Fotografia Iper Spettrale per Agricoltura di Precisione

Presentazione sul tema: "Fotografia Iper Spettrale per Agricoltura di Precisione"— Transcript della presentazione:

1 Fotografia Iper Spettrale per Agricoltura di Precisione
22/11/2014 Drover S.r.l.

2 Spettro visibile (Vis) Vicino infrarosso (NIR)
Sommario Informazioni relative allo stato di vegetazione dalle immagini iper-spettrali (Vis + NIR + IR) Spettro visibile (Vis) Vicino infrarosso (NIR) Indice normalizzato di vegetazione (NDVI) Infrarosso (IR) Il caso della frutta Informazioni estraibili da foto aeree o terrestri Informazioni estraibili da misure più dirette sulla singola mela Operazioni in campo Possibili sviluppi futuri 22/11/2014 Drover S.r.l.

3 Principi fisici: Indice di vegetazione
Near Infra Red (NIR) una piantagione foto- sinteticamente attiva riflette fortemente la radiazione tra 700 e nm vicina alla frequenza dell’infrarosso Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) Indice sintetico per estrarre lo stato di salute della vegetazione da un’immagine 22/11/2014 Drover S.r.l.

4 Principi fisici: la determinazione della specie
Luminosità e frequenze riflesse variano in base alla specie E’ possibile focalizzare l’analisi su determinate bande di frequenza per distinguere le specie in una certa area Uso di filtri passa- banda spettroscopica Possibile impiego dei droni: Individuare infestanti 22/11/2014 Drover S.r.l.

5 Principi fisici: analisi di un frutteto con NDVI
L’indice può essere messo in correlazione a: Quantità di prodotto per albero Peso del prodotto Quantità di zucchero (°Brix) Richiede di costruire modelli previsionali (basati su dati storici) per prevedere variazioni del raccolto: Alcune ricerche mostrano affidabilità nella previsione al 50% fino all’80% dei casi combinando misure NDVI con altre misure non distruttive (immagini RGB, caratteristiche delle piante, etc.) Possibile impiego dei droni: ottenere immagini aeree a basso costo e alta risoluzione 22/11/2014 Drover S.r.l.

6 Studio della frutta: misure dirette
Mediante utilizzo di spettrometri sulla singola mela campione (metodo non distruttivo) Possibili informazioni ottenute: Solidi solubili (°Brix) Acidità Richiede di costruire modelli previsionali (basati su dati storici) Possibile impiego dei droni: Misure in prossimità del prodotto 22/11/2014 Drover S.r.l.

7 Bibliografia /0/441F0AD C1256BEC004584CD/$FILE/Terr aTn05_25_29.pdf?OpenElement Apple - POSSIBLE ROLE OF MULTISPECTRAL IMAGERY FOR THE DETECTION OF STRESS VECTORS IN APPLE REPLANT SITUATIONS 22/11/2014 Drover S.r.l.

8 Analisi delle applicazioni
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9 Monitoraggio coltivazioni
Obiettivi Monitoraggio coltivazioni Stima della produzione (Vis + NDVI) Stato di salute delle piante (NDVI) Stima della maturazione (NDVI + filtri) Stato di sofferenza idrica (IR) Rilievi topografici Progettazione delle pendenze per il drenaggio (Vis) Analisi dello stato di imbibimento del terreno (IR) Irrorazione di fitofarmaci e diserbanti 22/11/2014 Drover S.r.l.

10 Stima della produzione
Approccio fotografico radiazione visibile Acquisizione fotografie aeree dei filari Collazione immagini / immagini campione Analisi mediante tecniche non convenzionali (approccio basato su reti neurali) Tecniche e algoritmi di classificazione Apprendimento supervisionato 22/11/2014 Drover S.r.l.

11 Stima della produzione
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12 Stima della produzione
Dati a confronto 22/11/2014 Drover S.r.l.

13 Stima della produzione
Approccio fotografico multispettrale Acquisizione fotografie aeree dei filari Post-processing e generazione indice NDVI Collazione immagini, generazione ortofoto Analisi visiva basata sulla colorazione delle chiome Zone di sofferenza Zone di vigore foliare 22/11/2014 Drover S.r.l.

14 Stima della maturazione
Fotografie multispettrali dei frutti Analisi di laboratorio Associazione dei dati Definizione di modelli matematici / associazioni tra le informazioni Acquisizione storica delle informazioni Tempo di raccolta dati nell’ordine di alcuni anni 22/11/2014 Drover S.r.l.

15 Stima della maturazione
22/11/2014 Drover S.r.l.

16 Monitoraggio coltivazioni e rilievi
Fotogrammetria aerea Acquisizione aerea delle fotografie Correzione delle distorsioni causate dalle ottiche utilizzate Allineamento fotografie Elaborazione immagini – rilevamento “features” Ricostruzione della profondità Generazione modello 3D 22/11/2014 Drover S.r.l.

17 Monitoraggio coltivazioni e rilievi
Acquisizione aerea delle fotografie 22/11/2014 Drover S.r.l.

18 Monitoraggio coltivazioni e rilievi
Correzione delle distorsioni causate dalle ottiche utilizzate 22/11/2014 Drover S.r.l.

19 Monitoraggio coltivazioni e rilievi
Allineamento fotografie 22/11/2014 Drover S.r.l.

20 Monitoraggio coltivazioni e rilievi
Elaborazione immagini – rilevamento “features” 22/11/2014 Drover S.r.l.

21 Monitoraggio coltivazioni e rilievi
Ricostruzione della profondità 22/11/2014 Drover S.r.l.

22 Monitoraggio coltivazioni e rilievi
Generazione modello 3D 22/11/2014 Drover S.r.l.

23 Monitoraggio coltivazioni e rilievi
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24 Monitoraggio coltivazioni e rilievi
22/11/2014 Drover S.r.l.