Indice NDVI in Viticoltura

L’uso dell’indice NDVI in agricoltura non è una nuova idea. Numerosi studi dimostrano la capacità del NDVI di aiutare i viticoltori a capire il vigore della vigna ed a prendere le giuste decisioni. Tuttavia, bisogna sempre tenere a mente che ci sono degli ostacoli dal punto di vista dell’elaborazione delle mappe NDVI a causa della presenza del suolo che può falsare i risultati.

L’indice NDVI è correlato direttamente alla quantità di biomassa “fotosinteticamente attiva” delle piante ed è per questo utile nel determinare la variabilità all’interno di un vigneto. Tuttavia, l’indice NDVI può essere influenzato da una varietà di fattori tra cui la luminosità del suolo, l’umidità dell’aria e la struttura della chioma. Due mappe NDVI scattate in giorni diversi nello stesso vigneto possono apparire completamente diverse a causa delle diverse condizioni meteo e/o di luminosità. Ciò si traduce nella difficoltà nel confrontare i risultati NDVI in due date diverse.
È essenziale dunque calibrare le immagini telerilevate tramite l’utilizzo a terra di pannelli di calibrazione radiometrica.

In viticoltura, contrariamente al rilievo di prossimità (sensori trasportati da trattori), il rilievo da remoto (immagini aeree) prende necessariamente in considerazione l’indice NDVI degli interfilari. A seconda della risoluzione dell’immagine e della strategia di gestione colturale dei viticoltori, le immagini aeree saranno più o meno distorte dall’influenza dell’interfilare. In altre parole, il valore del pixel visto nell’immagine rifletterà più o meno fortemente il valore del pixel corrispondente solo alla vite.
Infatti, quando la risoluzione in pixel è maggiore di un metro, è impossibile identificare i pixel che corrispondono solo alla vite. Il valore di NDVI registrato su ogni pixel sarà dato dalla media dei valori sul filare e sull’interfilare, ovvero il valore NDVI corrispondente al pixel sarà proporzionale alla riflettanza di ciascuna area coperta, viti e terreno.
Questo porta ad errori considerevoli sulla valutazione del NDVI dei filari, che poi è quello che interessa rilevare per poi elaborare correttamente le mappe di prescrizione del vigneto (concimazione, defogliatura, raccolta).
La figura seguente illustra le riflettanze di suolo, vite ed interfilare che insieme contribuiscono al valore NDVI registrato sul pixel dell’immagine telerilevata da drone.

ndvi-pixel-effetto-suolo Indice NDVI in Viticoltura

Quando si elabora una mappa NDVI, è importante capire che il valore di ciascun pixel è influenzato anche dai pixel adiacenti.
Un’immagine NDVI con una risoluzione di 1 metro (area pixel di 1 x 1 m) è una mappa in cui ogni valore di pixel corrispondente al filare è influenzato dai pixel dell’interfilare e viceversa.

Quando viene generata la mappa NDVI, bisogna considerare i seguenti effetti derivanti dalle diverse strategie di gestione del suolo:
1) se la coltura di copertura (cover crop) è stata rimossa per avere suolo nudo tra i filari, il contrasto tra un pixel del filare e un pixel dell’interfilare è grande poiché il valore NDVI del suolo nudo è vicino a zero. Di conseguenza, ci sarà un grande effetto sul valore NDVI corrispondente al pixel della vite.
2) se la coltura di copertura (cover crop) viene mantenuta tra i filari, allora il contrasto tra un pixel del filare e un pixel dell’interfilare è piccolo, poiché i valori NDVI corrispondenti alla vite ed alla coltura di copertura sono molto simili. Infatti, più è vigorosa la coltura di copertura, minore è la differenza tra il valore NDVI della vite ed il valore NDVI della coltura di copertura. In queste situazioni, è molto difficile distinguere le aree corrispondenti a colture di copertura da aree corrispondenti alla vite.

In conclusione, si sconsiglia vivamente di confrontare blocchi con colture di copertura con blocchi con suolo nudo tra le file.

La figura seguente illustra come i pixel adiacenti possono influenzare il valore del pixel della vite.

ndvi-pixel-riflettanze Indice NDVI in Viticoltura

Questo significa che l’unica soluzione per i vigneti con colture di copertura è il rilievo di prossimità?

No. Oggi con una risoluzione abbastanza fine ottenibile grazie ai droni (dimensione dei pixel dell’ordine del centimetro), è possibile identificare i filari mediante l’analisi automatica delle immagini.
Una volta rilevati i filari, i processi di classificazione possono discriminare tra la coltura di copertura e la vite, in modo che l’immagine mantenga solo i valori dei pixel corrispondenti a quest’ultima.
Di conseguenza, la mappa finale mostrerà solo l’indice NDVI delle viti come mostrato nella figura seguente.

Ovviamente, più la risoluzione è fine, più affidabile è il valore NDVI rilevato: risulta quindi evidente come i satelliti, che presentano risoluzioni dell’ordine del metro, non siano adatti allo studio degli indici di vegetazione in viticoltura.

vigneto-ndvi-filari Indice NDVI in Viticoltura
2018-10-12T11:16:33+00:00