Uno studio condotto dai ricercatori del CNR-IMAA pubblicato su European Journal of Soil Science mostra come sia possibile stimare tramite modelli e tecniche di regressione alcune importanti proprietà superficiali dei suoli quali il contenuto di argilla e del carbonio organico utilizzando come input dati iperspettrali acquisiti da aereo (TASI-600) nella regione spettrale dell’Infrarosso Termico.
 

Il contenuto di carbonio organico nel suolo è il risultato delle varie trasformazioni (mineralizzazioni, perdite e immobilizzazioni) che subisce il suolo e nel tempo tende a uno stato di equilibrio determinato dagli stessi fattori pedogenetici (clima, topografia, roccia madre, organismi viventi e tempo trascorso dalla formazione del suolo) che concorrono alla sua formazione. Essendo il suolo la riserva principale (carbon sink) di carbonio della superficie terrestre, è di cruciale importanza poter stimare il contenuto di sostanza organica superficiale nei suoli al fine di individuare e quantificare sia il bilancio generale della CO2 atmosferica, che i processi di degrado dei suoli (tra i quali la perdita di sostanza organica) spesso strettamente correlati all’agricoltura.

Gli studi recenti e i progressi nell'uso del telerilevamento iperspettrale per lo studio dei suoli sono stati incentrati principalmente sull’utilizzo dei dati ottici per la stima dei cromofori quali acqua, sostanza organica, minerali argillosi e carbonati correlati a ben definite features/picchi di assorbimento spettrale, tipicamente associati con gruppi funzionali nella regione spettrale del visibile e vicino infrarosso (VNIR-SWIR). Mentre la regione dell’emesso dello spettro elettromagnetico è tipicamente associata principalmente con il movimento vibrazionale delle molecole. Anche se meno esplorati, l’utilizzo di dati iperspettrali termici (8-14 micron – LWIR), che misurano la radianza spettrale emessa dalla superficie terrestre in funzione della temperatura ed emissività secondo la legge di Stefan-Boltzmann, consente di stimare alcune importanti caratteristiche del suolo quali l’argilla e il carbonio organico.

Il CNR IMAA, con il Laboratorio di Telerilevamento da Aereo e da Satellite (LATAS), dispone del sensore iperspettrale termico TASI-600 per piattaforma aerea (Figura 1) e la strumentazione necessaria per campagne di calibrazione/validazione di dati telerilevati (ad es., spettrometro F-TIR e Termocamere MIR/TIR).

Figura 1   




Figura 2

La disponibilità di dati satellitari multi- e iperspettrali di prossima generazione, come il sensore iperspettrale americano HyspIRI (NASA, lancio previsto nel 2020 con 30 metri di risoluzione spaziale) e dell’attuale Landsat LC8 missione continuità dei dati della NASA (operativo dal 2013) consentirà un sempre maggiore sfruttamento dei dati LWIR multi-temporali per mappare alcune importanti proprietà superficiali dei suoli a scala regionale.

La fattibilità di stima del carbonio organico e dell’argilla nel suolo (0-10 cm) di terreni agricoli tramite l’utilizzo di un sensore iperspettrale termico da aereo è stata esplorata in questo studio e i risultati scientifici sono dettagliati nel seguente articolo:

Simone Pascucci, Raffaele Casa, Claudia Belviso, Angelo Palombo, Stefano Pignatti & Fabio Castaldi. Estimation of soil organic carbon from airborne hyperspectral thermal infrared data: a case study. European Journal of Soil Science, November 2014, 65, 865–875.

Per informazioni:

Simone Pascucci, CNR-IMAA – simone.pascucci at imaa.cnr.it