ID:
72389
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
48
CFU:
6
SSD:
MECCANICA AGRARIA
Url:
TECNOLOGIE AGRARIE E ACQUACOLTURA DEL DELTA/Percorso Comune Anno: 3
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (16/09/2024 - 20/12/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
L’obiettivo formativo del modulo di insegnamento “Agricoltura di precisione e misure di prossimità” consiste nel fornire conoscenze di base su metodi fisici e strumenti di misura di prossimità utilizzati in agricoltura di precisione. I seguenti argomenti sono parte integrante degli obiettivi formativi del corso:
• agricoltura di precisione e sistemi informativi aziendali
• sistemi di posizionamento
• basi di statistica e geostatistica
• metodi e strumenti prossimali geofisici
• metodi e strumenti prossimali spettrometrici e nucleari
• metodi e strumentazioni per misure airborne
• mappe e modelli ottenuti da simulazioni
Gli argomenti trattati vengono contestualizzati nell’ambito delle scienze agrarie in modo tale da creare link concettuali con altri insegnamenti per i quali risultano rilevanti conoscenze tecnologiche. Durante lo svolgimento del modulo lo studente acquisisce le seguenti abilità:
• comprensione quantitativa del funzionamento dei sensori impiegati in agricoltura di precisione
• astrazione dell’osservazione empirica richiamando sulla base dei principi fondamentali di fisica
• metodologia rigorosa nel pianificare una campagna di misure
• utilizzo consapevole di strumenti di misura e di analisi
• comprensione delle misure e delle analisi riportate in casi di studio
• agricoltura di precisione e sistemi informativi aziendali
• sistemi di posizionamento
• basi di statistica e geostatistica
• metodi e strumenti prossimali geofisici
• metodi e strumenti prossimali spettrometrici e nucleari
• metodi e strumentazioni per misure airborne
• mappe e modelli ottenuti da simulazioni
Gli argomenti trattati vengono contestualizzati nell’ambito delle scienze agrarie in modo tale da creare link concettuali con altri insegnamenti per i quali risultano rilevanti conoscenze tecnologiche. Durante lo svolgimento del modulo lo studente acquisisce le seguenti abilità:
• comprensione quantitativa del funzionamento dei sensori impiegati in agricoltura di precisione
• astrazione dell’osservazione empirica richiamando sulla base dei principi fondamentali di fisica
• metodologia rigorosa nel pianificare una campagna di misure
• utilizzo consapevole di strumenti di misura e di analisi
• comprensione delle misure e delle analisi riportate in casi di studio
Prerequisiti
Sono richieste nozioni elementari di matematica tipicamente insegnate nelle scuole secondarie superiori, nonché conoscenze di base di concetti di fisica e delle unità di misura.
Metodi didattici
Il corso è organizzato alternando lezioni frontali di carattere teorico ed esercitazioni. Le lezioni frontali vertono sugli argomenti del programma del corso utilizzando presentazioni, che prevedono una forte interazione con gli studenti. Al termine di ogni lezione è previsto un questionario a scelta multipla riguardante gli argomenti trattati. Le esercitazioni fanno riferimento a casi di studio applicati a temi trattati durante le lezioni frontali. Le esercitazioni sono svolte anche utilizzando presentazioni e mirano a coinvolgere gli studenti in esempi concreti in cui diverse tecnologie sono applicati all’agricoltura di precisione.
Tutte le presentazioni mostrate durante le lezioni sono raccolte ed ordinate in Google Classroom, assieme alle fonti bibliografiche citate nelle slides. Video e strumenti d’analisi sono parte integrante del materiale didattico messo a disposizione degli studenti.
Tutte le presentazioni mostrate durante le lezioni sono raccolte ed ordinate in Google Classroom, assieme alle fonti bibliografiche citate nelle slides. Video e strumenti d’analisi sono parte integrante del materiale didattico messo a disposizione degli studenti.
Verifica Apprendimento
L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati. Il modulo di “Agricoltura di precisione e misure di prossimità” prevede le seguenti prove.
• Al termine delle lezioni viene somministrato un questionario con 5 domande a scelta multipla. Ad ogni risposta corretta viene assegnato un punteggio di 0.1 punti.
• Una prova scritta costituita da 32 domande a scelta multipla (5 opzioni per domanda), da svolgere in 40 minuti. Ad ogni risposta corretta viene assegnato il punteggio di 1 punto. Durante l’anno saranno fissate almeno 2 date per ciascuna sessione d’esame.
Il modulo di “Agricoltura di precisione e misure di prossimità” è superato se la somma dei punteggi ottenuti nei questionari e nella prova scritta è maggiore o uguale a 18.
