con la strategia<br />
di specializzazione intelligente<br />
regionale), fornendo a cittadini,<br />
amministrazioni pubbliche e<br />
aziende private un modo innovativo<br />
per preservare l’ecosistema<br />
e le infrastrutture, e allo stesso<br />
tempo sfruttarle in modo sicuro<br />
e responsabile.<br />
NOCTUA, grazie alla presenza<br />
di una interfaccia grafica user<br />
friendly ed alla disponibilità del<br />
dato processato su app gestito da<br />
una piattaforma cloud, è pensato<br />
per rispondere alla grande<br />
sfida connessa al mondo dei dati<br />
Osservazione della Terra, ovvero<br />
massimizzare fruibilità del servizio<br />
anche verso soggetti non<br />
tecnici.<br />
Ciò permetterà di superare<br />
quelle difficoltà tipiche dal<br />
complesso processo di accesso,<br />
acquisizione ed elaborazione dei<br />
dati SAR grezzi, emerse anche<br />
nel contesto del programma<br />
europeo Copernicus dove la<br />
difficoltà appunto nell’accesso/<br />
acquisizione del dato, unito alla<br />
frammentazione del mercato,<br />
alla difficoltà nel collegare e far<br />
incontrare in modo efficiente<br />
domanda e offerta di prodotti e<br />
servizi offerti (Andrea Taramelli,<br />
De Bernardinis, and Castellani<br />
2020), risultano essere alcuni dei<br />
principali problemi del programma,<br />
limitando il vero sviluppo<br />
dell’enorme mercato downstream<br />
ad esso collegato.<br />
Fig. 3 - Obiettivi di progetto (blu) Vs Obiettivi strategici (rosso) ( Fonte: riproduzione D-Orbit).<br />
22 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
BIBLIOGRAFIA<br />
an LIU, Chang, Zhong xin CHEN, Yun<br />
SHAO, Jin song CHEN, Tuya Hasi,<br />
and Hai zhu PAN. 2019. “Research<br />
Advances of SAR Remote Sensing for<br />
Agriculture Applications: A Review.”<br />
Journal of Integrative Agriculture 18 (3):<br />
506–25. https://doi.org/10.1016/S2095-<br />
3119(18)62016-7.<br />
Anderson, Katherine, Barbara Ryan,<br />
William Sonntag, Argyro Kavvada, and<br />
Lawrence Friedl. 2017. “Earth Observation<br />
in Service of the 2030 Agenda for<br />
Sustainable Development.” Geo-Spatial<br />
Information Science 20 (2). https://doi.org<br />
/10.1080/10095020.2017.1333230.<br />
Ballester-Berman, J David, Juan M Lopez-<br />
Sanchez, and Joaquim Fortuny-Guasch.<br />
2005. “Retrieval of Biophysical Parameters<br />
of Agricultural Crops Using Polarimetric<br />
SAR Interferometry.” IEEE Transactions<br />
on Geoscience and Remote Sensing 43<br />
(4): 683–94. https://doi.org/10.1109/<br />
TGRS.2005.843958.<br />
Bartsch, Annett, Sarah Ley, Ingmar Nitze,<br />
Georg Pointner, and Gonçalo Vieira. 2020.<br />
“Feasibility Study for the Application<br />
of Synthetic Aperture Radar for Coastal<br />
Erosion Rate Quantification Across the<br />
Arctic.” Frontiers in Environmental<br />
Science 8. https://doi.org/10.3389/<br />
fenvs.2020.00143.<br />
Beauregard, Vincent, Kalifa Goita, and<br />
Ramata Magagi. 2016. “Empirical Model<br />
for Surface Soil Moisture Estimation over<br />
Wheat Fields Using C-Band Polarimetric<br />
SAR.” International Geoscience and<br />
Remote Sensing Symposium (IGARSS)<br />
2016-Novem: 1695–98. https://doi.<br />
org/10.1109/IGARSS.2016.7729433.<br />
Beriaux, Emilie, Cozmin Lucau-Danila,<br />
Eric Auquiere, and Pierre Defourny. 2013.<br />
“Multiyear Independent Validation of the<br />
Water Cloud Model for Retrieving Maize<br />
Leaf Area Index from SAR Time Series.”<br />
International Journal of Remote Sensing<br />
34 (12): 4156–81. https://doi.org/10.1080<br />
/01431161.2013.772676.<br />
EO4SDG Team. 2020. “EO4SDG<br />
EARTH OBSERVATIONS In Service<br />
of the 2030 Agenda for Sustainable<br />
Developments: Strategic Implementation<br />
Plan 2020-2024.” Strategic<br />
Implementation Plan 2020-2024.<br />
Giordan, Daniele, Davide Notti, Alfredo<br />
Villa, Francesco Zucca, Fabiana Calò,<br />
Antonio Pepe, Furio Dutto, Paolo Pari,<br />
Marco Baldo, and Paolo Allasia. 2018.<br />
“Low Cost, Multiscale and Multi-Sensor<br />
Application for Flooded Area Mapping.”<br />
Natural Hazards and Earth System<br />
Sciences 18 (5): 1493–1516. https://doi.<br />
org/10.5194/nhess-18-1493-2018.<br />
Jia, Kun, Qiangzi Li, Yichen Tian,<br />
Bingfang Wu, Feifei Zhang, and Jihua<br />
Meng. 2012. “Crop Classification Using<br />
Multi-Configuration SAR Data in the<br />
North China Plain.” International Journal<br />
of Remote Sensing 33 (1): 170–83. https://<br />
doi.org/10.1080/01431161.2011.587844.<br />
Long, Stephanie, Temilola E Fatoyinbo,<br />
and Frederick Policelli. 2014. “Flood<br />
Extent Mapping for Namibia Using<br />
Change Detection and Thresholding with<br />
SAR.” Environmental Research Letters<br />
9 (3). https://doi.org/10.1088/1748-<br />
9326/9/3/035002.<br />
Meta, Adriano, and Filippo Speziali. <strong>2021</strong>.<br />
“Design and Performance Analysis of the<br />
MetaSensing StarSAR-X, the Phased Array<br />
SAR Payload of the NOCTUA Project.”<br />
Proceedings of the European Conference<br />
on Synthetic Aperture Radar, EUSAR<br />
<strong>2021</strong>-March: 965–68.<br />
Mori, Saverio, Frank S. Marzano, and<br />
Nazzareno Pierdicca. 2020. “X-Band<br />
Synthetic Aperture Radar Methods.”<br />
Advances in Global Change Research 67:<br />
315–39. https://doi.org/10.1007/978-3-<br />
030-24568-9_18.<br />
Musa, Z N, I Popescu, and A Mynett.<br />
2015. “A Review of Applications of<br />
Satellite SAR, Optical, Altimetry and<br />
DEM Data for Surface Water Modelling,<br />
Mapping and Parameter Estimation.”<br />
Hydrology and Earth System Sciences 19<br />
(9). https://doi.org/10.5194/hess-19-3755-<br />
2015.<br />
Piccardi, Giovanni. 1995. Elaborazione<br />
Del Segnale Radar. Metodologie Ed<br />
Applicazioni. Edited by Franco Angeli.<br />
Proisy, C, E Mougin, E Dufrene, and<br />
V Le Dantec. 2000. “Monitoring<br />
Seasonal Changes of a Mixed Temperate<br />
Forest Using ERS SAR Observations.”<br />
IEEE Transactions on Geoscience and<br />
Remote Sensing 38 (1). https://doi.<br />
org/10.1109/36.823949.<br />
Renga, Alfredo, Maria D Graziano, M<br />
D’Errico, A Moccia, and A Cecchini.<br />
2011. “SAR-Based Sea Traffic<br />
Monitoring: A Reliable Approach for<br />
Maritime Surveillance.” In . https://doi.<br />
org/10.1117/12.897986.<br />
Schiavon, Emma, Andrea Taramelli, and<br />
Antonella Tornato. <strong>2021</strong>. “Modelling<br />
Stakeholder Perceptions to Assess<br />
Green Infrastructures Potential in<br />
Agriculture through Fuzzy Logic: A<br />
Tool for Participatory Governance.”<br />
Environmental Development, September,<br />
100671. https://doi.org/10.1016/J.<br />
ENVDEV.<strong>2021</strong>.100671.<br />
Schiavon, Emma, Andrea Taramelli,<br />
Antonella Tornato, and Fabio Pierangeli.<br />
<strong>2021</strong>. “Monitoring Environmental and<br />
Climate Goals for European Agriculture:<br />
User Perspectives on the Optimization<br />
of the Copernicus Evolution Offer.”<br />
Journal of Environmental Management<br />
296: 113121. https://doi.org/10.1016/j.<br />
jenvman.<strong>2021</strong>.113121.<br />
Sun, Wenchao, Hiroshi Ishidaira, and<br />
Satish Bastola. 2009. “Estimating<br />
Discharge by Calibrating Hydrological<br />
Model against Water Surface Width<br />
Measured from Satellites in Large<br />
Ungauged Basins.” Annual Journal of<br />
Hydraulic Engineering 53: 49–54.<br />
Taramelli, A., L. Di Matteo, P. Ciavola,<br />
F. Guadagnano, and C. Tolomei. 2015.<br />
“Temporal Evolution of Patterns and<br />
Processes Related to Subsidence of the<br />
Coastal Area Surrounding the Bevano<br />
River Mouth (Northern Adriatic) – Italy.”<br />
Ocean & Coastal Management 108<br />
(May): 74–88. https://doi.org/10.1016/J.<br />
OCECOAMAN.2014.06.021.<br />
Taramelli, Andrea, Bernardo De<br />
Bernardinis, and Maria Vittoria Castellani.<br />
2020. “Il Programma Copernicus e Il<br />
Ruolo Della Sua Academy All ’ Epoca Dei<br />
Big Data.” FUP Journals CONTESTI C:<br />
36–51. https://doi.org/10.13128/contest-11868.<br />
United Nations Department of Economic<br />
and Social Affairs. 2020. “Good Practices,<br />
Success Stories and Lessons Learned<br />
in SDG Implementation.” Sustainable<br />
Development Knowledge Platform, no.<br />
March 2020: 1–3. https://sustainabledevelopment.un.org/sdgs/goodpractices.<br />
Villa, Paolo, Daniela Stroppiana, Giacomo<br />
Fontanelli, Ramin Azar, and Pietro<br />
Alessandro Brivio. 2015. “In-Season<br />
Mapping of Crop Type with Optical<br />
and X-Band SAR Data: A Classification<br />
Tree Approach Using Synoptic Seasonal<br />
Features.” Remote Sensing 7 (10): 12859–<br />
86. https://doi.org/10.3390/rs71012859.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
Earthobservation; SAR; monitoring;<br />
precision farming<br />
ABSTRACT<br />
SAR systems have notable and interesting applications<br />
in Earth Observation, in particular<br />
in environmental and infrastructure monitoring,<br />
in the control of water resources, oceans<br />
and coasts and in the control of agricultural<br />
and forest resources.<br />
Relevant added value of the SAR is to acquire<br />
images in all weather conditions to help in the<br />
prevention and analysis of disasters due to natural<br />
or anthropogenic causes and for all precursor<br />
phenomena of environmental disasters.<br />
In this scenario NOCTUA, a project carried<br />
out by a partnership leaded by D-Orbit and<br />
funded by Lombardia Region, offers multiple<br />
opportunities, representing a platform with a<br />
phased array SAR payload, to be developed by<br />
MetaSensing, at competitive costs and with<br />
excellent acquisition performance on the international<br />
scene.<br />
AUTORE<br />
Elena Giglio<br />
elena.giglio@polito.it<br />
Politecnico di Torino, Corso Duca degli<br />
Abruzzi, 24, 10129 Torino TO,<br />
Mariangela Dejana<br />
mariangela.dejana@uniroma1.it<br />
Scuola di Ingegneria Aerospaziale,<br />
Università di Roma “La Sapienza”, via<br />
Salaria 865, Roma,<br />
Marco Bevilacqua<br />
marco.bevilacqua@dorbit.space<br />
D-Orbit, Viale Risorgimento, 57 22073<br />
Fino Mornasco, Como CO,<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 23
MERCATO<br />
Lago Maharloo<br />
(17 settembre <strong>2021</strong>)<br />
Il lago Maharloo, un lago salato stagionale che si<br />
trova in Iran, è mostrato in questa immagine catturata dalla<br />
missione Copernicus Sentinel-2. Maharloo si trova ad una altitudine di<br />
circa 1400 m sul livello del mare, in una località a 27 km a sud est di Shiraz,<br />
nell’Iran sud occidentale. In questa regione desertica l’evaporazione annuale è di<br />
molto maggiore delle precipitazioni nello stesso periodo, sicchè spesso il lago si presenta<br />
molto secco. A causa del suo alto tasso di evaporazione nel corso del tempo il letto del lago si<br />
è ricoperto di sale. Questa cresciuta salinità delle acque ha consentito a certe alghe di proliferare<br />
e ricoprire la superficie del lago. L’acqua ospita una varietà di organismi che mostrano colori che<br />
vanno dal rosa all’arancione ed al rosso, con l’intensità dei colori che differisce a seconda del periodo<br />
dell’anno. Normalmente, più il lago è profondo più scure appaiono le sue acque. Giacchè il lago è stagionale<br />
il livello delle acque scende in estate e sale nuovamente in inverno. In questa immagine, acquisita<br />
nel giugno del 2019, il lago appare di arancione scuro il che significa che il livello delle sue acque è molto<br />
basso, ma che comunque c’è ancora acqua. Al confronto, Maharloo è risultato completamente secco nel<br />
giugno del <strong>2021</strong>. Come accade in molti altri casi di laghi desertici, il sale asportato dall’acqua proviene<br />
dalle montagne circostanti e si accumula, risultando così visibile in questa immagine come una crosta di<br />
colore bianco lungo le sponde. In alcune zone del lago sono state costruite delle infrastrutture adibite<br />
proprio alla estrazione del sale (nell’immagine alcune di esse sono visibili lungo la costa meridionale).<br />
L’eccessiva salinità del lago ostacola lo sviluppo di organismi al suo interno, quali specialmente i pesci.<br />
Tuttavia, alcuni uccelli – tra cui il fenicottero - migrano sul Maharloo durante i mesi estivi. Shiraz,<br />
visibile in alto a sinistra nell’immagine, è la quarta più popolata città dell’Iran. L’Aeroporto Internazionale<br />
di Shiraz si può osservare appena a sud della città. Con i suoi 13 canali spettrali<br />
