La prova è stata effettuata nel giugno 2020 su due parcelle di 4000m2 ciascuna
site presso la sodfarm di BINDI Pratopronto Nord, San Piero a Grado, Pisa, Italia (43°39’ N 10°21’ E, 2 m sul livello del mare), composte da un tappeto erboso maturo di Festuca arundinacea (cv. Granditte 33%, cv. Rhizing star 45%, cv. Galatea 22%). Il suolo è sabbioso (Sabbia 79.7 %; Limo 9.6 %; Argilla 10.7 %). Il metodo può essere suddiviso in due fasi differenti: una prima fase “in
campo” di cattura delle immagini attraverso il dispositivo appositamente realizzato ed una seconda fase “in digitale” di elaborazione e lettura delle immagini acquisite. La gestione dell’altezza di taglio è stata affidata a due rasaerba autonomi Husqvarna mod. “Automower 450 X”
Cattura delle immagini in campo
La lastra di vetro viene appoggiata sulla superficie del tappeto erboso con lo scopo di far aderire le foglie su un unico piano. In questo modo le foglie vengono a trovarsi a distanza sufficientemente costante dall’obiettivo con vantaggio per la messa a fuoco nell’immagine. Sulla lastra di vetro vengono montati il supporto a colonna ed di giunto snodato per l’accoppiamento con la macchina fotografica. La macchina fotografica viene installata in modo che la distanza tra l’obiettivo e la lastra di vetro sia di 14 cm circa e che la macchina inquadri perpendicolarmente l’area di campionamento del tappeto erboso.
Figura 26 - Apparato di cattura delle immagini completamente assemblato
L’area di campionamento corrisponde all’area inquadrata, che viene a sua volta delimitata sulla lastra di vetro da tre elementi, ovvero la stecca metrica in
metallo (posta sul lato inferiore del vetro per diminuire la distanza fra il righello e le lamine fogliari) e due bande nere. La prima, posta nella parte superiore dell’inquadratura viene in parte inquadrata e ripresa nelle immagini, in modo da fungere da riferimento dimensionale in fase di analisi delle immagini. Le due bande nere sono poste lateralmente all’immagine, e hanno lo scopo di delimitare ai lati l’inquadratura. Una volta regolate la distanza dell’obiettivo dalla lastra e la sua perpendicolarità rispetto alla lastra stessa, e fissati gli elementi di delimitazione dell’inquadratura, questi consentono un corretto riposizionamento della fotocamera nel caso di spostamenti accidentali della macchina o dello snodo.
Figura 27 - Dettaglio dell'inquadratura. Si notano chiaramente il righello in alto e la striscia adesiva in basso, mentre le bande nere ai lati sono solo leggermente percepibili.
Al fine di ottenere immagini con la migliore definizione dei dettagli la fotocamera viene impostata in modalità macro e la modalità autoscatto viene attivata per ottenere la completa immobilità dell’intero apparato durante lo scatto. Per ottenere l’allineamento delle foglie secondo una direzione prevalente ed avere il migliore contatto delle foglie con la superficie inferiore della lastra di vetro, prima della acquisizione di ogni immagine, il dispositivo viene fatto strisciare longitudinalmente sul tappeto erboso utilizzando i tamponi in gomma. Un ombrello parasole può essere utilizzato al fine di ridurre il riflesso della luce sul vetro che potrebbe rendere difficile la successiva lettura delle immagini. Per la caratterizzazione della Cleanness of Cut sono stati assunti come rappresentativi di ogni parcella dei campioni costituiti da 200 letture effettuate sui margini di taglio, suddivise in 4 ripetizioni da 50 letture. Per ottenere questo numero di determinazioni, sono state raccolte 10 immagini per ripetizione, spostando il
dispositivo in modo tale che fossero inquadrati punti diversi e rappresentativi della parcella stessa, evitando, ove necessario, di inquadrare aree di tappeto infestate o con possibili cause di disseccamento delle foglie non riconducibili all’azione del taglio. La cattura di 10 immagini per ripetizione è ritenuta ridondante per il numero di letture possibili rispetto a quelle prefissate.
Questo processo permette l’acquisizione di immagini “in vivo”, cioè andando a campionare foglie di piante che, alla fine dell’operazione, permangono indisturbate nel loro stato vitale: è un metodo non distruttivo di raccolta dei dati.
Analisi delle immagini
Per effettuare la misura dei margini disseccati delle foglie, le immagini catturate in campo vengono caricate sul software di analisi dell’immagine. Al fine di effettuare le misurazioni su una griglia di campionamento univoca si procede a visualizzare una griglia sulla fotografia in modo tale da avere una suddivisione in riquadri da 100x100 pixel. Per agevolare il lavoro di identificazione e misurazione dei punti di lettura viene adottato un ingrandimento dell’immagine del 150%.
Figura 28 - Immagine all'interno del programma di elaborazione grafica. è stato applicato un ingrandimento del 150 % e si può notare il reticolo della griglia.
Il software fornisce uno strumento che consente di ottenere la misura espressa in pixel tra due punti selezionati sull’immagine. La prima misura viene eseguita tra due tacche di graduazione della stecca metrica che viene inquadrata al momento della cattura delle immagini. In questo modo si può effettuare la conversione dalle misure in pixel nell’immagine alle dimensioni reali in millimetri degli oggetti inquadrati. Questa prima lettura viene registrata e rappresenta la taratura per le letture successive.
Figura 29 - Strumento di misurazione delle distanze (Misurino), impostato per dare i valori in pixel. In alto a destra, la finestra di lettura dei valori.
La visualizzazione della griglia sull’immagine consente di guidare la scelta delle foglie da esaminare con criterio univoco e riproducibile, per minimizzare gli errori di campionamento dovuti all’operatore.
All’interno di ogni immagine si considerano aree di lettura quelle corrispondenti alle colonne della griglia che distano tra loro 1 cm. La distanza tra le colonne di campionamento viene rilevata dalla stecca metrica. Le colonne della griglia che
campionamento a causa della minore nitidezza dell’immagine. Entro le colonne individuate per il campionamento si procede andando ad individuare le foglie che mostrano il margine di taglio ben visibile, disteso, aderente alla lastra di vetro, in condizioni ottimali di messa a fuoco e non occultato da altre foglie. Ogni foglia che rispetti i criteri viene quindi misurata, determinando la lunghezza in pixel dei tessuti disseccati dei margini di taglio mediante lo strumento di misura fornito dal software. Per ogni singola foglia la misurazione del margine disseccato avviene nel punto più esteso del disseccamento. Nel caso di fibre che si estendono oltre il punto di taglio, la misurazione si riferisce alla lunghezza delle fibre. I dati espressi in pixel vengono registrati su un foglio di calcolo predisposto per la conversione dei valori in mm in base alla prima lettura di taratura. La CoC viene quindi calcolata dal foglio di calcolo sulla media delle 4 ripetizioni per ogni parcella. Ogni campione è stato analizzato da due operatori differenti e i risultati sono stati messi a confronto.