Evento conclusivo di presentazione dei risultati Evento conclusivo di presentazione dei risultati
Sistema Informativo Territoriale per il monitoraggio del Sistema Informativo Territoriale per il monitoraggio del
territorio agricolo dell’isola di Pantelleria territorio agricolo dell’isola di Pantelleria
UNIONE EUROPEA
Progetto PROMED 2
La protezione dell'ambiente nelle isole del Mediterraneo attraverso la valorizzazione di un sistema colturale arboreo
Progetto co-finanziato dall’Unione Europea Fondo Europeo di Sviluppo Regionale
Prof. Simona Consoli, Università di Catania (simona.consoli@unict.it) Prof. Simona Consoli, Università di Catania (simona.consoli@unict.it)
Noto (SR), 11 dicembre 2015 Noto (SR), 11 dicembre 2015 c/o Cantina Marabino, C.da Buonaviri c/o Cantina Marabino, C.da Buonaviri
Con il patrocinio di:
Con il patrocinio di:
Ordini Ingegneri Provincia di Ragusa
Ordine dei Dr. Agronomi e Dr. Forestali Provincia di Ragusa
Ordine Regionale dei Geologi di Sicilia
Ordine Architetti, Pianificatori,
Paesaggisti e Conservatori della Provincia di Ragusa Collegio Geometri e Geometri Laureati
Provincia di Ragusa
Consiglio della Federazione Regionale degli Ordini dei Dottori Agronomi e Forestali della Sicilia
Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente Università degli Studi di Catania Centro Studi di Economia
Applicata all’ingegneria
Regione Siciliana Istituto Regionale del Vino
e dell’Olio – IRVO
Organizzato da:
Organizzato da:
Prof. Simona Consoli, Università di Catania (simona.consoli@unict.it) Prof. Simona Consoli, Università di Catania (simona.consoli@unict.it)
Ing. Feliciana Licciardello, Università di Catania (
Ing. Feliciana Licciardello, Università di Catania (flicciar@unict.itflicciar@unict.it)) Dott. Mario Bannò, agronomo
Dott. Mario Bannò, agronomo
UNIONE EUROPEA
Lo sviluppo di tecniche innovative, quali i sistemi informativi geografici ed il telerilevamento, e l’approfondimento delle conoscenze sui fenomeni naturali che caratterizzano l'evoluzione ambientale e del territorio, aprono nuove prospettive nella gestione delle risorse territoriali
SIT + Osservazione + modelli SIT
RS RS
R
A
R
A
T
0 m
T
0 m
R
X
R
X T
C
T
C
T
S
T
S θθθθ(z,t)
v(x,y,t) ( ) *
0
ln
m
u z
u z k z
=
modelli +
Osservazione della Terra +
2
Nell’ambito del progetto PROMED 2, il CSEI Catania ha sviluppato una metodologia per lo studio ed il monitoraggio della vegetazione, basata sull’uso di tecniche di telerilevamento satellitare integrate con sistemi informativi territoriali, con lo scopo di fornire uno strumento di supporto nella gestione delle risorse naturali nell’isola di Pantelleria e di evidenziare eventuali criticità.
evidenziare eventuali criticità.