la nuova camera da ripresa di Sentinel-2 può acquisire parametri di qualità dell’acqua<br />
come la concentrazione superficiale di clorofilla, oppure segnalare dannose fioriture<br />
di alghe, oppure misurare la torbidità (o trasparenza) dell’acqua, dando chiare<br />
indicazioni della sua salute e sul suo livello di inquinamento.<br />
Traduzione: Gianluca Pitittto<br />
Crediti: European Space Agency<br />
24 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
MERCATO<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 25
REPORT<br />
Come un'importante agenzia spaziale<br />
sta preparando il proprio archivio di<br />
immagini per il futuro dell'analisi<br />
di Shawn Melamed<br />
Per la prima volta nel<br />
settore, CATALYST e<br />
SANSA hanno collaborato<br />
per sviluppare un flusso di<br />
lavoro per l’Analysis Ready<br />
Data (ARD) completamente<br />
automatizzato per l'archivio<br />
di immagini satellitari SPOT<br />
di SANSA. Ciò rende le<br />
immagini satellitari di SANSA<br />
più accessibili a ricercatori,<br />
decisori politici e partner<br />
del governo sudafricano per<br />
aiutare a prendere decisioni<br />
informate sul futuro del<br />
Sudafrica.<br />
Quale è il raccolto stimato<br />
del nostro paese<br />
quest'anno? Quanto<br />
cibo dovremo importare?<br />
Avremo abbastanza acqua per<br />
i bisogni della nostra nazione?<br />
Come possiamo aspettarci che<br />
le nostre città si espandano? Di<br />
quali nuovi servizi hanno bisogno<br />
i nostri cittadini?<br />
Queste sono le domande con<br />
cui i governi di tutto il mondo<br />
devono confrontarsi; e non ci<br />
sono risposte facili. Ma c'è una<br />
cosa che queste decisioni hanno<br />
in comune: le immagini satellitari.<br />
Questi dati sono una fonte<br />
di informazioni che aiutano i<br />
governi e le agenzie a prendere<br />
le decisioni giuste. Tuttavia, c'è<br />
un problema. Nella scienza dei<br />
dati si dice spesso che l'80% del<br />
tempo e dei costi viene speso<br />
per preparare i dati per l'analisi.<br />
Ciò significa che solo il 20%<br />
del tuo tempo viene dedicato<br />
alla parte importante: l'analisi<br />
effettiva di quei dati. Ma cosa<br />
succederebbe se potessi automatizzare<br />
l'intero processo di preparazione<br />
dei dati, in modo che<br />
le tue immagini satellitari siano<br />
pronte per l'uso dopo che sono<br />
state acquisite? È qui che entra<br />
in gioco l’Analysis Ready Data<br />
(ARD), cioè la generazione di<br />
dati pronti per essere analizzati.<br />
Ottenere il massimo dai dati<br />
satellitari<br />
ARD è il risultato della conversione<br />
dei pixel dell'immagine<br />
satellitare in misurazioni scientifiche<br />
interoperabili altamente<br />
26 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
accurate. Ciò consente un'analisi<br />
immediata con un'elaborazione<br />
aggiuntiva minima. A livello<br />
globale, i governi e le organizzazioni<br />
stanno sfruttando l'ARD<br />
per ridurre la complessità connessa<br />
con l'elaborazione dei dati<br />
satellitari incluso il dipartimento<br />
di osservazione della Terra<br />
dell'Agenzia spaziale nazionale<br />
sudafricana (SANSA). "SANSA<br />
è un'agenzia governativa, focalizzata<br />
sulla messa a disposizione<br />
dei dati spaziali per lo sviluppo<br />
e il beneficio dell'umanità"<br />
ha affermato Imraan Saloojee,<br />
Chief Sector e Business<br />
Developer di SANSA. Andiswa<br />
Mlisa, Managing Director Earth<br />
Observations presso SANSA,<br />
aggiunge: "Uno dei servizi fondamentali<br />
che dobbiamo fornire<br />
come parte del programma<br />
Earth Observation è l'accesso ai<br />
dati". Il dipartimento di osservazione<br />
della terra di SANSA<br />
raccoglie, elabora, archivia e<br />
diffonde i dati di osservazione<br />
della terra (principalmente da<br />
satelliti) per supportare il processo<br />
decisionale, la crescita<br />
economica e lo sviluppo sostenibile<br />
in Sud Africa. "Abbiamo<br />
un enorme archivio di dati di<br />
osservazione della terra" ha<br />
spiegato Imraan. "Acquisiamo<br />
dati LANDSAT dal 1972 e dati<br />
SPOT dalla fine degli anni '80.<br />
Questi dati sono importanti;<br />
vengono utilizzati dagli altri<br />
nostri dipartimenti governativi<br />
per prendere decisioni in merito<br />
all'agricoltura, alla gestione delle<br />
risorse idriche e agli insediamenti<br />
umani ". Tuttavia, per gli<br />
altri dipartimenti governativi, la<br />
valutazione di questi dati non è<br />
stata sempre facile.<br />
Semplificazione dei flussi di<br />
lavoro di elaborazione dei dati<br />
satellitari<br />
Per la prima volta nel settore,<br />
PCI Geomatics e SANSA<br />
hanno collaborato per sviluppare<br />
un flusso di lavoro ARD<br />
completamente automatizzato<br />
per l'elaborazione dei dati satellitari<br />
SPOT di SANSA. Ciò<br />
è stato fatto tramite il prodotto<br />
CATALYST Enterprise, un sistema<br />
di produzione scalabile<br />
per flussi di lavoro ripetibili di<br />
elaborazione delle immagini di<br />
osservazione della terra di qualsiasi<br />
dimensione. “La creazione<br />
di dati ARD è un processo complesso.<br />
Sta cambiando il modo<br />
in cui tradizionalmente si elaborano<br />
i dati satellitari ", ha affermato<br />
Imraan. "Questo perché<br />
si prendono dati multisensore,<br />
riunendoli tutti, allineandoli pixel<br />
per pixel e normalizzandoli,<br />
in modo che abbiano senso per<br />
un utente finale."<br />
“Per poterlo fare, servono nuovi<br />
flussi di lavoro. Fino a un po’ di<br />
tempo fa, non c'erano flussi di<br />
lavoro ARD per SPOT. Quello<br />
che PCI ha fatto attraverso<br />
CATALYST Enterprise è stato<br />
prendere i nostri dati SPOT<br />
e sviluppare flussi di lavoro<br />
automatizzati per allineare geometricamente,<br />
normalizzare<br />
radiometricamente e confezionare<br />
correttamente le immagini<br />
secondo gli standard CARD4L<br />
ARD". L'obiettivo finale di<br />
SANSA è quello di avere alla<br />
fine questi dati nell'Open Data<br />
Cube, una piattaforma open<br />
source per le immagini satellitari.<br />
Ciò consentirà ad altre agenzie<br />
governative in Sud Africa di<br />
accedere ai dati, con una licenza<br />
governativa multiutente che<br />
SANSA ha con Airbus, e di analizzarli<br />
immediatamente per le<br />
loro esigenze senza nessun’altra<br />
elaborazione.<br />
"Con questo flusso di lavoro<br />
ARD, gli utenti hanno accesso<br />
a dati corretti dal punto di vista<br />
atmosferico e geometrico - non<br />
devono sprecare il loro tempo<br />
per l'elaborazione", ha affermato<br />
Andiswa. “Ciò alleggerisce<br />
il lavoro degli utenti. Possono<br />
estrarre facilmente le infor-<br />
Fig. 1 - Profili di crescita dell'NDVI per gli anni passati e dall'inizio dell'anno in corso su un campo agricolo di esempio.<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 27
REPORT<br />
mazioni dai loro dati. Questo<br />
elimina l’onere dell'elaborazione<br />
dei dati da parte degli utenti<br />
finali", ha affermato Imraan.<br />
"Possono concentrarsi su ciò<br />
che conta per loro." E una volta<br />
che questo flusso di lavoro<br />
sarà completamente operativo,<br />
i dati saranno disponibili per<br />
gli utenti finali del governo nel<br />
giro di poche settimane invece<br />
che annualmente. Ciò è dovuto<br />
ai flussi di lavoro automatizzati,<br />
ma anche perché il sistema viene<br />
distribuito utilizzando l'infrastruttura<br />
cloud. “Con il precedente<br />
sistema era necessario<br />
un anno intero per processare<br />
i dati SPOT in un ortomosaico.<br />
Copiavamo il mosaico e le<br />
singole immagini in due hard<br />
drives e rilasciavamo questi hard<br />
drives ai vari dipartimenti o enti<br />
che volevano usare i dati” ha<br />
affermato Imraan. “Ma questo<br />
non è più fattibile. Abbiamo<br />
perciò cominciato a cercare un<br />
modo per rendere i dati disponibili<br />
per gli utenti il più velocemente<br />
possibile”.<br />
Applicazioni delle<br />
immagini ARD<br />
Creando e aggiungendo gli<br />
Analysis Ready data di SANSA<br />
a un open data cube, i ricercatori,<br />
i decisori politici e partner<br />
del governo sudafricano possono<br />
ora misurare facilmente le<br />
tendenze e i cambiamenti nel<br />
tempo, senza dover avere una<br />
conoscenza specifica di elaborazione<br />
delle immagini. Come i<br />
dati meteorologici che descrivono<br />
le temperature e le precipitazioni<br />
giornaliere storiche, i pixel<br />
dell'immagine normalizzati possono<br />
essere interrogati per quasi<br />
tutte le località del Sudafrica in<br />
un lungo periodo di tempo.<br />
Il confronto delle informazioni<br />
storiche acquisite dalle immagini<br />
satellitari degli ultimi 30<br />
anni, come la copertura vegetale,<br />
l'uso del suolo, la salute delle<br />
colture e la deforestazione, non<br />
solo ci aiuta a comprendere il<br />
nostro passato, ma può aiutarci<br />
a prevedere il nostro futuro.<br />
Ad esempio, un semplice indice<br />
di vegetazione, noto come<br />
NDVI, può essere utilizzato per<br />
prevedere la resa delle colture.<br />
Questo si ottiene creando un<br />
profilo di crescita temporale<br />
che misura la salute e la densità<br />
della vegetazione di un campo<br />
durante la stagione di crescita.<br />
Questi profili di crescita possono<br />
a loro volta essere utilizzati<br />
per prevedere la resa per il<br />
raccolto durante la stagione di<br />
crescita.<br />
Altre applicazioni includono:<br />
• Misurare la perdita o il guadagno<br />
di habitat naturale per<br />
calcolare le emissioni di CO2.<br />
• Costruire modelli di intelligenza<br />
artificiale per rilevare automaticamente<br />
attività illegali,<br />
come colture illegali, silvicoltura<br />
illegale e costruzioni illegali<br />
• Misurare e prevedere le vendite<br />
al dettaglio e le attività<br />
commerciali in generale<br />
• Aiutare le compagnie di assicurazione<br />
a misurare l'entità<br />
dei danni<br />
• Rilevare automaticamente i<br />
rischi per le infrastrutture critiche<br />
• Monitorare le fonti di energia<br />
• Aiutare le autorità portuali a<br />
ottimizzare il traffico e la sicurezza.<br />
Migliorando la generazione di<br />
Analysis Ready Data, migliora<br />
l’analisi stessa<br />
SANSA ha la responsabilità nei<br />
confronti dei propri stakeholder<br />
di fornire i dati e le informazioni<br />
più accurati per aiutare a<br />
prendere decisioni importanti<br />
sul futuro del Sudafrica. Ciò<br />
include delle specifiche applicazioni,<br />
come la previsione della<br />
resa delle colture per garantire<br />
la sicurezza alimentare e la<br />
misurazione delle emissioni di<br />
carbonio per ridurre gli impatti<br />
dei cambiamenti climatici.<br />
Convertendo il proprio archivio<br />
in “dati pronti per l'analisi”<br />
(Analysis Ready Data) basati<br />
sugli standard CARD4L,<br />
SANSA garantisce che i dati<br />
alla base dell'analisi e degli approfondimenti<br />
soddisfino uno<br />
dei requisiti più severi al mon-<br />
Fig. 2 - Il Rover con carico utile laterale.<br />
28 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
do in termini di accuratezza e<br />
qualità. D’altra parte, la qualità<br />
dell’input è direttamente legata<br />
alla qualità dell’output (o come<br />
si dice in gergo informatico<br />
“garbage in – garbage out”).<br />
Cosa significa esattamente<br />
accuratezza per quanto riguarda<br />
gli Analysis Ready Data?<br />
L'accuratezza ARD è divisa in<br />
due componenti, accuratezza<br />
posizionale e accuratezza radiometrica.<br />
L'accuratezza posizionale si<br />
riferisce alla conformità dei<br />
pixel di un'immagine alle coordinate<br />
corrette in base a una<br />
fonte di controllo. Un modo<br />
comune per misurare l'accuratezza<br />
della posizione è calcolare<br />
l'errore circolare probabile 90<br />
(CEP90) e l'errore quadratico<br />
medio (RMSE), dove valori<br />
più piccoli indicano una maggiore<br />
accuratezza (errore più<br />
basso). Sfruttando l'algoritmo<br />
di SuperRegistration all'interno<br />
del flusso di lavoro ARD<br />
di CATALYST, SANSA ha<br />
generato immagini ARD con<br />
un CEP90 di 0,13 pixel e un<br />
RMSE inferiore a 0,10 pixel, da<br />
un sottoinsieme di 727 immagini,<br />
il che significa che la maggior<br />
parte dei pixel è accurata a<br />
1/10 di un pixel.<br />
L’accuratezza radiometrica,<br />
