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La tecnologia geospaziale è un termine collettivo per strumenti che creano set di dati, come le nuvole di punti per mappare e analizzare la Terra. Queste tecnologie ci aiutano a raccogliere dati per comprendere aree geografiche e monitorare cambiamenti o modelli in paesaggi, città e persino società.
Cosa significa geospaziale?
Per comprendere la tecnologia geospaziale, dobbiamo iniziare con la comprensione della parola “geospaziale”. In parole povere, si riferisce a dati e informazioni specifiche della posizione, relative alle caratteristiche della superficie terrestre e alla loro area geografica.
Quindi, per quanto riguarda il significato di “geospaziale”, si intende tutto ciò che è correlato a una posizione.
Cosa sono i dati geospaziali?
I dati geospaziali sono tutti i dati che hanno una componente geografica. Possono descrivere caratteristiche, oggetti o persino eventi che hanno una posizione specifica. I dati geospaziali combineranno informazioni sulla posizione e sugli attributi di un oggetto. Le informazioni sulla posizione possono essere dinamiche o statiche.
Varie tecnologie geospaziali realizzano questo tipo di raccolta dati, come l’utilizzo del telerilevamento per raccogliere dati a distanza. Ad esempio, i veicoli aerei senza pilota (UAV) raccolgono informazioni in modo rapido ed efficace, consentendo la raccolta di grandi quantità di dati.
Esempi di dati geospaziali
La rappresentazione dei dati è diversa a seconda della tecnologia geospaziale scelta per catturarli. Ecco alcuni esempi di dati geospaziali:
Utilizzando il telerilevamento, gli scanner laser raccolgono milioni di punti dati digitali all’interno di un ambiente. La vasta raccolta di punti è nota come nuvola di punti. Ogni punto ha una coordinata di posizione e l’insieme di punti crea un modello 3D di un’area o di un oggetto. Più punti ci sono in un’area, più densa è la nuvola di punti e più chiara è la rappresentazione 3D del mondo reale.
I vettori sono costituiti da punti, linee e poligoni. Ogni punto ha una coordinata e linee e poligoni sono formati collegandoli. Questi elementi rappresentano caratteristiche del mondo reale in un dato ambiente. Ogni caratteristica ha un attributo testuale o numerico per descriverla.
Anche le immagini satellitari ad alta risoluzione sono un tipo di dati geospaziali. I satelliti vedono il nostro mondo dallo spazio, mostrandoci un’immagine molto più ampia di un’area geografica.
Quando i dati del censimento si collegano a un’area geografica, diventano un tipo di dati geospaziali. Ad esempio, gli urbanisti useranno i dati sulla popolazione di un censimento per pianificare dove potrebbero costruire nuove strade, scuole o ospedali.
Chi utilizza i dati geospaziali?
Esistono una miriade di applicazioni per i dati geospaziali, il che significa che un’ampia gamma di gruppi, aziende e persone li utilizzano. Ecco alcuni esempi:
Per analizzare potenziali siti edificabili fornendo analisi spaziali sul territorio, sui tipi di suolo, sulla vicinanza alle infrastrutture e sulle considerazioni ambientali.
I dati geospaziali, tra cui LiDAR (Light Detection and Ranging) e le immagini satellitari aiutano nella creazione di planimetrie precise e documentazione as-built. Sono inoltre integrati nel BIM per creare rappresentazioni digitali del mondo reale.
Viene utilizzato per identificare potenziali pericoli per la sicurezza e valutare i rischi associati ai progetti, contribuendo a prevenire incidenti e a garantire il rispetto delle norme di sicurezza.
I dati vengono utilizzati nell’esplorazione mineraria attraverso la pianificazione delle miniere o la mappatura dei minerali.
Le agenzie di risposta alle emergenze utilizzano la tecnologia geospaziale per la preparazione alle catastrofi, la risposta e gli sforzi di recupero, tra cui la mappatura delle zone a rischio, delle vie di evacuazione e della distribuzione delle risorse.
