Relazione della Commissione sull'applicazione del telerilevamento nelle statistiche agricole nel periodo 1994-1998 /* COM/98/0613 def. */





RELAZIONE DELLA COMMISSIONE sull'applicazione del telerilevamento nelle statistiche agricole nel periodo 1994-1998 INDICE Introduzione PARTE I - Attività operative 1 ATTIVITÀ A: INVENTARI REGIONALI 1.1 Obiettivi e metodi 1.2 Svolgimento dei lavori 1.3 Aspetti finanziari 1.4 Conclusioni e orientamenti 2. ATTIVITÀ B: STIME EUROPEE RAPIDE 2.1 Obiettivo e metodi 2.2 Svolgimento dei lavori 2.3 Modalità di esecuzione e principali evoluzioni 2.4 Il ruolo delle indagini sul campo 2.5 Utilizzo delle risorse finanziarie 2.5.1 Le immagini 2.5.2 Trattamento delle immagini e elaborazione delle stime 2.5.2.1 Coordinamento e gestione del progetto 2.5.2.2 Avviamento del progetto 2.5.2.3 Preparazione della campagna 2.5.2.4 Acquisizione e pretrattamento dei dati satellitari 2.5.2.5 Interpretazione dei dati satellitari 2.5.2.6 Congiuntura 2.5.2.7 Formazione 2.5.2.8 Manutenzione 2.5.2.9 Controllo interno del progetto 2.5.2.10 Relazioni 2.5.2.11 Consegna dei prodotti 2.5.2.12 Costi del trattamento delle immagini e dell'elaborazione delle stime 2.5.3 La manutenzione del software 2.5.4 Le indagini sul campo 2.5.5 Gestione finanziaria 2.6 Risultati ottenuti e analisi dell'errore 2.7 Valutazione dell'azione 2.8 Conclusioni PARTE II - Attività in fase di sviluppo 3 ATTIVITÀ C: SISTEMA AVANZATO D'INFORMAZIONE AGRICOLA 3.1 C.1. Indicatori sulle condizioni della vegetazione 3.2 C.2 Modelli di previsione delle rese 3.2.1 Dati meteorologici 3.2.2 Dati pedologici e parametri agronomici 3.2.3 Previsione delle rese 3.2.4 Strumenti informatici 3.3 C.3: Sistema integrato d'informazione agricola e Bollettino MARS 3.4 C.4 Sistema integrato a livello nazionale e regionale 4 ATTIVITÀ D: CONTROLLO E PREVISIONE DEI RACCOLTI NEI PAESI TERZI 5 ATTIVITÀ E: APPLICAZIONE DI METODI O RILEVATORI NUOVI 5.1 Progetto pilota per l'utilizzo di immagini radar nella stima delle superfici 5.2 La ridefinizione dell'attività B (REACT_B) 5.3 Il modello aeropalinologico 6 CONCLUSIONI SULLE ATTIVITÀ IN APPRONTAMENTO ALLEGATI 1. Stime di superficie MARS-Att. B) per la principali colture e scarti rispetto a Eurostat (1994): Eur-12 2. Stime di superficie MARS-Att. B) per la principali colture e scarti rispetto a Eurostat (1995): Eur-12 3. Stime di superficie MARS-Att. B) per la principali colture e scarti rispetto a Eurostat (1996): Eur-12 4. Stime di superficie MARS-Att. B) per la principali colture e scarti rispetto a Eurostat (1997): Eur-12 5. Principali appaltatori delle attività operative 6. Elenco pubblicazioni MARS : 1994-1998 7. Abbreviazioni utilizzate Introduzione Con la decisione 88/503/CEE1, il 26 settembre 1988 il Consiglio ha adottato un progetto pilota per l'applicazione del telerilevamento nelle statistiche agrarie (più noto come progetto MARS). Tale progetto pilota si prefiggeva di approntare e sperimentare tecniche e metodi di analisi che consentissero di migliorare le informazioni sull'agricoltura dell'Unione europea inglobando più estesamente i dati rilevati dallo spazio nel sistema comunitario di informazione statistica. Sebbene l'azione di approntamento fosse prevista per un periodo di dieci anni, la decisione summenzionata riguardava solo i primi cinque anni (1989-1993). Al termine di tale periodo di cinque anni, e conformemente alle disposizioni della decisione in parola, è stato elaborato e presentato al Consiglio un bilancio della prima fase (1989-1993)2 del progetto pilota, integrato con una proposta per il proseguimento delle applicazioni divenute operative. Su questa base il 14 novembre 1994 il Consiglio ha adottato la decisione 94/753/CE concernente il proseguimento delle applicazioni di telerilevamento nelle statistiche agrarie per il periodo 1994-19983. Le applicazioni previste da tale decisione erano volte in particolare a: * promuovere il ricorso al telerilevamento negli Stati membri interessati al fine di migliorare i sistemi di statistica agraria (attività A - Inventari regionali); * fornire, prima dei raccolti, stime delle superfici e della produzione potenziale delle principali colture su scala europea e, se possibile, nazionale, nei limiti dei mezzi finanziari attualmente disponibili (attività B - Stime europee rapide). L'articolo 5 della decisione 94/753/CE del Consiglio prevede che entro il 31 luglio 1998 la Commissione presenti al Parlamento europeo e al Consiglio una relazione sull'attuazione delle azioni e sull'utilizzazione degli importi finanziari messi a disposizione in proposito, "corredata eventualmente di proposte per il proseguimento delle applicazioni di telerilevamento alle statistiche agrarie". La parte I della presente relazione riguarda tali attività. Il Consiglio ha inoltre preso atto dell'intenzione della Commissione di proseguire, nel contesto dell'attuazione del Quarto programma quadro delle azioni comunitarie di ricerca e di sviluppo, una serie di azioni rientranti nel progetto MARS che richiedono l'esecuzione di altri lavori di ricerca prima di poter essere applicate su scala europea. Si tratta segnatamente delle attività seguenti: * realizzazione di un sistema progredito di informazioni per l'agricoltura a livello comunitario che si avvalga di dati incrociati ricavati da varie azioni definite e sperimentate nel corso del programma (attività C - Sistema integrato); * definizione di una metodologia, analoga a quella elaborata per l'Unione europea, che consenta la previsione e la stima precoce dei raccolti in alcune regioni limitrofe dell'Unione europea, con particolare riguardo ai paesi dell'Europa orientale ed eventualmente del Magreb, nell'ambito dei programmi di cooperazione con tali paesi (attività D - Controllo e previsione dei raccolti di paesi terzi) * proseguimento dei lavori di ricerca sull'applicazione potenziale, a fini statistici, di nuovi rilevatori, quale ad esempio il radar, che svolgerebbero una funzione complementare rispetto ai satelliti ad alta risoluzione e ai satelliti meteorologici, attualmente utilizzati nell'ambito del progetto MARS (attività E - Applicazione di metodi o di rilevatori nuovi). Queste attività, condotte sotto la responsabilità del Centro Comune di Ricerca di Ispra (CCR) in collaborazione con la Direzione generale dell'agricoltura (DG VI) e con l'Ufficio statistico delle Comunità europee (Eurostat), sono sinteticamente descritte nella parte II della presente relazione. PARTE I - Attività operative 1 ATTIVITÀ A: INVENTARI REGIONALI 1.1 Obiettivi e metodi Questa attività è prevista per rispondere all'esigenza di conoscere in modo preciso e obiettivo, su base annuale, le superfici e le produzioni a livello regionale relativamente alle principali colture prese in considerazione. Il metodo consiste nell'associare i dati satellitari ad "alta risoluzione" (relativi a tutto il territorio interessato) e i dati di osservazione sul campo di tipo "sondaggio per area". La messa a punto e la valutazione si sono basate essenzialmente sul cosiddetto metodo dello "stimatore di regressione". L'azione è stata organizzata in due parti distinte: * una parte di osservazioni obiettive sul campo con programma di campionamento fissato o migliorato mediante telerilevamento; * una parte di classificazione automatica dei dati spaziali che consenta il miglioramento delle stime delle indagini sul campo mediante un metodo di regressione. Il telerilevamento è utilizzato altresì per fornire al ricercatore i documenti che gli consentano di individuare con precisione le parcelle di terreno. 