d'altra parte, si riferisce alla<br />
corrispondenza della riflettanza<br />
superficiale rispetto a una sorgente<br />
di controllo. L’accuratezza<br />
radiometrica può essere misurata<br />
in modo efficace calcolando<br />
la media R2, dove l’accuratezza<br />
aumenta man mano che ci si<br />
avvicina a 1. Con lo stesso sottoinsieme,<br />
le immagini ARD<br />
SPOT avevano una media R2<br />
complessiva di 0,91 rispetto<br />
a una sorgente di controllo<br />
MODIS.<br />
Per garantire che i prodotti<br />
ARD di SANSA abbiano la<br />
miglior qualità possibile, la risoluzione<br />
dell'immagine è stata<br />
anche massimizzata utilizzando<br />
una sofisticata tecnica di fusione<br />
dell'immagine multi-risoluzione<br />
che rende più nitida l'immagine<br />
multispettrale tramite l'immagine<br />
pancromatica mantenendo la<br />
fedeltà spettrale.<br />
Leader del settore con nuovi<br />
flussi di lavoro e standard.<br />
Un altro vantaggio per SANSA<br />
è che CATALYST Enterprise<br />
elabora i dati secondo gli<br />
standard leader del settore.<br />
“il Committee on Earth<br />
Observation Satellites ha messo<br />
insieme gli standard [CARD4L]<br />
per i dati ARD. Il pacchetto<br />
software CATALYST Enterprise<br />
ci ha permesso di produrre dati<br />
all'interno di questi standard”<br />
ha affermato Imraan. "PCI<br />
Geomatics è stata in grado di<br />
applicare il rigore scientifico<br />
leader del settore ai dati SPOT<br />
ARD creati".<br />
Ciò garantisce che i dati siano<br />
interoperabili su piattaforme e<br />
sistemi diversi e continueranno<br />
a esserlo per decenni a venire.<br />
"Uno dei più grandi valori nel<br />
seguire uno standard come questo<br />
è che sappiamo che i nostri<br />
dati sono della stessa qualità",<br />
aggiunge Andiswa. "si acquista<br />
credibilità, ma anche compatibilità<br />
tra piattaforme e sistemi".<br />
Nel complesso, Imraan ha sentito<br />
che questa collaborazione<br />
con PCI ha mostrato come i<br />
governi e le organizzazioni private<br />
possono lavorare insieme<br />
per promuovere l'innovazione.<br />
"Prima di lavorare insieme,<br />
non esistevano flussi di lavoro<br />
di elaborazione dati SPOT per<br />
ARD", ha affermato Imraan.<br />
"Questa collaborazione con PCI<br />
è un buon esempio di come<br />
le capacità stabilite all'interno<br />
delle organizzazioni private e del<br />
governo siano complementari<br />
e può aiutare a far progredire la<br />
conoscenza in tutto il settore.<br />
Poiché il nostro pianeta continua<br />
a cambiare rapidamente,<br />
un'analisi rapida e accurata diventerà<br />
ancora più importante.<br />
Il nostro team è stato formato<br />
da PCI sui nuovi flussi di lavoro<br />
ARD e stiamo impostando<br />
tutto il lavoro, ha detto Imraan.<br />
“L'obiettivo sarà quello di avere<br />
tutti i dati SPOT in un unico<br />
luogo in cui i responsabili delle<br />
decisioni possano accedere ai<br />
dati, eseguire immediatamente<br />
i propri script e algoritmi<br />
e utilizzare tali informazioni<br />
per qualunque cosa debbano<br />
fare. Si tratta di democratizzare<br />
l'accesso ai dati satellitari per<br />
tutti, abbassando la barriera<br />
all'ingresso ". Per saperne di<br />
più sulle soluzioni CATALYST<br />
Enterprise ARD, visita la pagina<br />
web o contatta il nostro team di<br />
vendita.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
Geomatica; immagini satellitari; processamento<br />
immagini; archivi; catalyst;<br />
sansa<br />
ABSTRACT<br />
As the world confronts the challenges of climate<br />
change, the role of satellite imagery becomes more<br />
important and is becoming more widely used.<br />
CATALYST, an industry leader in satellite image<br />
processing, and SANSA (South Africa National<br />
Space Agency), have partnered to convert SAN-<br />
SA’s SPOT image archive into Analysis Ready<br />
Data (ARD). The conversion process is fully<br />
automated and converts satellite image pixels into<br />
highly accurate measurements. Governments and<br />
businesses can then conduct immediate analysis to<br />
address sustainability issues that benefit local and<br />
national communities.<br />
CATALYST is helping SANSA future proof their<br />
investment and breathe new life into their satellite<br />
image archives.<br />
AUTORE<br />
Shawn Melamed<br />
melamed@catalyst.earth<br />
Catalyst Product Marketing Manager<br />
SYSDECO ITALIA s.r.l.<br />
Catalyst Official Distributor<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 29
REPORT<br />
La sfida all’agricoltura tradizionale, con la<br />
tecnologia e la precisione per dare<br />
sostenibilità alle produzioni agricole moderne<br />
di Matteo Antonello<br />
Cos'è l'agricoltura di precisione<br />
e perché è così importante<br />
oggi. Considerando la crescita<br />
demografica e le sfide<br />
economiche quotidiane, il settore<br />
agroindustriale deve aggiornare<br />
il proprio modo di lavorare<br />
introducendo moderne tecnologie<br />
per aiutare gli operatori, salvare<br />
e conservare il territorio e dare al<br />
cliente finale il miglior prodotto.<br />
“Il continuo aumento della<br />
popolazione mondiale, la<br />
corsa all’accumulo costante<br />
di scorte di cibo, unito alle sfide<br />
del mercato globale e del libero<br />
scambio, creano le motivazioni<br />
per introdurre moderne tecnologie<br />
in agricoltura” (Mondal<br />
Tewari, 2007).<br />
L’agricoltura è una delle attività<br />
più antiche del mondo. Essa<br />
ha dato la possibilità a tutte le<br />
popolazioni viventi sulla terra di<br />
provvedere al sostentamento.<br />
Essendo una pratica molto<br />
antica, è andata via via sviluppandosi<br />
e migliorandosi col<br />
tempo, passando da forme del<br />
tutto primitive, proprie dei primi<br />
agricoltori, migliaia di anni<br />
fa, arrivando a forme altamente<br />
specializzate e tecnologiche, tipiche<br />
dei giorni nostri.<br />
I primi agricoltori coltivavano<br />
solo per il sostentamento loro e<br />
delle proprie famiglie, passavano<br />
poi a vendere i loro prodotti in<br />
eccesso, creando un mercato,<br />
che con il passare del tempo e<br />
delle esigenze si è allargato ed<br />
espanso.<br />
Con il passare dei secoli l’agricoltura<br />
è diventata un punto<br />
cardine dell’economia mondiale;<br />
il suo progresso attuale procede<br />
a stretto contatto con l’aumento<br />
della popolazione.<br />
Diverse tecniche e pratiche si<br />
sono susseguite e scambiate per<br />
tenere il passo con l’evoluzione,<br />
che arrivata al nostro secolo,<br />
è diventata un vero è proprio<br />
sistema complesso di uomini,<br />
strutture e tecnologie in grado<br />
di condizionare le sorti politiche<br />
ed economiche di interi stati e<br />
popolazioni.<br />
L’agricoltura moderna, soprattutto<br />
nel XX secolo, ha fatto un<br />
enorme passo avanti rispetto alla<br />
sua concezione antica e tradizionale,<br />
quella in cui si coltivava per<br />
“sfamare” se stessi e la famiglia<br />
prima.<br />
La sua evoluzione procede di<br />
pari passo con la moltitudine di<br />
vincoli e problematiche che<br />
il mercato globale ha portato<br />
quotidianamente alla luce.<br />
Inquinamento, sfruttamento,<br />
impoverimento del suolo,<br />
denutrizione nei paesi sottosviluppati,<br />
siccità, non sono altro<br />
che alcuni esempi di nuove<br />
tematiche sempre più rilevanti<br />
anche per “l’agricoltura”.<br />
Proprio per mitigare, contrastare<br />
e risolvere questi problemi,<br />
correlati alla pratica agricola,<br />
si sta cercando di trovare<br />
delle soluzioni che coinvolgano<br />
quindi, non solo l’agricoltura<br />
in senso stretto, intesa<br />
come semplice produzione di<br />
derrate alimentari, ma anche<br />
tutti gli aspetti ad essa legati<br />
come: la sicurezza alimentare<br />
(food security), l’impatto<br />
ambientale, la biodiversità, il<br />
rispetto delle strutture sociali,<br />
l’efficienza e la riduzione per<br />
quanto possibile degli sprechi.<br />
Il progresso delle conoscenze<br />
permette di affrontare l’insie-<br />
30 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
me di queste problematiche<br />
con nuovi strumenti, in<br />
grado di fornire un valido<br />
contributo alla loro soluzione,<br />
o quanto meno per una<br />
gestione delle attività agricole<br />
più compatibili con i vincoli<br />
interni ed esterni al settore.<br />
In particolare, il progresso<br />
delle tecnologie applicate<br />
all’agricoltura comprende<br />
la cosiddetta Agricoltura di<br />
Precisione (AP). Ma cos’è<br />
esattamente?<br />
L’espressione assume significati<br />
diversi per persone diverse,<br />
per alcuni significa usare<br />
i satelliti, sensori mappe per<br />
fare i lavori che i nostri bisnonni<br />
facevano con i loro<br />
occhi, un pugno di terra in<br />
mano e buona memoria. Per<br />
altri rappresenta il futuro<br />
dell’agricoltura. Quel futuro<br />
significa gestire ogni fattore<br />
produttivo-fertilizzanti ammendanti,<br />
erbicidi, insetticidi,<br />
sementi ecc..- su una base<br />
sito specifica per ridurre gli<br />
sprechi, aumentare profitti e<br />
mantenere la qualità dell’ambiente<br />
(Basso et al., 2005).<br />
La AP sta rapidamente attirando<br />
attenzione su di sé in<br />
tutto il mondo (Mondal e<br />
Tewari, 2007). L’avvento dei<br />
computer, delle tecnologie<br />
informatiche, dei satelliti<br />
per uso civile, l’accessibilità<br />
a una grandissima quantità<br />
d’informazioni a disposizione<br />
di tutti, unite alla volontà<br />
di sfruttare queste risorse per<br />
sopperire ai problemi di food<br />
security e dell’inquinamento<br />
globale, stanno creando<br />
una favorevole sinergia di<br />
intervento, secondo il principio<br />
che “l’Agricoltura di<br />
Precisione è l’applicazione di<br />
un metodo scientifico e rigoroso<br />
alla pratica agricola”<br />
(Rusch, 2005).<br />
Affrontare l’agricoltura con<br />
metodi scientifici a prima<br />
vista può sembrare un affronto<br />
a Madre Natura, ma se andiamo<br />
a ricercare il vero significato di<br />
questa affermazione, che deve<br />
presupporre criteri corretti e<br />
responsabili, ci renderemo conto<br />
che spesso è l’esatto contrario.<br />
Infatti, l’AP è un processo nel<br />
quale da un campo molto grande<br />
ricaviamo tanti sub appezzamenti<br />
più piccoli permettendo la<br />
variazione di input seminativoculturali<br />
in accordo con i dati<br />
raccolti. In linea di principio,<br />
questo sistema dovrebbe permettere<br />
il massimo del ritorno<br />
dell’investimento con il minimo<br />
rischio di danno ambientale.<br />
Non è forse questo un modo per<br />
ottenere in maniera più “sana”<br />
quello che la Natura, il terreno,<br />
sono realmente disposti ad offrirci?<br />
Dopo anni di agricoltura tradizionale,<br />
in cui l’impiego su larga<br />
scala di pesticidi, antibiotici e<br />
fertilizzanti è stato ampiamente<br />
utilizzato e teoricamente supportato,<br />
occorre chiedersi dove<br />
siamo arrivati e se tutto ciò è ancora<br />
tollerabile a fronte di questioni<br />
come la degradazione del<br />
suolo e dell’ambiente, e il rilascio<br />
incontrollato di sostanze inquinanti<br />
(residui di pesticidi, nitrati<br />
e fosfati, ecc.).<br />
Occorre, viceversa, analizzare<br />
quali sono i motivi che ci spingono<br />
a credere in una innovativa<br />
forma di lavoro e di gestione del<br />
suolo e dell’ambiente, rispetto<br />
a quanto fatto fino al recente<br />
passato.<br />
I benefici potenziali sono:<br />
a) il margine economico che può<br />
essere maggiorato armonizzando<br />
gli input rispetto alle potenzialità<br />
di micro-aree dell’appezzamento;<br />
dosi adeguate di sementi, no<br />
sovrapposizioni;<br />
b) una notevole riduzione del rischio<br />
di inquinamento ambientale<br />
causato da prodotti chimici<br />
di sintesi introdotti a livelli superiori<br />
al necessario;<br />
c) maggiori garanzie di produttività<br />
assicurate da un preciso<br />
posizionamento geo-spaziale sul<br />
campo per migliorare la tracciabilità<br />
delle semine delle maggiori<br />
coltivazioni erbacee quali mais,<br />
soia, barbabietola, ecc.<br />
Questi benefici sono eccellenti<br />
esempi di come aspetti economici<br />
e ambientali possano coesistere<br />
armonicamente” (Godwin<br />
2003).<br />
Storicamente i confini degli<br />
appezzamenti erano dati da confini<br />