Le aziende di trasporto utilizzano i dati geospaziali per pianificare i percorsi, gestire la flotta e ottimizzare le reti di consegna.
Gli urbanisti e gli sviluppatori urbani utilizzano i dati per comprendere i modelli di utilizzo del territorio, pianificare progetti infrastrutturali e valutare l’impatto dei nuovi sviluppi.
Quindi, cos’è la tecnologia geospaziale?
Ora che sai cosa significa geospaziale e cosa sono i dati geospaziali, è il momento di considerare come questo si traduce in tecnologia. La tecnologia geospaziale fornisce un modo per raccogliere e analizzare i dati. È un termine generico per i vari strumenti e sistemi moderni che ci aiutano a mappare la superficie terrestre, comprendere le società e condurre analisi spaziali.
Il termine “tecnologia geospaziale” è ampio e copre una varietà di componenti. Ecco alcuni esempi di tecnologie comunemente utilizzate:
LiDAR è un metodo popolare per raccogliere dati spaziali tramite telerilevamento. LiDAR emette un raggio laser e misura il tempo di ritorno della luce riflessa al dispositivo dopo aver colpito una superficie. In questo modo, LiDAR genera centinaia di migliaia di raggi laser al secondo, per creare nuvole di punti.
Il sistema di posizionamento globale (GPS) è un tipo comune di tecnologia geospaziale. I dati satellitari alimentano il GPS e vengono utilizzati per la navigazione globale e la geolocalizzazione. I sistemi di posizionamento globale sono pienamente operativi dal 1993 e tutti gli smartphone moderni contengono il GPS.
I Geographic Information Systems (GIS) combinano mappe con un database di altre informazioni descrittive. I GIS consentono la gestione e l’analisi delle informazioni sulla posizione. Questo tipo di analisi spaziale ha fornito informazioni che hanno cambiato il modo in cui funziona il mondo.
Perché la tecnologia geospaziale è importante?
La tecnologia geospaziale consente la raccolta di informazioni e questa raccolta di dati è estremamente preziosa. Utilizzare la tecnologia per raccogliere informazioni sulla posizione ci fornisce dati che possono dare una comprensione più approfondita di molti problemi. Questi dati spaziali possono rispondere a domande e aiutare con previsioni, analisi e processo decisionale.
Attualmente, In Italia, la distribuzione di prodotti fitosanitari per via aerea (compresi i droni) è vietata dall’articolo 13 comma 1 del Decreto n. 150/2012 del Piano di Azione Nazionale per l’uso sostenibile dei prodotti fitosanitari (PAN) il quale ha recepito la Direttiva europea 2009/128/CE che proibisce questa pratica salvo circostanze specifiche e solo con apposite deroghe.
È bene specificare che, in ogni caso, è già possibile distribuire per via aerea tutti quei prodotti non registrati come fitosanitari senza il bisogno di deroghe, come ad esempio: sostanze di base, concimi, polveri, insetti utili, ecc.
In questo complesso contesto normativo si destreggia Scaligera Drone Solutions, un’azienda veronese che si occupa dell’erogazione di servizi di distribuzione aerea e della vendita di droni per l’irrorazione di sostanze in agricoltura.
L’azienda offre un servizio di irrorazione di prodotti per l’agricoltura, liquidi o granulari (a spaglio), anche a rateo variabile grazie all’utilizzo di mappe di prescrizione e propone la vendita di modelli specifici per questi impieghi. Nel 2023 sono stati oltre 3.500 gli ettari trattati tramite il lancio di insetti utili.
In Svizzera – così come in molti Paesi extra europei quali Cina, Giappone e Stati Uniti – non vige nessun divieto per la distribuzione aerea con drone. Anzi, è prevista e normata con uno Scenario Standard nazionale che racchiude una serie di regole atte a garantire la sicurezza dell’operazione.