1.2 Svolgimento dei lavori Nella fase pilota del progetto MARS questa azione è stata realizzata in tre fasi distinte: * fase 1988-1989 nella quale è stata applicata una metodologia rigorosamente identica su 5 regioni; * fase 1990-1991 nella quale sono stati realizzati adattamenti locali e nella quale era richiesta la partecipazione attiva delle regioni o di organismi nazionali; * fase 1992-1993 nella quale il progetto è stato posto a sostegno delle iniziative nazionali o regionali. Alla fine della prima fase del progetto pilota sull'applicazione del telerilevamento alle statistiche agrarie, la realizzazione di questa attività è stata trasferita pressoché integralmente agli Stati membri. Tuttavia, in conformità della decisione 94/753/CE, l'assistenza tecnica e il relativo finanziamento potevano rimanere a carico del bilancio comunitario, soprattutto per quanto riguardava l'ausilio alle tecniche statistiche, la realizzazione di studi pilota che incoraggiassero il ricorso ad indagini per area atte a perfezionare le statistiche agrarie nazionali, e il miglioramento dei software. Durante la seconda fase il Ministero dell'Agricoltura, Pesca e Alimentazione della Spagna (MAPA) e il servizio statistico portoghese hanno beneficiato di un sostegno da parte della Commissione per il finanziamento di due progetti in questo campo di attività. In particolare il MAPA ha ricevuto una sovvenzione per lo sviluppo di un "panel territoriale" per la stima precoce delle superfici e delle produzioni delle colture principali. Il Ministero dell'agricoltura portoghese invece ha beneficiato di un finanziamento comunitario per la realizzazione di un progetto sull'applicazione del metodo delle indagini per area alla produzione di statistiche sull'utilizzazione del terreno. In entrambi i casi l'importo del contributo comunitario è stato pari al 40% circa del costo totale del progetto. Nell'ambito di questa attività il CCR ha fornito supporto tecnico sia a vari Stati membri dell'Unione europea sia ai paesi partecipanti al programma PHARE. In particolare è stato fornito supporto tecnico alla Slovenia, alla Polonia e alla Repubblica Ceca per quanto concerne la metodologia statistica e i programmi di campionatura (si veda anche l'attività D del progetto). Inoltre il CCR ha fornito supporto tecnico ad alcuni paesi del bacino mediterraneo per la realizzazione di inventari regionali (in particolare Tunisia e Turchia) e ha attivato uno scambio scientifico con il Marocco nello stesso campo. 1.3 Aspetti finanziari La tabella 1 riassume il contributo comunitario ai due progetti precedentemente menzionati. Tabella 1 - Contributo comunitario "Attività A" (ecu) >SPAZIO PER TABELLA> 1.4 Conclusioni e orientamenti Nel quadro della seconda fase del progetto, l'attività "Inventari regionali" è stata limitata al sostegno finanziario e tecnico dei servizi statistici nazionali che hanno presentato domanda nei limiti delle risorse disponibili. Gli inventari regionali restano un sistema di indagine rapido, obiettivo e spesso più efficace in termini di precisione, soprattutto quando situazioni problematiche rendono le inchieste presso gli agricoltori più difficili o meno affidabili. La metodologia scientifica messa a punto rappresenta un potenziale elemento di armonizzazione delle stime relative all'utilizzazione dei terreni nell'insieme dell'Unione europea. Il sistema delle indagini per area è particolarmente indicato per i paesi PHARE, dove è difficile tenere aggiornati gli elenchi di agricoltori a causa delle riforme agrarie in corso. Tale approccio può rivelarsi utile anche per tutta l'Unione europea, in quanto permetterebbe di rispondere al bisogno crescente di informazione sull'utilizzazione dei terreni, sull'impatto ambientale dell'attività agricola, sulla dimensione territoriale delle misure di politica agricola e di sviluppo rurale, ecc. La raccolta annuale ed esauriente di immagini ad alta risoluzione il cui costo è molto elevato, come pure l'uso del metodo dello stimatore di regressione non sono convenienti per la produzione di statistiche a livello comunitario e pertanto sono sconsigliati. Questo stato di cose potrebbe cambiare in futuro con l'arrivo di nuovi rilevatori e con una riduzione del costo delle immagini, oppure se la produzione di statistiche viene associata a quella di prodotti cartografici. Per questo sarebbe auspicabile mantenere un costante aggiornamento tecnico sugli aspetti metodologici e sui contributi di nuovi rilevatori, ivi compreso il radar. Inoltre bisognerebbe sfruttare maggiormente, su scala europea, le possibilità offerte dalla realizzazione di indagini per area, in modo da soddisfare i bisogni di informazione sull'utilizzazione dei terreni e su altre variabili statistiche a dimensione territoriale, per le quali i metodi tradizionali sono meno efficaci. 2. ATTIVITÀ B: STIME EUROPEE RAPIDE 2.1 Obiettivo e metodi L'obiettivo dell'attività B consiste nel fornire una stima precoce ed obiettiva circa l'evoluzione a livello europeo delle superfici delle principali colture annuali, grazie all'interpretazione delle immagini satellitari ad alta definizione acquisite su un campione di 60 siti (di 40x40 Km) distribuiti su tutto il territorio dell'Unione. Il metodo si basa da una parte sulla stima, per ciascun sito, delle variazioni di superficie di un sito rispetto all'anno precedente e, d'altra lato, sull'estrapolazione di tali variazioni su scala europea in base alle statistiche ufficiali sulla superficie dell'anno precedente (fonte Eurostat). Il metodo non utilizza alcun dato locale relativo all'anno in corso, ma tiene conto delle osservazioni locali relative all'anno precedente. Ciò permette anche di controllare a posteriori la validità di questo metodo. Questa attività ha fornito, inoltre, informazioni qualitative durante la campagna agricola. 2.2 Svolgimento dei lavori Nel corso della prima fase del progetto MARS, questa attività si è articolata in tre momenti: * 1987-1988: messa a punto particolareggiata del metodo * 1989-1991: approntamento e avviamento del sistema * 1992-1993: collaudo su scala reale dell'attività (53 siti) Nel corso della seconda fase l'attività è divenuta progressivamente operativa: * 1994: Anno di transizione nell'attesa della decisione del Consiglio; non sono state apportate modifiche significative né nella metodologia, né nell'organizzazione dei lavori. * 1995: Gara per l'assegnazione dell'appalto relativo alla fotointerpretazione e alla stima delle superfici. * 1995: Primo anno effettivo di applicazione della decisione del Consiglio. Realizzazione da parte del CCR dei software GRIPS e ORCA rispettivamente per la correzione e il trattamento delle immagini e per la loro classificazione. Individuazione di 7 nuovi siti per estendere l'attività ai tre nuovi Stati membri. * 1996: Estensione dell'attività a 60 siti, di cui 7 nei nuovi Stati membri (Austria, Finlandia, Svezia) * 1996-1997: Realizzazione del software CAMEL per la funzione di congiuntura. * 1997: Adattamento del software GRIPS alle immagini del satellite IRS * 1998: Ultimo anno di applicazione della decisione del Consiglio. Anticipazione dell'apertura di finestre di acquisizione delle immagini per aumentare l'efficacia delle stime in termini di stabilità e precocità. 2.3 Modalità di esecuzione e principali evoluzioni Le modalità di esecuzione dell'attività B nella seconda fase del progetto MARS sono state fondamentalmente simili a quelle della prima. Tuttavia, poiché l'attività è stata considerata operativa, sono intervenute importanti modifiche nei dispositivi e nei mezzi: * Sostituzione dei software usati sino al 1995 con altri sviluppati sotto l'egida del CCR, cioè: - GRIPS, per la correzione delle immagini satellitari; - ORCA, per la classificazione e la fotointerpretazione delle immagini; - CAMEL per l'analisi dei risultati e il trattamento dei dati necessari a definire le stime finali in base alle immagini classificate. GRIPS e ORCA sono stati utilizzati per tutta la seconda fase, mentre CAMEL è stato impiegato a partire dal 1997. Questi software hanno permesso di razionalizzare il lavoro e di tenere sotto controllo tutte le fasi d'esecuzione dell'attività, garantendo la qualità su tutta la catena di produzione. Tra il 19977 e il 1998 il software GRIPS è stato adattato alle nuove immagini del satellite IRS (fino a quel momento si erano usati esclusivamente i satelliti SPOT e LANDSAT). * Introduzione di 7 nuovi siti nei tre nuovi Stati membri: tre in Svezia, due in Finlandia e due in Austria. Ciò ha permesso, tra l'altro, una migliore rappresentazione delle colture primaverili. * Costituzione di una "base di conoscenza radiometrica" d'ausilio per i fotointerpreti, considerando le tracce spettrali e le condizioni climatiche osservate in passato. Questa base di conoscenza, aggiornata e consolidata ogni anno, permette di migliorare la qualità del sistema. I risultati principali dell'attività B sono stati inseriti nel Bollettino MARS (cfr. attività C) I fatti salienti del periodo 1994-1998 sono stati: * 1994 Anno transitorio in cui l'attività, proseguita tra ricerca e operatività, si è svolta secondo le stesse modalità dell'anno 1993. Si sono acquisite 155 immagini su 53 siti. * 1995 Si sono acquisite 153 immagini a copertura di 53 siti. Durante la campagna i risultati delle stime sono stati pubblicati in 7 bollettini MARS. Nel corso dell'anno l'attività si è svolta in modo soddisfacente, sebbene siano sorti alcuni problemi specifici al momento della convalida delle stime: - una nettissima evoluzione delle