Esempio di trasferimento dei risultati della ricerca ad applicazioni operative
ETp
maps (raster)
Pn maps (raster)
Farm characteristics:
Area, Q_outlet, Irrigation method
(vector) GIS
(cadaster- based)
LEVEL (A)
Crop Water Requirements
calculation (CWR) (vector map)
Irrigation Advisory Services Multiple-users associations
LEVEL (A)
Yes /no
LEVEL (B)
SUGGESTION TO FARMERS:
i.e.: maximum duration of irrigation (h) in a given day or
in a period of time (1 week)
4
Migliore risoluzione spettrale …
ETM+
DATI SUPER e IPER- SPETTRALI
5
Fattori che influenzano la riflettanza della vegetazione
6
Indici di vegetazione
Indici di vegetazione
8
s i
i r
s r
WDVI = - ρ ρ ρ ρ
Indici di Vegetazione (VIS/NIR) basati sulla “linea del suolo”
1 ln 1 WDVI LAI = - ( - )
α WDVI
∞9
Stima del LAI
attraverso l’indice WDVI
2 3
LAI predicted
Artichokes Forages Maize Fruit-trees Vegetables
R2=0.616
Validazione del modello LAI(WDVI)
0 1
0 1 2 3
LAI measured
10
Mediante osservazioni di campo, viene calibrata una relazione empirica di tipo lineare fra l’indice NDVI (Normalised
Differences Vegetation Index) ed il valore K
c(Heilman et al., 1982; Bausch and Neale, 1987; Bausch, 1993):
Metodo NDVI :
r r
−
( ) IR R
c c
IR R
r r
K K NDVI a b
r r
−
= = + ⋅
+
11
Definizione analitica del K
cProcedura “1-step” della FAO per il calcolo di ETp
12
S.I.T. – PANTELLERIA: principali tematismi utilizzati
Il DEM per l’isola di Pantelleria è stato derivato dalla CTR agg. ATA 2007-2008 (scala 1:10000)
DIGITAL ELEVATION MODEL
I dati climatici per Pantelleria (precipitazione, temperatura, vento…) stsono stati interpolati utilizzando i dati osservati in 6 stazioni tramite la tecnica IDV (Interpolazione pesata su inverso della distanza)
MAPPE CLIMATICHE
La fonte della carta litologica per l’isola di Pantelleria è il PTP (1:10.000). La carta è stata validata mediante prelievo di campioni di suolo disturbati e ricadenti in siti significativi
LITOLOGIA
Vigneto Cufurà
Vigneto Polsen Terrazzamento lago
Vigneto Cufurà
Vigneto Polsen Terrazzamento lago
Vigneto Cufurà
Vigneto Polsen Terrazzamento lago
S.I.T. – PANTELLERIA: principali tematismi utilizzati
significativi
USO DEL SUOLO
Pomici
Terreno con formazione di rills Pomici
Terreno con formazione di rills Pomici
Terreno con formazione di rills
La fonte della carta d’uso del suolo per l’isola di Pantelleria è il PTP (1:10.000). La carta è stata validata mediante processi di classificazione dall ’ immagine satellitare
Immagine WV2 del 22/06/2012: 4 bande spettrali: Blue, Green, Red, NIR; risoluzione spaziale: 2 metri; sistema di coordinate di riferimento UTM-WGS84; correzione atmosferica mediante riflettanza TOA e modello 6S.
IMMAGINE SATELLITARE WV2
Restituzione mediante modelli di tipo semi- ampirico di mappe di “Indici
Vigneto Cufurà
Vigneto marginale
3 Vigneti abbandonati
Vigneto abbandonato Vigneto
Cufurà
Vigneto marginale
3 Vigneti abbandonati
Vigneto abbandonato
S.I.T. – PANTELLERIA: principali tematismi utilizzati
ampirico di mappe di “Indici
di Vegetazione”:
combinazioni algebriche dei valori di energia riflessa o emessa, misurata dai sensori satellitari in diverse bande dello spettro elettromagnetico.
o LAI;
o WDVI;
o NDVI;
o ET;
o Kc.
Vigneto Polsen Vigneto Polsen
Basata sulla Universal Soil Loss Equation (Wishmeier and Smith, 1978)
A= R K L S C P M
S.I.T. – PANTELLERIA: principali tematismi utilizzati
CARTA DEL RISCHIO EROSIVO
A= R K L S C P M
dove A è la perdita di suolo annua specifica espressa in t/ha/anno
R è il fattore climatico o indice di aggressività della pioggia
K è il fattore di erodibilità del suolo
L ed S sono due fattori topografici denominati
“lunghezza” e “pendenza della pendice”
C è il fattore colturale
P è il fattore di pratiche antierosive
M è il fattore relativo al tipo di gestione
I valori di LAI sono risultati compresi tra 1 e 2.5 m2 m-2 per la gran parte dei vigneti. Nel versante nord-ovest si registra una sensibile diminuzione del rapporto tra are vegetata e area del suolo su cui la vegetazione insiste.
