Meccanizzazione e prodotti chimici, protagonisti della rivoluzione agraria del XX secolo, avevano portato enormi vantaggi nella produttività come nella riduzione della fatica dell’uomo, ma avevano altresì diffuso un generale comportamento di delega nelle conoscenze complesse dei fattori biologici-agronomici-tecnici. Manuel Vanacht aveva evidenziato, già all’inizio del XIX secolo, come l’impiego delle tecnologie in agricoltura dovesse passare dal “horse power” - la cultura della potenza meccanica, al “brain power” - il controllo intelligente delle macchine; con ciò l’uomo imposta preventivamente i parametri operativi e le variazioni possibili ed interviene sul campo prevalentemente nel controllo del corretto funzionamento di tutto il sistema. Nell'ultimo decennio l'approccio di agricoltura di precisione, i nuovi obiettivi e strumenti, hanno offerto nuove possibilità di controllare in dettaglio le caratteristiche specifiche del sito di suolo, microclima , stato delle coltivazioni sia nella stagione vegetativa come nello storico di diversi anni . Inoltre, gli strumenti ITC, tecnologie dell'informazione e della comunicazione, hanno sviluppato database e modelli che permettono di indicare esattamente le scelte di gestione migliori. L’insieme di tutte queste disponibilità tecnologiche ha indotto una nuova architettura di sistema di gestione delle colture al fine di ottenere un processo più efficiente, sostenibile ed più efficace, con un sistema automatico di tracciabilità in termini di input e operazioni. Una delle basi di questa nuova ingegneria dei biosistemi, applicata nel nostro caso alla viticoltura, è rappresentata dagli strumenti della geomatica e dai sistemi di identificazione e tracciabilità che permettono di raccogliere e evidenziare in automatico tutti gli interventi di processo dall’impianto fino al conferimento della bottiglia sul mercato.).

Di estrema importanza sono le nuove tecnologie di monitoraggio del microambiente, del suolo, della coltura reso possibile da sempre più evoluti sistemi sensoristici che possono essere posti in posizione prossimale o remota. Nelle tecnologie remote si hanno i casi del rilievo da mezzi mobili a terra o in aria, droni, fino all’impiego delle costellazioni di satelliti geostazionari.

I sistemi di rilievo delle caratteristiche fisico-dimensionali hanno avuto, ultimamente, una evoluzione notevole per la possibilità di impiegare sensori laser di misura (Geoscan e LIDAR), la interpretazione modellistica della fotogrammetria, il sistema Kinect utilizzato inizialmente per i video giochi. Con tali tecnologie è possibile acquisire DCM (digital canopy model), modello digitale della vegetazione, utili ad esempio per impiegare i modelli CAS (crop adatpet spraying) per l’adattamento delle dosi di prodotto fitosanitario irrorato allo sviluppo e alle caratteristiche della vegetazione da proteggere, con lo scopo di mantenere l’efficacia fitoiatrica, abbattendo dispersioni e perdite, attraverso una applicazione differenziata VRT (varible rate treatment) applicazione a rateo variabile, resa possibile da automatismi installati sulle macchine operatrici.

Nell'ultima Conferenza Internazionale su Agricoltura di precisione è stato presentato un vasto scenario di innovazioni tecnologiche per il monitoraggio nelle operazioni colturali di parametri legati soprattutto alle caratteristiche del terreno e delle colture :
dallo spazio, in telerilevamento da Sentinel-2 Costellation dell'Agenzia Spaziale Europea , è possibile monitorare con sempre maggiore precisione le colture , il suolo, i parametri microambientali nella sfera colturale. Ed ancora da aereo , con immagini termiche, è possibile correlare lo stato del suolo con la temperatura e l'umidità nello stato atmosferico delle colture; ricercatori della Università di Hoenheim hanno sviluppato un robot in grado di rilevare lo stato della vegetazione con un sistema iperspettrale composto da LIDAR , spettrometro , dispositivi opto -elettronici ad ultrasuoni; sono stati sviluppati nuovi sensori portatili per caratterizzare suolo, la quantità di sostanze nutritive nelle colture, e per disegnare mappe tematiche a fine di attuare scelte adeguate e produrre indicazioni/mappe di prescrizione.; ricerche avanzate, come già accennato, utilizzano LaserScan LIDAR , Kinect o fotogrammetria per rilevare la vegetazione restituendo dati vettoriali del solido di contenimento e , con alta risoluzione LIDAR , gli strati interni e la densità. È così possibile una misurazione in tempo reale del fogliame in termini di superficie e densità: ciò risulta essenziale per gestire la dose il tipo di applicazione più appropriati per i prodotti chimici come pesticidi o sostanze nutritive.