superfici per certe colture considerate, come il girasole, legata in parte agli effetti della PAC, - una sovrastima dell'evoluzione delle superfici di certe colture, come la colza, dovuta al fatto che questa coltura era stata mal rappresentata nel campione, - una grave siccità in Spagna e in Portogallo che ha complicato molto la fotointerpretazione e ha reso incerte le stime relative ad una parte cospicua delle colture estive. Per il girasole e la colza, l'errore è stato particolarmente grave in quanto era molto ridotto il numero di siti con tali colture. Una tale situazione rende la stima molto sensibile ad uno spostamento delle colture in Europa, come quello verificatosi in seguito alla riforma della PAC. * 1996 I siti trattati sono stati 59 su 60 (del sito di Koping non sono state acquisite immagini) perciò per la prima volta si è ottenuta la copertura totale dell'Unione europea. In totale si sono acquisite 171 immagini. I risultati sono stati pubblicati nei 7 bollettini MARS durante la campagna agricola. * 1997 Si sono acquisite 183 immagini in totale, a copertura di 60 siti. I principali risultati sono stati inseriti in sei bollettini MARS e in tre rapporti intermedi. * 1998 Sebbene al momento della stesura della presente relazione i risultati finali non siano ancora disponibili, è utile precisare che per rispondere alla necessità di migliorare i risultati e la gestione sono state introdotte alcune modifiche: - si è provveduto a razionalizzare le date di acquisizione per migliorare la separazione tra colture invernali e primaverili, per anticipare la stabilità delle stime dei cereali e per distinguere meglio la colza invernale. Ciò è stato possibile grazie alla base dati sulla semina, costituita utilizzando le informazioni ricavate con le indagini sul campo eseguite nell'ambito dell'attività B; - si è adattato il software GRIPS per poter trattare le immagini del satellite indiano IRS-1C che permetterà di aumentare la probabilità di acquisizione delle immagini sui siti alle date stabilite. 2.4 Il ruolo delle indagini sul campo L'attuazione dell'attività B, nel corso della seconda fase del progetto MARS, è stata avvantaggiata dall'uso dei risultati delle indagini sul campo, realizzate sui medesimi siti con sondaggio per punti per un certo numero di segmenti (in media 16 segmenti di 1400 x 1400 metri per sito). Gli obiettivi di queste indagini (chiamati "Azione 6" durante la prima fase) sono stati: a) fornire ai fotointerpreti dati di osservazione sul campo per definire il sistema di riferimento di ogni sito per l'anno n-1 e per controllare la validità dei risultati ottenuti dai dati satellitari alla fine dell'anno n; b) ottenere stime di superficie dirette e previsioni delle rese per le colture principali a livello europeo, indipendentemente dalle tecniche di telerilevamento; c) fornire i dati di superficie e di resa per le principali colture annuali per ogni singolo sito, che servono per il modello statistico di estrapolazione dei risultati; d) fornire informazioni complementari su certi aspetti che rientrano nel modello agrometeorologico (date di semina, fioritura e raccolta, rotazione delle colture, progetto di semina per l'anno successivo, ecc.) I risultati di queste indagini sono stati raccolti in una base di dati al CCR e hanno avuto ricadute positive anche indirette. Le indagini sul campo hanno ad esempio permesso di costituire una base di dati delle tracce spettrali, di disporre di informazioni sulle date di semina, ecc. 2.5 Utilizzo delle risorse finanziarie La tabella 2, riportata di seguito, presenta i costi per la realizzazione operativa dell'attività B dal 1994 al 1998. Ne risulta che il costo totale per il bilancio comunitario di questa attività nel periodo specificato è stato di 11,8 milioni di ecu, ossia, in media, 2,4 milioni di ecu all'anno, sebbene negli anni 1997 e 1998 l'onere sia risultato piuttosto dell'ordine di 2,1 milioni di ecu. Il minor costo, ancora più evidente rispetto all'inizio del periodo se si tiene conto dell'aumento del numero dei siti, si spiega essenzialmente con i risparmi realizzati nel trattamento delle immagini per il 1997 e il 1998, in seguito ad una gara per l'assegnazione dell'appalto nel 1995. L'aumento registrato nel 1996, invece, è dovuto agli investimenti in campo informatico realizzati in quell'anno dal contraente scelto. Tabella 2 - Costi totali "Attività B"4 >SPAZIO PER TABELLA> A grandi linee, i costi operativi possono essere suddivisi in quattro gruppi: * acquisto delle immagini * spese per il trattamento delle immagini e la produzione delle stime * mantenimento dei software * indagini sul campo. Quella che segue è una breve descrizione di tali tipi di spese. 2.5.1 Le immagini Nel corso di ogni campagna vengono trattate, in media, 3 immagini per sito. Le immagini vengono acquisite tutte tra l'inizio di aprile e la fine di settembre. Perché un'immagine sia utilizzabile la presenza di nubi deve essere minima. In certe zone dell'Europa la nuvolosità può impedire l'acquisizione proprio in periodi interessanti per l'evoluzione delle colture. Tabella 3 - Prospetto delle immagini usate per l'attività B >SPAZIO PER TABELLA> (*) Previsione Nel periodo tra il 1994 e il 1997 sono state acquisite e trattate 674 immagini. Due sono stati i fornitori che, in concorrenza reciproca, hanno di volta in volta proposto le immagini migliori: Spot Image, che detiene l'esclusiva delle immagini del satellite europeo SPOT, ed Eurimage, che detiene l'esclusiva delle immagini del satellite americano LANDSAT. Le immagini Spot e Landsat, in certa misura, sono intercambiabili, ma, in pratica, l'unico modo per ottenere l'acquisizione di un'immagine dove e quando sia necessaria, è di acquistare la prima disponibile per i siti e i periodi scelti. La possibilità di programmare il satellite SPOT aumenta considerevolmente la probabilità di disporre di buone immagini, per l'attività B, provenienti da questo satellite. Questo è il motivo per cui il tasso di acquisizione di immagini SPOT è più elevato rispetto a Landsat. Recentemente (aprile 1998) anche GAF/Euromap, che ha l'esclusiva per le immagini ottenute dal satellite indiano IRS-1C, è diventato fornitore. Per il 1998 si prevede l'acquisto di circa 180 immagini, suddivise fra i tre fornitori come indicato nella tabella 3. 2.5.2 Trattamento delle immagini e elaborazione delle stime Si raccolgono sotto il termine "trattamento" tutte le operazioni pratiche, svolte sin dall'acquisizione dell'immagine, necessarie per l'elaborazione delle stime richieste dai servizi della Commissione. Per comprendere meglio la natura e il livello delle spese sostenute a questo riguardo, nei paragrafi seguenti si descrivono brevemente le attività rientranti nel "trattamento" delle immagini. 2.5.2.1 Coordinamento e gestione del progetto Le attività di gestione sono svolte per organizzare il progetto nel suo insieme, per attivare le risorse materiali e umane necessarie e per pianificare il calendario da rispettare. Durante la fase esecutiva la gestione provvede al funzionamento del processo produttivo, alla coordinamento tra campagne successive e risolve problemi ed imprevisti. 2.5.2.2 Avviamento del progetto Questa azione si svolge durante la fase preparatoria e riguarda l'avviamento della struttura di produzione, cioè l'installazione del materiale informatico, dei software e della rete di comunicazione. Quando si predispone una struttura di produzione pluriennale, le spese di avviamento vengono sostenute solo il primo anno. 2.5.2.3 Preparazione della campagna La preparazione della campagna è suddivisa in due parti: la convalida e la preparazione dei siti. La convalida consiste nel valutare la qualità dei risultati della fotointerpretazione confrontandoli con le indagini sul campo condotte per ogni sito durante la campagna precedente. La preparazione dei siti consiste nel raggruppare tutte le informazioni relative alla campagna agricola precedente, conservate per migliorare la base di conoscenza dei siti stessi (tabelle di evoluzione delle colture, profilo del sito, sistema di riferimento immagine, definizione delle zone, ecc.). 2.5.2.4 Acquisizione e pretrattamento dei dati satellitari Quando l'immagine viene ricevuta, si verifica che sia accettabile (data del rilevamento, qualità dell'immagine, tasso di nuvolosità, ecc.) e quindi la si sottopone ad una serie di trattamenti per eliminare tutte le interferenze dovute alle condizioni atmosferiche, ai parametri di puntamento del satellite, al tipo di satellite e alla topografia locale. Schematicamente questi trattamenti sono di due tipi, radiometrici e geometrici e sono realizzati con l'ausilio del software "GRIPS" di proprietà della Commissione. 