Il carico fiorale di un frutteto dipende da molteplici fattori ed è uno dei primi indicatori produttivi. La variabilità in fioritura di un impianto frutticolo rende infatti possibile la contemporanea presenza di piante sia cariche che scariche di fiori, anche in prossimità tra loro (specialmente per cultivar ad alto rischio di alternanza di produzione). Per queste ragioni è necessario sviluppare tecnologie capaci di quantificare e mappare il numero di infiorescenze per pianta nel più breve tempo possibile al fine di utilizzare questa informazione in un contesto di frutticoltura di precisione per le stime produttive ed il diradamento a rateo variabile. L’obiettivo del presente lavoro è stato quello di sviluppare una soluzione tecnologica capace di fornire in tempi brevi e in modo completamente automatico una mappa di fioritura e informazioni utili per attuare la giusta pratica di diradamento. La tecnologia alla base è un drone con buona precisione GNSS e una telecamera RGB ad alta risoluzione (21 MP), al quale viene affiancato il software di analisi sviluppato in questa ricerca. Quest’ultimo è in grado, mediante l’analisi delle immagini aeree, di restituire sia una mappa di fioritura a livello di singola pianta che informazioni aggiuntive per la creazione di una mappa di prescrizione, in un tempo di circa 12 min ha-1. L’attendibilità della stima del numero dei corimbi per pianta è stata valutata manualmente contando il numero di infiorescenze su 100 piante. Nella fase di sviluppo tecnologico, oltre alla veridicità della quantificazione dei fiori (r = 0.87 – 0.92) e alla capacità di geolocalizzare e mappare il carico fiorale in tempi brevi, si è cercato anche di dare la capacità all’algoritmo del software di adattarsi a diverse forme di allevamento: a parete (2D) e in volume compatto (3D). Quest’ultima implementazione ha lo scopo di permettere l’uso della tecnologia in quei contesti frutticoli caratterizzati da piccole superfici ed eterogeneità sia nelle specie che nelle forme di allevamento. Il componente principalmente innovativo del programma Python è il sistema di georeferenziazione diretta delle immagini aeree, che, rispetto a metodi tradizionali di mosaicizzazione, è in grado di fornire sostanziali riduzioni nei tempi d’analisi (140s vs 6h). Il sistema ha un errore medio nel localizzare la pianta sul filare di circa 1m. Il principale vantaggio di questa applicazione software è nei tempi di raccolta e analisi dati, in quanto, per svolgere l’attività manualmente vengono impiegate circa 2 ore ha-1 per il solo campionamento di 10-15 piante e 10 minuti per l’attività di mappatura. Differentemente, svolgendo l’intero processo completamente in modo automatico, il conteggio viene effettuato su larghe estensioni e l’intero processo di mappatura a livello di pianta impiega 12 min ha-1.
Piani, M. (2023). Sviluppo di un software per la mappatura della fioritura in frutteto a partire da immagini aeree. Acta Italus Hortus.
Sviluppo di un software per la mappatura della fioritura in frutteto a partire da immagini aeree
Piani M.
Primo
;Bortolotti G.Secondo
;Mengoli D.Penultimo
;Manfrini L.Ultimo
2023
Abstract
Il carico fiorale di un frutteto dipende da molteplici fattori ed è uno dei primi indicatori produttivi. La variabilità in fioritura di un impianto frutticolo rende infatti possibile la contemporanea presenza di piante sia cariche che scariche di fiori, anche in prossimità tra loro (specialmente per cultivar ad alto rischio di alternanza di produzione). Per queste ragioni è necessario sviluppare tecnologie capaci di quantificare e mappare il numero di infiorescenze per pianta nel più breve tempo possibile al fine di utilizzare questa informazione in un contesto di frutticoltura di precisione per le stime produttive ed il diradamento a rateo variabile. L’obiettivo del presente lavoro è stato quello di sviluppare una soluzione tecnologica capace di fornire in tempi brevi e in modo completamente automatico una mappa di fioritura e informazioni utili per attuare la giusta pratica di diradamento. La tecnologia alla base è un drone con buona precisione GNSS e una telecamera RGB ad alta risoluzione (21 MP), al quale viene affiancato il software di analisi sviluppato in questa ricerca. Quest’ultimo è in grado, mediante l’analisi delle immagini aeree, di restituire sia una mappa di fioritura a livello di singola pianta che informazioni aggiuntive per la creazione di una mappa di prescrizione, in un tempo di circa 12 min ha-1. L’attendibilità della stima del numero dei corimbi per pianta è stata valutata manualmente contando il numero di infiorescenze su 100 piante. Nella fase di sviluppo tecnologico, oltre alla veridicità della quantificazione dei fiori (r = 0.87 – 0.92) e alla capacità di geolocalizzare e mappare il carico fiorale in tempi brevi, si è cercato anche di dare la capacità all’algoritmo del software di adattarsi a diverse forme di allevamento: a parete (2D) e in volume compatto (3D). Quest’ultima implementazione ha lo scopo di permettere l’uso della tecnologia in quei contesti frutticoli caratterizzati da piccole superfici ed eterogeneità sia nelle specie che nelle forme di allevamento. Il componente principalmente innovativo del programma Python è il sistema di georeferenziazione diretta delle immagini aeree, che, rispetto a metodi tradizionali di mosaicizzazione, è in grado di fornire sostanziali riduzioni nei tempi d’analisi (140s vs 6h). Il sistema ha un errore medio nel localizzare la pianta sul filare di circa 1m. Il principale vantaggio di questa applicazione software è nei tempi di raccolta e analisi dati, in quanto, per svolgere l’attività manualmente vengono impiegate circa 2 ore ha-1 per il solo campionamento di 10-15 piante e 10 minuti per l’attività di mappatura. Differentemente, svolgendo l’intero processo completamente in modo automatico, il conteggio viene effettuato su larghe estensioni e l’intero processo di mappatura a livello di pianta impiega 12 min ha-1.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
