Telerilevamento per l'agricoltura
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire la conoscenza di base nell'ambito del telerilevamento ottico multispettrale per applicazioni tematiche di carattere agronomico ambientali. Verranno illustrati i principi fisici del telerilevamento ottico, in particolare riguardo la risposta spettrale del comparto vegetale, e fornite informazioni sui principali sistemi di osservazione della terra disponibili. Si darà particolare risalto ai dati satellitari gratuiti a media risoluzione spaziale utili per applicazioni a scala territoriale e aziendale. Verranno illustrate le tecniche di trattamento delle immagini tele-rilevate e il loro uso per la creazione di mappe tematiche.
Risultati apprendimento attesi
- Saper interrogare archivi di immagini e ottenere dati tele-rilevati
- Identificare le più appropriate tecniche di trattamento di immagini multispettrali e di dati multi-temporali per la generazione di informazioni utili alla caratterizzazione dei sistemi agricoli e gestione ottimizzata delle colture agrarie.
- Sapere interpretare criticamente i dati tele- rilevati in relazione a variabili di interesse agronomico, ai processi dei sistemi colturali e alle dinamiche ambientali.
- Gestire i dati geo-spaziali e utilizzare software applicativi di analisi entro flussi di lavoro propri di Agricoltura Digitale.
- Identificare le più appropriate tecniche di trattamento di immagini multispettrali e di dati multi-temporali per la generazione di informazioni utili alla caratterizzazione dei sistemi agricoli e gestione ottimizzata delle colture agrarie.
- Sapere interpretare criticamente i dati tele- rilevati in relazione a variabili di interesse agronomico, ai processi dei sistemi colturali e alle dinamiche ambientali.
- Gestire i dati geo-spaziali e utilizzare software applicativi di analisi entro flussi di lavoro propri di Agricoltura Digitale.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
L'insegnamento è composto 6 CFU. 4 CFU per un totale di 32 ore di lezioni frontali compresi seminari e dimostrazioni pratiche con software dedicato e 2 CFU costituiti da 32 ore di attività di laboratorio informatico.
Le lezioni prevedono di introdurre nozioni e concetti del telerilevamento per applicazioni territoriali a carattere ambientale e agricolo volte alla creazione di cartografia tematica: i) riconoscimento delle classi di uso del suolo presenti in un territorio, ii) valutazione dello stato delle colture tramite analisi di indici di vegetazione, iii) approcci per la stima di parametri biofisici, iv) identificazione della variabilità intercampo e intracampo e iv) all'analisi delle dinamiche temporali.
In particolare, saranno trattate le seguenti tematiche:
· Principi fisici e leggi fondamentali del telerilevamento
· Risposta spettrale della vegetazione e dei suoli
· Sistemi di acquisizione e caratteristiche delle immagini digitali
· Visualizzazione, interpretazione ed esplorazione statistica di immagini digitali multispettrali
· Concetti e calcolo di indici di vegetazione
· Approcci per la creazione di mappe tematiche
· Applicazioni in ambito agricolo e presentazione di alcuni casi di studio
Il laboratorio sarà indirizzato alla presentazione di strumenti open source per investigare gli archivi di dati gratuiti (e.g. dati Sentinel -Programma copernicus), scaricare, processare ed interpretare dati satellitari ottici multispettrali.
In particolare, saranno trattate le seguenti tematiche:
· Ricerca e download di dati satellitari "Sentinel-2"
· Interpretazione di dati satellitari multispettrali e multitemporali
· Strumenti di base per la gestione di dati satellitari ed operazioni per il calcolo di indici vegetazione
· Presentazione di approcci per creazione di mappe tematiche di uso del suolo
· Presentazione di approcci per creazione di mappe di parametri biofisici
· Presentazione di approcci per l'identificazione di unità gestionali
· Realizzazione di un caso di studio
Le lezioni prevedono di introdurre nozioni e concetti del telerilevamento per applicazioni territoriali a carattere ambientale e agricolo volte alla creazione di cartografia tematica: i) riconoscimento delle classi di uso del suolo presenti in un territorio, ii) valutazione dello stato delle colture tramite analisi di indici di vegetazione, iii) approcci per la stima di parametri biofisici, iv) identificazione della variabilità intercampo e intracampo e iv) all'analisi delle dinamiche temporali.
In particolare, saranno trattate le seguenti tematiche:
· Principi fisici e leggi fondamentali del telerilevamento
· Risposta spettrale della vegetazione e dei suoli
· Sistemi di acquisizione e caratteristiche delle immagini digitali
· Visualizzazione, interpretazione ed esplorazione statistica di immagini digitali multispettrali
· Concetti e calcolo di indici di vegetazione
· Approcci per la creazione di mappe tematiche
· Applicazioni in ambito agricolo e presentazione di alcuni casi di studio
Il laboratorio sarà indirizzato alla presentazione di strumenti open source per investigare gli archivi di dati gratuiti (e.g. dati Sentinel -Programma copernicus), scaricare, processare ed interpretare dati satellitari ottici multispettrali.
In particolare, saranno trattate le seguenti tematiche:
· Ricerca e download di dati satellitari "Sentinel-2"
· Interpretazione di dati satellitari multispettrali e multitemporali
· Strumenti di base per la gestione di dati satellitari ed operazioni per il calcolo di indici vegetazione
· Presentazione di approcci per creazione di mappe tematiche di uso del suolo
· Presentazione di approcci per creazione di mappe di parametri biofisici
· Presentazione di approcci per l'identificazione di unità gestionali
· Realizzazione di un caso di studio
Prerequisiti
Non sono richieste propedeuticità, si considera però utile la conoscenza dei fondamenti di Analisi Matematica (studio di funzione, derivate totali e parziali, integrali), di Fisica (elettromagnetismo e ottica) e di Statistica (trattamento delle osservazioni).