2.5.2.5 Interpretazione dei dati satellitari Questa fase fondamentale si compone di varie operazioni che possono venir ripartite in sei tappe consecutive: a) integrazione dei dati se la fase precedente di correzione è convalidata; b) classificazione automatica, mediante la ripartizione dell'immagine in una trentina di classi omogenee; c) analisi dei segmenti per la destinazione tematica di ogni parcella del segmento; d) produzione della carta di occupazione del terreno, mediante l'integrazione di ogni segmento nella classificazione automatica; e) trasmissione alla cellula di congiuntura; f) memorizzazione e salvaguardia dei dati. Le tappe b) e c) sono realizzate con l'ausilio del software "ORCA" di proprietà della Commissione. 2.5.2.6 Congiuntura L'obiettivo di questa tappa è ottenere, a partire dal mese di aprile, una stima quindicinale delle superfici di ciascuna delle 17 colture considerate, a livello dell'Unione europea. La stima si basa su un'estrapolazione dei dati ottenuti dal trattamento di un massimo di quattro immagini per sito. In questa fase sono utilizzati un software "sistema di congiuntura" e altri software ausiliari. 2.5.2.7 Formazione La formazione si svolge in due tappe. La prima consiste in una formazione iniziale per la costituzione dell'équipe di produzione. Ad essa segue una formazione in fase operativa, parallela all'evoluzione dello strumento di produzione e funzionale alla modificazione delle modalità operative. 2.5.2.8 Manutenzione La manutenzione garantisce la disponibilità permanente di tutto il materiale informatico utilizzato nella catena di produzione e conferito dall'ente incaricato del trattamento delle immagini e della produzione delle stime. 2.5.2.9 Controllo interno del progetto Lo scopo di questa attività è garantire in ogni momento il buon funzionamento della catena di produzione, il rispetto dei termini e quello delle norme di qualità imposte nelle varie fasi di elaborazione delle stime. 2.5.2.10 Relazioni Lo scopo principale di questa attività è fornire ai servizi della Commissione delle stime dell'evoluzione delle colture considerate. Queste stime vengono consegnate durante la campagna e in tempo reale sotto varie forme: tabelle per livello geografico, tabelle per coltura, relazioni congiunturali sulle superfici, ecc. 2.5.2.11 Consegna dei prodotti Questa attività consiste nel mettere a disposizione dei servizi della Commissione, in modo praticamente istantaneo, l'insieme dei dati ausiliari a monte dei risultati statistici prodotti dalla catena di trattamento. Queste informazioni rappresentano un'enorme raccolta di dati storici armonizzati che può essere usata per altri lavori di ricerca o altre applicazioni. 2.5.2.12 Costi del trattamento delle immagini e dell'elaborazione delle stime La tabella 4 mostra lo stato delle spese relative al trattamento delle immagini durante la fase operativa. Va segnalato che nel 1994 e nel 1995 il trattamento riguardava 53 siti EUR-12, in quanto la fase operativa è stata estesa ai 60 siti attuali solo dal 1996. Tabella 4 - Scomposizione dei costi "Trattamento" >SPAZIO PER TABELLA> Mentre per gli anni 1994 e 1995 la Commissione aveva utilizzato il quadro contrattuale della fase preoperativa, a partire dal 1996 queste attività sono state affidate a società esterne, selezionate mediante gare d'appalto. I costi più elevati del 1996 sono dovuti alle attività di avviamento sopra descritte. 2.5.3 La manutenzione del software Realizzati su richiesta del Centro Comune di Ricerca (CCR), i software GRIPS e ORCA sono stati consegnati al Centro rispettivamente nell'ottobre 1994 e nell'agosto 1995. Il software GRIPS serve per la rettifica radiometrica e geometrica delle immagini SPOT e Landsat. Il software ORCA è usato come supporto alla fotointerpretazione nell'attività B. Recentemente GRIPS è stato adattato per il trattamento delle immagini IRS/LISS, inserite nell'attività B all'inizio del 1998. Lo scopo della manutenzione è garantire il buon funzionamento dei due software necessari nella fase di trattamento ed elaborazione delle stime. La manutenzione è affidata ad una ditta specializzata. La manutenzione è di due tipi: correttiva e di adattamento. La prima è destinata a correggere le anomali di funzionamento sia dell'hardware, sia del sistema operativo. La seconda riguarda lo studio e la realizzazione di qualunque modifica a livello software richiesta dagli utilizzatori. ORCA utilizza nel suo sviluppo e funzionamento i due applicativi CLIPS e ARKEMIES, la cui licenza appartiene a ditte esterne. L'uso di questi due applicativi comporta spese di licenza e manutenzione. Tabella 5 - Spese di utilizzo dei software GRIPS e ORCA >SPAZIO PER TABELLA> 2.5.4 Le indagini sul campo Come già detto, le immagini da sole non permettono di stabilire in modo affidabile il tipo di occupazione dei terreni. Si è anche accennato alla necessità di correggere i risultati della classificazione automatica delle immagini e all'importanza di costituire una base di dati storici ben documentata per i segmenti che compongono ciascun sito. Questo obbliga a ricorrere ad informazioni ausiliari del tipo "indagine sul campo". Queste indagini vengono eseguite sia da società private, sia da enti statistici degli Stati membri, scelti con gara d'appalto aperta. La tabella seguente riporta i costi dettagliati delle indagini sul campo, per anno e per Stato membro. Tabella 6 - Costo delle indagini sul campo in ecu (1994-1998) >SPAZIO PER TABELLA> (1) Costi inclusi in quelli del Regno Unito; (*) 53 siti 2.5.5 Gestione finanziaria Il passaggio alla fase operativa ha comportato anche dei cambiamenti nella gestione dell'attività B. A parte il 1994, anno di transizione tra la fase di ricerca e la fase operativa del progetto, l'attività B è stata finanziata con i fondi della linea B2-513 del bilancio generale ("Ristrutturazione dei sistemi di indagini agricole"). Le indagini sul campo, però, sono state in parte realizzate con i fondi della voce B6-792 ("Attività di sostegno scientifico e tecnico alle politiche comunitarie su base competitiva"). Durante questa fase sono state prese molte iniziative per ridurre i costi operativi dell'attività B pur restando entro i limiti imposti dalla metodologia. Questi sforzi si sono concentrati in tre ambiti: l'acquisto delle immagini, il trattamento e le indagini sul campo. La tabella seguente riassume l'evoluzione del costo medio per sito nel periodo 1994-1998: Tabella 7 - Evoluzione del costo medio per sito (in migliaia di ecu) >SPAZIO PER TABELLA> Come si può vedere il costo medio per sito è passato da 47.400 ecu nel 1994 a 33.000 ecu nel 1998, ossia si è ridotto di circa un terzo. La riduzione dei costi è stata maggiore per i trattamenti (- 44,4%) e relativamente minore per le immagini (- 12,6%) e per le indagini sul campo (- 23,8%). 2.6 Risultati ottenuti e analisi dell'errore I risultati delle stime di superficie frutto dell'attività B vengono presentati nel Bollettino MARS, pubblicato mensilmente tra gennaio e ottobre, a cura del Centro Comune di Ricerca. Nel Bollettino viene inserito anche l'esame della situazione agrometeorologica e una previsione delle rese per le principali colture. In generale il Bollettino viene redatto in tempi molto brevi (dell'ordine di qualche giorno dall'acquisizione delle ultime immagini) e quindi trasmesso rapidamente ai servizi della Commissione competenti, ai membri del gruppo di lavoro "Statistiche dei prodotti vegetali" di Eurostat e ad alcuni esperti negli Stati membri. Per parte sua la Commissione, conformemente alla decisione 94/753/CE del Consiglio, presenta ogni anno al comitato permanente di statistica agraria una relazione sull'attuazione della decisione stessa. La Commissione ha l'occasione di presentare e discutere i risultati dell'attività B e le modalità di esecuzione anche al momento dell'esame della relazione in sede di gruppo di lavoro "Statistiche dei prodotti vegetali". Gli allegati da 1 a 4 raccolgono tutti i risultati dell'attività B messi a confronto con le statistiche ufficiali di Eurostat. Di seguito si illustra brevemente l'analisi dell'errore per il periodo 1994-1997. Questa analisi si basa sul confronto tra le stime di superficie per varie colture, ottenute dall'attività B, e le statistiche ufficiali di Eurostat (generalmente disponibili nella base CRONOS il 15 maggio dell'anno seguente). Sebbene questo approccio non costituisca una vera