Introduzione
In agricoltura di precisione, il drone è ormai uno strumento insostituibile: consente di osservare le colture dall’alto, raccogliere dati visivi, multispettrali e termici e trasformare le informazioni in decisioni agronomiche mirate. Tuttavia, la qualità dei dati ottenuti e la sicurezza dell’operatore dipendono in modo diretto da come viene pianificato il volo.
Spesso si tende a considerare il volo come il momento “centrale” della missione, ma in realtà la parte più importante avviene prima del decollo. Una pianificazione accurata consente non solo di garantire la qualità del dato raccolto, ma anche di operare in conformità con la normativa ENAC, evitando rischi per persone, cose e apparecchiature.

Impostare correttamente un volo significa definire in anticipo una serie di parametri che influenzano direttamente l’esito finale: risoluzione delle immagini, sovrapposizione tra le immagini (overlap), altezza di volo, velocità di volo e qualità dei dati elaborati.

Parametri chiave per la missione di volo
I parametri tecnici che determinano in modo diretto la qualità dei dati sono: altitudine del volo, overlap laterale e frontale e velocità di volo. Tali parametri si possono modulare tramite l’interfaccia del radiocomando. Ci sono altri parametri che, indirettamente, sono collegati ai precedenti: tempo di volo stimato e risoluzione a terra.

• L’altezza di volo influenza direttamente la risoluzione spaziale (o GSD, Ground Sampling Distance) e la durata della missione (più l’altezza di volo sarà bassa, maggiore sarà la durata della missione). Da un lato, volare troppo alto riduce la qualità del dettaglio. Dall’altro, volare ad una quota troppo ridotta, significa dover fare più scatti ed un conseguente maggiore consumo di batteria e tempi più lunghi. In base all’obiettivo del rilievo, è necessario scegliere un’altezza di volo che dia una risoluzione adeguata ad esso (es.: per un rilievo di infestanti, l’altezza di volo potrebbe essere piuttosto bassa per rilevare anche piccoli dettagli).
• Gestire l’overlap frontale e laterale (side-overlap e frontal-overlap) tra le immagini è cruciale per ottenere un dato processabile correttamente e mappe e modelli conformi. Per overlap si intende l’effettiva sovrapposizione dell’immagine scattata in un punto con quelle adiacenti (avanti, dietro, lateralmente). Un buon overlap per garantire una buona ricostruzione fotogrammetrica è del 70-80%. Un overlap insufficiente genera buchi e artefatti nei risultati del rilievo, con l’unica soluzione quella di ripetere il volo con overlap adeguato.
• La velocità di volo si può regolare entro un certo intervallo prestabilito dalle case produttrici dei droni in base agli altri parametri di cui sopra, per cui di fatto è una variabile dipendente da altezza di volo (risoluzione) e overlap desiderato. Una velocità troppo elevata può provocare l’effetto “motion blur”, cioè lo sfocamento delle immagini dovuto all’avanzamento troppo rapido rispetto alla velocità di scatto delle foto. Al contrario, una velocità troppo bassa riduce l’efficienza del volo con durata della missione più lunga.

Fig.1: Principali parametri di una missione con drone.

Il tempo di volo stimato dipende dall’altezza e dalla velocità di volo. È importante controllare questo parametro in quanto influisce sulla gestione delle batterie, valutando la possibilità di dividere la missione in più fasi (per cambiare la batteria).

La risoluzione spaziale (cm/pixel) dipende dall’altezza di volo e dalla qualità del sensore. In generale, un sensore multispettrale richiede maggiore stabilità e precisione; mentre una camera visibile (RGB) può essere deputata ad un’indagine di copertura.

Fig.2: Sovrapposizione frontale e laterale tra le immagini. In verde, l’area di interesse. In grigio, la missione di volo con i puntini che individuano gli scatti fotografici del sensore.

Errori più comuni
Conoscere gli errori più comuni serve proprio per evitare che accadano.
Il primo errore è lavorare con batterie non completamente cariche o non verificate ed è una delle cause più comuni di interruzioni improvvise e perdita di dati. Allo stesso modo, impostare altezze di volo errate non solo incide sulla qualità del rilievo, ma può anche comportare violazioni delle normative sullo spazio aereo, con conseguenze non trascurabili.
Un altro aspetto spesso sottovalutato è la calibrazione del sensore: dimenticarla significa rischiare di raccogliere immagini inutilizzabili o non confrontabili nel tempo. Anche le condizioni meteo giocano un ruolo determinante: vento forte, luce variabile e nuvolosità (parziale o totale) possono compromettere la qualità delle immagini acquisite. Infine, la presenza di ostacoli come alberi, linee elettriche o fabbricati, se non valutata correttamente, può trasformare un semplice volo in un potenziale rischio operativo.

Curare ogni dettaglio prima del decollo significa ridurre drasticamente la possibilità di errore e garantire la raccolta di dati coerenti, omogenei e realmente utili per l’analisi agronomica.

Checklist del pilota
Per evitare imprevisti, è utile avere sempre una checklist. È altrettanto importante personalizzare la checklist in funzione della propria flotta di droni e della propria tipologia di rilievo.

Un esempio di checklist per l’uso del drone in rilievi agricoli è il seguente:

Nei giorni precedenti alla missione di volo:

• Verificare lo spazio aereo (zone soggette a restrizioni, NOTAM, CTR, ecc.)
• Verificare l’eventuale presenza di ostacoli nella zona del rilievo (alberi alti, tralicci, ecc…), di aree congestionate o infrastrutture sensibili
• Verificare lo stato di carica delle batterie drone e radiocomando
• Verificare che il payload, le eliche, i motori e la struttura del drone non abbiano danni
• Formattare le schede SD e assicurarsi di avere memoria sufficiente per le foto
• Controllare le previsioni meteorologiche e l’indice K (disturbi elettromagnetici)
• Simulare la missione di volo nell’applicazione dedicata
• Impostare i parametri di volo e scegliere la migliore combinazione
• Salvare la missione di volo con i parametri individuati
• Assicurarsi di avere a disposizione i documenti per volare in sicurezza (patente, assicurazione) e le eventuali autorizzazioni necessarie

In campo al momento della missione di volo:

• Disporre di batterie di riserva e kit di emergenza (kit pronto soccorso, estintore)
• Controllare l’area della missione di volo in modo da rispettare la normativa
• Controllare e sgombrare le aree deputate a decollo e atterraggio
• Verificare la presenza di persone non informate nell’area di sorvolo
• Calibrare i sensori multispettrali mediante appositi pannelli di calibrazione
• Eseguire la missione mantenendo sempre il controllo visivo del drone e dell’area circostante

Fig.3: Tipica missione da drone in ambito agricolo.

Conclusioni
La pianificazione del volo è un passaggio chiave. Impostare correttamente i parametri prima del decollo significa garantire dati di qualità dai quali generare mappe affidabili. Le mappe devono supportare le decisioni agronomiche. Per questo motivo, le fasi di programmazione del volo e volo in campo deve essere considerata parte integrante del lavoro: è il momento in cui si uniscono competenza tecnica, conoscenza del campo e attenzione alla sicurezza.

Grazie al servizio iDrone, il team Agrobit pensa a tutto. Il nostro metodo prevede pianificazione del volo, acquisizione delle immagini aeree e, infine, trasformiamo i dati raccolti in mappe di supporto alle decisioni agronomiche.
In questo modo, l’agricoltore e l’agronomo possono concentrarsi su ciò che conta davvero: interpretare le mappe e usare dati oggettivi per prendere decisioni più consapevoli, sostenibili e redditizie.