Il ruolo del rilevamento a distanza nell interpretazione dell evoluzione geomorfologica di un area costiera

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1 Il ruolo del rilevamento a distanza nell interpretazione dell evoluzione geomorfologica di un area costiera Vantaggi delle foto verticali La scala è uniforme in tutta la foto Si possono determinare angoli azimutali come su una mappa Si possono creare mappe Si possono usare in campagna come base da rilevamento Si possono guardare in stereoscopia (uso limitato su coste basse) FOTOGRAFIE AEREE sovrapposizione ~ 60% stessi oggetti fotografati da 2 posizioni diverse parallasse spostamento degli oggetti lontani risultante da un cambio nel punto di osservazione rilievo in 3-D3 visione stereoscopica delle fotografie aeree Immagini fornite da L del Rio (Univ. Cadice) Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 1

2 FOTOGRAFIE AEREE coppia stereoscopica stereoscopi Immagini fornite da L del Rio (Univ. Cadice) tipo di macchina FOTOGRAFIE AEREE distanza focale altimetro marche fiduciali Immagini fornite da L del Rio (Univ. Cadice) Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 2

3 Vantaggi delle foto oblique A parità di altitudine e lunghezza focale, la foto obliqua copre un area maggiore di quella verticale Se c è copertura si può scattare usando varchi Si può determinare l altezza di elementi con maggiore precisione 6 Tono e colore Ogni variazione distinguibile nella scala dal bianco al nero Il colore è identificato dalla combinazione intensità-valoretonalità Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 3

4 Risoluzione Dipende dalle lenti, tempo di esposizione, tipo di processamento Per la fotointepretazione di parla di risoluzione a terra, cioè le dimensioni dell oggetto più piccolo osservabile Dimensione e forma E importante sia la dimensione assoluta sia la relativa all interno della foto La forma può aiutare a distinguere strutture antropiche da elementi del paesaggio Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 4

5 Tessitura Rappresenta l organizzazione spaziale e la frequenza del cambiamento del tono Pattern 11 E l organizzazione nello spazio degli oggetti Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 5

6 Il pattern dipende dalla scala 12 Cosa vuol dire teleosservare? Il telerilevamento è basato sulla raccolta di informazioni da grandi distanze e su ampie aree, tramite sensori installati su veicoli spaziali in orbita o su aereomobili 13 Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 6

7 Telesensori I telesensori captano la quantità di energia riflessa, assorbita o emessa da un corpo solido, liquido o gassoso I radiometri misurano il livello energetico di parti dello spettro elettromagnetico I magnetometri misurano minuscole variazioni della forza del campo terrestre I gravimetri misurano minime variazioni nell accelerazione di gravità 14 I sistemi passivi misurano l energia radiante riflessa ed emessa da un oggetto L energia riflessa in genere cade nella banda del visibile L energia emessa cade nella banda dell infrarosso e delle microonde Spettro Elettromagnetico Energia elettromagnetica 15 Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 7

8 Riflettanza di un suolo Dipende dalla composizione mineralogica La riflettanza aumenta dal visibile verso l infrarosso vicino Esistono due bande di assorbimento localizzate a 1.4µm e 1.9µm 16 Riflettanza di un suolo silt-loam loam a differente tenore di umidità Riflettanza della vegetazione Le proprietà ottiche delle foglie non variano con le specie Una foglia in buona salute di colore verde ha una risposta spettrale molto caratteristica Nel visibile la riflettanza è bassa La clorofilla assorbe tipicamente il blu ed il rosso Questo causa un picco di riflettanza nel giallo-verde 17 Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 8

9 IMMAGINI SATELLITARI satelliti sensori LandSat IRS SPOT IKONOS NOAA GOES MeteoSat ERS EnviSat QuickBird MSS - MultiSpectral Scanner TM - Thematic Mapper ETM - Enhanced TM HRV-P P pancromatico HRV-XS multispettrale AVHRR - Advanced Very High Resolution Radiometer QuickBird studi di geomorfologia costiera combinazione di diverse risoluzioni Landsat TM SPOT ETM IRS 1C/1D LISS III IKONOS PAN/MS QuickBird IMMAGINI SATELLITARI ghiacciaio Canada Landsat TM Delta Ganges Landsat TM Immagini fornite da L del Rio (Univ. Cadice) Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 9

