Monitoraggio delle qualità ambientali delle spiagge da drone
Monitoraggio delle qualità ambientali delle spiagge da drone
Lorenzo Rossi (1,2), Irene Mammì (2)
(1,2) Geocoste Snc. Via Corsi 19, 50141 Firenze. Email: lrossi@geocoste.com
(2) GNRAC – Gruppo Nazionale per la Ricerca sull’Ambiente Costiero, Corso Europa, 26 – 16132, Genova. Email: irenemam3@gmail.com
Riassunto
I metodi di rilievo basati su immagini acquisite da UAV (Unmanned Aircraft Vehicle), o più comunemente droni, sono oggi le tecniche più usate per la produzione dei modelli digitali del terreno (DTM) e le ortofoto derivate. In questo lavoro si riportano i risultati di alcune indagini sperimentali per il monitoraggio ambientale costiero utilizzando un drone economico ed altri sensori come una sonda di torbidità. Le applicazioni riguardano la mappatura dei rifiuti spiaggiati e la valutazione della torbidità delle acque durante i dragaggi. La metodologia proposta mostra che il drone può diventare un utile strumento per programmi di monitoraggio di aree costiere in ambienti sensibili.
Parole chiave: UAV, drone, monitoraggio ambientale costiero, torbidità, dragaggi, rifiuti.
Premessa
Le attività di monitoraggio, valutazione, rendicontazione e gestione sono componenti essenziali di ogni efficace politica di protezione costiera (Day, 2008). A tale scopo, le immagini ad altissima risoluzione ed i DTM (modelli digitali del terreno) sono tipologie di dati sempre più utilizzati nei monitoraggi degli ambienti marini (Klemas, 2015) costituendo importanti risorse sia per gli studi di gestione integrata delle zone costiere (ICZM) sia per scopi ambientali o per la sicurezza della balneazione. Oggigiorno, questi dati sono acquisiti principalmente da sistemi LiDAR, con la fotogrammetria da drone (Papakonstantinou et al., 2016) e attraverso il telerilevamento satellitare.
La fotogrammetria da drone, spesso indicata anche con SfM (Structure from Motion), presenta, però vantaggi come la copertura completa delle aree d’interesse con un’elevatissima precisione o la capacità di fornire rapidamente immagini ad alta risoluzione spaziale unite ad un alto grado di flessibilità operativa (Nex e Remondino, 2011) ed al costo contenuto. In particolare, in campo ambientale, gli ecologisti richiedono dati raccolti a risoluzioni spaziali e temporali appropriate per descrivere i processi e per la ricostruzione degli habitat.
I droni, oltre ad essere sistemi a basso costo, sono facilmente trasportabili e in grado di raccogliere dati in breve tempo e l’utilizzo di tecniche SfM da bassa quota è aumentata soprattutto grazie allo sviluppo di queste piattaforme aeree (Yang Chao et al., 2010).
Le applicazioni sono diverse come nell’agricoltura di precisione, nell’archeologia o per il monitoraggio terrestre e marino (Lucieer et al., 2014, Turner et al., 2016).
Nella zona costiera i rilievi da drone sono principalmente utilizzati per la ricostruzioni tridimensionale della spiaggia e delle opere di difesa (Gonçalves e Henriques, 2015), per il monitoraggio della linea di riva e dei primi fondali (Mammì et al,. 2017) o degli habitat emersi o sommersi (Ventura et al., 2018).
Il fine di questo studio è stato quello di effettuare una prima valutazione dei potenziali di questa metodologia rivolti ad alcune attività di monitoraggio ambientale costiero, in particolare valutare se le immagini acquisite da un drone potrebbero diventare strumenti utili a supporto della gestione costiera. A tale scopo è stato utilizzato e valutato un approccio scientifico interdisciplinare attraverso l’uso di tecniche SfM, del rilievo topografico con GPS, Side Scan Sonar e di una sonda per la misura della torbidità.
Sono stati rilevati ed analizzati i dati su due aeree costiere situate presso il delta del fiume Ombrone (GR), alla foce del fiume Magra (SP) e su una spiaggia dell’Isola d’Elba (LI). Sulla prima è stata sperimentata un’applicazione per il monitoraggio dei rifiuti in spiaggia, sulla seconda lo studio è consistito nella mappatura della torbidità causata dall’attività di dragaggio, mentre all’Isola d’Elba è stato eseguito un rilievo geomorfologico del fondale marino per la mappatura della Posidonia oceanica.