Corso di Telerilevamento Lezione 3

Transcript

1 Corso di Telerilevamento Lezione 3 Strumenti di ripresa Risoluzioni Satelliti per il telerilevamento

2 Caratteri i una immagine digitale raster I valori relativi a ciascun pixel (DN = Digital Number) indicano la radianza media giunta al sensore e proveniente dalla superficie a terra che ricade nel pixel. In una immagine multispettrale la radianza è misurata in più intervalli dello spettro elettromagnetico e per ciascuno di questi viene creata la matrice di DN

3 Importanza della visualizzazione a colori

4 Esistono diversi sensori e piattaforme?

5 Per la scelta bisogna considerare vari aspetti Caratteristiche del Sensore Caratteristiche tecniche del sistema di acquisizione Caratteristiche spettrali Caratteristiche geometriche Tipo di visione Caratteristiche della Piattaforma Caratteristiche tecniche Orbita Caratteristiche dell immagine Risoluzioni: Spettrale, Radiometrica, Geometrica, Temporale

6 Le risoluzioni Spettrale: indica il numero di bande di acquisizione e la loro ampiezza. Radiometrica: sensibilità del rivelatore di un certo sensore nel percepire e codificare in segnale le differenze di flusso radiante riflesso o emesso dalle superfici analizzate. In pratica la risoluzione radiometrica rappresenta il numero di livelli in cui può essere scomposto il segnale originario. Geometrica: dimensioni dell area elementare al suolo di cui si rileva l energia elettromagnetica (pixel). Temporale: periodo di tempo che intercorre tra due riprese successive di una stessa area.

7 La risoluzione spettrale

8 Le finestre atmosferiche

9 La risoluzione radiometrica 8 bit (256 livelli) 3 bit (8 livelli) 2 bit (4 livelli) 1 bit (2 livelli)

10 La risoluzione radiometrica

11 La risoluzione geometrica Pixel: 10 m 160 x 160 Pixel: 20 m 80 x 80 Pixel: 40 m 40 x 40 Pixel: 80 m 20 x 20

12 La risoluzione temporale

13 La risoluzione angolare La riflettanza varia anche in funzione della geometria Sole oggetto sensore Può essere utile osservare l oggetto da diversi angoli di vista Oggi esistono sensori da piattaforma sia aerea che satellitare capaci di riprendere lo stesso oggetto da varie angolazioni: si introduce la risoluzione angolare

14 Un esempio di sensore satellitare: lo scanner Distorsioni geometriche A. specchio B. detectors C. IFOV (Instantaneous field of view) D.risoluzione a terra E. FOV (Field of view) F. swath (larghezza immagine)

15 Caratteristiche della piattaforma: l orbita L inclinazione definisce anche l estensione della zona della Terra che può essere investigata: per angoli bassi si perdono le alte latitudini sia a Nord che a Sud

16 Caratteristiche della piattaforma: l orbita Orbita eliosincrona Ritorna sullo stesso punto dopo un tempo T, funzione della velocità e dell altezza, nelle medesime condizioni di ora solare Orbita geostazionaria Ha inclinazione uguale a zero e ruota alla stessa velocità della Terra. Riprende sempre la stessa area.

17 Per la scelta del dato satellitare da utilizzare bisogna conoscere Elementi dell orbita Risoluzioni caratteristiche Principali missioni satellitari Programma LANDSAT Programma SPOT Altri satelliti a media risoluzione (JERS, RESURS) Satelliti meteorologici (METEOSAT, NOAA) Satelliti oceanografici (SEAWIFT) Satelliti per osservazione della Terra (TERRA, AQUA, ENVISAT) Satelliti ad alta risoluzione spaziale (IKONOS, QUIKBIRD)

18 Programma LANDSAT E un progetto della NASA per l esplorazione delle risorse della Terra Landsat 1 ( ) Landsat 2 ( ) Landsat 3 ( ) Landsat 4 (1982 ) Landsat 5 (1984 ) Landsat 6 ( ) Landsat 7 (1999 )