naturali come: colline, corsi<br />
d’acqua, alberi e strade, e i campi<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 31
REPORT<br />
erano gestiti molto omogeneamente<br />
al loro interno.<br />
Dal momento in cui l’agricoltura<br />
ha iniziato a svilupparsi tecnologicamente<br />
e, di conseguenza,<br />
le dimensioni, sia dei campi che<br />
macchinari sono aumentate, si è<br />
pensato di utilizzare gli appezzamenti<br />
in maniera più efficiente,<br />
modificando quelli che erano i<br />
confini storicamente accettati.<br />
Con grandi appezzamenti, trattati<br />
in maniera indifferenziata si<br />
verificano risultati non omogenei<br />
(Rusch, 2007).<br />
Riferendoci ai luoghi dove l’AP<br />
è maggiormente praticata, come<br />
nord e sud America, i paesi<br />
dell’est Europa quali Russia,<br />
Romania, e l’Australia, dove le<br />
estensioni aziendali superano<br />
facilmente le centinaia di ettari,<br />
si percepisce come questa pratica<br />
stia sempre più interessando<br />
paesi anche lontani e diversi per<br />
storia, ambiente e colture, ma<br />
accomunati da un giudizio di<br />
utilità, se non proprio di necessità,<br />
per questa pratica.<br />
In questo contesto si inserisce un<br />
modo nuovo di concepire l’agricoltura,<br />
in particolare quella di<br />
precisione.<br />
Ricordiamo che al presente ed<br />
ancor più in futuro restrizioni a<br />
molte attività umane finalizzate<br />
ad una mitigazione dell’impatto<br />
ambientale assumeranno<br />
sempre maggiore importanza.<br />
L’agricoltura non può fare eccezione<br />
e può, anzi, contribuire positivamente<br />
ad alleviare l’ascesa<br />
inarrestabile della concentrazione<br />
di anidride carbonica (CO2) in<br />
atmosfera, principale agente di<br />
un cambiamento climatico che<br />
occorre in tutti i modi contrastare.<br />
L’A.P. è nata negli Stati Uniti<br />
d’America agli inizi degli anni<br />
90, grazie all’avvento e all’applicazione<br />
di sistemi di localizzazione<br />
poco costosi, potenti computer,<br />
software GIS e sofisticati<br />
sistemi di comunicazione nei<br />
trattori e nelle operatrici.<br />
Da quel paese deriva un motto<br />
che semplifica la sua definizione.”<br />
Do the right thing, at the right<br />
place, at the right time” (Basso<br />
et al., 2005), che significa intervenire<br />
con la tecnica colturale<br />
appropriata al tempo giusto e nel<br />
posto giusto.<br />
Il concetto, dunque, offre l’opportunità<br />
di aumentare la produzione,<br />
migliorare l’uso delle<br />
risorse e ridurre il potenziale<br />
indesiderato dato dall’effetto<br />
dell’inquinamento causato da<br />
pratiche agricole non razionali.<br />
Confronto tra agricoltura di<br />
precisione e agricoltura tradizionale<br />
Nella normale pratica agricola,<br />
gli interventi vengono basati sulle<br />
caratteristiche medie del suolo<br />
e ciò implica che, in funzione<br />
delle intrinseche variabilità spaziali<br />
dentro il campo, l’applicazione<br />
dei fattori produttivi potrà<br />
essere insufficiente o eccedentaria.<br />
L’agricoltura di precisione,<br />
al contrario, mira ad adattare<br />
gli apporti puntiformi, tenendo<br />
conto della variabilità locale delle<br />
caratteristiche fisiche, chimiche e<br />
biologiche del campo, nonché<br />
della tempistica di applicazione<br />
(Pierce e Sadler, 1997). Tale tecnica<br />
può essere finalizzata a tre<br />
scopi principali:<br />
1) incrementare le rese a parità<br />
di input complessivi; 2) ridurre<br />
gli input a parità di resa; 3) incrementare<br />
le rese riducendo nel<br />
contempo gli input (Robert et<br />
al., 1993).<br />
Il progresso tecnologico raggiunto<br />
in termini di automazione,<br />
gestione ed elaborazione dei dati<br />
spaziali rende l’agricoltura di<br />
precisione già potenzialmente<br />
attuabile dall’agricoltore almeno<br />
dal punto di vista tecnico.<br />
Diviene per contro limitante<br />
l’impegno richiesto per la determinazione<br />
della variabilità<br />
spaziale dei fattori pedologici e<br />
biologici che concorrono a determinare<br />
la fertilità di un sito.<br />
Per alcuni fattori all’intrinseca<br />
variabilità spaziale, si aggiunge<br />
un’elevata variabilità temporale.<br />
Principali applicazioni<br />
dell’agricoltura di precisione.<br />
Le applicazioni principali si<br />
possono ricondurre a tutte le<br />
pratiche colturali: Raccolta,<br />
Lavorazioni, Difesa delle colture,<br />
Semina, Gestione dell’acqua<br />
irrigua.<br />
Raccolta<br />
L’A.P. in quanto basa tutto il<br />
suo concetto sulla variabilità,<br />
32 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
comincia dalla raccolta.<br />
Oggi le macchine da raccolta<br />
per le colture estensive sono<br />
predisposte per registrare in<br />
tempo reale i dati di quantità<br />
e di umidità del prodotto raccolto<br />
all’interno del campo.<br />
Questa operazione prende il<br />
nome di “monitoraggio delle<br />
produzioni”, il quale consente<br />
di avere una “fotografia<br />
istantanea” del raccolto al<br />
momento del passaggio della<br />
macchina. Il sistema per il<br />
monitoraggio comprende quattro<br />
componenti: il sensore di<br />
umidità e di quantità, che si<br />
collocano nella parte terminale<br />
della coclea; una centralina di<br />
gestione dei dati misurati che<br />
viene solitamente sistemata<br />
in cabina e il ricevitore satellitare,<br />
posto solitamente nel punto<br />
più alto della macchina. Il<br />
vantaggio principale dato dalla<br />
registrazione dei dati in campo<br />
è quello che dalle mappe di<br />
produzione possono emergere<br />
interessanti considerazioni per<br />
successivamente guidare tutte<br />
le operazioni agronomiche in<br />
campo.<br />
Lavorazioni del terreno<br />
La moderna tecnologia può<br />
aiutare soprattutto l’operatore<br />
alla guida della trattrice.<br />
In situazioni di lavoro su campi<br />
molto estesi vengono utilizzati<br />
attrezzi dalle dimensioni che<br />
superano facilmente i cinque<br />
metri di larghezza, conseguentemente<br />
anche i trattori avranno<br />
potenze elevate e dimensioni<br />
proporzionate. Un sistema di<br />
ausilio alla guida che permetta<br />
di seguire traiettorie diritte,<br />
evitando sovrapposizioni e<br />
inutili sprechi di carburante,<br />
può aumentare la produttività<br />
operativa fino al sedici per<br />
cento e diminuire i costi fino al<br />
cinquanta per cento nel caso si<br />
adotti un sistema con precisione<br />
fino a 2,5 cm di errore tra<br />
una passata e l’altra.<br />
Difesa delle colture<br />
Il ragionamento interessa<br />
maggiormente il modo in cui<br />
viene distribuito l’agro-farmaco<br />
tramite una limitazione degli<br />
sprechi. Il ricorso a un sistema<br />
di ausilio alla guida permette<br />
al trattorista di compiere<br />
passate senza sovrapposizioni<br />
non avendo quindi bisogno<br />
di utilizzare schiumogeno o<br />
segna-linea dando quindi una<br />
distribuzione proporzionale<br />
all’avanzamento.<br />
I vantaggi dipendono dall’unione<br />
del risparmio di prodotto<br />
ottenuto a seguito all’annullamento<br />
delle sovrapposizioni e<br />
alla gestione differenziata degli<br />
ugelli spruzzatori.<br />
Semina<br />
La tecnologia applicata al cantiere<br />
di semina consiste nei<br />
sistemi per utilizzare meglio il<br />
seme.<br />
Questa opportunità è dedicata<br />
alle colture seminate a righe<br />
dove solitamente la seminatrice<br />
è combinata con attrezzature<br />
per la minima lavorazione del<br />
terreno e può essere estesa anche<br />
a situazioni di semina in<br />
notturna.<br />
La semina di precisione ha due<br />
applicazioni fondamentali: la<br />
localizzazione variabile del fertilizzante<br />
alla semina, soluzione<br />
interessante per le colture a file<br />
come il mais, ottimizza la<br />
quantità di fertilizzante necessario<br />
a mettere la pianta nelle<br />
condizioni di affrontare le prime<br />
fasi di crescita; la variazione<br />
della quantità di seme in base<br />
alla produttività del Terreno.<br />
Questa soluzione permette di<br />
aumentare o diminuire le densità<br />
di semina all’interno dello<br />
stesso appezzamento a seconda<br />
della produttività dell’annata<br />
precedente o delle proprietà del<br />
suolo.<br />
Gestione dell’acqua irrigua<br />
La gestione dell’acqua è un<br />
problema particolare in quanto<br />
ci si riferisce ad una risorsa non<br />
sempre disponibile.<br />
Per un’azienda agricola gestire<br />
meglio l’acqua significa anche<br />
aumentare l’efficacia di altri interventi<br />
agricoli.<br />
La fertirrigazione, la diluizione<br />
in acqua di nutrienti somministrati<br />
durante l’irrigazione,<br />
può essere un esempio di come<br />
un’errata valutazione delle<br />
quantità di fertilizzante possa<br />
trasformarsi in un danno per la<br />
coltura.<br />
Scouting colturale<br />
Quando le normali tecnologie<br />
sensoristiche applicate alle macchine<br />
ed attrezzature giungono<br />
al loro limite per dimensioni o<br />
condizioni o per permettere alle<br />
stesse di operare nelle migliori<br />
condizioni possibili, vengono<br />
utilizziate tecnologie per impossessarsi<br />
delle informazioni<br />
a priori; il cosiddetto scouting<br />
colturale è quella pratica che<br />
consente di conoscere prima di<br />
agire.<br />
Attraverso droni equipaggiati<br />
con camere multi spettrali o<br />
altre camere ad altissima definizione<br />
siamo in grado di conoscere<br />
lo stato di salute della<br />
coltura in atto. Un volo sopra il<br />
campo per conoscere in pochi<br />
istanti la sua condizione.<br />
Altra analisi importante è la<br />
conoscenza del suolo, attraverso<br />
carotaggi ed analisi conosciamo<br />
la percentuale di macroelementi<br />
nel suolo; attraverso un’analisi<br />
di elettroconducibilità andremo<br />
a conoscere la sua tessitura.<br />
Tutte le informazioni raccolte<br />
sono georeferenziate e catalogate;<br />
analizzate ed utilizzate<br />
successivamente per indirizzare<br />
le migliori pratiche per quel<br />
determinato punto nello spazio.<br />
Sin dai primi anni 2000 alcune<br />
aziende tra cui Trimble hanno<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 33
REPORT<br />
iniziato a dedicarsi dettagliatamente<br />
al mondo dell’agricoltura<br />
di precisione, sviluppando<br />
negli anni una tale esperienza<br />
e affidabilità che ora la rende<br />
sicuramente il marchio più diffuso<br />
ed apprezzato al mondo.<br />
Tutte le operazioni elencate<br />
fin’ora possono essere tradotte<br />
in strumenti per la loro applicazione.<br />
Strumentazioni di guida automatica,<br />
automazione attrezzatura<br />
possono essere facilmente<br />
installate su praticamente la<br />
totalità delle macchine agricole,<br />
andando a migliorarne la produttività.<br />
I sistemi Trimble coprono tutte<br />
le applicazioni più diffuse.<br />
La vera chiave dell’agricoltura<br />
moderna sta nella precisione,<br />
e cioè dalla qualità del segnale<br />
satellitare che viene fornito alle<br />
macchine per lavorare.<br />
I moderni sistemi permettono<br />
di far muovere le macchine con<br />
un errore massimo di 2 cm,<br />
consentendo quindi un elevatissimo<br />
livello di automazione<br />
e precisione; andando a rendere<br />
praticamente non necessaria la<br />
presenza dell’operatore.<br />
Nel giro di dieci anni, legislazione<br />
dedicata permettendo,<br />
se non prima, andremo in<br />
campagna e vedremo dei paesaggi<br />
sempre più omogenei<br />
e organizzati, all’interno dei<br />
quali troveremo macchine automatiche,<br />
senza operatore che<br />
lavoreranno ad emissioni zero<br />
ininterrottamente 24 al giorno<br />
7 giorni su sette, (stagionalità e<br />
meteo permettendo).<br />
Non perderemo l’autenticità<br />
del prodotto bensì la esalteremo<br />
al meglio delle sue possibilità<br />
naturali.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
agricoltura di precisione; georeferenziazione;<br />
satelliti; suolo; risorse<br />
rinnovabili<br />
ABSTRACT<br />
What is precision farming and why is so<br />
important today. Considering the population<br />
growth and the everyday economical<br />
challenges, the agro industrial sector must<br />
updated the way it works introducing modern<br />
technologies to help operators, save and conserve<br />
the land and give to the end customer<br />