e propria convalida dei risultati dell'attività B, poiché nemmeno la statistica ufficiale è esente da errori, esso è tuttavia utile per avere un'idea dello scarto tra le due fonti e, di conseguenza, del margine di errore delle stime di superficie ottenute con l'attività B. La tabella seguente fornisce una visione d'insieme degli scarti medi percentuali tra le stime mensili risultanti dall'attività B e i dati ufficiali per il periodo 1994-1997 (al momento della stesura della presente relazione i dati relativi al 1998 non sono ancora disponibili). Tabella 8 - Scarto medio mensile dell'attività B nel periodo 1994-1997 (%) >SPAZIO PER TABELLA> L'ultima colonna della tabella 8 riporta l'errore medio per l'intero periodo, relativamente alle principali colture. Ne risulta che per i cereali, nel loro complesso, l'errore medio è di 1,1%, mentre sale a 1,8 % per il frumento tenero, a 2,6% per l'orzo, al 3,7% per il frumento duro e al 4,3 % per il granturco. L'errore maggiore riguarda il girasole (8,7% in media) e la colza (12,1%); di un certo rilievo anche quello relativo alla barbabietola (5,0%) e alle colture poco rappresentate nei siti, come il riso (9,7% in media). D'altra parte non bisogna dimenticare che, anche se per l'insieme dei cereali il margine d'errore percentuale è inferiore a quello delle altre colture, si tratta pur sempre di un errore dell'1,1% che, su una superficie di circa quattrocentomila ettari, corrisponde più o meno a 2,5 milioni di tonnellate di cereali. Anche questo margine di errore può dunque essere considerato eccessivo rispetto alle necessità legate alla gestione del mercato. È vero che nel susseguirsi degli anni si è constatato un leggero miglioramento del margine d'errore relativo ai cereali invernali, tuttavia l'errore della stima è ancora troppo alto per i cereali primaverili e le oleaginose. 2.7 Valutazione dell'azione Alla fine della seconda fase del progetto MARS, il bilancio dell'attività B presenta dei punti forti e dei punti deboli. I punti forti possono essere così riassunti: * Il telerilevamento consente di ottenere delle stime rapide dell'evoluzione delle superfici delle principali colture a livello europeo. Ciò è fattibile seguendo un campione di siti relativamente piccolo, almeno per le principali colture cerealicole. * Dal punto di vista dell'introduzione di innovazioni tecnologiche e di ricorso a sistemi più moderni di raccolta delle informazioni statistiche in agricoltura, il progetto MARS e l'attività B in particolare sono senza dubbio un successo. In effetti, indipendentemente dalle applicazioni del telerilevamento di cui sopra, sviluppate su richiesta della Commissione, attualmente esistono in vari Stati membri e in alcuni paesi PECO numerose applicazioni il cui obiettivo è di migliorare i sistemi statistici nazionali utilizzando le conoscenze acquisite con il progetto MARS. * Sul piano dei sistemi operativi di produzione e dei risultati, anche la catena tecnica dell'attività B (acquisizione e analisi delle immagini) è stata un successo, in quanto ha permesso di disporre dell'informazione voluta in tempi molto brevi dopo l'acquisizione dei dati di base (immagini satellitari). * L'attività B svolta nell'ambito del progetto MARS ha consentito anche altre applicazioni, oltre a quelle relative alle statistiche agricole, come per esempio quelle che si riferiscono al controllo delle superfici dichiarate dagli agricoltori nell'ambito della PAC. Ha dimostrato inoltre di poter offrire altre funzioni, ad esempio nel controllo costante dello stato delle foreste o della situazione agroambientale. Accanto a questi punti forti, il progetto MARS e in modo specifico l'attività B presentano ancora alcuni limiti, insiti nell'applicazione del telerilevamento alle statistiche agricole e relativi alla stima delle superfici. I punti deboli possono essere così riassunti: * Il campione utilizzato non permette di ottenere delle stime attendibili a livello nazionale, nemmeno per i paesi più importanti. * Anche se globalmente l'attività B consente di valutare correttamente la variazione dell'insieme delle superfici investite a cereali in modo più precoce rispetto alle statistiche ufficiali, si constata che i risultati ottenuti nel caso di produzioni più specifiche (barbabietole, granturco, colza, ecc.) sono più scadenti. Ciò è dovuto, da un lato, ad una rappresentatività del campione utilizzato, meno soddisfacente a livello di singole colture e, d'altro lato, alla difficoltà, in certi casi, di separare le diverse colture. A ciò si aggiunge l'impossibilità di distinguere, con il telerilevamento, la destinazione del prodotto o gli obiettivi della coltura: frumento tenero o frumento duro, granturco da granella o da foraggio, colza alimentare o non alimentare, ritiro dei terreni dalla produzione sovvenzionato o motivato da esigenze agronomiche, ecc. * Disponibili all'inizio di maggio o di giugno, le prime stime di superficie risultanti dall'attività B sono generalmente più precoci delle statistiche ufficiali, ma non sono ancora stabilizzate e risultano poco attendibili, dato il numero ridotto di immagini e di siti sui quali si basano e la maggior difficoltà, a questo livello, di differenziare le varie colture. Solo alla fine di giugno le informazioni iniziano ad avere maggiore stabilità; tuttavia anche a quest'epoca le superfici delle colture primaverili non sono ancora facilmente individuabili con il telerilevamento. * Nonostante i risparmi realizzati in quest'ultimo anno, il costo delle immagini resta elevato e non è possibile ridurlo in modo significativo, salvo per l'Europa dell'Est dove la domanda di immagini satellitari è inferiore. Questo limite, assieme al conflitto programmazione/acquisizione, impedisce di aumentare il numero di siti, cosa che garantirebbe una maggiore rappresentatività delle colture considerate e una riduzione del margine di errore delle stime. * Sebbene nel corso degli anni si siano effettuati degli adattamenti (per esempio una migliore integrazione tra indagini sul campo e stime mediante il telerilevamento), il sistema continua a soffrire di una eccessiva rigidità rispetto alle evoluzioni che possono verificarsi nella localizzazione delle colture e rispetto alle innovazioni che si vorrebbero introdurre (così per esempio l'attività B non ha permesso di rilevare la delocalizzazione nel 1994 della produzione di colza, a seguito della riforma della PAC). 2.8 Conclusioni Stante quanto sin qui esposto, il proseguimento puro e semplice dell'attività B del progetto MARS, secondo gli stessi metodi e le stesse linee d'azione seguiti nella seconda fase, non è consigliabile. In effetti, nonostante i miglioramenti apportati negli ultimi anni, allo stato attuale dei mezzi scientifici e finanziari disponibili, le stime di superficie ottenute mediante il telerilevamento, con la metodologia sinora impiegata, non sono completamente soddisfacenti né per quanto concerne la precocità, né per quanto concerne l'attendibilità, soprattutto a livello delle colture specifiche che interessano i responsabili della politica agricola comune. La rappresentatività potrebbe essere senz'altro migliorata aumentando il numero di siti, ma l'onere raggiungerebbe livelli eccessivi per un rapporto costi/benefici in equilibrio (per esempio il costo globale dell'attività B per 100 siti è dell'ordine di 5 milioni di ecu il primo anno e di circa 4 milioni di ecu con l'attività a regime; non è però certo che 100 siti siano sufficienti per ottenere la rappresentatività necessaria). Infine, alle condizioni attuali, la possibilità di ridurre il costo delle immagini e delle indagini sul campo sembrano essere relativamente scarse. Tuttavia, l'abbandono dell'attività B non appare auspicabile, in particolare per le considerazioni seguenti: * la Commissione ha fatto uno sforzo finanziario considerevole per essere tecnologicamente all'avanguardia in questo settore sia a livello europeo che mondiale e forse le applicazioni rese possibili non sono state ancora completamente sfruttate; * sussistono tuttora le esigenze che sono state all'origine del progetto (disporre di uno strumento indipendente per la stima precoce delle superfici e della produzione); * l'abbandono dell'attività B probabilmente comprometterebbe altre applicazioni possibili in settori diversi dalla statistica agricola (per esempio sorveglianza dello stato delle foreste; indicatori agroambientali, ecc.); * converrebbe mantenere presso il CCR un'équipe tecnicamente qualificata come supporto tecnico ai servizi della Commissione o per analisi puntuali di