• Al termine delle lezioni viene somministrato un questionario con 5 domande a scelta multipla. Ad ogni risposta corretta viene assegnato un punteggio di 0.1 punti.
• Una prova scritta costituita da 32 domande a scelta multipla (5 opzioni per domanda), da svolgere in 40 minuti. Ad ogni risposta corretta viene assegnato il punteggio di 1 punto. Durante l’anno saranno fissate almeno 2 date per ciascuna sessione d’esame.
Il modulo di “Agricoltura di precisione e misure di prossimità” è superato se la somma dei punteggi ottenuti nei questionari e nella prova scritta è maggiore o uguale a 18.
Testi
Il testo suggerito è: Agricoltura di Precisione - Metodi e tecnologie per migliorare l’efficienza e la sostenibilità dei sistemi colturali – A cura di Raffaele Casa – Ed. Edagricole – 2017.
Oltre alle presentazioni mostrate durante le lezioni, al materiale didattico ed agli articoli scientifici messi a disposizione sulla piattaforma Google Classroom, per alcuni argomenti specifici si farà riferimento ai seguenti testi.
• Sensing Approaches for Precision Agriculture – Ruth Kerry and Alexandre Escolà Editors – Ed. Springer – 2021.
• Precision agriculture technology for crop farming – Edited by Qin Zhang – CRC PressTaylor & Francis Group – 2015.
• Geostatistical applications for precision agriculture – M.A. Oliver Editor – Ed. Springer – 2015.
• Handbook of agricultural geophysics – Edited by B. Allred, J. J. Daniels, M. R. Ehsani – CRC PressTaylor & Francis Group – 2019.
Oltre alle presentazioni mostrate durante le lezioni, al materiale didattico ed agli articoli scientifici messi a disposizione sulla piattaforma Google Classroom, per alcuni argomenti specifici si farà riferimento ai seguenti testi.
• Sensing Approaches for Precision Agriculture – Ruth Kerry and Alexandre Escolà Editors – Ed. Springer – 2021.
• Precision agriculture technology for crop farming – Edited by Qin Zhang – CRC PressTaylor & Francis Group – 2015.
• Geostatistical applications for precision agriculture – M.A. Oliver Editor – Ed. Springer – 2015.
• Handbook of agricultural geophysics – Edited by B. Allred, J. J. Daniels, M. R. Ehsani – CRC PressTaylor & Francis Group – 2019.
Contenuti
Il corso prevede 48 ore di didattica tra lezioni ed esercitazioni, che saranno svolte anche utilizzando il proprio computer portatile. Il corso è strutturato in 7 sezioni così come dettagliato qui di seguito.
SEZIONE 1 - AGRICOLTURA DI PRECISIONE E SISTEMI INFORMATIVI AZIENDALI
• Imprese agricole: dati, informazioni e qualità gestionale
• Informazione e sistemi informativi aziendali (SIA)
• Componenti tecnologici di un sistema informativo
• Modello concettuale per un SIA
• Il monitoraggio operativo
SEZIONE 2 - SISTEMI DI POSIZIONAMENTO
• I sistemi di riferimento
• Il Global Navigation Satellite System (GNSS) e le relative costellazioni
• Il funzionamento del GNSS
• Le proprietà e le fonti di incertezze del segnale GNSS
• Correzioni differenziali del segnale GNSS
• Il GNSS in agricoltura di precisione
• Sistemi di guida e meccanizzazione di precisione
• Esempi ed esercizi sui sistemi di posizionamento
SEZIONE 3 – BASI DI STATISTICA E GEOSTATISTICA
• La gestione della variabilità nell’agricoltura di precisione
• La natura dei dati spaziali
• Statistica descrittiva
• Interpolazione spaziale e geostatistica
• Principali metodi di interpolazione spaziale
• Cenni sulla variabilità spazio-temporale
• Introduzione alla geostatistica multivariata
• Esempi ed esercizi di geostatistica applicati all’agricoltura di precisione
SEZIONE 4 – METODI E STRUMENTI PROSSIMALI GEOFISICI
• Cenni teorici sulla misura della resistività elettrica dei suoli
• Metodi e strumenti di misura della resistività elettrica dei suoli
• Metodi di induzione elettromagnetica
• Metodi e strumenti GPR (Ground Penetrating Radar)
• Esempi ed esercizi di geofisica applicati all’agricoltura di precisione
SEZIONE 5 – METODI E STRUMENTI PROSSIMALI SPETTROMETRICI E NUCLEARI
• Cenni teorici sullo spettro elettromagnetico e sulla struttura del nucleo atomico