the best product.<br />
AUTORE<br />
Dott. Matteo Antonello<br />
Matteo.antonello@vantage-italia.it<br />
Responsabile commerciale e marketing<br />
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34 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong><br />
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<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 35
REPORT<br />
Open IACS: apertura, interoperabilità e riuso<br />
dati dai sistemi integrati di gestione<br />
e controllo per i pagamenti in agricoltura<br />
di Flavio Lupia, Fabio Pierangeli, Salvatore Carfì, Marco Picone, Elio Giulianelli, Fiorenzo Ambrosino, Marco Puccini<br />
Fig. 1 – Schema a 5 stelle proposto Tim Berners-Lee per valutare la qualità degli open data<br />
sul web. 1* - open data sul Web in qualsiasi formato; 2* - open data in formato strutturato<br />
(es. .xls); 3* - open data in formato strutturato non proprietario (es. .csv); 4* - open data<br />
con standard W3C (es. RDF e URI); 5* - open data collegabili ad altri dataset (Linked<br />
Open Data).<br />
politiche europee (Politica<br />
Agricola Comune - PAC, in<br />
primis). Nell’ecosistema delle<br />
politiche europee l’utilità dei<br />
dati IACS è riconosciuta in<br />
diversi contesti, ad esempio:<br />
statistiche e stime produttive<br />
agricole, valutazioni su gas serra,<br />
valutazione dei programmi<br />
di sviluppo rurale, integrazione<br />
con dati di uso copertura<br />
del suolo a livello europeo,<br />
consolidamento dei dati<br />
provenienti dal Programma<br />
Copernicus e valutazioni sulle<br />
aree Natura 2000 e sulla direttiva<br />
Acque.<br />
I dati amministrativi<br />
geospaziali delle agenzie di<br />
pagamento in agricoltura<br />
approdano verso una<br />
diffusione al pubblico con<br />
il paradigma dei Linked<br />
Open Data. Emergeranno<br />
nuove opportunità di riuso<br />
ed integrazione con altri<br />
dati favorendo lo sviluppo<br />
di applicativi finora solo<br />
immaginati per lo studio<br />
integrato delle relazioni tra<br />
agricoltura ed ambiente<br />
e per la valutazione<br />
dell’efficacia delle politiche<br />
europee.<br />
Politiche europee, indicatori<br />
PAC, open data e IACS open<br />
data<br />
Differenti azioni a livello europeo<br />
si muovono da tempo nel<br />
tentativo di regolamentare e<br />
facilitare l’accesso ai dati generati<br />
dal settore pubblico, avendone<br />
riconosciuto il potenziale economico<br />
e sociale derivante dal loro<br />
riuso (vedi Direttive 2003/98,<br />
2013/37 e 2019/1024). L’ultima<br />
Direttiva del 2019 introduce il<br />
concetto di high value datasets<br />
nel quale rientrano in particolare<br />
i dati geospaziali.<br />
I dataset amministrativi del<br />
Sistema Integrato di Gestione<br />
e Controllo - SIGC (IACS in<br />
Europa) si collocano in modo<br />
rilevante tra i dataset ad elevato<br />
valore aggiunto con potenzialità<br />
applicative sia in ambito scientifico<br />
che in quello di valutazione<br />
ed implementazione di diverse<br />
Open IACS: armonizzazione<br />
dei dati IACS e creazione<br />
dei Linked Open Data<br />
I dataset amministrativi<br />
SIGC (IACS) costituiscono<br />
un importante patrimonio<br />
informativo tuttora inesplorato<br />
per le difficoltà di<br />
accesso e di interpretazione<br />
dei dati generati dalle agenzie<br />
di pagamento. Tra questi, i<br />
due dataset geospaziali LPIS<br />
(Land Parcel Identification<br />
System) e GSAA (Geo Spatial<br />
Aid Application) hanno la<br />
componente geografica ed una<br />
adeguata ricchezza informativa<br />
a livello di attributi consentendo<br />
di sviluppare applicativi<br />
per l’analisi agro-ambientale<br />
in chiave spaziale. Di recente,<br />
la dotazione geospaziale<br />
delle agenzie di pagamento si<br />
arricchisce con i dati di monitoraggio<br />
delle parcelle agricole<br />
36 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
generati dall’elaborazione delle<br />
acquisizioni Copernicus Sentinel<br />
2. sistema LPIS di AGEA, basato<br />
sul noto progetto “Refresh”,<br />
consente di mappare in modalità<br />
wall-to-wall il territorio attraverso<br />
procedure di fotointerpretazione,<br />
su immagini telerilevate<br />
ad altissima risoluzione, con un<br />
dettaglio maggiore per le aree<br />
agricole. La frequenza di aggiornamento<br />
del layer vettoriale<br />
consente di coprire il territorio<br />
nazionale in tre anni. Il GSAA,<br />
noto come Domanda Grafica,<br />
è lo strato vettoriale contenente<br />
la delimitazione delle parcelle<br />
agricole dichiarate annualmente<br />
dalle aziende agricole con un<br />
dettaglio molto spinto sulle singole<br />
coltivazioni.<br />
Il progetto Open LOD platform<br />
based on HPC capabilities for<br />
Integrated Administration and<br />
Control System of Common<br />
Agrarian Policy (Open IACS),<br />
focalizza l’attenzione sul riuso<br />
dei dati IACS (LPIS e GSAA) e<br />
sull‘integrabilità con alti dataset<br />
(ambientali) con il paradigma<br />
dei Linked Open Data (LOD).<br />
Il progetto, finanziato con un<br />
budget di 4.5 M Euro nell’ambito<br />
del programma europeo<br />
Connecting European Facilities<br />
(CEF-Telecom), è coordinato<br />
dall’Università Carlo III di<br />
Madrid. I partner sono costituiti<br />
da centri di ricerca europei,<br />
centri di supercalcolo (High<br />
Performance Computing –<br />
HPC) ed agenzie di pagamento.<br />
La cordata italiana vede la partecipazione<br />
di CREA, AGEA,<br />
ISPRA ed ENEA. Gli obiettivi<br />
principali riguardano l’armonizzazione<br />
dei dati IACS con una<br />
struttura comune Europea, lo<br />
sviluppo di una serie di nodi di<br />
accesso ai dati IACS mediante il<br />
paradigma LOD e lo sviluppo<br />
di una infrastruttura tecnologica<br />
basata sull’integrazione delle<br />
risorse degli HPC europei per<br />
l’applicazione di una serie di casi<br />
d’uso (scenari). Sono previste tre<br />
component fondamentali che<br />
rappresentano un sistema strutturato<br />
a livelli (Fig. 2): sorgenti<br />
dati IACS e non-IACS (es. dati<br />
ambientali), servizi e funzioni<br />
erogate dai sistemi di supercalcolo<br />
europei (HPC) e applicazioni<br />
per gli utenti finali con tre scenari<br />
dimostrativi. Il primo scenario<br />
è una piattaforma geografica per<br />
l’esplorazione ed interrogazione<br />
dei dati. Il secondo scenario<br />
prevede lo sviluppo di applicazioni<br />
per il monitoraggio delle<br />
performance della PAC (indicatori<br />
agro-ambientali). Il terzo<br />
scenario riguarda lo sviluppo di<br />
applicazioni per il cambiamento<br />
climatico (es. emissioni di carbonio).<br />
Una delle component principali<br />
è l’armonizzazione dei dati (LPIS<br />
e GSAA) a livello nazionale ed<br />
internazionale attraverso lo sviluppo<br />
di vocabolari ed ontologie<br />
di riferimento che consentano<br />
l’interoperabilità semantica dei<br />
dati provenienti da sorgenti diverse<br />
(agenzie di pagamento europee).<br />
Successivamente è prevista<br />
la trasformazione dei dati nel<br />
formato Resource Description<br />
Framework (RDF) per la creazione<br />
dei LOD interoperabili<br />
localizzati in diversi End-point<br />
(Italia, Spagna, Lituania, Polonia<br />
e Grecia). In modo semplificato,<br />
gli End-point memorizzano i<br />
dati IACS con la struttura RDF<br />
creando una sorta di banca dati<br />
che può essere interrogata attraverso<br />
query semantiche con linguaggi<br />
specifici (es. SPARQL).<br />
Le query semantiche faciliteranno<br />
lo sviluppo di applicazioni<br />
specifiche per i vari scenari. Ad<br />
esempio, sarà possibile effettuare<br />
interrogazioni basate sui dati<br />
IACS del tipo: “Quali sono i<br />
comuni Italiani in cui l’indicatore<br />
di contesto Area Agricola<br />
Utilizzata è superiore ad una certa<br />
soglia percentuale rispetto alla<br />
superficie territoriale?”; oppure<br />
“In quali comuni le emissioni di<br />
carbonio generate da specifiche<br />
attività di coltivazione e stimate<br />
con specifici modelli dai dati<br />
IACS superano una determinata<br />
soglia?”.<br />
Dati ambientali in LOD e<br />
potenziale integrazione con<br />
i dati IACS<br />
L’Istituto Superiore per<br />
la Protezione e la Ricerca<br />
Ambientale (ISPRA) ha il compito<br />
di condurre monitoraggi,<br />
raccogliere dati ed effettuare<br />
valutazioni sullo stato dell’ambiente.<br />
Il sistema informativo<br />
di ISPRA gestisce circa 150<br />
dataset ambientali relativi alle<br />
diverse matrici, dall’aria al mare,<br />
dal sottosuolo alla gestione del<br />
territorio. Tutti i dati ambientali<br />
sono “geodati” poiché riferiti ad<br />
un preciso ambito territoriale,<br />
ben definito e rappresentato.<br />
Nell’ambito del progetto Open<br />
IACS, le principali tematiche<br />
ambientali di interesse riguardano<br />
la biodiversità e la concentrazione<br />
di pesticidi nelle acque<br />
e verranno integrate sfruttando<br />
i LOD già sviluppati da ISPRA<br />
(LinkedISPRA).<br />
L’insieme di specie animali, che<br />
costituiscono parte della biodiversità<br />
di un territorio, è fortemente<br />
influenzata dall’utilizzo<br />
umano del territorio, sia esso<br />
agricolo o urbano. Particolari<br />
colture e attività agricole possono<br />
inibire la presenza di particolari<br />
esseri, ma possono anche<br />
rappresentare un luogo ideale<br />
per la proliferazione di determinate<br />
specie. In ISPRA, informazioni<br />
relative alla biodiversità di<br />
un territorio possono essere ricavate<br />
dal dataset EPE - EURING<br />
Protocol Engine – che riporta le<br />
osservazioni puntuali di catture o<br />
ricatture di un uccello, registrate<br />
dagli inanellatori che operano attraverso<br />
impianti di cattura con<br />
reti, in una certa data, in una<br />
singola località. I dati ottenuti<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 37
REPORT<br />
Fig. 2 – Struttura del sistema Open IACS: livello basale con<br />
le sorgenti dati, livello intermedio con i servizi offerti dagli<br />
HPC e livello superiore per i servizi agli utenti finali con<br />
applicazioni per tre scenari di utilizzo.<br />
dalle catture sono osservazioni<br />
puntuali georeferenziate relative<br />
a una cella di 2 km. Ogni<br />
inanellatore patentato, raccoglie<br />
tutte le informazioni relative alla<br />
cattura. Accanto al dataset delle<br />
catture, viene individuata una<br />
specifica tassonomia che include<br />
tutte le specie catturabili, e la<br />
relativa classificazione (specie,<br />
genere, famiglia, ecc.).<br />
Gli usi agricoli del territorio<br />
generano impatti, di maggiore o<br />
minore entità, su diverse componenti<br />
ambientali. L’acqua è<br />
sicuramente una di queste. La<br />
presenza di sostanze inquinanti,<br />
come pesticidi, in acque superficiali<br />
e sotterranee può generare<br />
ripercussioni negative sull’uomo<br />
e sull’ambiente. La normativa<br />
di riferimento di tutela delle<br />
acque (le direttive comunitarie<br />
2008/105/CE e 2013/39/UE,<br />
le leggi nazionali DM 56/2009<br />
e D.lgs. 172/15) stabilisce i<br />
limiti ambientali in termini di<br />
standard di qualità ambientale<br />
(SQA) per determinate sostanze,<br />
per gruppi di esse, e per tipologia<br />
di bacino. I monitoraggi e le<br />
analisi di laboratorio vengono<br />
effettuati da Regioni e Province<br />
autonome, anche attraverso le<br />
Agenzie regionali e provinciali<br />
per la protezione dell’ambiente.<br />
L’ISPRA svolge il compito di<br />
coordinare le attività regionali,<br />
di elaborare e valutare le informazioni<br />
finali e di redigere la<br />
reportistica annuale. Il dataset a<br />
disposizione di ISPRA contiene<br />
i dati annuali di concentrazione<br />
delle sostanze individuate dalla<br />
normativa in circa 2000 punti di<br />
monitoraggio per i bacini idrici<br />
superficiali e circa 2800 osservazioni<br />
profonde.<br />
L’applicazione delle tecnologie<br />
semantiche alle conoscenze ambientali<br />
ha lo scopo di garantire<br />
un adeguato accesso ai dati e<br />
metadati, evitando informazioni<br />
disorganizzate e disomogenee.<br />
Consente una maggior facilità<br />
nell’individuazione di risorse<br />
simili e dà la possibilità di effettuare<br />
link logici tra risorse<br />
collegabili sul web. A tal proposito,<br />
nell’ultimo decennio il<br />