In questa catena di strumenti gestionali il blocco successivo, assolutamente necessario per gestire efficacemente l'enorme quantità di dati , è l’impiego di GIS (Global Information System) per creare un archivio storico e poter così analizzare e interpretare le variabilità su ogni elemento sito-specifico e poter valutare, anche attraverso sistemi modellistici decisionali, quali siano le più appropriate scelte colturali. E’ questo uno strumento che ha ormai raggiunto una maturità tecnologica adeguata, con una normalizzazione dei formati in ingresso ed in uscita che lo rendono affidabile nel tempo; ed è lo strumento di gestione del territorio che consente di controllare l'intero sistema di risorse complesse .

Di notevole importanza risulta l’integrazione di sistema fra i dati sito specifici georeferenziati rilevati ed i modelli digitali del terreno (DTM - digital terrain models); il tutto raccolto sistematicamente in questi sistemi informativi geografici (GIS). E’ questa una recente evoluzione dei GIS che consente di acquisire informazioni su base tridimensionale al pari di un programma di progettazione e gestione CAD: è quindi possibile avere non solo le mappe tematiche a terra (pedologia, stato del suolo, microclima) ma anche le infrastrutture create (fognature, linee irrigazione, servitù) e le differenziazioni stratigrafiche del sottosuolo.

Sul profilo superficiale ottenuto dai DTM è possibile verificare la percorribilità, le pendenze, le linee di corrivazione delle acque, il livello di rischio erosione. Correlando i parametri, ad esempio pedologia, microclima, stato del suolo, è possibile adottare le migliori scelte di impianto in termini di varietà adottate delle diverse aree. Dal punto di vista della meccanizzazione i dati 3D del DTM permettono l’effettiva possibilità di una guida automatica dei veicoli e del controllo continuamente adattabile degli utensili.

Questo sistema di gestione è il modo migliore per utilizzare le risorse di un'azienda agricola con meccanizzazione avanzata in grado di gestire operazioni ottimizzate con trattamenti a rateo variabile (VRT) e relativa tracciabilità. Molte sono le macchine automatizzate già disponibili per la VRT e la tracciabilità in telemetria nelle operazioni di: concimazione, gestione della chioma , controllo dei parassiti , irrigazione , gestione del suolo e diserbo, pacciamatura, lavorazione del terreno, vendemmia. Nel miglioramento della efficienza gestionale sia a livello di azienda come di territorio risulta oggi fondamentale avere un sistema informatico di supporto consultabile ed aggiornabile via web ( WebGIS ). A questo si unisce Il sistema in telemetria in GSM o wifi che permette un colloquio costante fra campo e centro gestionale; ciò rappresenta l’unica possibilità di usufruire in maniera utile di un universo di dati che via computer devono essere tradotti in informazioni.

La telemetria per il controllo operativo è una tecnologia in costante crescita; impiegata da anni sulle grosse macchine industriali per permettere alle aziende fornitrici di avere un controllo costante del corretto funzionamento ed impiego dell’attrezzatura, da qualche anno viene adottata dalle aziende agricole per il monitoraggio del lavoro svolto. Ciò rappresenta un grande vantaggio perché permette di intervenire tempestivamente in caso di errori riscontrati (in fase operativa come in fase di progettazione dell’intervento), e di tenere traccia di quanto è stato fatto nelle diverse operazioni, sui diversi appezzamenti, nel corso della stagione vegetativa e nello storico di diversi anni. Telemetria e webGIS consentono quindi di produrre quelli che vengono definiti come “quaderni di campagna” e costituisco il più innovativo sistema per la tracciabilità documentale di processo e di prodotto.