Classificazione delle cOLture in atto con il Telerilevamento Progetto COLT Classificazione delle cOLture in atto con il Telerilevamento Descrizione del ruolo dell’analisi delle immagini satellitari Spot 5 Una sperimentazione di applicazione integrata telerilevamento - Gis Andrea Spisni e Vittorio Marletto COLT 20/11/2005

COLT SCOPO: Strumento territoriale indipendente di individuazione delle colture per valutare i consumi idrici attesi tramite modello Criteria. OBBIETTIVI DEL TELERILEVAMENTO: classificare le colture agricole in atto per inizio giugno in modo da fornire i dati per l’applicazione del modello. DESTINATARI: consorzi di bonifica e regione. AREA TEST: pianura compresa tra Bologna e Reggio-Emilia. STRUMENTI: analisi di immagini satellitari Spot 5 e modello Criteria COLT

COLT Base dati Spot 5 Satellite francese a 10 m di risoluzione spaziale e 4 bande di acquisizione Sensori     Ris. Spettr.    Ris. geom. Ampiezza HRG P : 0,48 - 0,71 mm 5 m 60 km B1 : 0,50 - 0,59 mm 10 m B2 : 0,61 - 0,68 mm B3 : 0,78 - 0,89 mm B4 : 1,58 - 1,75 mm 20 m Végétation 1 km 2200 km HRS 120 km COLT

COLT Probabile area di acquisizione. Il sensore acquisisce su un’area indicativa di 60 x 60 km2 puntabile. Consorzi coinvolti da est: Reno-Palata Burana-Leo-Scoltenna-Panaro Bonifica Parmigiana Moglia Secca COLT

COLT In fase di progettazione si è stabilito di acquisire quattro immagini durante il periodo compreso tra novembre e maggio. Le colture prevalenti individuate sono: Erbacee: grano, medica e prati stabili, mais, barbabietola, riso, pomodoro, cocomero e melone, soia, sorgo, patata. Arboree: vite, pero, pioppo, melo, prugno, pesco. Nella loro definizione è importante il supporto fornito dai consorzi che meglio conoscono le dinamiche agricole del territorio. I maggiori sforzi saranno concentrati sulle coltivazioni erbacee COLT

COLT DATE OTTIMALI DI ACQUISIZIONE Le date ottimali sono state definite in base ai periodi in cui risultano massime le differenze fenologiche delle colture prevalenti, soprattutto di quelle a maggior fabbisogno idrico: Novembre (ottimale 01-15/11) Febbraio (ottimale 01-29/02) Aprile (ottimale 20-30/04) Maggio (ottimale 10-20/05) Le fasi fenologiche sono state individuate tramite la stazione agro-fenologica di Cadriano (BO) gestita dall’Università di Bologna. Come riferimenti principali sono state prese le seguenti specie: Grano e orzo, Medica, Barbabietola, Patata, Mais, Pomodoro. Queste colture rappresentano specie o a nullo o ad alto fabbisogno irriguo. Colture a più alto consumo irriguo: mais, patata e barbabietola. 01-15 Novembre (prime gelate a metà mese): discriminare arboree/erbacee (prati e seminativi autunno vernini), grano in prime fasi. Colture arboree in cui prevale la risposta spettrale delle foglie secche e del prato. 01-29 Febbraio: nei frutteti prevale la risposta dell’erba ed in misura minore delle foglie cadute, la medica tende all’ingiallimento a causa delle basse temperature, frumento e orzo sono diventati verdi, seminativi primaverili non sono ancora stati seminati ed appare il suolo nudo. 20-30 Aprile: sulle file piante visibili di barbabietola e patata (15 gg precedente piantine molto piccole). 10-25(max) maggio: barbabietola e patata in piena crescita, mais piccolo, sfalcio della medica intorno al 5 maggio, orzo ingiallito, visibilmente giallo). frumento ancora verde, ma in calo (il 25 già COLT