10 IMMAGINI SATELLITARI Irlanda - Modis Australia - Ikonos Immagini fornite da L del Rio (Univ. Cadice) Landsat TM Banda µm IR Th Pixel (m) Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 10

11 Mappatura zone esondate In base alla riflettanza si possono discriminare zone inondate da secche Le zone inondate erano discriminate se recenti Alcune erano classificate come permanentemente inondate Zone inondabili Il processo di stretching migliora il dettaglio visuale Le due immagine venivano sommate e nuovamente ricodificate su 255 valori Si assegnano quindi falsi colori Si possono evidenziare zone in bilancio negativo, cioè sempre inondate Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 11

12 Morfologie Deltizie Rami abbandonati Barre di foce Argini naturali Pennacchio torbido 26 Immagine Landsat 2 del Delta del Mississipi Il pennacchio torbido Il Delta del Po nell ottobre Il Delta del Vjose nell ottobre 1986 Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 12

13 RADAR Radio Detection and Ranging aereo / satellite invia pulso microonde si riflette sulla superficie del terreno e torna misura tempo di viaggio del segnale informazione topografica ALTIMETRIA RADAR Radar stereo 2 immagini angoli diversi 2 sistemi radar coordinati / 2 passate dello stesso radar differenze di fase tra segnali informazioni diverse INTERFEROMETRIA Sistemi attivi: il SAR Non viene interessato dalle condizioni meteo Fornisce informazioni sull umidità nei suoli Tramite analisi interferometrica permette di ottenere informazioni sulla rugosità dell immagine Quest ultima è convertibile in topografia e/o altezza d onda 29 Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 13

14 Caratteristiche del sistema LIDAR IL SISTEMA CONSISTE IN: UN DISTANZIOMETRO LASER (LASERSCANNER) Che durante il volo emette uno stretto impulso laser ad alta frequenza (25 khz), deviato perpendicolarmente alla traiettoria da uno specchio rotante. Il sensore registra l intensità del segnale riflesso e la quota SISTEMA DI POSIZIONAMENTO SATELLITARE (GPS) e SISTEMA INERZIALE DI NAVIGAZIONE (INS) Per determinare la posizione (X,Y) e l orientamento del mezzo aereo in ogni istante. STAZIONI (DGPS) a terra sono stazioni a terra, di coordinate note, che permettono di correggere i dati di posizione fino a raggiungere precisioni sub-metriche Cosa si ottiene con il rilievo Lidar per ogni punto riflesso si registrano: Posizione (X,Y,Z) ed Intensità (I) Esempio di ritorno multiplo lungo un profilo terreno edificio vegetazione Il Lidar penetra la vegetazione, se non eccessivamente densa, e riflette quindi punti a vari livelli Attraverso un processo di elaborazione si ottengono: Modello digitale di superficie DSM Modello digitale del terreno DTM DSM - DTM = DSM normalizzato (cioè riferito ad una superficie orizzontale) Modello degli oggetti (vettoriale) Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 14

15 Il rilievo della Costa e del fiume Savio: Aree di rilievo Parametri di volo - costa Porto Garibaldi Fiumi Uniti Stazioni GPS utilizzate Verrucchio ZOOM SULL AREA NORD area costiera rilevata Altezza di volo un corridoio largo circa 800 m; a tratti più esteso per un totale di 9524 ettari rilevate anche le opere di difesa emergenti area Fiume Savio 7666 ettari 2300 m Velocità 222 km/h Angolo di apertura laser Larghezza strisciate Distanza tra le rotte Numero di linee volate Densità di punti Frequenza di campionamento Sistema di riferimento Punti della rete geodetica rilevati m 406 m 49 m 1 per m 2 25 khz ETRS89 Applicazioni per la gestione costiera integrata: calcolo dei volumi delle infrastrutture DSM DTM Casal Borsetti - Prof. Paolo Ciavola-Università di Ferrara 15

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