Metodi didattici
L'insegnamento prevede lezioni frontali, seminari, dimostrazioni pratiche e la presentazione di casi di studio nell'ambito dell'agricoltura digitale e per lo studio del territorio.
L' attività di laboratorio informatico è volto all'utilizzo di software per l'analisi di dati telerilevati e alla realizzazione di un caso di studio oggetto della relazione da presentare all'esame.
La frequenza è fortemente consigliata.
L' attività di laboratorio informatico è volto all'utilizzo di software per l'analisi di dati telerilevati e alla realizzazione di un caso di studio oggetto della relazione da presentare all'esame.
La frequenza è fortemente consigliata.
Materiale di riferimento
Diapositive delle lezioni del Corso
Principi e metodi di telerilevamento - Brivio P.A., Lechi G., Zilioli E., Ed. Città Studi, 2006
Elementi di geomatica. - Gomarasca Mario A. Editore: ASITA, 2004
ASRAR G., (1989). Theory and applications of optical remote sensing - Ed:John Wiley & Sons New York, 1989 XIV, 734 pp.
RICHARDS, J.A., (1993): Remote Sensing Digital Image Analysis. An Introduction, 2nd Ed., Berlin, Springer-Verlag.
Lillesand T. & Kiefer R. (2000): Remote sensing and image interpretation - 4. ed
LIANG S. (2004). Quantitative Remote Sensing of Land Surfaces, John Wiley & Sons, 534 p.
Jensen J. R. (2006). Remote Sensing of the Environment: An Earth Resource Perspective, Prentice Hall, 608 p.
Per la parte relativa all'attività di laboratorio informatico:
Tutorial e template per la relazione tecnica.
Agricoltura Di Precisione - Casa R., 2016, Edagricole
Manuali per l'utilizzo di R: (https://rcompanion.org/rcompanion/, https://geocompr.robinlovelace.net/, https://www.r-bloggers.com/, http://ww2.coastal.edu/kingw/statistics/R-tutorials/, http://zoonek2.free.fr/UNIX/48_R/02.html, https://cran.r-project.org/doc/contrib/Lemon-kickstart/)
Manuali per l'utilizzo di QGIS: (https://www.qgistutorials.com/en/, https://docs.qgis.org/testing/en/docs/training_manual/)
Manuali per l'utilizzo di SNAP: (https://step.esa.int/main/doc/tutorials/, https://step.esa.int/main/doc/tutorials/snap-tutorials/)
Principi e metodi di telerilevamento - Brivio P.A., Lechi G., Zilioli E., Ed. Città Studi, 2006
Elementi di geomatica. - Gomarasca Mario A. Editore: ASITA, 2004
ASRAR G., (1989). Theory and applications of optical remote sensing - Ed:John Wiley & Sons New York, 1989 XIV, 734 pp.
RICHARDS, J.A., (1993): Remote Sensing Digital Image Analysis. An Introduction, 2nd Ed., Berlin, Springer-Verlag.
Lillesand T. & Kiefer R. (2000): Remote sensing and image interpretation - 4. ed
LIANG S. (2004). Quantitative Remote Sensing of Land Surfaces, John Wiley & Sons, 534 p.
Jensen J. R. (2006). Remote Sensing of the Environment: An Earth Resource Perspective, Prentice Hall, 608 p.
Per la parte relativa all'attività di laboratorio informatico:
Tutorial e template per la relazione tecnica.
Agricoltura Di Precisione - Casa R., 2016, Edagricole
Manuali per l'utilizzo di R: (https://rcompanion.org/rcompanion/, https://geocompr.robinlovelace.net/, https://www.r-bloggers.com/, http://ww2.coastal.edu/kingw/statistics/R-tutorials/, http://zoonek2.free.fr/UNIX/48_R/02.html, https://cran.r-project.org/doc/contrib/Lemon-kickstart/)
Manuali per l'utilizzo di QGIS: (https://www.qgistutorials.com/en/, https://docs.qgis.org/testing/en/docs/training_manual/)
Manuali per l'utilizzo di SNAP: (https://step.esa.int/main/doc/tutorials/, https://step.esa.int/main/doc/tutorials/snap-tutorials/)
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame è composto da una relazione scritta sull'attività di laboratorio "Progetto" in forma di report tecnico/scientifico ed una prova orale.
- Il candidato dovrà presentare, prima della prova orale, la suddetta relazione scritta sull'attività di laboratorio.
- La presentazione della relazione sarà condizione necessaria per poter accedere alla prova orale.
- La prova orale comprenderà, oltre alla discussione della relazione, domande relative a tutti gli argomenti del programma.
- Il candidato dovrà presentare, prima della prova orale, la suddetta relazione scritta sull'attività di laboratorio.
- La presentazione della relazione sarà condizione necessaria per poter accedere alla prova orale.
- La prova orale comprenderà, oltre alla discussione della relazione, domande relative a tutti gli argomenti del programma.
ICAR/06 - TOPOGRAFIA E CARTOGRAFIA - CFU: 6
Esercitazioni in aula informatica: 32 ore
Lezioni: 32 ore
Lezioni: 32 ore
Docenti:
Boschetti Mirco, Oberti Roberto
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
via Celoria 2 - Edificio 10: Ingegneria Agraria