cui si potrebbe aver bisogno (per esempio analisi dell'impatto della siccità sui raccolti, ecc.). Tenuto conto di quanto precede, sarebbe opportuno affidare al CCR l'incarico di studiare metodi alternativi o miglioramenti significativi rispetto all'approccio attuale, con lo scopo di aumentare l'attendibilità e la precocità delle stime delle superfici pur rispettando i limiti finanziari attuali. Lavori in questo campo sono già stati avviati nel 1997 e devono proseguire oltre il 1998. Riguardano diversi approcci metodologici alternativi comprendenti, tra l'altro, alcune importanti modifiche al telerilevamento classico, nuovi metodi di campionamento, ecc. Queste ricerche dovranno proseguire per qualche anno prima di poter passare, eventualmente, ad una nuova fase operativa. Se questi lavori sfoceranno in soluzioni alternative al metodo attuale, che siano soddisfacenti dal punto di vista dell'attendibilità, della precocità dei risultati e dei costi, converrebbe prevederne, a termine, il finanziamento con stanziamenti operativi della Commissione. PARTE II - Attività in fase di sviluppo 3 ATTIVITÀ C: SISTEMA AVANZATO D'INFORMAZIONE AGRICOLA L'attività C è stata suddivisa in quattro obiettivi parziali: * C.1: concludere i lavori per la definizione di indicatori sulle condizioni della vegetazione; * C.2: approntare modelli di previsione delle rese (passaggio alla fase operativa dei modelli agrometeorologici); * C.3: realizzare un sistema integrato d'informazione agricola a livello comunitario mediante la combinazione delle informazioni delle attività C1, C2 e B. * C.4: studiare i modi e le condizioni per approntare un sistema integrato a livello nazionale e regionale. Di seguito si descrivono brevemente i lavori realizzati durante la seconda fase del progetto MARS per queste diverse attività. 3.1 C.1 Indicatori sulle condizioni della vegetazione Proseguendo i lavori della fase 1, con questa azione si è operato per approntare una catena operativa per il trattamento e la memorizzazione delle immagine giornaliere del satellite meteorologico NOAA-AVHRR e per l'estrapolazione dei dati sullo stato della vegetazione. La seconda fase è stata centrata soprattutto su questi aspetti: - Approntamento di una stazione di ricezione presso il CCR (lavori ultimati) - Installazione dell'hardware per il trattamento simultaneo di più immagini (lavori ultimati) - Manutenzione parametrica del software SPACE per il pretrattamento delle immagini (permanente) - Installazione del sistema SPACE su PC (lavori ultimati) - Miglioramento delle tecniche di filtraggio e di sintesi dell'indice di vegetazione normalizzato NDVI (Normalised Difference Vegetation Index)5 (lavori ultimati, ma attivazione in corso) - Miglioramento della cartografia tematica derivata per l'uso qualitativo dell'NDVI nell'analisi di congiuntura (lavori ultimati) - Messa a punto di modelli numerici statistici per la previsione delle rese derivati dall'NDVI (ultimo anno di prova e convalida) - Messa a punto di un modello per la stima della biomassa a partire dall'NDVI (studio ultimato e in corso di applicazione). La catena di produzione permette una visione cartografica delle principali perturbazioni durante una campagna agricola: siccità, ritardo o precocità nella vegetazione, ecc. Orientamenti I risultati e le convalide che si stanno effettuando nel 1998 permetteranno di valutare in che misura questi obiettivi parziali possano essere considerati operativi. In futuro si applicherà lo stesso approccio al rivelatore VEGETATION lanciato nel marzo 1998. Il vantaggio di questo rivelatore europeo sta nella maggior facilità di gestione parametrica delle immagini per l'estrapolazione di indici di vegetazione. In effetti il rivelatore è stato concepito sin dall'inizio per osservare e controllare la vegetazione su scala ridotta e non per osservazioni meteorologiche come nel caso di NOAA-AVHRR. 3.2 C.2 Modelli di previsione delle rese La previsione delle rese è uno degli obiettivi essenziali del progetto. Sono prese in considerazione le rese delle principali colture annuali, ma anche quelli delle principali colture perenni, vite e olivo. I modelli di previsione delle rese messi a punto si basano sui modelli di simulazione agrometeorologica integrati nel sistema CGMS (Crop Growth Monitoring System) che il CCR ha concepito, applicato e migliorato durante le fasi 1 e 2. La messa a punto del modello ha comportato la costituzione di una base di dati sui suoli, il clima, le piante e le rese che è stata aggiornata anno per anno e ampliata nella seconda fase. Come preconizzato nella fase 1, le previsioni delle rese sono state realizzate sulla base di una relazione statistica tra la serie storica delle rese e la serie storica dei parametri quantitativi ottenuti dai sottomodelli seguenti: * sottomodello di evapotraspirazione potenziale; * sottomodello di irraggiamento globale; * sottomodello di interpolazione spaziale dei dati meteorologici; * sottomodello di riserva idrica utile per coltura; * sottomodello di sviluppo fisiologico delle colture. Ciascun sottomodello (con relativa base di dati), è stato migliorato grazie a studi e azioni specifici, riguardanti gli aspetti seguenti: 3.2.1 Dati meteorologici Come nella fase 1 sono state acquisite serie storiche di dati meteorologici relativi ad un periodo abbastanza prolungato, 25 o 30 anni. I dati raccolti sono quelli normalmente disponibili nella rete GTS (Global Telecommunications System) e considerati come dati d'input dei modelli o sottomodelli. Si tratta dei dati giornalieri relativi a: - pioggia, - temperatura massima e minima, - pressione del vapore acqueo o umidità relativa, - velocità media del vento, - durata dell'insolazione o della copertura di nubi. Nella seconda fase il numero di stazioni di provenienza dei dati storici è stato raddoppiato e portato a circa 700 (relativamente a un territorio comprendente il continente europeo e il Magreb, cfr. attività D). Altri miglioramenti sono stati apportati: - miglioramento della rete di stazioni meteorologiche utilizzate (700 nella fase 1 di cui 350 con dati storici e 350 con dati esclusivamente attuali, 2000 nella fase 2 di cui 700 con dati storici) (ultimato); - miglioramento delle tecniche di interpolazione dei dati (studio ultimato e in fase di sperimentazione); - miglioramento tematico dei prodotti derivati quali la cartografia degli estremi meteorologici, dei rischi di gelate (permanente); - miglioramento degli algoritmi per il calcolo di parametri quali l'irradiazione globale (studio ultimato e in fase di sperimentazione); - miglioramento della presentazione dei risultati nei Bollettini MARS (Attività C.3). 3.2.2 Dati pedologici e parametri agronomici I dati finali utilizzati nei modelli statistici e nell'ambito dell'attività C.3 sono: - condizioni meteorologiche anomale; - indicatori di sviluppo, su dieci giorni e dall'inizio del ciclo vegetativo, ovvero: biomassa, produzione di chicchi, riserva d'acqua, stadio fenologico, bilancio idrico, eccesso d'acqua, indice fogliare. Le principali colture considerate sono: frumento, orzo, granturco da granella, colza, girasole, barbabietola da zucchero, patate, piselli e fagioli proteici. I più significativi miglioramenti apportati nella seconda fase sono stati i seguenti: - introduzione delle informazioni della cartina dei suoli dell'European Soil Bureau (CCR) (ultimato per l'UE 15), - aggiornamento dei parametri agronomici relativi ad ogni coltura (data di semina, raccolta, dati fenologici, ecc.) (in corso di realizzazione), - ampliamento tematico del modello agrometeorologico, con estensione ai vigneti e agli oliveti; in questo ambito è stato avviato un progetto separato denominato OLIWIN 1 e 2; i risultati sono stati presentati nel Bollettino MARS nel 1997 e 1998; la convalida dei risultati si avrà nel 1998, - miglioramento della presentazione dei risultati nei Bollettini MARS (Attività C.3). 3.2.3 Previsione delle rese - Miglioramento e convalida dei modelli statistici per calibrare i dati delle rese ricavati dal modello (in corso nel 1998). Il CCR ha pubblicato un primo studio sulla precisione dei risultati. 3.2.4 Strumenti informatici - Miglioramento dell'accesso ai dati e delle interfacce utilizzatore - Installazione su PC del Modello CGMS. Il Gruppo di Sostegno Agrometeorologico (SuGrAm), costituito nel 1990, ha permesso di convalidare la rete di stazioni meteorologiche e il metodo di interpolazione, nonché i sottomodelli per il calcolo dell'evapotraspirazione potenziale e dell'irraggiamento globale. Durante la seconda fase, questo gruppo, coordinato dall'Organizzazione Meteorologica Mondiale, ha costituito un punto di riferimento scientifico necessario per proseguire il miglioramento del CGSM e per convalidare ogni risultato associato. 