COLT NOTE ALLE DATE OTTIMALI 01-15 Novembre: discriminazione arboree (fg secche ed inerbimento)/erbacee (prati e seminativi), seminativi autunno-vernini in prime fasi di sviluppo, medica e prati verdeggianti. 01-29 Febbraio: nei fruttetti prevale inerbimento, medica e prati stabili ingialliscono con gelate, seminativi autunno-vernini in fase di accestimento-levata, seminativi primaverili non ancora presenti (suolo nudo arato). 20-30 Aprile: sulle file piante visibili di barbabietola e patata (15 gg precedente piantine molto piccole), meloni e cocomeri in tunnel e prossimi alla rimozione delle protezioni, medica in massima copertura, seminativi autunno-vernini in spigatura, frutteti in fioritura. 10-25 Maggio: barbabietola e patata in piena crescita, mais in crescita, sfalcio della medica nella prima decade di maggio, orzo e avena ingialliti, frumento ancora verde, ma in calo (il 25 già visibilmente giallo), frutteti con foglie. COLT

COLT METODOLOGIA Preparazione del database per la compilazione dei dati in campo su GPS. Ordine delle immagini e gestione delle acquisizioni. Georeferenziazione in coordinate UTM 32 WGS84. Raccolta delle verità a terra per ognuna della quattro immagine. Definizione delle aree di controllo. Scelta del classificatore in base alla separabilità delle classi. Classificazione. Affinamento dei risultati. Restituzione della mappa delle colture in formato raster. Applicazione del modello Criteria. COLT

COLT Un esempio di catena di elaborazione. Aree di controllo Firme spettrali derivate Un esempio di catena di elaborazione. Per ogni coltura verranno raccolti due punti a consorzio parzialmente distribuiti COLT Classificazione

COLT RUOLO OTTIMALE DEI CONSORZI Fornire indicazioni su colture principali: specie, momento di semina, fasi fenologiche con foto. Se disponibile localizzazione delle colture per indirizzare i rilievi. Assistenza alla pianificazione dei rilievi. Assistenza nei rilievi da eseguire in contemporanea all’acquisizione o in date prossime. COLT

COLT PROBLEMATICHE Il periodo considerato presenta una climatologia non favorevole sotto l’aspetto della copertura nuvolosa, quindi si potrebbe verificare di dover ridurre l’area test, mascherando le zone coperte da nubi. Altro problema sorge poichè il gestore del satellite deve eseguire altre acquisizioni di priorità maggiore durante le date richieste. COLT

COLT PROBLEMATICHE Alternative a Spot: Landsat 5 (23 anni di esercizio) 30 m di risoluzione spaziale 7 bande di acquisizione Passaggi di Landsat 5 p/r 192/29 10/01/2008 26/01/2008 11/02/2008 27/02/2008 14/03/2008 30/03/2008 15/04/2008 01/05/2008 17/05/2008 In questo caso si incorre nel rischio di deterioramento della risoluzione che da 10 m passa a 30 m. COLT

COLT RISULTATI ATTESI Entro inizio giugno deve essere prodotta una mappa in scala indicativa 1:25.000-50.000 con la distribuzione delle colture individuate sull’area test. La classificazione servirà come base per il calcolo dei consumi idrici tramite il modello Criteria. I risultati sopra descritti saranno forniti ai consorzi e all’assessorato agricoltura RER per la gestione della risorsa idrica in tempo reale. In caso di problemi legati all’acquisizione/elaborazione dei dati, un prodotto ottenibile può essere individuato come la separazione tra colture idroesigenti (estive) e non (invernali). COLT

COLT Proposta del 11/11/2007 Foschia sulla zona nord-est COLT

Grazie per l’attenzione Per maggiori informazioni Andrea Spisni : aspisni@arpa.emr.it Vittorio Marletto : vmarletto@arpa.emr.it http://www.arpa.emr.it/sim/?telerilevamento COLT 20/11/2005