Implementation of innovative geospatial models and workflows to analyze, characterize, and monitor the vegetative vigor of Mediterranean crop systems

This research implements and evaluates geospatial workflows for monitoring vegetation vigor in Mediterranean crop systems. Four case studies cover tomato (horticulture), blackgrass-infested wheat (weed), and citrus orchards (perennial). For each case, data from UAV, PlanetScope, and Sentinel-2 sensors were compared independently to assess their ability to monitor crop vigor. The key innovation lies in designing simple yet robust workflows, refined through trial and error and targeted real-world stakeholder applications. In the case of blackgrass, vegetation indices were applied as proxies for soil moisture to map spatial weed variability, an original methodological contribution to the state of the art. The results demonstrate that each sensor offers distinct strengths and weaknesses in the Mediterranean context, and that tailored workflows can support sustainable precision agriculture. The findings provide a practical framework for implementing geospatial monitoring tools in Mediterranean cropping systems, thus contributing to improved resource use, resilience to climate change, and operational decision-making.

Questa ricerca implementa e valuta flussi di lavoro geospaziali per il monitoraggio del vigore della vegetazione nei sistemi colturali mediterranei. Quattro casi studio riguardano il pomodoro (orticoltura), il grano infestato da gramigna (infestanti) e gli agrumeti (perenni). Per ciascun caso, i dati provenienti dai sensori UAV, PlanetScope e Sentinel-2 sono stati confrontati in modo indipendente per valutarne la capacità di monitorare il vigore delle colture. L'innovazione chiave risiede nella progettazione di flussi di lavoro semplici ma robusti, perfezionati attraverso tentativi ed errori e mirati all'applicazione nel mondo reale da parte degli stakeholder. Nel caso dell'erba nera, gli indici di vegetazione sono stati applicati come proxy dell'umidità del suolo per mappare la variabilità spaziale delle infestanti, un contributo metodologico originale allo stato dell'arte. I risultati dimostrano che ogni sensore offre punti di forza e di debolezza distinti nel contesto mediterraneo e che flussi di lavoro su misura possono supportare un'agricoltura di precisione sostenibile. I risultati forniscono un quadro pratico per l'implementazione di strumenti di monitoraggio geospaziale nei sistemi colturali mediterranei, contribuendo così a un migliore utilizzo delle risorse, alla resilienza ai cambiamenti climatici e al processo decisionale operativo.