3.3 C.3 Sistema integrato d'informazione agricola e Bollettino MARS Tutti i dati relativi al controllo della vegetazione, alla simulazione di crescita e alla sorveglianza degli estremi meteorologici, nonché i dati ausiliari (calendario dei lavori sul campo, base di conoscenza sulle colture, ecc.) disponibili nell'ambito del progetto MARS, sono combinati in un'analisi, detta di congiuntura, che consente di stabilire le rese previste a livello nazionale ed europeo per le principali colture. Nel corso della campagna agricola, l'analisi di congiuntura viene effettuata alla fine di ogni mese presso il CCR. Partendo dall'analisi di congiuntura si convalidano le indicazioni numeriche provenienti dai vari modelli statistici. Tali indicazioni vengono poi pubblicate nel bollettino MARS che rappresenta il prodotto finale di questa attività. Nel bollettino MARS vengono inserite anche le stime di superfici risultanti dall'attività B, quali trasmesse dal fornitore esterno che si occupa di questa attività. Lo scambio di informazioni tra attività B e attività C.1 e C.2 si è rivelato molto utile per la spiegazione dei risultati ottenuti. Dal 1994 sono stati pubblicati 31 bollettini MARS e 6 sono previsti per il 1998 (più una versione via fax). La tiratura media è di 300 copie che vengono distribuite alla Direzione generale dell'agricoltura della Commissione (DG VI) e alle altre DG interessate, ad Eurostat, agli Stati membri (rappresentanti delle delegazioni nel Gruppo di lavoro "Statistiche dei prodotti vegetali" di Eurostat) e ad altri organismi internazionali interessati quali la FAO. In questi ultimi anni sono stati apportati i seguenti miglioramenti: - nel 1997 nel bollettino sono stati inseriti i risultati del progetto OLIWIN, riguardante l'analisi di oliveti e vigneti. - Dalla fine del 1996 il bollettino ha pure riportato i risultati dell'attività D (stima dei raccolti in paesi terzi). Questi risultati hanno permesso di fare le prime previsioni sperimentali sulle rese del frumento nei paesi dell'Europa centrale e orientale (paesi PHARE e TACIS), in Turchia e nei paesi del Magreb (cfr. attività D). - È stata redatta una relazione interna su uno studio dell'errore per quanto concerne l'analisi di congiuntura e i vari modelli statistici relativi. I risultati mostrano che le previsioni sono più precoci e l'errore è inferiore rispetto ad altre fonti disponibili. - Nel 1998 l'allargamento del modello ai paesi confinanti con l'UE-15 (paesi dei programmi PHARE e TACIS) e ai paesi del Magreb verrà ultimato prendendo in considerazione altre colture. Tabella 9 - Risultati del 1997 per UE-15 >SPAZIO PER TABELLA> * Dati finali maggio 1998. 3.4 C.4 Sistema integrato a livello nazionale e regionale Vari contatti con diversi Stati membri hanno permesso di trasferire ed adattare i sistemi disponibili nell'ambito del progetto MARS alle varie realtà regionali. Nell'ambito del progetto Hydro e nel suo proseguimento Pop-SICILY il sistema agrometeorologico è stato trasferito alle autorità locali e adattato per il controllo e il bilancio delle risorse idriche regionali. Hanno partecipato la Sicilia e la Sardegna in Italia, il Languedoc-Roussillon in Francia e l'Andalusia in Spagna. Nell'ambito di una richiesta di cooperazione, il sistema agrometeorologico è stato adattato e trasferito al servizio statistico finlandese. 4 ATTIVITÀ D: CONTROLLO E PREVISIONE DEI RACCOLTI NEI PAESI TERZI Lo scopo dell'attività D era il perfezionamento dei metodi sviluppati con le altre attività del progetto MARS, e la loro applicazione anche nei paesi limitrofi dell'UE, in particolare i paesi dell'Europa centrale e orientale e il Magreb, al fine di prevedere i raccolti in tali aree. I principali sviluppi in questo campo sono stati: - Nel 1996 è stato pubblicato un primo bollettino contenente, a titolo sperimentale, i primi ampliamenti del modello CGMS, da allora in poi chiamato sistema D. Questo bollettino si riferiva agli aspetti agrometeorologici della coltivazione del frumento nei paesi citati. - Nel 1997 l'analisi è stata integrata nell'attività C.3 e sono state fornite le prime cifre di previsione delle rese e di produzione per 12 paesi terzi, compresi la Russia, l'Ucraina, i paesi del programma PHARE e il Magreb, più altre indicazioni qualitative sulla tendenza dei raccolti in altri 14 paesi. - Nel 1998 i risultati verranno estesi ad altre colture, quali l'orzo e il granturco. 5 ATTIVITÀ E: APPLICAZIONE DI METODI O RILEVATORI NUOVI 5.1 Progetto pilota per l'utilizzo di immagini radar nella stima delle superfici Nel 1996 è stato lanciato un progetto pilota sull'integrazione delle immagini radar ricavate dai satelliti ERS 1 e 2 /SAR nel sistema di stime rapide delle superfici agricole. Il vantaggio di utilizzare il radar sta nella possibilità di acquisizione delle immagini anche in presenza di nuvolosità. D'altra parte le informazioni rilevate dipendono dalla geometria e dalla rugosità della zona interessata più che dal contenuto radiometrico, come accade per i rilevatori ottici. Ciò consente di correlare le immagini allo sviluppo delle colture più precocemente che con rilevatori ottici. La ricerca sull'utilizzo del radar è sfociata in un'applicazione pilota ripartita in due anni: * 1996: è stato realizzato uno studio di fattibilità su scala allargata riguardante l'introduzione delle immagini radar prese dal satellite europeo ERS-2. L'applicazione ha simulato un'attività B su un certo numero di siti dell'Europa settentrionale. I risultati incoraggianti hanno permesso di passare alla fase successiva. * 1997: l'applicazione è stata estesa a tutti i 60 siti dell'attività B. Il progetto intendeva migliorare la precocità e la precisione delle stime delle superfici agricole grazie alla sinergia tra i dati ottico/infrarossi, acquisiti nel contesto dell'attività B del progetto MARS, e i dati radar ERS/SAR. Durante l'inverno 1996 e la primavera 1997 il progetto ha acquisito quasi 300 immagini sui 60 siti dell'attività B. Già nel mese di gennaio si sono avute a disposizione le stime delle superfici per i principali gruppi di colture. Le stime di superficie derivate mediante il radar ERS/SAR per la stagione 1997 sono state confrontate con quelle dell'attività B (che utilizza solo immagini ottiche) e con i risultati ottenuti dalle indagini sul campo. I due studi pilota hanno dimostrato che i dati ERS/SAR autunnali, invernali e primaverili possono fornire informazioni utili per stimare le superfici delle colture. Tuttavia l'applicazione dà risultati migliori su zone composte da campi di grandi dimensioni e più omogenei dal punto di vista delle pratiche agricole e della struttura dei suoli. Su zone più eterogenee i risultati devono essere integrati con informazioni ausiliarie sulle variabili citate. Ricerche più approfondite hanno dimostrato che l'utilizzo combinato dei dati ottici e del radar ERS/SAR permette, tra l'altro, di completare le serie cronologiche ottiche delle immagini, rimaste incomplete per problemi di nuvolosità. Orientamentati Nel prossimo futuro saranno disponibili nuovi rilevatori con caratteristiche differenti, grazie ai quali si potrebbero migliorare i metodi del progetto MARS. Avvalendosi di radar utilizzabili in tutte le stagioni e sensibili alle variazioni geometriche del terreno, dovrebbe essere possibile anticipare le stime delle superfici prima della primavera. Un progetto pilota che utilizza il radar ERS/SAR ha dimostrato anche l'efficacia potenziale del telerilevamento per l'anticipazione delle stime invernali. I nuovi rilevatori ad altissima risoluzione, disponibili nei prossimi anni, dovrebbero aumentare ulteriormente la qualità della metodologia diminuendo l'incertezza nella differenziazione tra certe colture. 