numero di pubblicazioni, linee<br />
guida, direttive e progetti che<br />
hanno come obiettivo una visione<br />
semantica “dato centrica”<br />
è esploso. In questo contesto,<br />
il progetto LinkedISPRA è<br />
Fig. 3 – Schema semplificato di ISPRA-<br />
CORE. Ogni oggetto ha una rappresentazione<br />
geografica a cui sono collegati gli<br />
elementi e i dati pubblicati.<br />
finalizzato alla produzione di<br />
LOD per la pubblicazione dei<br />
dataset ambientali dell’ISPRA<br />
secondo le specifiche del World<br />
Wide Web Consortium (W3C).<br />
Nato nel 2016 con l’obiettivo<br />
di mantenere alti gli standard<br />
di conformità con la legislazione<br />
nazionale ed internazionale<br />
sulla pubblica amministrazione<br />
digitale, il progetto adotta un<br />
approccio fortemente orientato<br />
ai dati facendo uso e riuso dei<br />
prodotti del Semantic Web. Le<br />
principali linee guida raccomandano<br />
il riutilizzo di ontologie<br />
consolidate per la descrizione dei<br />
metadati o di mappare le relative<br />
ontologie. I concetti generici<br />
(relazioni, luoghi, organizzazioni,<br />
strutture di dati, unità di<br />
misura) vengono quindi modellati<br />
attraverso “Dublin Core”,<br />
“FOAF”, “SKOS”, “Schema”,<br />
“GeoSPARQL”, “Geonames”,<br />
“QUDT”. Concetti specifici richiedono<br />
invece l’utilizzo di vocabolari<br />
tematici o la creazione<br />
di nuove risorse che definiscano<br />
classi e proprietà non ancora<br />
documentate (eventualmente<br />
specializzando ontologie esistenti).<br />
ISPRA-CORE è la nuova<br />
ontologia sviluppata da ISPRA,<br />
nata per sopperire alla mancanza<br />
di accuratezza delle ontologie<br />
generiche esistenti per definire<br />
misure, indicatori, reti di monitoraggio,<br />
interventi di mitigazio-<br />
38 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
ne e qualsiasi concetto utile alla<br />
definizione semantica dei dataset<br />
fino ad ora pubblicati in LOD<br />
dall’istituto. La piattaforma<br />
LinkedISPRA attualmente fornisce<br />
l'accesso ai seguenti dataset<br />
ambientali nazionali:<br />
•Consumo suolo: set di indicatori<br />
annuali per ogni unità<br />
amministrativa (comune, provincia<br />
o regione) relativi alla<br />
quantità di suolo consumato<br />
per ogni anno analizzato;<br />
•Interventi di difesa del suolo<br />
(RENDIS): elenco di interventi<br />
effettuati o in corso che hanno<br />
come oggetto la difesa del territorio;<br />
•Rete Ondametrica Nazionale<br />
e Rete Mareografica Nazionale:<br />
misure, indicatori e stazioni<br />
di misura afferenti alle reti di<br />
monitoraggio marine gestite da<br />
ISPRA.<br />
Sono in fase di pubblicazione i<br />
dataset relativi agli indicatori di<br />
qualità ambientale nelle aree urbane<br />
italiane, le concentrazioni<br />
di pesticidi nelle acque superficiali<br />
e sotterranee, la biodiversità.<br />
I dati possono essere federati<br />
con organismi nazionali (ISTAT,<br />
MIBACT) e internazionali, e<br />
sono pubblicati secondo i termini<br />
della licenza CC-BY 4.0.<br />
Lo stack tecnologico è completamente<br />
sviluppato con componenti<br />
open source.<br />
Infrastruttura Open IACS con<br />
i sistemi High Performance<br />
Computing (HPC)<br />
Il progetto Open IACS vede<br />
il coinvolgimento di 3 partner<br />
europei attivi nel settore HPC.<br />
L’obiettivo è quello di poter<br />
accedere a dati di origine e dati<br />
elaborati, come il calcolo di<br />
indicatori, in modo quanto più<br />
trasparente per l’utente dell’infrastruttura<br />
IACS. Le risorse<br />
informatiche offerte dagli HPC,<br />
tipicamente di tipo computazionale<br />
ma anche di storage, di<br />
disponibilità, affidabilità ecc.,<br />
sono molto importanti per il<br />
progetto: assicurano che i servizi<br />
offerti dall’infrastruttura siano<br />
gestiti al meglio all’interno del<br />
network di End-Point HPC, in<br />
modo automatizzato in base alle<br />
singole capacità e disponibilità<br />
del momento e in base alle cosiddette<br />
Service Level Agreement<br />
assegnate ai vari servizi. Questo<br />
si ottiene attraverso un’opportuna<br />
pianificazione e allocazione<br />
delle risorse tra i centri HPC sia<br />
per quanto riguarda l’hosting dei<br />
dati e dei servizi e sia per i processi<br />
di calcolo, il tutto sempre<br />
in modo quanto più trasparente,<br />
automatico ed efficiente.<br />
Il progetto vede il coinvolgimento<br />
dei seguenti centri HPC:<br />
ENEA – Agenzia Nazionale per<br />
le Nuove Tecnologie, l’Energia<br />
e lo Sviluppo Economico<br />
Sostenibile (Italia) tramite il<br />
®<br />
A CADEMY<br />
®<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 39
REPORT<br />
Fig. 4 - Una vista del sistema CRESCO6 ospitato<br />
nella sala CED1 del Centro Ricerche Enea di Portici.<br />
dipartimento TERIN, divisione<br />
ICT; Scayle - Supercomputación<br />
Castilla y León (Spagna); PSNC<br />
- Poznan Supercomputing and<br />
Networking Center (Polonia). I<br />
tre centri si coordinano per costituire<br />
il network di End-Point<br />
attraverso il quale le richieste di<br />
servizi end-user sono acquisite e<br />
elaborate. Questo coordinamento<br />
si attua attraverso una progettazione<br />
e implementazione<br />
armonizzata dei servizi IACS che<br />
utilizzano gli strumenti messi in<br />
campo dai centri. Ciò si ottiene<br />
sviluppando delle infrastrutture<br />
software e hardware che soddisfino<br />
dei requisiti comuni utili in<br />
particolare:<br />
• al calcolo dei modelli degli indicatori<br />
agro-ambientali;<br />
• alla pianificazione e allocazione<br />
delle risorse nel network<br />
degli HPC;<br />
• al trasferimento dei servizi tra i<br />
vari HPC;<br />
• all’integrazione di sistemi di<br />
autenticazione che garantisca<br />
diversi livelli di accesso e operatività<br />
alle differenti tipologie di<br />
end-user.<br />
L’accesso ad un network di centri<br />
HPC piuttosto che un'unica<br />
soluzione centralizzata fornisce<br />
degli indubbi vantaggi sia in<br />
termini di performance complessive,<br />
basti considerare le quantità<br />
e varietà di dati forniti dai vari<br />
partner europei che vengono<br />
distribuiti tra i vari siti, che in<br />
termini di affidabilità del sistema<br />
visto come un’unica entità che si<br />
trova ad avere ridondanza di servizi<br />
in caso di qualche problema di<br />
disponibilità di risorse di uno degli<br />
elementi del network.<br />
Il laboratorio ENEA TERIN-ICT-<br />
HPC è dotato di diversi sistemi<br />
e know-how nel campo HPC distribuiti<br />
su una rete di 6 centri di<br />
ricerca sul territorio nazionale. Dal<br />
2008, ENEA si è dotata di sistemi<br />
HPC denominati CRESCO apparendo<br />
più volte nella lista Top500<br />
dei supercalcolatori più potenti<br />
al mondo. Il sistema più recente<br />
infatti, CRESCO6, è stato installato<br />
e inaugurato nel 2018 con 1.4<br />
Pflops di potenza di calcolo, fornita<br />
da 434 nodi dual processor Intel<br />
Xeon Skylake CPU per un totale di<br />
poco più di 20 mila core, si è posizionato<br />
nella posizione 420 della<br />
lista Top500 di Novembre 2018.<br />
Il sistema si avvale di un’interconnessione<br />
Omni-Path a 100 Gbps<br />
e si integra alla rete Infiniband<br />
QLogic dei sistemi precedenti<br />
Cresco5 e Cresco4 in una configurazione<br />
Multifabric con la quale<br />
si accede a diversi filesystem IBM<br />
Spectrumscale GPFS.<br />
Considerazioni conclusive<br />
Lo scenario preposto in merito al<br />
progetto Open IACS mira, per la<br />
prima volta, a testare una serie di<br />
dati raccolti dai SIGC europei in<br />
modalità geo-spaziale e alfanumerica<br />
da relazionare agli indicatori<br />
della PAC per condividerli gratuitamente<br />
tra le autorità pubbliche.<br />
Questo consentirà un riuso dei<br />
dati ed un vantaggio enorme anche<br />
di natura economica per tutte le<br />
attività di monitoraggio e valutazione<br />
di numerose politiche e<br />
regolamenti Europei e nazionali.<br />
Naturalmente, l’apertura dei dati<br />
amministrativi agricoli coinvolti<br />
dovrà armonizzarsi con gli aspetti<br />
di riservatezza dei dati personali<br />
che deve essere necessariamente assicurata<br />
(Reg. (UE) 2016/679).<br />
BIBLIOGRAFIA<br />
Progetto Open IACS. https://open-iacs.eu/<br />
INSPIRE - Guidelines for the RDF encoding of spatial data.<br />
https://inspire-eu-rdf.github.io/inspire-rdf-guidelines/<br />
LinkedISPRA. - http://dati.isprambiente.it/<br />
CRESCO6: TECHNICAL SPECIFICATIONS AND<br />
BENCHMARKS - Report - High Performance Computing<br />
on CRESCO infrastructure: research activities and results<br />
2017, p. 179-184, ISBN: 978-88-8286-373-9, December<br />
2018<br />
F. Iannone et al., "CRESCO ENEA HPC clusters: a working<br />
example of a multifabric GPFS Spectrum Scale layout," 2019<br />
International Conference on High Performance Computing<br />
& Simulation (HPCS), Dublin, Ireland, 2019, pp. 1051-<br />
1052, doi: 10.1109/HPCS48598.2019.9188135<br />
Reg. (UE) 2016/679 https://eur-lex.europa.eu/legal-content/<br />
IT/TXT/?uri=celex%3A32016R0679<br />
Direttiva 2003/98 https://eur-lex.europa.eu/legalcontent/EN/TXT/?uri=CELEX%3A32007L0002&q<br />
id=1634538992491<br />
Direttiva 2013/37 https://eur-lex.europa.eu/search.html?scop<br />
e=EURLEX&text=2013%2F37%2FEU&lang=en&type=q<br />
uick&qid=1634539055735<br />
Direttiva 2019/1024 https://eur-lex.europa.eu/search.html?sc<br />
ope=EURLEX&text=2019%2F1024&lang=en&type=quick<br />
&qid=1634539118467<br />
PAROLE CHIAVE<br />
linked open data; politica agricola comune;<br />
open data; georeferenziazione; IACS;<br />
SIGC<br />
ABSTRACT<br />
Open LOD platform based on HPC capabilities for<br />
Integrated Administration and Control System of<br />
Common Agrarian Policy (Open IACS) is an EU<br />
funded project (4.5 MEur) fostering the administrative<br />
data reuse in the context of the Common Agricultural<br />
Policy (CAP) and granting open access to farmers,<br />
policy makers and third parties.<br />
Data from European paying agencies for agriculture<br />
will be harmonised, and a network of Linked Open<br />
Data will be developed. An interoperable system of EU<br />
High Performance Computing Centres will provide a<br />
platform for demonstrating different use case scenarios<br />
(e.g. applications for computing CAP performance<br />
indicators, climate change indicators and integration<br />
between environmental and agricultural data).<br />
AUTORE<br />
Flavio Lupia<br />
flavio.lupia@crea.gov.it<br />
Fabio Pierangeli<br />
fabio.pierangeli@crea.gov.it<br />
Consiglio per la ricerca in agricoltura e<br />
l’analisi dell’economia agraria (CREA), Roma.<br />
Salvatore Carfi<br />
s.carfi@agea.gov.it<br />
AGEA -Agenzia per le Erogazioni in<br />
Agricoltura, Roma.<br />
Marco Picone<br />
marco.picone@isprambiente.it<br />
Elio Giulianelli<br />
elio.giulianelli@isprambiente.it<br />
ISPRA -Istituto Superiore per la Protezione<br />
e la Ricerca Ambientale, Roma<br />
Fiorenzo Ambrosino<br />
fiorenzo.ambrosino@enea.it<br />
Marco Puccini<br />
40 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
REPORT<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 41
MERCATO<br />
CHC NAV NX510PRO -<br />
SISTEMA DI GUIDA<br />
AUTOMATICA DI MEZZI<br />
AGRICOLI<br />
NX510 Pro è il nuovo sistema di guida<br />
automatizzata per tutti i mezzi che<br />
devono seguire percorsi programmati<br />
(per esempio navigazione su linee parallele).<br />
Il sistema si adatta facilmente a molti<br />
tipi di trattori e altri veicoli agricoli<br />
mediante una soluzione compatta e<br />
avanzata che non richiede interventi<br />
sull’idraulica del mezzo e con un<br />
costo che ogni azienda agricola può<br />
affrontare.<br />
NX510Pro garantisce significativi<br />
guadagni di produttività, funziona<br />
in tutte le condizioni di visibilità,<br />
annulla gli errori dell’operatore e ne<br />
riduce la fatica.<br />
Il Sistema utilizza il controller di<br />
guida integrato PA-3 estremamente<br />
robusto installabile in pochi minuti,<br />
che può essere facilmente trasferito<br />
da un trattore a un altro, offrendo<br />
una flessibilità senza pari.<br />
Le avanzate caratteristiche di PA-3 includono<br />
tutte le costellazioni GNSS<br />
disponibili per offrire una maggiore<br />
precisione ed un'affidabilità di navigazione<br />
ottimale.<br />
La combinazione della tecnologia<br />
