Analisi d'Immagine da blocchi e sezioni sottili di suolo

I primi lavori scientifici sull'uso dell'analisi d'immagine per lo studio qualitativo e quantitativo della struttura del suolo risalgono ad oltre un trentennio fa. Nel corso degli anni, sono stati pubblicati numerosi studi sull'argomento sia di carattere generale sia legati a specifici problemi di gestione agronomica del suolo. Essi hanno evidenziato un continuo miglioramento del tipo e della qualità delle informazioni ottenibili sulla porosità ma, ad oggi , la metodica non è ancora standardizzata e di uso comune.La tecnica si basa sull'acquisizione fotografica o con fotocamere digitali di immagini relative a sezioni di campioni di suolo indisturbato. Questi ultimi vengono impregnati con resina al fine di consolidarne la struttura interna e renderne possibile il "taglio" in sezioni piane. Un pigmento fluorescente viene inoltre aggiunto alla resina per rendere identificabili i pori una volta illuminate le sezioni piane con lampade UV. Le immagini digitali delle sezioni vengono binarizzate per segmentare la fase porosa e, quest'ultima, può essere analizzata con molte procedure differenti al fine di caratterizzare diversi aspetti della sua organizzazione spaziale .La distribuzione dimensionale dei pori è una delle misure più importanti per la descrizione quantitativa della porosità. Essa può essere ottenuta con diversi approcci ma, quello che riteniamo più utile, è basato su un algoritmo di "morfologia matematica" noto come "opening". Esso produce una classificazione dello spazio poroso in funzione della distanza tra pareti solide opposte e, pertanto, consente una correlazione diretta con tutti i processi legati alle forze di capillarità che avvengono nel suolo.Possono essere definiti, inoltre, numerosi parametri di forma, orientamento, regolarità, etc... degli "oggetti" poro, che si prestano ad essere correlati a specifici processi di tipo pedogenetico ed alla qualità del suolo.Problematiche di particolare rilevanza nelle indagini sulla porosità mediante analisi d'immagine riguardano le tecniche di impregnazione, il concetto di area elementare rappresentativa o REA (Representative Elementary Area), la risoluzione delle immagini digitali, le tecniche di segmentazione e l'efficienza delle procedure di analisi. La forte dipendenza di tali problematiche dalla continua evoluzione delle tecnologie e delle metodiche disponibili, è uno dei principali fattori che hanno impedito, sinora, la standardizzazione della tecnica per la loro influenza nel definire i risultati dell'analisi.La recente diffusione di tecniche non distruttive di 3D imaging di origine medicale quali la microtomografia a raggi X o la NMR hanno aperto, infine, una nuova frontiera nello studio dei mezzi porosi ed in particolare del suolo. E' infatti possibile evitare i potenziali artefatti legati alla impregnazione dei campioni e, l'estensione in tre dimensioni delle procedure di analisi della porosità, rende particolarmente significative misure di "connettività" dello spazio poroso quali la "tortuosità" e la "curva di percolazione".