Come già detto, anche in Europa, in alcune situazioni, è consentito l‘uso di droni per l’irrorazione aerea di agrofarmaci. In Germania e Francia, ad esempio, grazie a deroghe permanenti – previste dalla Direttiva europea – concesse in specifici territori o contesti, quali appezzamenti in forte pendenza (>30%), si utilizzano regolarmente droni per il trattamenti con fitofarmaci.
Anche in Italia, secondo quanto previsto dal PAN, l’irrorazione aerea può essere autorizzata in deroga (non permanente) dalle Regioni – previo parere favorevole del Ministero della salute e sentiti il Ministero delle politiche agricole alimentari e forestali e il Ministero dell’ambiente e della tutela del territorio e del mare – quando presenti evidenti vantaggi in termini di salute umana e ambientale.
La richiesta può essere inoltrata dalla singola azienda o in forma associata (ad esempio più realtà di viticultura eroica) tenendo conto di una tempistica burocratica di circa 120 giorni.
Il permesso in deroga per la difesa ordinaria o per contrastare un’emergenza fitosanitaria, può essere concesso solo nei casi in cui non siano praticabili modalità di applicazioni alternative, oppure quando l’irrorazione aerea presenti evidenti vantaggi in termini di salute umana e ambientale.
All’interno del PAN (capitolo A.4) sono descritte tutte le fasi da seguire per ottenere l’autorizzazione e le prescrizioni da rispettare durante i trattamenti, con particolare riferimento alla riduzione degli effetti deriva.
Alcune regioni hanno avviato e condotto sperimentazioni per dimostrare l’efficacia e i vantaggi dell’uso dei droni in campo agricolo, passaggio chiave per dimostrare il ridotto impatto e i minor rischi dei trattamenti aerei con drone.
In particolare, il Servizio Fitosanitario di Regione Lombardia ha pubblicato un documento sulle attività sperimentali svolte (in deroga) con drone per valutarne l’efficacia nella protezione delle colture di olivo, vite e riso. Le conclusioni del report sono favorevoli all’impiego di tali mezzi.
Nel Documento si legge: “L’utilizzo del drone rappresenta senza dubbio uno strumento che potrebbe inserirsi in una strategia integrata di protezione delle piante per la capacità operativa e la flessibilità di impiego. […] Gli interventi fitoiatrici eseguiti con il drone, permettono di tutelare maggiormente l’incolumità degli operatori […] Anche dal punto di vista della qualità del trattamento i risultati sono pienamente soddisfacenti: i prodotti fitosanitari vengono ben distribuiti e la deriva è trascurabile”.
In particolare, nella gestione della peronospora in vigneto, l’uso di droni, rispetto ai trattamenti fatti con lancia a mano, mostra:
Questi risultati mostrano come i droni, confrontati con mezzi tradizionali manuali, tutelino maggiormente uomo e ambiente oltre e portino concreti miglioramenti nell’esecuzione delle pratiche agronomiche, rientrando a pieno nelle condizioni previste dal PAN per il rilascio della deroga.
A livello normativo, il drone è un aeromobile al pari di un elicottero e una legge fatta in passato allo scopo di scongiurare l’uso di elicotteri e altri mezzi aerei per i trattamenti (con effetti di deriva fuori controllo), ne sta limitando fortemente l’utilizzo per la distribuzione di prodotti fitosanitari, nonostante la potenziale riduzione dei rischi associati e ai vantaggi di cui l’agricoltura potrebbe beneficiare.
Se l’iter burocratico per richiedere una deroga (specialmente a causa delle tempistiche) non permette alle realtà agricole di intervenire secondo le necessità dettate dal momento, occorre incentivare le aziende – soprattutto quelle con terreni pendenti e di difficile accesso – a richiedere una deroga in modo preventivo senza attendere l’insorgere dei problema.
