Monitoraggio dei vigneti con i satelliti Planet Dove

Il telerilevamento, in inglese remote sensing, è una modalità per ottenere informazioni da oggetti senza che lo strumento utilizzato sia a diretto contatto con l’oggetto di interesse ed alcuni dei satelliti in orbita attorno alla Terra sono stati realizzati per essere in grado di osservare la vegetazione sulla superficie e valutarne lo stato di salute.

Le piante assorbono la radiazione solare di diversi colori e la riemettono in diverse percentuali. Le percentuali di radiazione riemessa, se correttamente interpretate, possono indicare se la pianta sta bene o è in stress idrico.

Infatti, la regione fogliare fotosinteticamente attiva assorbe la maggior parte della luce rossa dello spettro elettromagnetico, e riemette la luce nel vicino infrarosso (non visibile all’occhio umano ma visibile ad uno strumento realizzato appositamente). Al contrario, la vegetazione secca e morta riflette di più la luce rossa, assorbendo maggiormente quella del vicino infrarosso.

Un’opportuna combinazione delle quantità di luce rossa e infrarossa che proviene dalla vegetazione fornisce quello che viene chiamato indice di vegetazione che è appunto quello che indica la salute delle piante. Gli indici di vegetazione sono stati a lungo utilizzati per rilevare e monitorare l’attività della vegetazione sulla Terra e questi si sono anche dimostrati buoni indicatori del potenziale idrico della vite per cui possono essere utilizzati per migliorare la viticoltura e la produzione di uva.

Per la prima volta, sfruttando l’alta risoluzione spaziale (3 m) dei nano-satelliti del sistema osservativo Planet, sono state acquisite immagini quasi giornaliere di alcuni vigneti. Queste osservazioni sono state fatte durante la stagione di crescita del 2017 per 6 diversi tipi di vite in 81 vigneti commerciali e per 60 coppie di viti in un vigneto sperimentale in Israele. Successivamente l’interfaccia di programmazione dell’applicazione fornita da Planet Labs e la piattaforma Google Earth Engine sono state utilizzate per derivare serie temporali spazialmente continue di quattro diversi indici di vegetazione degli 82 vigneti.

I risultati mostrano che i modelli settimanali che utilizzano variabili estratte dalle serie temporali così realizzate hanno tracciato con successo le variazioni spaziali del potenziale idrico del fusto della vite nel vigneto sperimentale: un semplice modello ha quindi permesso di monitorare i cambiamenti stagionali del fusto durante la stagione di crescita nel vigneto. I dati Planetstagionali degli 82 vigneti sono stati poi utilizzati per derivare un modello “globale” per il monitoraggio stagionale del potenziale idrico del fusto della vite a livello di un generico vigneto. Il modello “globale”, che richiede solo poche informazioni estratte dalle immagini Planet, può essere utilizzato per la valutazione settimanale in tempo reale del fusto nei vigneti mediterranei, riducendo sostanzialmente le spese degli sforzi di monitoraggio convenzionali.

Planet Labs ha lanciato 48 minisatelliti SuperDoves in orbita il 24 gennaio 2021 sulla missione Transporter-1 di SpaceX. Questo lancio ha portato in orbita 143 satelliti e fornisce immagini satellitari ad alta risoluzione a livello globale.

Alberto Adriani
Associato all’Istituto di astrofisica e planetologia spaziale dell’INAF