5.2 La ridefinizione dell'attività B (REACT_B) Nel 1997 è stato lanciato un progetto per lo studio di tutti i miglioramenti che potevano essere apportati all'impostazione fino allora seguita in materia di applicazione del telerilevamento alle statistiche agricole (per esempio, miglioramento dei metodi di classificazione). Questo progetto è stato denominato REACT_B (ovvero ridefinizione dell'attività B). Il progetto REACT_B è stato avviato nel gennaio 1997 procedendo ad un inventario dei bisogni degli utilizzatori. Tali bisogni servono da riferimento per l'analisi dei risultati ottenibili con l'approccio attuale. Il piano di lavoro prevede l'aggiornamento di tutte le azioni svolte nell'ambito dell'attività B: - acquisizione delle immagini, - trattamento delle immagini, - interpretazione e classificazione delle immagini. L'accento è posto tuttavia sull'approntamento di un campione mediante l'uso di piccole immagini satellitari (invece che di un quadro di riferimento completo) e sul collegamento con altre attività del progetto MARS. Uno studio statistico ha infatti dimostrato la possibilità di prendere in considerazione siti più piccoli di quelli usati attualmente. Resta però da dimostrare la fattibilità operativa. Un aumento del numero dei siti dovrebbe accrescere la rappresentatività del campione in relazione alle colture considerate e aumentare la precisione della stima. La "rappresentatività" e la "precisione" sono fondamentali per gli utilizzatori. Si stanno ora valutando i vari schemi di campionatura con i fornitori di immagini per verificare la fattibilità tecnica di tale approccio. Si attendono i risultati di una sperimentazione su grande scala avviata per una regione dell'UE (il sito bavarese, NUTS II). In tale ambito, tutti i dati ausiliari relativi a tale regione sono stati reperiti ed inseriti in un sistema informatico geografico. Si sono acquisite immagini dai rilevatori operativi (SPOT, LANDSAT, IRS-1C e ERS/SAR) per un'analisi comparata dell'efficacia delle varie classificazioni. Le prove si basano sul confronto con i risultati di un'indagine sul campo estesa a tutta la zona. Sulla base di questo studio di fattibilità e dei risultati ottenuti, nel 1998 verranno valutate approfonditamente le possibilità di perfezionare tecniche e metodi. Sui siti in questione verranno condotti dei test operativi parallelamente all'attività B. I satelliti RADARSAT, SPOT 4 ed eventualmente RESOURS forniranno altri elementi utili alla ricerca. Un elemento molto importante del progetto è la valutazione del rapporto costo/benefici, che dovrà essere accettabile prima che un sistema diventi operativo. 5.3 Il modello aeropalinologico L'attività si è conclusa nel 1997. Lo scopo di questo progetto era fornire le previsioni di produzione viticola (o della produzione di vino) a partire dalle condizioni dei vigenti alla fioritura. Queste condizioni venivano seguite in termini qualità e quantità della fertilizzazione delle piante, grazie ad un metodo di cattura del polline. Utilizzando una tecnica affidabile e riproducibile di prelevamento e di analisi dei flussi pollinici atmosferici, si possono effettuare delle previsioni rapide di raccolta circa tre mesi prima della vendemmia. Tuttavia è necessario che i risultati di laboratorio siano convalidati da una perizia agronomica. Il metodo proposto permette di elaborare delle previsioni valide a livello di zone campionate, da un lato, e a livello nazionale e comunitario, dall'altro. Su scala locale, il metodo dà una risposta pienamente soddisfacente nel 50% circa delle situazioni. La causa principale degli scarti constatati è l'effetto delle condizioni post-fioritura, le quali possono modificare notevolmente il potenziale presente alla fioritura. È pertanto indispensabile, durante la campagna, aggiornare le previsioni precoci dell'analisi pollinica mediante modelli agrometeorologici. Esistono tuttavia anche delle situazioni, spesso ben identificate, in cui l'applicazione del metodo non è possibile. Su scala nazionale i risultati sono soddisfacenti se si appresta una rete sufficiente di captatori di polline. L'evoluzione della curva delle emissioni polliniche permette, inoltre, di fissare in modo rigoroso le date del periodo di fioritura e, grazie ad una valutazione globale dell'omogeneità fenologica della zona campionata, di avere un primo approccio delle potenzialità dell'annata. L'attività è stata condotta con il supporto del CEMAGREF, dell'Università di Montpellier e di vari servizi nazionali nei paesi considerati In conclusione, questi metodi possono ora essere considerati operativi, ma la loro applicazione potrà continuare solo se sarà presa a carico da organismi operativi nazionali. Il CCR ha iniziato questo trasferimento di competenze, il cui successo potrà essere decretato solo dalla presenza di un organismo tecnicamente competente e in grado si sostenere il costo dell'operazione. 6 CONCLUSIONI SULLE ATTIVITÀ IN APPRONTAMENTO Dopo due cicli di ricerca quinquennali, si sono ottenuti dei risultati significativi. * La parte agrometeorologica (modelli e dati satellitari a bassa risoluzione) può essere considerata soddisfacente ed operativa, anche se esistono ancora delle possibilità di miglioramento. I risultati sono disponibili a livello europeo, nazionale e regionale. * Dovrebbe essere possibile superare alcuni limiti manifestati dall'attività B, in particolare la rappresentatività nazionale e a livello di certi prodotti, utilizzando nuovi rilevatori e metodi di campionamento, ma l'applicazione operativa deve ancora essere dimostrata. * Certi metodi, quali il modello aeropalinologico, possono essere presi in considerazione solo se le autorità nazionali se ne fanno carico. ALLEGATO 1 STIME DI SUPERFICIE MARS - ATTIVITÀ B PER LE PRINCIPALI COLTURE E SCARTI RISPETTO A EUROSTAT (1994): EUR-12 >SPAZIO PER TABELLA> stima = superfici (x 1000 ha) e variazioni % rispetto all'anno precedente, stimate dall'attività B scarto = differenza tra stima dell'attività B e dati ufficiali Eurostat % = variazione superfici rispetto all'anno precedente EUROSTAT, dati finali maggio 1998 (x 1000 ha) allegato 2 STIMe Di SUPERFICIE MARS - ATTIVITà B peR LE PRINCIPALi CoLTURE E sCARTi Rispetto a EUROSTAT (1995): EUR-12 >SPAZIO PER TABELLA> stima = superfici (x 1000 ha) e variazioni % rispetto all'anno precedente, stimate dall'attività B scarto = differenza tra stima dell'attività B e dati ufficiali Eurostat % = variazione superfici rispetto all'anno precedente EUROSTAT, dati finali maggio 1998 (x 1000 ha) ALLEGATO 3 STIME DI SUPERFICIE MARS - ATTIVITÀ B PER LE PRINCIPALI COLTURE E SCARTI RISPETTO A EUROSTAT (1996): EUR-15 >SPAZIO PER TABELLA> stima = superfici (x 1000 ha) e variazioni % rispetto all'anno precedente, stimate dall'attività B scarto = differenza tra stima dell'attività B e dati ufficiali Eurostat % = variazione superfici rispetto all'anno precedente EUROSTAT, dati finali maggio 1998 (x 1000 ha) allegato 4 STIMe Di SUPERFICIE MARS - ATTIVITà B peR LE PRINCIPALi CoLTURE E sCARTi Rispetto a EUROSTAT (1997): EUR-15 >SPAZIO PER TABELLA> stima = superfici (x 1000 ha) e variazioni % rispetto all'anno precedente, stimate dall'attività B scarto = differenza tra stima dell'attività B e dati ufficiali Eurostat % = variazione superfici rispetto all'anno precedente EUROSTAT, dati finali maggio 1998 (x 1000 ha) ALLEGATO 5 Principali appaltatori delle attività operative Attività A Appaltatore Instituto de Estruturas agrárias e desenvolvimento rural (Portugal) Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (Espagne): Attività B Analisi di immagini Appaltatore principale Subappaltatore Groupe SOTEMA SOTEMA GEOSPACE CISI AID Bureau Veritas Faculté de Gembloux Fornitori delle immagini SPOT IMAGE, S.A. EIRIMAGE, SCRL. G.A.F Informatica e software CISI INGENIERIE Dati terreno: Instituto de Estructuras Agrarias e Desenvolvimento Rural (IEADR) Remote Sensing Data Engineering, Srl Danish Institute of Plant and Soil Science Katholieke Universiteit Leuven Da Vinci Consulting Österreichisches Statistisches Zentralamt Desarrollo Agrario y Pesquero de Andalucía Era-Maptec Eftas Fernerkundung Technologietransfer, gmbh Information Centre of Ministry of Agriculture and Forestry Irco s.p.r.l National Remote Sensing Center Limited Trabajos Catastrales Ministère de l'Agriculture et de la Pêche Hunting Technical Services Ltd Spazio Verde Strabo, s.a. Statistics Sweden ALLEGATO 6 ELENCO PUBBLICAZIONI MARS 1994-1998 Monografie BOUMAN, B.A.M., SCHAPENDONK, A.H.C.M., STOL, W., VAN KRAALINGEN, D., 1996. Description of the grass growth model LINGRA as implemented in CGMS. Joint publication of the JRC Space Applications Institute and the DLO Research Institute for Agrobiology and Soil Fertility. 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SAR // Satellite SPOT // Système Probatoire d'Observation de la Terre TACIS // Technical Assistance to the Commonwealth of New Independent States UE // Unione europea 1 GU L 273 del 5.10.1988. 2 Documento COM(94) 332 def. del 19.9.1994. 3 GU L 299 del 22.11.1994, pag. 27. 4 Il numero di immagini per il 1998 è stimato. 5 L'indice è un indicatore dell'attività di fotosintesi dei vegetali.