Uno studio italiano combina radar e satelliti ottici per tracciare la crescita dei vigneti in Oltrepò Pavese

Ricercatori italiani hanno condotto uno studio dettagliato utilizzando dati satellitari ottici e radar per monitorare i vigneti della Pianura Padana, concentrandosi sul modo in cui queste tecnologie possono tracciare i cambiamenti della biomassa e le fasi chiave della crescita durante la stagione. Il lavoro, presentato nel giugno 2025 da Andrea Bergamaschi e colleghi, è tra i primi a combinare gli indici di vegetazione radar a doppia polarità (DpRVI) con i tradizionali indici ottici per l'analisi dei vigneti.

L'area di studio si trova vicino a Santa Maria della Versa, nelle colline dell'Oltrepò Pavese in Lombardia, una regione nota per i suoi estesi vigneti. Il team di ricerca ha selezionato 12 parcelle di vigneti con orientamento dei filari est-ovest o nord-sud per evitare distorsioni geometriche nei dati radar. Queste parcelle sono state mappate con l'ausilio di GIS e verificate attraverso indagini a terra e immagini satellitari ad alta risoluzione.

Per catturare l'intera stagione di crescita, il team ha utilizzato 12 immagini radar Sentinel-1 e sei immagini ottiche Sentinel-2 prive di nuvole, da marzo ad agosto 2023. Sentinel-1 fornisce dati radar che possono essere raccolti indipendentemente dalle condizioni atmosferiche o dalla luce solare, mentre Sentinel-2 offre dati ottici multispettrali sensibili alla salute e alla struttura delle piante. I dati radar sono stati elaborati con il software SNAP dell'ESA per generare valori DpRVI, che riflettono le caratteristiche strutturali delle viti. Dalle immagini Sentinel-2 sono stati calcolati indici ottici come NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), SVHI (Sentinel-2 Vegetation Health Index) e LAI (Leaf Area Index).

I ricercatori hanno confrontato l'evoluzione temporale del DpRVI con gli indici ottici durante la stagione di crescita. Gli indici ottici hanno mostrato tendenze simili: valori bassi all'inizio della primavera, con un picco intorno a giugno, per poi diminuire con l'avanzare della stagione. Questi indici sono altamente correlati perché derivano da bande spettrali simili e riflettono principalmente il contenuto di clorofilla delle foglie e il verde delle piante.

Al contrario, i valori di DpRVI erano più variabili e non mostravano una forte correlazione con gli indici ottici. Ciò suggerisce che gli indici radar catturano diversi aspetti della struttura del vigneto, come la geometria della chioma e il contenuto d'acqua, piuttosto che il solo grado di verde. Le tendenze del DpRVI sono apparse paraboliche nel corso della stagione, con picchi che si sono verificati generalmente tra giugno e agosto, a seconda dell'orientamento del vigneto e della direzione del passaggio del satellite.

Per stimare la dinamica della biomassa, il team ha utilizzato i gradi giorno cumulativi (CDD), una misura del calore accumulato nel tempo che è strettamente legata ai tassi di crescita della vite. La biomassa è stata stimata utilizzando equazioni allometriche consolidate che mettono in relazione l'accumulo di temperatura con lo sviluppo della pianta. I valori di DpRVI hanno seguito ragionevolmente bene queste stime di biomassa, soprattutto per i passaggi satellitari ascendenti, dove i coefficienti medi di correlazione di Pearson hanno raggiunto lo 0,72 per i vigneti est-ovest.

Lo studio ha anche esaminato se le precipitazioni influenzassero i valori del DpRVI, ma non ha trovato una chiara relazione tra gli eventi piovosi e le fluttuazioni dell'indice radar durante il periodo di osservazione.

Un risultato degno di nota è che il DpRVI può aiutare a distinguere i vigneti da altre colture grazie alla loro particolare struttura dei filari e al comportamento di diffusione nelle immagini radar. Questa capacità potrebbe essere utile per la mappatura e il monitoraggio delle colture a livello regionale.

La ricerca si allinea con gli sforzi più ampi compiuti nell'ambito del progetto italiano PNRR-NODES per promuovere un'agricoltura sostenibile attraverso soluzioni basate sulla natura e tecnologie di monitoraggio avanzate. Integrando il SAR (Synthetic Aperture Radar) con il telerilevamento ottico, i gestori dei vigneti potrebbero ottenere strumenti più affidabili per monitorare la salute delle colture, prevedere le rese e adattarsi agli impatti dei cambiamenti climatici, come l'aumento delle temperature e il cambiamento delle fasi fenologiche.

Gli autori osservano che, sebbene i risultati siano promettenti, è necessario un ulteriore lavoro per perfezionare questi metodi. Gli studi futuri potrebbero incorporare altre frequenze radar (come la banda X), utilizzare dati SAR completamente polarimetrici per una migliore discriminazione delle strutture vegetali, applicare modelli fenologici avanzati e includere misure di verità a terra come LIDAR o sensori di campo per la convalida.

Questa analisi congiunta dimostra il potenziale della combinazione di dati satellitari radar e ottici per la viticoltura di precisione, un campo che è cresciuto rapidamente dalla fine degli anni '90, quando i coltivatori cercano modi più efficienti per gestire i vigneti su scala fine. Poiché la variabilità del clima aumenta la pressione sulle regioni vinicole tradizionali come l'Oltrepò Pavese, le tecnologie di telerilevamento possono diventare strumenti essenziali per la gestione sostenibile dei vigneti nei principali Paesi europei produttori di vino.