top of page

Drone in agricoltura: applicazioni e futuro

drone in agriculture

Introduzione: Drone in agricoltura


Perché agricoltori, filiere e cooperative dovrebbero interessarsi ai droni?


In questo articolo spiegheremo perché sempre più spesso si sente parlare di "Drone in agricoltura", ma se volete degli highlight rapidi, ecco a voi una lista di 8 diverse applicazioni dei droni:


Partiamo dalle basi: i droni non sono altro che mezzi di trasporto e da soli non hanno alcuna applicazione potenziale in agricoltura. Ma se sono equipaggiati con telecamere speciali o distributori di liquidi o solidi, allora diventano nostri alleati. Inoltre, per poter utilizzare un drone in agricoltura è necessario avere una patente, un'assicurazione e una registrazione, proprio come per un'auto.


Tipi di droni utilizzati in agricoltura


L'uso dei droni in agricoltura può essere classificato in base all'applicazione o al tipo.


Classificazione basata sull'applicazione


In base al tipo di applicazione abbiamo due principali categorie di applicazione dei droni in agricoltura: il monitoraggio e la distribuzione di input agronomici.


Monitoraggio per identificare gli stress biotici e abiotici delle colture. I droni utilizzati qui sono equipaggiati con diversi tipi di telecamere che possono essere multispettrali (le più comunemente usate), iperspettrali e termiche. Utilizzando questi camere, è possibile identificare in quali porzioni del campo c'è una minore crescita vegetativa, aumenti di temperatura e identificare le infestanti.. In questo caso, i dati raccolti devono essere elaborati e interpretati da agronomi esperti in fotogrammetria e spettrometria.


Inoltre, è essenziale per colture come vite e orticole, eseguire elaborazioni specifiche come la segmentazione dei dati per eseguire l'analisi solamente sul filare. Qui sotto c'è una nostra elaborazione fatta a Moie - Italia - Marche.


Image Segmentation

Distribuzione di input agronomici, in questo caso i droni sostituiscono l'uso dei veicoli agricoli per la distribuzione di insetti ausiliari, fertilizzanti e agrofarmaci. Fondamentalmente, questi droni sono equipaggiati con tramogge che permettono di caricare il drone con l'input da distribuire e poi, in momenti specifici, vengono rilasciati nell'ambiente. Fino a poco tempo fa, le normative europee vietavano la distribuzione di prodotti fitosanitari nell'ambiente, ma da quest'anno attraverso determinate autorizzazioni si può procedere alla loro distribuzione se si possiedono determinati patenti di droni.


DJI Agras t50

Classificazione basata sul tipo di drone


In base al tipo di drone abbiamo quattro principali categorie di droni: Multi-Rotore, Ala Fissa, Monorotore e ibridi VTOL.


Droni multi-rotore sono i più popolari nell'agricoltura. Consentono il decollo e l'atterraggio verticale e vengono utilizzati sia per effettuare rilievi fotogrammetrici sia per la distribuzione di input agronomici. Non consentono di coprire centinaia di ettari ma sono quelli che vedrete più spesso nelle aree rurali.


Multi rotor UAV Drones

Ala Fissa, questi droni hanno la capacità di sorvolare grandi aree in un solo volo. Non hanno un decollo o un atterraggio verticale ma sono assistiti da noi durante il decollo. Sono molto interessanti ma ancora oggi i prezzi di questi droni sono molto proibitivi. Possono essere equipaggiati con telecamere multispettrali.


fixed wind

Monorotore, sono droni simili a elicotteri. Non sono ancora molto famosi nel dominio agricolo, ma potrebbero essere utilizzati per la distribuzione di input agronomici perché possono trasportare un peso molto grande.


Single rotor

Ibridi VTOL, questi droni non sono famosi come i droni multi-rotore, ma possono coprire migliaia di acri di rilievo grazie alla loro capacità di decollare verticalmente e poi volare come droni ad ala fissa. In pratica combinano i principali vantaggi di entrambi i tipi di droni. Sono molto costosi ma hanno un enorme potenziale.


hybrid VTOL

Tipo di telecamere equipaggiate nei droni utilizzati in agricoltura


Come precedentemente menzionato, i droni per loro natura sono mezzi di trasporto e quindi da soli non avrebbero alcuna utilità potenziale in agricoltura, ma se equipaggiati con telecamere speciali, possono essere molto utili. Di seguito facciamo una lista delle telecamere speciali utilizzate in agricoltura e alcuni esempi pratici del loro utilizzo:

  • Camera multispettrale

  • Camera termica

  • Camera iperspettrale

  • Camera multispettrale


Camera Multispettrale


Le camere multispettrali sono le più utilizzate, famose e studiate in agricoltura. Sono state utilizzate per decenni nella ricerca scientifica grazie alla loro grande capacità applicativa. Infatti, oggi sono installate anche sui satelliti per effettuare un monitoraggio costante. Queste telecamere hanno l'enorme capacità di poter calcolare indici di vegetazione (come NDVI) partendo dalle bande multispettrali e permettono il monitoraggio della crescita delle colture. Un esempio è mostrato sotto, dove abbiamo effettuato numerosi rilievi multispettrali su un campo di grano.


NDVI vegetation index durum wheat

Partendo da queste immagini dei droni è possibile creare mappe di prescrizione che consentono di distribuire gli input agronomici in modo differenziato. Qui sotto vi è una mappa di prescrizione azotata applicata nello stesso sito dove sono state acquisite le immagini multispettrali di cui sopra.



Camera termica


Le immagini termiche sono di assoluta importanza per la gestione dell'irrigazione delle aziende agricole, infatti restituiscono una mappa che mostra la variabilità spaziale della temperatura delle foglie. Quando una pianta non è in stress idrico, e quindi fotosintetizza, i suoi stomi sono aperti e consentono lo scambio gassoso con l'esterno, raffrescando la temperatura delle foglie. Ma quando è in stress idrico, come strategia conservativa, le piante chiudono gli stomi e negano lo scambio gassoso, aumentando la temperatura della foglia. Questo aumento della temperatura delle foglie può essere rilevato dalle telecamere termiche. Infatti, come regola, le piante sono in stress idrico quando la temperatura della foglia è superiore a quella dell'aria.


Di seguito vi lasciamo un esempio di una mappa termica che consente di identificare le aree fresche e quelle calde, e ovviamente le aree con una temperatura elevata sono correlate a un significativo stress idrico.


Thermal image

Camera iperspettrale


Le immagini iperspettrale sono il futuro della spettrometria in agricoltura. Sono ottiche molto avanzate che sono già state utilizzate in altri contesti come:

  • Conoscere la composizione dei pianeti

  • Identificazione di molecole anomale negli alimenti

  • Ispezione dei materiali


E oggi queste camere stanno lentamente debuttando anche in agricoltura.


Le camere iperspettrali possono essere utilizzate per varie applicazioni che altre camere non possono fare:

Tuttavia, hanno importanti difetti che stanno rallentando le loro applicazioni in agricoltura, e sono:

  • Molto costose, costano circa 50-100k euro

  • I dati generati sono immensi, e quindi la loro memorizzazione e elaborazione non è così ovvia o facile

  • È necessario un livello di competenza molto elevato per poter effettuare elaborazioni specifiche


Di seguito vi lasciamo un'immagine che mostra cosa è in realtà un'immagine iperspettrale, o un cubo di dati.


hyperspectral image

Drone vs satellite: Davide contro Golia


Per sorvolare i nostri campi non ci sono solo i droni, ma piuttosto ogni giorno, senza che ce ne accorgiamo, i satelliti passano costantemente sopra i nostri campi, generando dati di assoluta importanza per la gestione agronomica.


Se vuoi saperne di più sui satelliti e sulle loro applicazioni in agricoltura, visita questo articolo


Ma quale tecnologia dovrei usare? drone o satellite?


Vediamo quali sono i vantaggi dell'uno e dell'altro, in modo da avere una panoramica completa.


Con i droni possiamo fare rilievi ogni volta che ne abbiamo bisogno, condizioni meteorologiche permettendo, con una risoluzione al suolo (1 cm2) che i satelliti (9 m2) ancora oggi non possono fornirci, ma d'altro canto per fare un rilievo con un drone abbiamo bisogno di:

  • comprare un drone

  • acquistare una telecamera di quelle precedentemente menzionate

  • avere una licenza appropriata per l'operazione

  • ottenere un'assicurazione per il drone

  • registrazione del veicolo

  • caricare le batterie, recarsi sul sito su cui effettuare il rilievo

  • eseguire il rilievo

  • eseguire tutta la fase di elaborazione


e alla fine abbiamo immagini ad alta risoluzione e tutti questi passaggi sono un'attività costosa che richiede competenze specifiche.


