Aerei e satelliti per osservare scientificamente la vendemmia del Frascati

Vineyards
Le vigne di Frascati
10 Febbraio 2006

I dolci declivi di Frascati che guardano verso Roma vantano un terreno vulcanico e ricchissimo: da tempo immemore in queste regioni si produce ottimo vino. E tuttavia l’ultima vendemmia sarà ricordata come il raccolto meglio documentato della storia.

Parte della produzione a Denominazione d’Origine Controllata del Frascati è stata sottoposta a un controllo ad altissimo dettaglio, utilizzando un sensore radar aereo, prima e dopo la vendemmia dello scorso ottobre. BACCHUS-DOC è appunto il nome di questa campagna osservativa a due fasi realizzata dall’ESA e che è stata progettata per raccogliere dati complementari alle numerose acquisizioni da satellite (radar e ottici), che ha visto schierati ERS-2, SPOT, Landsat, IKONOS e QuickBird.

Radar image of Frascati
Immagine radar di Frascati

Dopo le prime operazioni sui dati grezzi (raw), sono ora in corso d’opera le analisi accurate del Centro europeo per le osservazioni della Terra dell’ESA, presso ESRIN, nell’area dei centri di ricerca e vicino all’università di Tor Vergata. In particolare, si sta cercando di valutare fino a che punto i dati radar raccolti da satellite e da aereo sono sensibili alle superfici vignate e alle variazione di biomassa che seguono la raccolta.

"Abbiamo mostrato il potenziale utilizzo dei dati radar da satellite raccolti da ERS e Envisat per mettere in relazione il segnale radar con la biomassa delle vigne e, più precisamente, con quella dei grappoli," racconta Luigi Fusco (ESRIN). "I risultati preliminari, facendo uso di informazioni geografiche molto dettagliate raccolte nell’intera area nel corso di progetti precedenti, hanno mostrato che questa relazione esiste e che vale la pena condurre un’analisi più accurata."

Reflector
Riflettore angolare

Una specifica unità dell’ESA ha sovrinteso il progetto BACCHUS-DOC, che ha visto la partecipazione del Centro Aerospaziale Tedesco (DLR) e dell’università di Tor Vergata di Roma, il cui personale ha condotto le misure di terra che hanno accompagnato i rilievi aerei. L’unità dell’ESA e il team di Bacchus hanno selezionato un’area di 24,5 kilometri quadrati che, all’epoca, era compatibile per orientamento con l’orbita e la direzione di vista di ERS-2.

Da parte sua, la DLR ha condotto le misure in volo con il Radar Sperimentale ad Apertura Sintetica (E-SAR, Experimental Synthetic Aperture Radar), a bordo di un Dornier-228 opportunamente modificato, decollato dal vicino aeroporto di Ciampino. Lo E-SAR ha una risoluzione spaziale massima di 4 metri e funziona a cinque diverse lunghezze d’onda, con polarizzazioni selezionabili: un modo per migliorare la sensibilità del segnale in presenza di diverse variabili ambientali. Prestazioni del genere sono superiori a quelle dell’attuale generazione di sensori radar satellitari, ma fanno intravedere i risultati ottenibili dai futuri strumenti per l’osservazione della Terra dallo spazio.

Radar image of Frascati
Acquisizioni di immagini E-SAR

Il 5 ottobre l’E-SAR si è alzato in volo per la prima volta, ripetendo la missione 20 giorni più tardi. Nel frattempo ha avuto luogo la vendemmia. Come punti di riferimento sono stati piazzati dei riflettori angolari all’interno dell’area studiata. La rotta precisa dell’aereo è stata tracciato con un sistema GPS rafforzato da un sistema di navigazione inerziale (INS) a bordo del veivolo.

"L’acquisizioni di immagini SAR sono state accompagnate in parallelo da misure al suolo sui vigneti," spiega Domenico Solimini, docente della Università di Tor Vergara. "Con un estesa campagna di misurazioni, abbiamo identificato le condizioni generali della vegetazione e del terreno in una vasta area della zona di produzione del Frascati."

Do-228
Dornier Do-228

"Le misure di dettaglio sono state realizzate dividendo il territorio in celle, che sono poi state osservate da due diversi angoli di incidenza. I dati raccolti al suolo includono molti parametri relativi ai filari, al terreno, alle piante e, in particolare, le dimensioni delle foglie e dei grappoli e la loro distribuzione spaziale," prosegue Solimini.

"Nella seconda panoramica aerea, dopo la vendemmia, i parametri delle strutture stabili erano gli stessi, così sono state identificate solo le variazioni delle foglie, delle erbe, la scabrosità e l’umidità del terreno."

Il principale obiettivo scientifico di BACCHUS-DOC era di investigare la sensibilità del radar polarimetrico nella misura della biomassa dei grappoli e di altri parametri utili per inventariare e caratterizzare i vigneti, come per esempio i filari di vite, la spaziatura, l’orientamento, i confini. In aggiunta è stato valutato anche il potenziale utilizzo per stimare la scabrosità e l’umidità dei terreni coltivati.

Radar image of Frascati
ESRIN visto da E-SAR

Il Frascati è stato selezionato per la campagna BACCHUS-DOC perché in precedenza per questa area era stata realizzato un sistema di informazioni geografica (GIS, geographic information system) nell’ambito del progetto Bacchus finanziato dalla Commissione Europea. Bacchus, che aveva lo scopo di applicare l’osservazione satellitare della Terra e la tecnologia GIS per il miglioramento della qualità del vino, è stato completato con la costruzione del GIS Frascati, le cui capacità sono ora estese dal progetto DiVino.

Per secoli l’Europa è stata una delle principali regioni al mondo per la produzione di vino, sebbene le pratiche di coltivazione siano spesso costose e inefficaci. La competizione globale spinge verso lo sviluppo di mezzi informazione che combinano dati aerei e satellitari con la tecnologia GIS e che siano di supporto nella gestione delle aziende vitivinicole e nella produzione di vino di alta qualità.

Wine grapes - bacchus
Progetto Bacchus

Il consorzio di ricerca DiVino, parzialmente finanziato dalla Commissione Europea, è costituito da enti pubblici e privati di quattro stati produttori di vino: Italia, Spagna, Francia e Portogallo. I partecipanti coprono diverse aree di competenza nella coltivazione e nel commercio di vino. Per limitarci all’Italia, tra i membri troviamo il consorzio Frascati DOC, che rappresenta circa 700 produttori locali.

Un GIS di prova è stato distribuito al consorzio per un test sul campo. Presto i risultati saranno formalmente presentati al consiglio della comunità del Frascati, mentre all’inizio di marzo si terrà un workshop pubblico.

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