Per questo, Scaligera Drone Solutions è disponibile, oltre che per la distribuzione di prodotti non fitosanitari o a supportare quanti volessero acquistare droni e formarsi sul corretto utilizzo, anche per chi volesse richiedere deroghe per la distribuzione di fitosanitari e per avviare sperimentazioni per la stesura di linee tecniche in collaborazione con i Servizi Fitosanitari Regionali e gli Enti pubblici di ricerca.
Il traguardo da raggiungere per l’Italia nel prossimo futuro, sarà un progressivo allineamento con quanto già fatto da altri paesi europei nella direzione di deroghe permanenti che permettano stabilmente l’utilizzo di droni per la distribuzione di fitosanitari e una migliore gestione operativa degli stessi, a tutto vantaggio di ambiente e colture in campo.
Microgeo e Scaligera saranno presenti a Macfrut dall’8 al 10 maggio a Rimini e ad Enovitis in campo, in programma a Castel San Pietro Terme (Bo) il 12 e 13 giugno, dove saranno in esposizione i modelli da 10 e 30 litri attualmente in vendita. Sarà possibile assistere a dimostrazioni di volo e distribuzione.
Il caso di studio in questione è stato realizzato da DL Droni SRL, una società italiana che fornisce servizi di fotografia aerea e fotogrammetria.
In questo caso, hanno utilizzato una specifica fotocamera per scattare foto multispettrali di un’area di campagna per monitorare la vegetazione ed hanno processato queste ultime con 3DF Zephyr Aerial 4.302.
L’equipaggiamento per il rilievo consiste di :
• Drone DJI Mavic Pro (dimensioni sensore: 1/2.3″)
• Fotocamera multispettrale
Dati acquisiti :
• 80 x 4 immagini multibanda (GRE – NIR – RED
L’equipaggiamento per il rilievo consiste di :
Dopo la fase di rilievo, hanno proceduto con il calibrare le immagini nell’ambiente di lavoro di 3DF Zephyr con lo strumento apposito “Calibrazione Radiometrica”.
Questo strumento gli ha permesso di convertire le immagini originali acquisite in quelle calibrate utilizzando il pannello di calibrazione.
Hanno continuato fino alla generazione dell’ortofoto, personalizzando le bande di output con il calcolo dell’indice GNDVI.
Questo flusso di lavoro gli ha permesso di creare una vista multispettrale dell’area fotografata, analizzandola con gli indici di cui avevano bisogno.
Con queste immagini risultanti, sono stati in grado di soddisfare i bisogni del cliente analizzando l’area presa in considerazione ed evidenziando, attraverso l’indice NDVI, le zone con la più alta densità di vegetazione in vita.
Droni professionali UAS: come funzionano?
21 Settembre, 2021
Negli ultimi anni, la rapida evoluzione nel campo dei microprocessori e dei sensori unita alle elevate prestazioni per batterie e motori, ha permesso lo sviluppo di una nuova classe di velivoli, dimostratasi insostituibile in una vasta serie di applicazioni.
Questa famiglia di piccoli velivoli, più comunemente identificata con il termine drone, è denominata UAS (Unmanned Aerial Vehicle), APR (Aeromobile a Pilotaggio Remoto), VTOL (Vertical Take-Off and Landing) oppure multirotori, dato che la propulsione è garantita da più gruppi di motore-elica.
I droni professionali della serie Aeromax, proposti sono Esacotteri ed Ottocotteri per impieghi professionali in cui è richiesto un payload ( peso dei sensori da alzare ) che può variare a seconda dell’applicazione. Il sistema Aeromax è progettato con criteri di semplicitá, compattezza e maneggevolezza, per rispondere meglio alle esigenze di professionisti che devono apprendere le tecniche del volo.
Il sistema è compatto e maneggevole. All’interno di uno chassis sono alloggiati tutti i componenti del drone UAS: motori, batteria, cablaggi ed elettronica di controllo.