I valori di NDVI, caratterizzanti lo stato della vegetazione
fotosinteticamente attiva,, sono risultati sempre compresi tra 0.5 e 0.9, valori che contraddistinguono il
“buono stato” dei vigneti in studio
I vigneti in cui il LAI presenta i valori più bassi (inferiori a 1 m2 m-2) sono quelli nei quali il SAVI è più basso. Ciò indica una presenza marcata di suolo frammisto alla vegetazione fotosinteticamente attiva, che sembrerebbe presentare un carattere “sparso”.
Nelle aree fotosinteticamente meno attive il contributo evapotraspirativo è limitato a valori inferiori a 2 mm/giorno, mentre nelle altre aree il tasso di ETc si attesta intorno ai tipici valori 2-4 mm/giorno.
Considerazioni
L’analisi delle informazioni satellitari integrate in ambiente SIT con i tematismi di acclività, erosione, ed esposizione delle aree coltivate a vigneto dell’isola di Pantelleria, ha consentito di individuare la presenza di vigneti potenzialmente suscettibili a condizioni di abbandono e di peggioramento fisiologico e produttivo.
Queste aree, collocate nella zona più a Nord-ovest dell’isola, sembrerebbero essere meno vocate alla coltivazione per un problema legato strettamente alla essere meno vocate alla coltivazione per un problema legato strettamente alla loro esposizione.
In tal senso, potrebbero essere adottati semplici interventi di ingegneria naturalistica risolutivi delle problematiche messe in luce dall’analisi degli indici di vegetazione delle aree adibite a vigneto.
Interventi di ingegneria naturalistica a supporto del comparto viti-vinicolo dell’isola
comparto viti-vinicolo dell’isola
I terrazzamenti di Pantelleria costituiscono un perfetto equilibrio tra natura e azione antropica.
L'uso dei sistemi di terrazzamento in pietra a secco ha reso possibile la creazione di appezzamenti coltivabili in pendii altrimenti inutilizzabili e ha svolto la funzione di contenere il suolo evitando scivolamenti a valle e frane.
La pietra vulcanica e la tecnica di messa in opera sono stati per secoli la garanzia del mantenimento nel territorio di appropriati sistemi di gestione agricola e di coltivazione di grande valore ambientale ed estetico.
Questo enorme patrimonio paesistico costituito dai coltivi terrazzati è in parte oggi minacciato e presenta numerosi fattori di vulnerabilità a causa del progressivo abbandono delle attività agricole tradizionali.
L'abbandono progressivo dei vigneti e quindi della pratica dei muri terrazzati mette oggi in pericolo un patrimonio paesaggistico di valore incalcolabile.
Nello studio viene proposto un intervento di ripristino dei terrazzamenti, un tempo coltivati, che prevede la realizzazione di fasce arbustive ed arboree con piante autoctone.
In particolare tra gli arbusti della flora locale che presentano interessanti caratteristiche biotecniche si possono indicare: Atriplex halimus, Capparis spinosa, Cistus creticu, Cytisus scoparius, Cytisus villosus, Euphorbia dendroides, Phomis fruticosa, Pistacia lentiscus, Myrtus communis, Nerium oleander, Erica arborea, Rosmarinus officianlis.
Invece tra le essenze arboree presenti nell’isola e che possono essere Invece tra le essenze arboree presenti nell’isola e che possono essere impiantate nel terrazzi più larghi (>6-8 m) si segnala l’Olea Europea (olivo selvatico) e la Ceratonia Siliqua (carrubo).
In tal caso trattandosi di piante che in età adulta possono raggiungere diametri della chioma fino a 10 m, si suggerisce una densità di impianto molto bassa (circa 1 pianta ogni 7-8 lungo il piano formato tra due terrazzamenti successivi). Inoltre, si suggerisce la messa a dimora di Capparis spinosa (cappero selvatico) nelle fessure dei muri con l’obiettivo di ulteriore consolidamento delle strutture di contenimento lapidee.
Intervento di ripristino dei terrazzamenti nell’isoa di Pantelleria
Lo studio ha messo in luce alcune criticità, legate ad una condizione di abbandono di alcuni vigneti (circa il 30% di quelli esaminati, corrispondenti ad un’area di circa 250 ha, ubicati nella zona più a Nord dell’isola) e dei terrazzamenti sui quali sono realizzati, ed ha proposto interventi per il ripristino delle aree degradate attraverso interventi di ingegneria naturalistica.