19 Landsat ETM+ Risoluzione temporale: 16 gg. Dimensione Immagine: 185 km Risoluzione Geometrica 15 m 30 m 60 m Bande nm nm nm nm nm µm µm µm

20 Landsat ETM+

21 Programma SPOT Progetto Franco Belga - Svedese Due sensori identici HRV accoppiati con strisciata larga 60 km e un overlap di 3 km

22 Programma SPOT Possibilità di visione laterale con angolo fino a 27. Alla massima apertura la strisciata è larga 80 km. La ripresa laterale permette una visione stereoscopica

23 Spot HRVIR Risoluzione temporale: 26 gg. Dimensione Immagine: 117 km Risoluzione Geometrica 10 m Bande nm 20 m nm nm nm µm

24 Spot VEGETATION Risoluzione temporale: 0.5 g. Dimensione Immagine: 2250 km Risoluzione Geometrica 1000 m Bande nm nm nm µm

25 JERS - 1 Risoluzione temporale: 44 gg. Dimensione Immagine: 75 km Risoluzione Geometrica 18 x 24 m Bande nm nm nm nm* 18 m radar * : banda stereoscopica

26 RESURS 01 Risoluzione temporale: 1 4 gg. Dimensione Immagine: 600 km Risoluzione Geometrica 170 m Bande nm nm nm nm 600 m µm

27 NOAA AVHRR 1 Risoluzione temporale: g. Dimensione Immagine: 3000 km Risoluzione Geometrica 1100 m Bande nm nm µm µm

28 NOAA AVHRR 2 Risoluzione temporale: g. Dimensione Immagine: 3000 km Risoluzione Geometrica 1100 m Bande nm nm µm µm µm

29 METEOSAT

30 MODIS Risoluzione temporale: 0.5 g. Dimensione Immagine: 2320 km Risoluzione Geometrica 250 m 2 bande Bande 500 m 5 bande 1000 m 29 bande

31 IKONOS 2 Risoluzione temporale: 3 gg. Dimensione Immagine: 11 km Risoluzione Geometrica 1 m 4 m Bande nm nm nm nm nm

32 QUICK BIRD Risoluzione temporale: 1-5 gg. Dimensione Immagine: 16.5 km Risoluzione Geometrica m m Bande nm nm nm nm nm

33 Sensori ad alta risoluzione spaziale Landsat ETM+ P (15 m) Spot HRVIR P (10 m) IKONOS P (1 m)

34 Schema riassuntivo di alcuni dei sensori esistenti Sensore N Bande Ris. Geometrica Ris. Temporale Dim. Immagine IKONOS m 3 g. 11 km QUICKBIRD m 1 5 g km JERS m 44 g. 75 km SPOT HRVIR 4 20 m 26 g. 117 km LANDSAT ETM m 16 g. 185 km RESURS m 1 4 g. 600 km MODIS m 0.5 g km SPOT VEGETATION m 0.5 g km NOAA AVHRR m g km

35 AIRBONE TM Risoluzione temporale: sensore aereo Dimensione Immagine: Intervallo nm N Bande 7 bande µm 3 bande µm 1 banda

36 MIVIS Risoluzione temporale: sensore aereo Dimensione Immagine: Intervallo nm N Bande 20 bande µm 8 bande µm 64 bande µm 10 bande

37 A.S.P.I.S. (Advanced Spettroscopic Imaging System) Sensore multispettrale con 4 camere digitali Camera pancromatica digitale GPS Sensore giroscopico Radiometro Risoluzione radiometrica a 14 bit Risoluzione geometrica variabile da 1 m a meno di 10 cm in funzione dell altezza di volo Ruota portafiltri a 8 posizioni

38 Piattaforma aerea per l ASPIS

39 Il sistema ASPIS nel suo alloggiamento

40

41 l=699.8 l=719.3 l=733.5 l=748.5

42 Risoluzione geometrica Landsat TM - ASPIS