• Spettrometria VIS-NIR
• Spettrometria gamma di prossimità
• Sensori di neutroni prodotti da raggi cosmici
• Monitoraggio della variabilità delle colture con elevato dettaglio
• Reti di monitoraggio
• Casi di studio applicati all’agricoltura di precisione
SEZIONE 6 – METODI E STRUMENTAZIONI PER MISURE AIRBORNE
• Innovazione in agricoltura di precisione: lo sviluppo di droni e robotica
• Sistemi aerei con pilota ed a pilotaggio remoto
• Sensori per il monitoraggio aereo
• Sequenza delle operazioni di rilievo aereo con pilotaggio remoto
• Sistemi robotici terrestri a controllo remoto
• Esempi e casi di studio applicati all’agricoltura di precisione
SEZIONE 7 – MAPPE E MODELLI OTTENUTI DA SIMULAZIONI
• Mappatura dei parametri fisici di un campo agricolo
• Mappatura delle produzioni per diverse colture
• Modelli di simulazione: tecniche di utilizzo e potenzialità
• Applicazione dei modelli nell'agricoltura di precisione e nel supporto alle decisioni
• Esempi di simulazioni numeriche applicate all’agricoltura di precisione
SEZIONE 1 - AGRICOLTURA DI PRECISIONE E SISTEMI INFORMATIVI AZIENDALI
• Imprese agricole: dati, informazioni e qualità gestionale
• Informazione e sistemi informativi aziendali (SIA)
• Componenti tecnologici di un sistema informativo
• Modello concettuale per un SIA
• Il monitoraggio operativo
SEZIONE 2 - SISTEMI DI POSIZIONAMENTO
• I sistemi di riferimento
• Il Global Navigation Satellite System (GNSS) e le relative costellazioni
• Il funzionamento del GNSS
• Le proprietà e le fonti di incertezze del segnale GNSS
• Correzioni differenziali del segnale GNSS
• Il GNSS in agricoltura di precisione
• Sistemi di guida e meccanizzazione di precisione
• Esempi ed esercizi sui sistemi di posizionamento
SEZIONE 3 – BASI DI STATISTICA E GEOSTATISTICA
• La gestione della variabilità nell’agricoltura di precisione
• La natura dei dati spaziali
• Statistica descrittiva
• Interpolazione spaziale e geostatistica
• Principali metodi di interpolazione spaziale
• Cenni sulla variabilità spazio-temporale
• Introduzione alla geostatistica multivariata
• Esempi ed esercizi di geostatistica applicati all’agricoltura di precisione
SEZIONE 4 – METODI E STRUMENTI PROSSIMALI GEOFISICI
• Cenni teorici sulla misura della resistività elettrica dei suoli
• Metodi e strumenti di misura della resistività elettrica dei suoli
• Metodi di induzione elettromagnetica
• Metodi e strumenti GPR (Ground Penetrating Radar)
• Esempi ed esercizi di geofisica applicati all’agricoltura di precisione
SEZIONE 5 – METODI E STRUMENTI PROSSIMALI SPETTROMETRICI E NUCLEARI
• Cenni teorici sullo spettro elettromagnetico e sulla struttura del nucleo atomico
• Spettrometria VIS-NIR
• Spettrometria gamma di prossimità
• Sensori di neutroni prodotti da raggi cosmici
• Monitoraggio della variabilità delle colture con elevato dettaglio
• Reti di monitoraggio
• Casi di studio applicati all’agricoltura di precisione
SEZIONE 6 – METODI E STRUMENTAZIONI PER MISURE AIRBORNE
• Innovazione in agricoltura di precisione: lo sviluppo di droni e robotica
• Sistemi aerei con pilota ed a pilotaggio remoto
• Sensori per il monitoraggio aereo
• Sequenza delle operazioni di rilievo aereo con pilotaggio remoto
• Sistemi robotici terrestri a controllo remoto
• Esempi e casi di studio applicati all’agricoltura di precisione
SEZIONE 7 – MAPPE E MODELLI OTTENUTI DA SIMULAZIONI
• Mappatura dei parametri fisici di un campo agricolo
• Mappatura delle produzioni per diverse colture
• Modelli di simulazione: tecniche di utilizzo e potenzialità
• Applicazione dei modelli nell'agricoltura di precisione e nel supporto alle decisioni
• Esempi di simulazioni numeriche applicate all’agricoltura di precisione
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Altre informazioni
Per maggiori informazioni sul corso o concordare l’orario di ricevimento si prega di inviare un’e-mail al docente: mantovani@fe.infn.it
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