Il software, che acquisisce i dati dai sensori di bordo e li processa in tempo reale, stabilisce e trasmette ai motori il corretto valore di potenza e quindi velocità di rotazione/spinta, permettendo così al velivolo di mantenersi livellato e di effettuare tutte le manovre necessarie per lo svolgimento delle operazioni richieste. Una delle peculiarità di questi droni professionali multirotori è la riduzione drastica dei componenti meccanici, basando il proprio funzionamento quasi completamente sull’elettronica e sul software di gestione. Questo permette flessibilità, facilità di gestione e manutenzione, e abbattimento generale dei costi.
L’elettronica di bordo dialoga con la stazione a terra per mezzo di un radio-modem bidirezionale. Questo permette di visualizzare la posizione del drone sulla mappa della zona interessata dalle operazioni e l’orientamento della prua. Permette inoltre l’invio del piano di volo al velivolo, dei waypoint, dei dati di direzione della prua, altitudine, eventuali POI (point of interest), ecc.
Le immagini riprese e registrate dai sensori (ottici, IR, lidar) a bordo di un drone UAV possono anche essere registrate e visualizzate dalla stazione a terra, grazie ad una trasmittente video analogica o digitale, che in caso di applicazioni critiche può anche essere criptata.
Il raggio di azione di questi velivoli multirotori può essere considerato pari ad un chilometro, mentre l’altitudine massima di esercizio si può considerare intorno ai 300m dal suolo. L’autonomia del di questo drone professionale varia dai 15 ai 30 minuti. Il payload varia tra i 300 grammi ed i 6 chilogrammi
Agricoltura di precisione con il drone professionale
17 Settembre, 2021
L’agricoltura di precisione (precision farming) può essere definita come un sistema integrato di informazione e produzione che ha come obiettivi di lungo termine l’aumento della produttività sito-specifica, dell’efficienza produttiva ed della redditività aziendale, riducendo al minimo l’impatto ambientale.
Il concetto di Precision farming indica in dettaglio una serie di tecnologie, quali il telerilevamento (a mezzo satellitare o aereo), il posizionamento satellitare (GPS) e i sistemi informativi geografici (GIS), che vengono utilizzate, anche integrate tra loro, per l’acquisizione ed elaborazione di dati riguardanti un determinato territorio oggetto di indagine.
Il telerilevamento, o remote sensing, si fonda sul nesso che esiste tra una serie di parametri relativi alla cortina fogliare in grado di esprimere le risposte vegeto-produttive delle piante e valutare la variabilità nel vigneto. Si tratta di un’acquisizione a distanza di immagini ad alta risoluzione in grado di descrivere la variabilità del vigneto in funzione del diverso comportamento delle superfici e dei corpi ai fenomeni di assorbimento o riflessione della luce nel visibile e nell’infrarosso.
L’agricoltura di precisione (precision farming) può essere definita come un sistema integrato di informazione e produzione che ha come obiettivi di lungo termine l’aumento della produttività sito-specifica, dell’efficienza produttiva ed della redditività aziendale, riducendo al minimo l’impatto ambientale.
Il concetto di Precision farming indica in dettaglio una serie di tecnologie, quali il telerilevamento (a mezzo satellitare o aereo), il posizionamento satellitare (GPS) e i sistemi informativi geografici (GIS), che vengono utilizzate, anche integrate tra loro, per l’acquisizione ed elaborazione di dati riguardanti un determinato territorio oggetto di indagine.
Il telerilevamento, o remote sensing, si fonda sul nesso che esiste tra una serie di parametri relativi alla cortina fogliare in grado di esprimere le risposte vegeto-produttive delle piante e valutare la variabilità nel vigneto. Si tratta di un’acquisizione a distanza di immagini ad alta risoluzione in grado di descrivere la variabilità del vigneto in funzione del diverso comportamento delle superfici e dei corpi ai fenomeni di assorbimento o riflessione della luce nel visibile e nell’infrarosso.
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