Metodologia per il rilevamento dei castagneti da frutto IGP

Giornata di studio: Metodologie innovative di rilevamento per l’aggiornamento dell’Inventario
castanicolo nazionale. Accademia dei Georgofili – Firenze, 6/2/17
Metodologia per il
rilevamento dei
castagneti da frutto IGP
Travaglini D.1, Chirici G.1, Del Perugia B.1,
Giannetti F.1, Bottai L.2, Gozzini B.2, Corona P.3
1
Università di Firenze, Dip.to GESAAF, geoLAB
Consorzio LaMMA, Firenze
3 CREA, Arezzo
2
Esperienze pregresse
Anno: 2007
Ambito: progetto Leader Plus CASTANEA
Studio: Messa a punto di una metodologia per
il censimento e la mappatura dei castagneti
da frutto
Enti promotori: ARSIA Regione Toscana, GAL
F.A.R. Maremma
Cavalletto dendrometrco
Vertex
Ricevitore GNSS
Nastro metrico
GNNS
N
Bussola
Elenco dei dati censiti per singola pianta
Scheda A
Varietà e stato
fitosanitario
Scheda B
Caratteri
dendrometrici e
potature
Scheda C
Dimensione dei
frutti e
meccanizzazione
Scheda D
Dati catastali
Foto
Varietà/ecotipo
Stato vegetativo
Sintomi
Diametro
Altezza totale
Altezza inserzione chioma
Raggio medio della chioma
% Chioma compressa
% Chioma aduggiata
Potature
Pianta monumentale
Accidentalità del terreno
Pendenza intorno alla pianta
Presenza di altre specie
Accesso per mezzi meccanici
Dimensione del frutto
Coordinate X,Y
Posizionamento
+ misura dei tempi di rilievo
Mobile
laser scanning
Terrestrial
laser scanning
Field-Map
system
Avanzamenti tecnologici
ZEB 1 Personal Laser Scanning (PLS)
Produttore: GeoSLAM (www.geoslam.com)
Fornitore: Me.s.a. (TO) (http://www.mesa-laserscanner3d.com)
Velicità acquisizione: 43k punti/sec
Accuratezza 3D: ± 0,1%
Max Range: 15-30 m
Angolo di vista: +270 x ≈100 gradi
Peso: 665 gr
Tecnologia SLAM - Simultaneous Localisation And Mapping
ZEB 1 funziona senza necessità di GPS, se non per la georeferenziazione
Obiettivi
Valutare le potenzialità dei PLS per l’inventariazione dei castagneti da frutto IGP
 Numero di piante
 Coordinate X,Y della singola pianta
 Diametro a 1,3 m da terra
 Altezza totale
 Altezza di inserzione della chioma
 Area di insidenza della chioma
 Architettura 3D del fusto e della chioma
+ misura dei tempi di rilievo
P
F
R
E
C
I
S
I
O
N
O
R
E
S
T
R
Y
Casi studio e protocollo di rilievo
Monte Amiata (GR): 3 aree di studio, le stesse misurate nel 2007 con ARSIA
Area 1 (2827 m2)
Area 3 (4410 m2)
Sfera
10 m
Area
recintata
Ortofoto anno 2013
Area studio
Posizione punto GNSS
Percorso ZEB1
Posizione sfera
Zona con rovo
Posizione castagni nel 2007
Z
E
B
1
GNSS
Elaborazioni
 Pre-elaborazione on line su GeoSLAM cloud
 Rimozione outlayers
 Classificazione punti ground
 Classificazione punti above ground
 Identificazione delle sfere
 Georeferenziazione della nuvola
 Segmentazione singolo albero
http://computree.onf.fr
Esempio identificazione sfera
Esempio estratto dalla nuvola punti ZEB1
Esempio segmentazione singolo albero
Coordinate X,Y
Diametro
1,3 m
Sezione a 1,3 m
Altezza totale
Altezza ins. chioma
Area insidenza c.
Risultati
Area 2 in corso di elaborazione
Area 3
Area 1
2007
2017
Rovo
Area
recintata
Ortofoto anno 2013
Variabile
Area 1
Area 3
2007 2017 2007 2017
Num. piante
35
37
82
45
Num. piante/ha
124
131
185
102
-
-
50
45
Num. piante (escluse zone con rovo e vicine la rete)
Numero di piante
15
Area 3
10
Dimensione del fusto delle piante
misurate nel 2007 ma non rilevate
nel 2017 da ZEB 1
5
(per lo più giovani ricacci e nuovi innesti)
0
3
6
9
12
15
Classe diametrica (cm)
Posizionamento dei castagni: differenze in metri tra 2007 e 2017
Area
Minimo
Massimo
Media
DS
1
0,3
8,3
1,6
1,6
3
0,5
4,7
1,7
1,0
Area 1
120
120
Diametro
R² = 0.9965
Diametro
R² = 0.9961
100
ZEB1 (cm)
100
ZEB1 (cm)
Area 3
80
60
40
80
60
40
20
20
0
0
0
20
40
60
80
100
0
120
Misurato (cm)
Misurato (cm)
20
Altezza totale
R² = 0.9471
15
ZEB1 (m)
ZEB1 (m)
20
Altezza totale
R² = 0.9792
15
10
10
5
5
0
0
0
5
10
15
0
20
5
10
6
6
Altezza inserzione chioma
R² = 0.9915
5
15
20
25
Misurato (m)
Misurato (m)
Altezza inserzione chioma
R² = 0.9285
5
4
ZEB1 (m)
ZEB1 (m)
120
100
80
60
40
20
3
2
1
4
3
2
1
0
0
0
1
2
3
Misurato (m)
4
5
6
0
1
2
3
Misurato (m)
4
5
6
Area 1
120
300
Area insidenza chioma
R² = 0.0733
Area insidenza chioma
R² = 0.1664
250
ZEB1 (m2)
100
ZEB1 (m2)
Area 3
80
60
40
20
200
150
100
50
0
0
0
20
40
60
80
100
120
50
0
Misurato (m2)
100
200
150
250
300
Misurato (m2)
Tempi di rilievo (minuti/ha)
Area 1
Fusto e
chioma 3D
Area 3
2007
2017
2007
2017
109
54
117
47
Conclusioni
 PLS ZEB1 ha dimostrato elevate prestazioni nei casi esaminati
 Metodo potenzialmente adatto per aree di particolare pregio - castagneti IGP
 Informazioni di dettaglio per la gestione e il monitoraggio - precision forestry
 Principali limiti riscontrati:
 piante piccole sono difficili da identificare
 differenze tra area insidenza ZEB1 e metodo classico (effetto potature?)
 elaborazione dati ZEB1 richiede
competenze tecniche specializzate
dotazioni
hardware
potenti
e
 È necessario proseguire la sperimentazione in ambienti diversi - IGP e/o DOP
 Possibili sviluppi futuri
 DTM ad altissima risoluzione
 stima volume e biomassa
 stima incrementi (D, H, V)
(Aggiornato al 29/9/16)
 stima produzione castagne
 integrazione PLS/TLS/Drone
Produzione di castagne a livello di singola pianta
(fonte: Piccioli, 1922)
D1,3 m
IGP
DOP
Kg castagne fresche/pianta
Ottima
Buona
Mediocre
15-25
15
11
7
25-45
45
20
12
40-80
65
49
27
80-100
65
48
21
TLS Faro
eBee Ag Sense Fly - RGB + NIR
Ottocottero - LiDAR Yellowscan
Ringraziamenti
L. Fazzi, F. Caselli, P. Franchi
[email protected]