Introduzione al TELERILEVAMENTO. (Remote Sensing) Docente: Andrea Piemonte

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1 Introduzione al TELERILEVAMENTO (Remote Sensing) Slide 1

2 COS È È una disciplina del rilevamento che ha come scopo la produzione di mappe tematiche o comunque l estrazione di un certo tipo di informazioni sul territorio da una posizione remota rispetto al territorio stesso. La ripresa avviene di solito attraverso sensori montati su diverso supporto (di solito elicottero, aereo o satellite) I dati che si raccolgono sono informazioni di tipo radiometrico sugli oggetti presenti al suolo. Ovvero il sensore registra l energia elettromagnetica emessa o riflessa dalla superficie terrestre a determinate lunghezze d onda. NON E UNA SEMPLICE FOTOGRAFIA! Slide 2

3 Landsat tm Color composit band Slide 3

4 Risoluzione GEOMETRICA è la capacità di registrare un certo numero di righe alternate bianco/nero, di una data dimensione per unità di lunghezza, in relazione alla distanza presa. Questa caratteristica è paragonabile a quella delle fotocamere digitali: -3 Mpixel -6 Mpixel Slide 4

5 Risoluzione RADIOMETRICA indica i livelli di energia che un sensore è in grado di rilevare e registrare. nelle immagini digitali in pratica rappresenta i livelli di grigio associabili a ciascun pixel. di solito si indica in bits; per ottenere il numero di tonalità disponibili basta elevare 2 n dove n è il numero di bits 256 colori (8bit) 16 colori (4bit) 2colori (1bit) Slide 5

6 Risoluzione RADIOMETRICA 256 colori (8bit) 16 colori (4bit) 2 colori (1bit) Slide 6

7 Risoluzione SPETTRALE Rappresenta gli intervalli di spettro radiometrico, espressi in lunghezza d onda (L), nei quali il sensore è in grado di rilevare e registrare informazioni Si considera ALTA ris. spettrale quando le bande sono molto strette. Risoluzione TEMPORALE Rappresenta l intervallo di ritorno di un sensore sulla stessa zona: può variare da 30 minuti a 30 giorni dipende dalle caratteristiche dell orbita (e dall orientabilità o meno del sensore), è svincolata dagli altri tipi di risoluzione Slide 7

8 Lo spettro elettromagnetico Slide 8

9 Trasmissione dell energia elettromagnetica L energia elettromagnetica che ha superato l atmosfera subisce destini diversi a seconda della superficie che incontra. Ad esempio la clorofilla assorbe fortemente l'energia radiante negli intervalli di lunghezza d'onda intorno a 0,45 μm (blu) e 0,65 μm (rosso); riflette invece la radiazione verde, in prossimità della lunghezza d'onda di 0,55 μm, che noi percepiamo visivamente come colore delle foglie e in modo ancora maggiore nella regione dell'infrarosso vicino da 0,8 a 1,3 μm di lunghezza d'onda. Slide 9

10 Le finestre atmosferiche Slide 10

11 La firma spettrale Slide 11

12 Immagine visualizzata in COLORI REALI Slide 12

13 Immagine visualizzata in FALSI COLORI Slide 13

14 Esempio di applicazione Slide 14

15 Esempio di applicazione Immagine SAR multitemporale dell'area di Pisa e Monti Pisani nell'alluvione dell'ottobre 1992: le aree alluvionate appaiono in blu (fonte Eurimage) Slide 15

16 eliosincrona: Orbite dei satelliti - altezza da terra tra 400e 1000 km - piano orbitale inclinato di circa 90 dal piano equatoriale - piano dll orbita del satellite posta ad un angolo costante dalla direzione Terra-Sole - richiede aggiustamenti 5-10 volte l anno a causa dell attrazione gravitazionale geostazionaria: - altezza da terra circa km - la velocità angolare del satellite coincide con la velocità angolare di rotazione di 1 punto sulla superficie della Terra - attualmente con questo tipo di orbite i satelliti hanno un angolo di vista di l orbita si trova sul piano equatoriale Slide 16

17 Orbite dei satelliti Slide 17

18 IKONOS Questo satellite U.S.A., lanciato il 24/09/1999, è stato progettato e realizzato dalla ditta Space Imaging per scopi commerciali; si tratta del primo satellite ad altissima risoluzione per usi civili. Risoluzione spettrale: canale pancromatico: da 0.45 μm a 0.90 μm canale multispettrale: blu μm verde μm rosso μm infrarosso μm Risoluzione geometrica: 1m (pancromatico) o 4m (multispettrale), al nadir Risoluzione radiometrica: 11 bit per canale Risoluzione temporale: 2.9 giorni Larghezza strisciata: 13 Km Altezza orbita: 681 km Tempo di orbita: 98 min. Orbita eliosincrona Inclinazione: 98.1 (quasipolare ed eliosincrona) Slide 18