Mentre con il satellite, tutto quello che dobbiamo fare è accedere ad un portale, comodamente da casa, scaricare l'immagine satellitare ed eseguire l'elaborazione su di essa. Con costo e rischio zero, ma allo stesso tempo, abbiamo:

  • risoluzione spaziale inferiore fino a 100 m2 rispetto al rilievo con drone

  • abbiamo un'immagine satellitare ogni 5 giorni


satellite vs drone

Quindi la scelta dipende dal budget ma soprattutto dalla coltura e da come viene coltivata, quindi per essere chiari facciamo un paio di esempi:


  • una coltura cerealicola, quindi campo aperto, l'uso di immagini satellitari va bene.

  • per colture orticole, invece, essendo colture a file per lo più, forse dove c'è anche una pacciamatura, l'uso di immagini da drone è raccomandato, perché abbiamo una risoluzione al suolo adatta a distinguere coltura, pacciamatura e interfila.

  • un vigneto con una distanza tra le file di circa 2 metri o più è raccomandato solo l'uso di droni o immagini satellitari ad altissima risoluzione dai 3 metri in giù


Chi vincerà la battaglia fra i droni e i satelliti?


Senza dubbio vinceranno i satelliti per il monitoraggio delle colture, ma per le applicazioni di input agronomici il drone sarà un'alternativa valida e avrà molto spazio in futuro.


Infatti, molti dei produttori di droni stanno gradualmente dando maggiore attenzione alla ricerca e sviluppo di droni che possono trasportare grandi pesi per poter fare applicazioni di input agronomici molto simili ai trattori agricoli.


Quindi per il futuro ci saranno sempre meno droni per il monitoraggio e sempre più droni per la distribuzione di input agronomici.


Basta pensare, che quando vi sono delle esondazioni importanti, l'unico modo per poter applicare degli input agronomici è l'uso di droni, perché il trattore non può entrare.


Benefici chiave dei droni per gli agricoltori


Sicuramente vi starete chiedendo quali siano i benefici per un'azienda agricola nell'accedere a tali dati? Ce ne sono molti, e di seguito elenchiamo una serie di benefici tangibili dell'uso dei droni in agricoltura:


Casi studio: implementazioni di successo dei droni


Di seguito mostreremo come diversi agricoltori hanno utilizzato i nostri servizi di rilievo con drone per le loro applicazioni.


Solomeo


A Solomeo, sono stati condotti rilievi multispettrali su un vigneto di 6 ettari nella stagione 2023, e questi dati sono stati utilizzati per:

  • identificare le diverse zone di sviluppo fogliare

  • pianificare fertilizzazioni organiche differenziate

  • determinare miscele di leguminose e graminacee da includere nella distanza tra le file


Segmentation

Sarteano


A Sarteano, in un vigneto di oltre 12 ettari, è stato effettuato un rilievo multispettrale per identificare:

  • zone di sviluppo differenziato

  • pianificare le raccolte differenziate

  • pianificare fertilizzazioni organiche differenziate

  • determinare miscele di leguminose e graminacee da includere nella distanza tra le file


Sarteano

Recanati


A Recanati, sono stati condotti rilievi multispettrali sul grano duro durante l'annata agricola 2020-2021, e questi rilievi sono stati utilizzati per creare mappe di prescrizione per la semina e la fertilizzazione.


Recanati

Moie


A Moie è stato condotto un rilievo multispettrale su oltre 10 ettari per:

  • zone di sviluppo differenziato

  • pianificare le raccolte differenziate

  • pianificare la fertilizzazione organica differenziata

  • determinare miscele di leguminose e graminacee da includere nella distanza tra le file


Image Segmentation

Università di Perugia


Esperimenti molto avanzati sull'uso di immagini satellitari per identificare stress biotici e abiotici della vite sono stati condotti in alcune delle cantine coinvolte dall'Università di Perugia.


Multispectral Survey - Perugia University

Esplora con noi il potenziale dell'uso dei droni in agricoltura


Vuoi anche tu effettuare un rilievo con drone? Forniamo non solo un rilievo, ma anche elaborazioni specifiche accompagnate da consulenze agronomiche, implementate per portare l'analisi condotta sulle immagini acquisite nel campo.


Se desideri maggiori informazioni, contattaci qui sotto.

Comments


Contattaci

Lasciaci un messaggio e a breve un nostro operatore ti contatterà

Grazie per averci contattato

bottom of page