GNSS RTK con il sistema di navigazione<br />
inerziale (‘INS’) garantisce una<br />
precisione di guida ‘a mani libere’ entro<br />
un centimetro e fornisce prestazioni<br />
superiori nelle applicazioni di<br />
scavo, semina e raccolta.<br />
Mentre ridurre l'affaticamento del<br />
conducente è un ovvio vantaggio,<br />
ve ne sono molti altri che rendono<br />
l'NX510 Pro un investimento prezioso<br />
per gli agricoltori:<br />
Risparmio. Annullando inevitabili<br />
sovrapposizioni dei percorsi che si<br />
hanno durante la guida manuale del<br />
trattore durante la semina o l'applicazione<br />
di fertilizzanti, erbicidi o<br />
pesticidi. L'NX510 Pro guida con<br />
precisione in modo che ci sia poca o<br />
nessuna sovrapposizione.<br />
Meno sovrapposizioni significa meno<br />
viaggi attraverso il campo, con riduzione<br />
di sprechi e dei costi di carburante<br />
e manodopera.<br />
Salvaguarda l'ambiente. L'utilizzo di<br />
meno carburante e fertilizzanti consente<br />
di risparmiare direttamente sui<br />
costi.<br />
Riducendo le sovrapposizioni le sementi<br />
ed i fertilizzanti sono distribuiti<br />
in modo più preciso, si riduce<br />
l'inquinamento ambientale e si migliora<br />
la qualità dell'acqua riducendo<br />
l'eccesso di nutrienti.<br />
Minore compattazione del suolo. I<br />
continui passaggi di trattori pesanti<br />
sul campo compattano il terreno, il<br />
che può rendere più difficile l'emergere<br />
delle piantine e limita il movimento<br />
dell'acqua, dei nutrienti e<br />
dell'aria nel suolo. Ciò riduce la resa<br />
del raccolto e può portare a un aumento<br />
del deflusso e dell’erosione del<br />
suolo.<br />
NX510 Pro consente agli agricoltori<br />
di percorrere esattamente gli stessi<br />
percorsi durante le fasi di coltivazione,<br />
semina, irrorazione e raccolta<br />
www.gter.it<br />
info@gter.it<br />
42 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
MERCATO<br />
riducendo quindi la compattazione complessiva del<br />
terreno.<br />
Migliore resa del raccolto. L'utilizzo di NX510 Pro<br />
aumenta la resa in diversi modi. Ottimizzando i tempi<br />
di lavoro la semina può essere completata più rapidamente;<br />
la riduzione della sovrapposizione migliora<br />
anche la resa.<br />
La sovrapposizione durante la semina si traduce in<br />
piante affollate che competono per acqua e sostanze<br />
nutritive e non crescono bene.<br />
Il fertilizzante in eccesso dovuto alla sovrapposizione<br />
influisce anche sulla crescita delle piante e riduce la<br />
resa.<br />
Maggiore efficienza e sicurezza. L’attenzione del conducente<br />
è perlopiù dedicata alla guida del mezzo, ma<br />
nel contempo deve ‘ascoltare’ il motore, guardando<br />
gli indicatori, tenendo d'occhio l'attrezzo montato<br />
sul retro del trattore, e controllando il percorso per<br />
evitare eventuali ostacoli.<br />
NX510 Pro si fa carico del lavoro più impegnativo –<br />
la guida su un percorso prestabilito - e consente agli<br />
agricoltori di concentrarsi sul trattore, sull'attrezzo e<br />
sul terreno.<br />
Meno multitasking riduce lo stress e l'affaticamento<br />
del conducente, migliorando l'efficienza e la sicurezza.<br />
NX510 Pro consente agli agricoltori di utilizzare al<br />
meglio le attrezzature anche quando la visibilità è<br />
scarsa a causa di polvere o nebbia e durante l’utilizzo<br />
notturno.<br />
C’è vita nel nostro mondo.<br />
Caratteristiche e benefici<br />
• Design altamente integrato, installazione semplice<br />
e ridotto costo di manutenzione.<br />
• Compensazione del terreno, Compensazione del<br />
terreno integrata (GNSS+IMU) mantiene un'elevata<br />
precisione su qualsiasi terreno (pendenze,<br />
Terreno accidentato …)<br />
• Migliore tracciamento del segnale, PA-3 supporta<br />
tutte le costellazioni GNSS e le correzioni RTK,<br />
DGPS e RTX®.<br />
• Facile da usare, Il software AgNav mostra un’interfaccia<br />
utente intuitiva, è facile da apprendere e<br />
dispone di guida in linea sempre accessibile<br />
• Nessun costo nascosto, NX510 Pro è il sistema di<br />
guida automatica all-inclusive<br />
• Elevata connettività: sono disponibili diverse porte<br />
CAN, una porta seriale, Bluetooth 4.1 e un modem<br />
4G, standard ISOBUS per la compatibilità con tutte<br />
le principali apparecchiature di tutti i produttori<br />
• Software AgNav multilingue, operativo su un display<br />
industriale da 10,1 pollici, supporta diverse<br />
tipologie di percorso, tra cui Linea AB, linea A+, linea<br />
circolare, irregolare curva e svolta a fine campo;<br />
• Costi e tempi di apprendimenti irrisori.<br />
Per maggiori informazioni: info@datronix.it<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
www.epsilon-italia.it<br />
www.inspire-helpdesk.eu<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 43
MERCATO<br />
SKY EYE SYSTEMS E<br />
PLANETEK ITALIA PRESENTA-<br />
NO UN SISTEMA INTEGRATO<br />
AVANZATO PER IL MONITO-<br />
RAGGIO DEL TERRITORIO<br />
TRAMITE UAS<br />
Occhi tecnologici e capacità di analisi<br />
per monitorare il territorio e le<br />
emergenze ambientali. Planetek Italia<br />
e Sky Eye System presentano in tre<br />
eventi internazionali una nuovissima<br />
soluzione integrata per il monitoraggio<br />
del territorio con UAS e l’analisi<br />
avanzata dei dati.<br />
Elaborare i flussi video e i dati ottici<br />
e SAR, acquisiti dai sensori a bordo<br />
dei droni della famiglia Rapier, tramite<br />
algoritmi di intelligenza artificiale<br />
al fine di estrarre automaticamente<br />
informazioni sensibili e utili agli analisti<br />
IMINT e a tutti gli enti che si<br />
occupano di controllo del territorio e<br />
gestione delle emergenze ambientali:<br />
questo è l’oggetto della collaborazione<br />
delle due società del settore aerospazio.<br />
Sky Eye Systems ha innovato in modo<br />
considerevole il mercato degli UAS di<br />
classe mini/light tramite la sua famiglia<br />
di droni, “Rapier”: un sistema<br />
UAS (Unmanned Aerial System) ad<br />
ala fissa impiegato in missioni di intelligence<br />
e di sorveglianza.<br />
Dotato di un'apertura alare di circa<br />
4 metri e un peso inferiore ai 25 kg,<br />
il primo modello “Rapier X-25” può<br />
essere lanciato da un veicolo militare<br />
in movimento (per esempio un blindato<br />
Lince) o da un sistema a catapulta<br />
pneumatica e sta per ottenere<br />
la certificazione militare secondo la<br />
normativa STANAG 4703. Rapier<br />
X-25 è stato appena acquistato come<br />
“cliente di lancio” dall’Aeronautica<br />
Militare e consegnato al 32° Stormo<br />
di Amendola (Foggia).<br />
La seconda versione è invece il<br />
“Rapier X-SkySAR” (peso fino a 30<br />
kg), dotata di sensori elettrottici/infrarossi<br />
e dello SkySAR, il più leggero<br />
radar ad apertura sintetica del mondo<br />
sviluppato dalla stessa Sky Eye<br />
Systems.<br />
Una terza versione, attualmente in<br />
fase di sviluppo, presenta decollo e<br />
atterraggio verticali ed è denominata<br />
“Rapier X-VTOL”. Tra le caratteristiche<br />
“Rapier X-VTOL”: un peso<br />
massimo al decollo di 50 kg (che lo fa<br />
rientrare nella Classe Light); un range<br />
operativo di 100 chilometri (estensibile<br />
ad alcune centinaia di chilometri,<br />
grazie al datalink satellitare opzionale);<br />
un’autonomia da 5 a 11 ore a seconda<br />
della missione; a bordo sensori<br />
elettrottici/infrarossi e altri payload<br />
opzionali come sensori iperspettrali,<br />
Lidar, IFF, SIGINT e anche SAR<br />
(Synthetic Aperture Radar), grazie<br />
all’estrema flessibilità e modularità<br />
della baia payload.<br />
Le tre versioni condividono gran<br />
parte delle tecnologie sensibili e<br />
fondamentali sviluppate in Sky Eye<br />
Systems, quali il layout aerodinamico<br />
estremamente ottimizzato, il Flight<br />
Control System e la Ground Control<br />
Station, sviluppati secondo i massimi<br />
standard di sicurezza software-hardware<br />
DO178C-DALB, nonché la<br />
progettazione strutturale quasi interamente<br />
in fibra di carbonio.<br />
Planetek Italia in questa collaborazione<br />
ha portato la trentennale esperienza<br />
nella elaborazione di dati geospaziali<br />
per l’IMINT e il GEOINT<br />
al fine di poter estrapolare in modo<br />
rapido informazioni utili partendo<br />
dai numerosi dati acquisiti a bordo.<br />
Tra le principali applicazioni sviluppate<br />
e rese disponibili in real-time<br />
su una postazione rugged dedicata<br />
all’exploitation dei dati, il sistema include<br />
change detection, data fusion,<br />
generazione di modelli 3D e riconoscimento<br />
automatico di oggetti.<br />
Le informazioni acquisite dal drone,<br />
e i report generati tramite la workstation<br />
rugged, possono essere condivisi,<br />
in tempo reale, sia con altre unità<br />
disposte sul campo che con centri di<br />
comando remoti.<br />
Oltre al settore militare, questi UAS<br />
hanno anche numerose applicazioni<br />
in ambito civile e governativo, ad<br />
esempio per le attività di security,<br />
antincendio e search & rescue, ma<br />
anche per aerofotogrammetria, monitoraggio<br />
di grandi infrastrutture<br />
(oleodotti, gasdotti, linee elettriche,<br />
reti ferroviarie, autostrade ed altro<br />
ancora), per le attività di controllo<br />
ambientale e di supporto cartografico<br />
nelle emergenze ambientali.<br />
La possibilità di disporre di un drone<br />
di questa taglia, non troppo grande<br />
da poter essere gestito e lanciato in<br />
modo semplice, e di taglia sufficientemente<br />
grande per coprire aree molto<br />
estese portando a bordo sensori<br />
importanti, abbinata ad una postazione<br />
rugged in grado di elaborare in<br />
modo automatico i dati e di estrarre<br />
le informazioni utili in real-time, rende<br />
questa soluzione perfetta nell’ambito<br />
delle operazioni di sorveglianza e<br />
nelle attività di monitoraggio del territorio<br />
in occasioni di emergenze ambientali,<br />
occasioni entrambe in cui il<br />
fattore tempo è un fattore chiave per<br />
la riuscita della missione.<br />
I droni della famiglia “Rapier”, assieme<br />
ad alcuni esempi di algoritmi<br />
e applicazioni sviluppate da Planetek<br />
Italia, sono stati presentati in tre eventi<br />
internazionali: il “Mediterranean<br />
Aerospace Matching” (22-24 settembre<br />
c/o spazio-porto di Grottaglie-<br />
Taranto), il “Sea Future <strong>2021</strong>” (28<br />
settembre – 1 ottobre presso la<br />
Base Navale di La Spezia), “Earth<br />
Technology Expo” (13-16 ottobre a<br />
Firenze).<br />
44 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
MERCATO<br />
IL PROGETTO AMOR: UN PRO-<br />
GETTO DI SALVAGUARDIA E<br />
FRUIZIONE “CIRCOLARI”<br />
Il progetto AMOR (Advanced<br />
Multimedia and Observation services<br />
for the Rome cultural heritage ecosystem)<br />
è un progetto cofinanziato da<br />
ASI (Agenzia spaziale Italiana), supportato<br />
da ESA (European Space Agency)<br />
e coordinato da MiC (Ministero della<br />
Cultura), rispondente alla call di ESA<br />
5G for L’ART (Business Applications<br />
programme). AMOR, volto a raffinare<br />
servizi già esistenti e a svilupparne<br />
nuovi nell’ambito di Salvaguardia e<br />
Fruizione dei Beni Culturali, è giunto<br />
alla fase di inizio delle attività di sviluppo,<br />
cui seguirà la fase di dimostrazione<br />
nel 2022.<br />
Gli scenari dimostrativi, presso cui<br />
sono state già svolte alcune attività<br />
sul campo, sono il suggestivo complesso<br />
archeologico delle Terme di<br />
Caracalla e un tratto meridionale<br />
delle poderose Mura Aureliane (da<br />
porta San Sebastiano a Porta Latina)<br />
di competenza, rispettivamente, della<br />
Soprintendenza speciale Archeologia<br />
Belle Arti e Paesaggio di Roma e della<br />
Sovrintendenza capitolina ai Beni<br />
Culturali di Roma, direttamente e attivamente<br />
coinvolte fin dalle prime fasi<br />
di progetto. Relativamente ai servizi<br />
di salvaguardia, nei mesi di giugno e<br />
luglio sono state condotte le prime attività<br />
sul campo che hanno riguardato<br />
prospezioni del sottosuolo e di strutture<br />
verticali con sistemi GPR e sorvoli<br />
con sistemi UAV equipaggiati, questi<br />
ultimi, con opportuna sensoristica atta<br />
al rilevamento di fenomeni di degrado<br />
delle superfici dei monumenti. È stata<br />
inoltre eseguita un’analisi interferometrica<br />
