Stima da remoto delle caratteristiche evapotraspirative e di umidità del sistema suolo-vegetazione di un impianto viticolo su morfologia complessa

Abstract

Obiettivo della ricerca è la messa a punto di tecniche di elaborazione d’immagini telerilevate al fine di analizzare le caratteristiche evapotraspirative e di umidità del sistema suolo-vegetazione. La valutazione di tali grandezze è, infatti, di notevole interesse poiché consente alle aziende viticole di ottimizzare i processi di produzione nonché la qualità del prodotto. L’evapotraspirazione effettiva del sistema suolo-vegetazione (ETa) è stata stimata mediante l’applicazione del SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land), un modello di bilancio energetico facente uso d’immagini telerilevate nel campo riflessivo ed emissivo dello spettro. Il modello, implementato nella versione Mountain, stima l’ETa del sistema viticolo su morfologia comunque accidentata. L’umidità superficiale è stata stimata tramite Triangle Method, un modello che consente di valutare il contenuto idrico superficiale nel caso di suoli nudi e nella zona dell’apparato radicale nel caso di aree vegetate. Sono state eseguite delle acquisizioni tramite sensori aviotrasportati nei giorni 11/06, 03/07, 22/07, 22/08 e 03/09 2008 sul sito d’indagine Azienda Agricola “Tenuta Rapitalà” (Camporeale-San Cipirrello, TP). In particolare, le immagini nel visibile-infrarosso vicino (Vis-NIr) sono state riprese tramite un sensore multispettrale Duncantech MS4100 (NIr 767-832 nm, Red 650- 690 nm e Green 530-570 nm), mentre quelle nel campo dell’infrarosso termico (TIr) sono state effettuate mediante camera Flir SC500/A40M. Alla quota di volo media di 1000 m sul piano di campagna, la risoluzione geometrica è pari a 70 cm nel Vis-NIr ed a 170 cm nel Tir. Contestualmente alle acquisizioni da aereo sono stati rilevati dati di pieno campo; in particolare sono state eseguite misure spettroradiometriche per la calibrazione radiometrica delle immagini nelle onde corte, misure con termometro a infrarossi non a contatto per la calibrazione delle immagini termiche, misure con una stazione microclimatica (del tipo Eddy Covariance) per la verifica del flusso di calore latente, misure di Leaf Area Index per la caratterizzazione della chioma della pianta, e infine misure di umidità con tecnica TDR (Time Domain Reflectometer) per la validazione del metodo triangolare. Le mappe di evapotraspirazione effettiva sono state confrontate con le misure puntuali della stazione microclimatica, mentre le mappe di umidità del suolo sono state validate con le misure ottenute da TDR e metodo gravimetrico. Il modello SEBAL, tenendo conto delle reali condizioni di stress colturale, ha evidenziato che, in condizioni di stress idrico, il valore reale di evapotraspirazione si può discostare anche di molto dal suo valore potenziale. Il confronto fra dati di umidità misurati in campo e le mappe ottenute dall’elaborazione delle immagini telerilevate riporta una correlazione media (r2=0.63) alla risoluzione di 1.7 m, una correlazione soddisfacente (r2=0.73) per dati aggregati a 5.0 m, ed elevata (r2=0.80) per dati aggregati a 10.0 m.