L’approccio è risultato affidabile nella restituzione di alcuni significativi tematismi, in particolare gli indici di vegetazione (NDVI e WDVI) e alcuni
S.I.T. – PANTELLERIA: CONCLUSIONI
tematismi, in particolare gli indici di vegetazione (NDVI e WDVI) e alcuni parametri irrigui (Kc e flussi di ET).
L’utilizzo delle informazioni satellitari ha rappresentato anche un importante supporto per evidenziare alcune significative variabilità negli indici di vegetazione (NDVI, LAI) che possono essere messe in relazione con la più o meno marcata produttività delle coltivazioni viti-vinicole monitorate.
S.I.T. – Promed-vineyard per utenti non esperti
Il software utilizzato è il sistema geografico libero, open source, Q GIS.
https://www.qgis.org/it/site/forusers/download.html
Una volta effettuato il download del programma, occorrerà aprire la mask di Q Gis Desktop
S.I.T. – Promed-vineyard: aggiungere un vettore
S.I.T. – Promed-vineyard: aggiungere un raster
S.I.T. – Promed-vineyard: ritagliare i vettori
Una volta caricato un qualunque raster in Q Gis è possibile, su questo, inserire lo shape file dei vigneti e mediante una procedura denominata
“ritaglio”, far acquisire alle aree dello shape l’informazione del sottostante raster.
Operativamente dal menù a tendina di Raster, si procede con il comando Estrazione e da questo si Ritaglia lo shape.
S.I.T. – Promed-vineyard: classificazione
Data una mappa in formato raster, sarà possibile eseguirne una qualsivoglia classificazione. Operativamente, cliccando con il tasto destro sul layer del raster, si potrà scegliere il comando Proprietà, nella sezione Stile. Si sceglierà poi la visualizzazione “Banda singola falso colore” e cliccando sul comando Classifica, si potrà scegliere il numero di classi del raster e attribuire a queste un colore.
Infine, per generare una mappa di output occorrerà cliccare sul comando Progetto, si sceglierà poi Nuova composizione di stampa. A questo punto si aprirà la schermata di Figura, dove sarà possibile inserire la mappa, il suo titolo e la relativa legenda.
S.I.T. – Promed-vineyard: layout di stampa
Seminario
Seminario:: ““ La protezione dell‘ambiente nelle isole del Mediterraneo attraverso la valorizzazione di un sistema colturale arboreo – PROMED”
GRAZIE GRAZIE
Prof. Simona Consoli, Università di Catania Prof. Simona Consoli, Università di Catania
UNIONE EUROPEA
Progetto PROMED 2
La protezione dell'ambiente nelle isole del Mediterraneo attraverso la valorizzazione di un sistema colturale arboreo
Progetto co-finanziato dall’’’’Unione Europea Fondo Europeo di Sviluppo Regionale
Noto (
Noto (SrSr), 11 Dicembre 2015), 11 Dicembre 2015 c/o Cantina Marabino, C.da Buonivini
Prof. Simona Consoli, Università di Catania Prof. Simona Consoli, Università di Catania
Dott. Ing. Feliciana Licciardello, Università di Catania Dott. Ing. Feliciana Licciardello, Università di Catania
Con il patrocinio di:
Con il patrocinio di:
Ordini Ingegneri Provincia di Ragusa
Ordine dei Dr. Agronomi e Dr. Forestali Provincia di Ragusa
Ordine Regionale dei Geologi di Sicilia
Ordine Architetti, Pianificatori,
Paesaggisti e Conservatori della Provincia di Ragusa Collegio Geometri e Geometri Laureati
Provincia di Ragusa
Consiglio della Federazione Regionale degli Ordini dei Dottori Agronomi e Forestali della Sicilia
Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente Università degli Studi di Catania Centro Studi di Economia
Applicata all’ingegneria
Regione Siciliana Istituto Regionale del Vino
e dell’Olio – IRVO
Organizzato da:
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