Analisi dei dati satellitari

(progetto curato dai prof.ri Alberto Grandi e Stefano Giatti)

REMOTE SENSING in sintesi

PLUGIN DI QGIS "SENTINEL2 IMAGE DOWNLOADER" PER SCARICARE DATI SATELLITARI + ELABORAZIONE INDICI VEGETAZIONALI

ISTRUZIONI PER SCARICARE DATI SATELLITARI DAL PORTALE COPERNICUS

ES. ELABORAZIONI ZONA OVEST FERRARA

ES. ELABORAZIONI ZONA EST FERRARA

Elaborazione di indici colturali da immagini satellitari (Sentinel-2)

Gli studenti dell’Istituto Agrario “F.lli Navarra”, utilizzando il programma QGIS, elaborano i dati satellitari della piattaforma “Sentinel 2” in mappe colturali su alcuni indici multispettrali così suddivisi:

Indici vegetazionali:

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index )
GNDVI (Green Normalized Difference Vegetation Index)

Indici di stress idrico:

NDMI (Normalized Difference Moisture Index).
MSI (Moisture Stress Index)

Indici sul contenuto di Clorofilla:

NDRE (Normalized Difference Red Edge)
CVI (Chlorophyll Vegetation Index)

Gli indici vengono calcolati solo per gli appezzamenti con copertura vegetale (NDVI >=0,2) e in assenza di nuvolosità. Le mappe TCI (True Color Idex) sono la rappresentazione aggiornata del territorio in colori reali, utili per rilevare la presenza di nuvolosità sull'area analizzata.

Le mappe elaborate, basandosi su immagini satellitari che hanno una risoluzione spaziale variabile tra i 10 e i 60m di lato del pixel, si applicano bene alle colture erbacee le quali garantiscono una copertura omogenea del suolo. Tale metodologia non la si può utilizzare per le colture arboree da frutto, per le quali si adottano altre strategie di mappatura.

L’approccio utilizzato per le colture erbacee è quello di:

a) Verificare lo stato produttivo della coltura attraverso l'analisi degli indici vegetazionali per individuare eventuali anomalie, in relazione alle fase fenologica in cui si trova la coltura stessa;

b) Supportare le decisioni agronomiche investigando tra le possibili cause di suddette anomalie, eventuali condizioni di mancanza d’acqua attraverso gli indici di stress idrico, o carenza di azoto attraverso gli indici di clorofilla.

Sentinel-2 è una missione sviluppata dall' ESA nell'ambito del programma Copernicus per monitorare le aree verdi del pianeta e fornire supporto nella gestione di disastri naturali. Si costituisce di due satelliti identici, Sentinel-2A e Sentinel-2B. (Scihub Copernicus).

Le mappe vengono caricate periodicamente sul sito dell’istituto Navarra, in relazione alla disponibilità di dati satellitari utilizzabili. Esse sono suddivise in due aree geografiche di circa 150km di lato:

EST Ferrara, comprendente, inoltre, i territori di Ravenna, Forlì-Cesena e Imola,
OVEST Ferrara, comprendente, inoltre, i territori di Bologna, Modena e Reggio Emilia,

Per ciascuna delle due aree geografiche, cliccando i pulsanti ad inizio pagina OVEST FERRARA e EST FERRARA, si accede all'elenco delle elaborazioni suddiviso per data del rilevamento satellitare.

Istruzioni per utilizzare le mappe in QGIS

1) Installare il programma QGIS sul computer (se non già installato). Si consiglia di installare l’ultima versione LTR “long term release” (ovvero la versione stabile di lungo periodo), accessibile dal link: https://www.qgis.org/it/site/forusers/download.html

2) Scaricare sul computer l’intera cartella Mappe-QGIS

3) Cercare e aprire il file INDICI.qgz. Si aprirà il programma QGIS con già caricate le mappe che appaiono in elenco nel pannello Layer (sulla sinistra dello schermo).

4) E' attiva la mappa dl layer Google Road per individuare la località in cui sono presenti i terreni da investigare (tenendo premuto il tasto sinistro e muovendo il mouse si muove la mappa, girando la rotella si aumenta o riduce lo zoom)

5) Mettendo la spunta a fianco di TCI apparirà la mappa in colori reali per individuare i singoli appezzamenti.

6) Mettendo la spunta a sinistra di ciascun indice che si vuole visionare apparirà la rispettiva mappa in falsi colori. Cliccando sulla freccetta a sinistra della spunta apparirà la legenda con la relativa scala di valori.

Si ricorda che in QGIS è mostrata la prima mappa in elenco dei Layer dotata di spunta, quindi per vedere una mappa sottostante occorre spuntare tale mappa e togliere le spunte sovrastanti. In tal modo è estremamente rapido ed immediato il confronto tra i diversi indici per uno stesso appezzamento.

E’ possibile, inoltre, visualizzare il valore numerico dell’indice per ogni singolo pixel di 10m di lato:

a) evidenziare l’indice di interesse nel pannello Layer,

b) cliccare nel pannello degli strumenti il pulsante "Informazioni Elementi",

c) cliccare sui punti della mappa che si vogliono visionare.

Di seguito verranno riportate alcune informazioni di sintesi sull’interpretazione degli indici proposti e le rispettive legende.