19 QUICKBIRD Questo satellite è stato lanciato in orbita il 18 ottobre 2001, dalla Digitalglobe, in concorrenza con il satellite Ikonos, di cui ha caratteristiche molto simili; le immagini vengono commercializzate in Europa dalla Euroimage. Risoluzione spettrale: canale pancromatico: da 0.45 μm a 0.90 μm canale multispettrale: Blu μm Verde μm Rosso μm Infrarosso μm Slide 19 Risoluzione geometrica: 0.61 m (pancromatico) o 2.44m (multispettrale), al nadir Risoluzione radiometrica: 11 bit per canale Risoluzione temporale: 2.9 giorni Larghezza strisciata: 16.5 Km Altezza orbita: 450 km Tempo di orbita: 93.5 min. Inclinazione: 97.2 (quasipolare ed eliosincrona)

20 LANDSAT 7 Questo satellite è stato lanciato in orbita il 15 aprile 1999, nell'ambito del programma ERTS della NASA e affidato per la distribuzione e il marketing dei dati alla SPACEIMAGING-EOSAT. Slide 20 Risoluzione spettrale: Canale pancromatico: μm Canale multispettrale: Banda μm Banda μm Banda μm Banda μm Banda μm Banda μm Risoluzione geometrica:15 m (pan), 30 m(bande1,2,3,4,5,7), 60 m(banda 6)al nadir Risoluzione radiometrica: 8 bit per canale Risoluzione temporale: 16 giorni Larghezza strisciata: 185 Km Altezza orbita: 705 km Tempo di orbita: 98.8 min. Inclinazione: 98.2 (quasipolare ed eliosincrona)

21 SPOT È una serie di satelliti francese di cui l ultimo (il 4) è stato lanciato il 24 marzo 1998.Sono dotati di due strumenti di osservazione, che hanno la caratteristica di essere montati su un asse che permette di orientarli anche in direzione diversa dalla verticale terrestre. Risoluzione spettrale: pancromatico: μm multispettrale : banda μm banda μm banda μm Risoluzione geometrica : 10 m (pancromatico) 20 m (multispettrale) Larghezza strisciata: 117 km (visione nadirale) Altezza orbita: 832 km Tempo di orbita: 101 min Inclinazione 98.7 Slide 21 Il satellite Spot 4 è stato dotato di un ulteriore sensore chiamato vegetation che opera in 4 bande (blu: μm; rosso μm; infrarosso vicino μm; infrarosso μm) a risoluzione geometrica di 1 km.

22 NOAA-AVHRR È una serie di satelliti utilizzati a scopi metereologici, di analisi delle correnti marine, e dei cmbiamenti globali in genere. Sono orbitanti più satelliti in contemporanea, sfasati nell orbita e nell orario di passaggio, questo permette di avere fino a 4 riprse al giorno della stessa regione. Slide 22 Risoluzione spettrale: canale multispettrale sensore AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) rosso μm infrarosso vicino μm infrarosso medio μm infrarosso termico (1) μm infrarosso termico (2) μm Risoluzione geometrica: 1.1 km, al nadir Risoluzione temporale: 12 ore Larghezza strisciata: 2700 km Altezza orbita: 820 km 850 km Tempo di orbita: min. Inclinazione: 98.7 e 98.9 (quasipolare ed eliosincrona)

23 MIVIS É uno strumento iperspettrale aviotrasportato dotato di 3 spettrometri per complessivi 102 canali di ripresa: 20 nel visibile ( μm), 8 nell infrarosso vicino ( μm), 64 nell infrarosso medio ( μm), 10 nell infrarosso termico ( μm) La risoluzione geometrica dei pixel varia in funzione dell altezza di ripresa: a m è di 24x24 m, a 1000 m è di 2x2 m. La risoluzione radiometrica è di 12 bit per pixel Slide 23

24 Dove procurarsi immagini satellitari Software commerciali per l elaborazione di immagini telerilevate GEOMATICA - PCI Geomatics IDRISI - Clark Labs, Clark University ERDAS IMAGINE - Leica Geosystem Geospatial Imaging MULTISPEC APPLICATION - Purdue Research Foundation... Telerilevamento (Remote Sensing) Slide 24