Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
SENSORI E MODELLI PER IL MONITORAGGIO AGRO-IDROLOGICO | AGR/08 | LABORATORI | 20 |
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Al completamento di questo modulo gli studenti dovrebbero essere in grado di:
Upon completion of this module, students should be able to:
Per seguire il corso in modo proficuo, lo studente dovrebbe possedere abilità/capacità in merito alla statistica e analisi dei dati, meccanica dei fluidi, fondamenti di elettronica, pedologia ed ecofisiologia vegetale.
Students should have initial knowledge concerning statistic and data analysis, fluid mechanics, fundamentals of electronics, pedology, and crop ecophysiology.
Introduzione al laboratorio. Obiettivi e articolazione del laboratorio.
Idrologia del sistema continuo suolo pianta-atmosfera. Stato massico ed energetico dell’acqua. Idrostatica e idrodinamica dell’acqua nel suolo e nella pianta. Rapporti acqua-terreno-pianta. Analisi quantitativa degli scambi idrici con l’atmosfera. Spettroscopia da campo. Cenni di micrometeorologia.
Sistemi di supporto alle decisioni. Tecnologie basate sul meteo, sul suolo, sulla pianta e modelli di bilancio idrico integrati suolo-pianta-atmosfera. Uso combinato modelli-sensori. Automazione degli attuatori idraulici. Cenni sulle reti di sensori senza fili (WSN). Protocolli di gestione esperta dell’irrigazione a controllo retroattivo e/o basata sulle previsioni.
Scala spaziale di indagine. Metodi di acquisizione e analisi dei dati ambientali e delle immagini spettrali acquisiti da remoto. Zonazione con analisi geostatistica dei dati misurati a terra e/o delle immagini spettrali acquisite da remoto. Topologia della rete di sensori senza fili (WSN).
Metrologia. Accuratezza del dato misurato e/o stimato. Protocolli di calibrazione dei sensori. Calibrazione e validazione dei modelli agroidrologici.
Applicazione pratica di modelli agro-idrologici. Stima dei consumi idrici di un sistema colturale intensivo. ed implementazione di un protocollo di gestione esperta della risorsa idrica aziendale.
Applicazione pratica di sensori agro-idrologici. Progettazione di una rete di sensori di umidità del suolo ed implementazione di un protocollo di gestione esperta della risorsa idrica aziendale.
Introduction to the laboratory. Objectives and articulation of the laboratory.
Hydrology of the continuum soil-plant-atmosphere system. Mass and energy state of water. Hydrostatics and hydrodynamics of water in soil and plant. Water-soil-plant relationships. Quantitative analysis of water exchanged with the atmosphere. Field spectroscopy. Micrometeorology.
Decision support systems. Weather-based, soil-based, plant-based technologies and integrated soil-plant-atmosphere water balance models. Combined use of models and sensors. Automation of hydraulic actuators. Wireless sensor networks (WSNs). Expert management protocols: feedback and/or feedforward control.
Spatial scale of investigation. Methods of acquiring and analyzing remotely acquired environmental data and spectral images. Zoning procedure using geostatistical analysis of proxy data and/or remote sensing image analysis. Wireless sensor network (WSN) topology.
Metrology. Accuracy of the measured and/or estimated data. Sensor calibration protocols. Calibration and testing of agrohydrological models.
Hands-On Simulation agro-hydrological models. Estimation of water consumption of a specialized farming system. Implementation of a feedforward control protocol to optimize the farm water use.
Hands-On agro-hydrological sensors. Design of a soil moisture WSN and implementation of a feedback control protocol to optimize the farm water use.
per approfondimenti:
to deepen
Not-attending students can follow the lessons using the teaching material provided Teams by the lecturer before the beginning of the lectures and consulting the lesson log.
L'esame finale include una prova orale. La prova orale è superata quando il candidato/a è in grado di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia corretta, dimostrare di avere compreso la funzionalità delle più moderne tecnologie per il monitoraggio dei processi di scambio idrico all’interno del sistema continuo suolo-pianta-atmosfera e la gestione esperta dell’irrigazione.
The assessment method includes a written test followed by an oral exam. The written test will focus on zoning, calibration, and validation procedures for the sensors/models studied during the lab activities. The examination includes an oral test. The oral test is passed when the candidate is able to express himself clearly and to use the correct terminology, demonstrate an understanding of the functionality of the most modern technology for monitoring water exchange processes within the continuum soil-plant-atmosphere system.
Laboratorio di sensoristica e modellistica agroidrologica (AgrHySMo Lab.)
UNIPIMAP
Scientific database ID
AgroHydrological Sensing and Modeling Laboratory (AgrHySMo Lab.)
UNIPIMAP
Scientific database ID