(PS InSAR) su tutto il centro<br />
storico, con particolare focus sulle aree<br />
sopra menzionate, i cui risultati – in<br />
forma di report e layer - sono stati già<br />
consegnati agli utenti finali e la cui distribuzione<br />
viene effettuata, per questo<br />
e per tutti gli output di progetto, per<br />
mezzo della piattaforma St’ART®.<br />
I servizi di fruizione, che metteranno<br />
a disposizione dei visitatori una mobile<br />
app, sono stati pensati per offrire<br />
al turista culturale solo contenuti multimediali<br />
approvati dalle Istituzioni<br />
responsabili di quei monumenti, ma<br />
anche per proporre esperienze innovative<br />
e coinvolgenti attraverso l’offerta<br />
di modelli 3D resi fruibili in Realtà<br />
Mista direttamente da dispositivo mobile<br />
personale, in piena aderenza alle<br />
normative anti COVID-19.<br />
Inoltre, l’app di fruizione laddove abilitata<br />
la funzione di posizionamento sul<br />
cellulare e nel pieno rispetto delle normative<br />
vigenti sulla privacy, permetterà<br />
anche di analizzare e derivare altri<br />
tipi di informazioni (data analytics),<br />
quali i tempi di permanenza in un’area,<br />
le aree più visitate (anche per la<br />
comprensione dei principali punti di<br />
assembramento), i giorni di maggiore<br />
frequentazione. I risultati derivati saranno<br />
messi a disposizione dell’utente<br />
Pubblica Amministrazione che sarà, in<br />
tal modo, in grado di prendere provvedimenti<br />
conseguentemente alla consapevolezza<br />
acquisita e nell’ottica di una<br />
salvaguardia circolare, secondo lo schema<br />
salvaguardia - conservazione - valorizzazione<br />
– fruizione – salvaguardia,<br />
pienamente rispondente alle strategie<br />
del MiC che, il 14 giugno scorso, ha<br />
presentato attraverso una conferenza<br />
stampa tenuta congiuntamente con<br />
ASI ed ESA, i progetti 5G for l’ART in<br />
corso su Roma, tra cui AMOR.<br />
Pertanto, è evidente come a oggi le<br />
moderne tecnologie informatiche congiuntamente<br />
alle informazioni derivate<br />
da sensoristica aerospaziale e terrestre,<br />
consentano di mettere a disposizione<br />
degli esperti dei servizi innovativi per<br />
una gestione integrata del sito, in grado<br />
di fornire un approccio preventivo<br />
per la salvaguardia e conservazione dei<br />
beni immobili, con importante risparmio<br />
economico rispetto agli interventi<br />
post-emergenza, nonché una evoluzione<br />
dei servizi di fruizione, volta<br />
anch’essa al raffinamento degli aspetti<br />
di salvaguardia e al miglioramento dei<br />
ritorni economici.<br />
Per informazioni visitare il sito:<br />
https://business.esa.int/projects/amor<br />
https://www.nais-solutions.it/amor/<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 45
AUGMENTED REALITY<br />
AI ED AR CLOUD – NUOVE<br />
PROSPETTIVE NEL SETTORE<br />
DELLA REALTA’ AUMENTATA<br />
XR 2020:<br />
News & Events<br />
a cura di<br />
Tiziana Primavera<br />
Innovative Tech<br />
Evangelist - AR/VR<br />
senior expert<br />
Le tecnologie inerenti la Mixed<br />
Reality stanno progressivamente<br />
diventando pervasive<br />
e naturalmente integrate in<br />
ogni tessuto del nostro lavoro<br />
e nella nostra vita quotidiana,<br />
in particolar modo nei contesti<br />
industriali, lavorativi, nel marketing,<br />
nell’advertising, negli<br />
ambiti sanitari, della formazione<br />
ed anche con particolare<br />
successo nell'intrattenimento,<br />
si pensi ai numerosi ed accattivanti<br />
filtri AR oramai<br />
caratterizzanti diversi social<br />
network.<br />
Al contempo si assiste ad un<br />
processo di convergenza di<br />
più tecnologie innovative integrate<br />
nelle esperienze VR e<br />
AR quali la blockchain, il 5G,<br />
i sistemi NFT, le criptovalute,<br />
il cloud computing, cloud<br />
storage e servizi cloud solo per<br />
citarne le più note.<br />
Appare oramai evidente che<br />
sia la Realtà aumentata che la<br />
Realtà virtuale, in considerazione<br />
delle rispettive specificità<br />
che le contraddistinguono,<br />
saranno destinate ad essere<br />
sempre più integrate con tutte<br />
le innovative tecnologie summenzionate,<br />
caratterizzando<br />
profondamente la prossima<br />
grande rivoluzione informatica,<br />
in cui la tecnologia viene<br />
immersa , inclusa nelle nostre<br />
Crediti: https://themaclife.com/tech/what-is-augmented-reality-and-how-does-it-work/<br />
vite e molteplici attività, divenendo<br />
pervasiva ovunque, ed<br />
rispecchiando sempre più le<br />
proprietà del cosiddetto ’ubiquitous<br />
computing”.<br />
Cloud, AI e connettività sono<br />
le tre tecnologie digitali fondamentali<br />
che si interfacciano<br />
con l’ecosistema AR.<br />
Ed affinché la tecnologia<br />
digitale rimanga cardine del<br />
vivere civile è necessario che si<br />
continui ad innovare, creando<br />
conseguentemente nuove forme<br />
di valore.<br />
Summit di carattere internazionale<br />
hanno luogo oramai<br />
periodicamente, col solo<br />
scopo di comprendere come<br />
le più innovative tecnologie<br />
digitali possano meglio integrarsi<br />
negli scenari di business,<br />
e per delineare le più<br />
efficaci modalità collaborative<br />
tra i diversi attori per definire<br />
le strategie ottimali di un ecosistema<br />
industriale interconnesso<br />
e soprattutto particolarmente<br />
efficiente.<br />
Si intravedono nuove tipologie<br />
di prodotto, ispirate principalmente<br />
alla filosofia cloud,<br />
che si esprime nel “pensare”<br />
cloud ed “agire” cloud cercando<br />
di ottimizzare quanto piu’<br />
la user experience ed il potenziale<br />
dei servizi (Everything as<br />
a Service – Infrastructure as a<br />
Service per l’accessibilità globale,<br />
Technology as a Service<br />
per l’innovazione flessibile<br />
ed Expertise as a Service per<br />
eccellere nei servizi di sharing”).<br />
Dati previsionali ci informano<br />
che nel 2030, sarà maggiore di<br />
10 volte il volume globale di<br />
46 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
AUGMENTED REALITY<br />
general computing e di ben<br />
23 volte i relativi dati generati,<br />
raggiungendo molto verosimilmente<br />
uno yottabyte.<br />
Diverse, pertanto, le sfide<br />
per il settore digital nel prossimo<br />
decennio.<br />
Le tecnologie XR si collocano<br />
come protagoniste indiscusse,<br />
insieme alla robotica<br />
ed all’intelligenza artificiale<br />
in questa transizione digitale<br />
tesa a sovvertire le nostre<br />
abitudini professionali e<br />
conseguentemente agevolare<br />
la vita quotidiana, se declinate<br />
intelligentemente perseguendo<br />
un concetto reale<br />
di progresso e non di mera<br />
evoluzione tecnologica fine a<br />
se stessa.<br />
Risalente agli anni più recenti,<br />
ma degno di nota,<br />
un progetto interessante ed<br />
ambizioso che ha coinvolto<br />
una start - up americana.<br />
Tale start -up ispirandosi alla<br />
filosofia cloud, ha cercato<br />
di definire un innovativo<br />
ecosistema, matrice base di<br />
riferimento per agevolare<br />
installazioni di carattere aumentato.<br />
Il progetto contempla la definizione<br />
di una mappa 3D<br />
persistente e iperlocalizzata<br />
del mondo reale nella sua<br />
interezza, riferita a spazi sia<br />
esterni che interni, interpretabile<br />
come quella tipologia<br />
di AR Cloud delineante un<br />
Universal Visual Browser wearable<br />
e contestualmente consapevole<br />
mediante Computer<br />
Vision e AI. Una sorta di<br />
Google per il mondo reale.<br />
Lo strumento consentirebbe<br />
applicazioni funzionali incredibilmente<br />
innovative agli<br />
sviluppatori, posti nella pratica<br />
condizione di utilizzare<br />
suddetto mapping, consentendo<br />
l'iper-geolocalizzazione<br />
di contenuti contestualmente<br />
rilevanti.<br />
Potrebbero infatti incorporare<br />
nel software una struttura 3D<br />
persistente del mondo, una<br />
sorta di mappa tridimensionale<br />
di Google, ma estremamente<br />
accurata e dettagliata.<br />
Algoritmi di Computer<br />
Vision e AI, l’AR cloud consentirebbero<br />
ad una app di<br />
identificare semanticamente<br />
oggetti 3D per abilitare molte<br />
nuove applicazioni AR.<br />
"L'API elabora una mesh<br />
tridimensionale del mondo<br />
nella sua interezza, in cui gli<br />
eventuali contenuti AR siano<br />
persistenti, reattivi all'occlusione<br />
e sincronizzati, fruibili<br />
in modalità multiplayers tali<br />
da garantire esperienze utente<br />
realmente coinvolgenti, come<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong> 47
AUGMENTED REALITY<br />
Crediti: https://arinsider.co/2018/11/20/unpacking-magic-leaps-ar-strategy/<br />
se gli stessi interagiscano realmente<br />
con il mondo fisico".<br />
Grazie alle caratteristiche di<br />
queste nuove funzionalità, gli<br />
artefatti digitali simulano comportamenti<br />
tali da poter essere<br />
interpretati come se facessero<br />
davvero parte del mondo reale<br />
tridimensionale".<br />
Ottimale la procedura complessa<br />
ed ingente di raccolta<br />
dati affidata in crowdsourcing<br />
mediante giochi e social media<br />
che impiegano sistemi di mappatura<br />
e geolocalizzazione.<br />
Aziende come Snap e<br />
Facebook sono particolarmente<br />
attente e coinvolte<br />
nella creazione di esperienze<br />
AR multiplayer coinvolgenti,<br />
rapportate al mondo reale<br />
poichè una killer application<br />
in questo nuovo ambito<br />
costituirà inevitabilmente<br />
uno dei più grandi monopoli<br />
dell'attenzione di tutti<br />
i tempi. Certamente L'AR è<br />
il futuro dei media e dell'intrattenimento<br />
ma non solo,<br />
considerando le indiscusse potenzialita’<br />
funzionali.<br />
L’attenzione all’ AR Cloud<br />
è certamente considerevole,<br />
poichè sopperirebbe alle molte<br />
limitazioni attuali dell’AR.<br />
La start-up ha tentato di costruire<br />
una tecnologia capace<br />
di ricostruire il mondo fisico<br />
in modalità real-time con<br />
più utenti impiegando una<br />
fotocamera per smartphone",<br />
afferma Bonastos.<br />
La sfida alla base del progetto,<br />
risiede nel creare esperienze<br />
che solo hardware sofisticati<br />
potrebbero fare, e di renderle<br />
prontamente disponibili<br />
nel mercato consumer degli<br />
smartphone.<br />
Auspicabili partne ship,<br />
Niantic, creatore di "Pokemon<br />
Go", e i massicci giochi multiplayer<br />
AR "Harry Potter"<br />
e "Ghostbusters" insieme a<br />
Snapchat e Instagram, abilitatori<br />
ideali per il progetto. In<br />
analogia con Waze, gli stessi<br />
utenti potrebbero definire<br />
un mapping 3d real-time<br />
dettagliato dell’ambiente circostante<br />
in crowdsourcing di<br />
grande utilità condivisa.<br />
ARKit di Apple e ARCore di<br />
Google non avevano ancora<br />
raggiunto una maturità sufficiente,<br />
diversi i problemi<br />
tecnologici reali da risolvere,<br />
tra cui la persistenza dei dati,<br />
la mappatura del mondo fisico<br />
e soprattutto il consentire<br />
a più persone di sperimentare<br />
la stessa cosa insieme, tramite<br />
funzionalità multipiattaforma,<br />
oggi comunque finalizzati con<br />
l’ultima release.<br />
Con una mappatura dell’intero<br />
mondo reale, scaturirebbero<br />
innumerevoli opportunità,<br />
soprattutto integrando l’intelligenza<br />
artificiale per la discretizzazione<br />
semantica dello<br />
spazio tracciato.<br />
Le API in grado di abilitare<br />
interazioni multi-piattaforma<br />
e multiutente costituiranno<br />
con molta probabilità le scelte<br />
necessarie per gli sviluppatori<br />
per creare esperienze di nuova<br />
generazione, realmente in<br />
grado di annoverare le tecnologie<br />
dell’AR verso il successo<br />
globale del mercato di massa.<br />
“Gartner prevede che entro il<br />
2025, il 15% delle organizzazioni<br />
con oltre 1 miliardo di<br />
dollari di entrate utilizzerà il<br />
cloud AR per monetizzare il<br />
mondo fisico attraverso nuove<br />
interazioni e modelli di business”.<br />
Speriamo presto di poterne<br />
sperimentare l’incredibile potenziale.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
Realtà aumentata; intelligenza<br />
artificiale; cloud<br />
AUTORE<br />
Tiziana Primavera<br />
Tiziana.primavera@unieur.it<br />
48 <strong>GEOmedia</strong> n°4-<strong>2021</strong>
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