Corso di Telerilevamento Lezione 3 Strumenti di ripresa Risoluzioni Satelliti per il telerilevamento
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
Importanza della visualizzazione a colori
Esistono diversi sensori e piattaforme?
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
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.
La risoluzione spettrale
Le finestre atmosferiche
La risoluzione radiometrica 8 bit (256 livelli) 3 bit (8 livelli) 2 bit (4 livelli) 1 bit (2 livelli)
La risoluzione radiometrica
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
La risoluzione temporale
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
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)
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
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.
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)
Programma LANDSAT E un progetto della NASA per l esplorazione delle risorse della Terra Landsat 1 (1972 1978) Landsat 2 (1975 1982) Landsat 3 (1978 1983) Landsat 4 (1982 ) Landsat 5 (1984 ) Landsat 6 (1993 1993) Landsat 7 (1999 )
Landsat ETM+ Risoluzione temporale: 16 gg. Dimensione Immagine: 185 km Risoluzione Geometrica 15 m 30 m 60 m Bande 520 900 nm 450 515 nm 525 605 nm 630 690 nm 750 900 nm 1.55 1.75 µm 2.09 2.35 µm 10.4 12.5 µm
Landsat ETM+
Programma SPOT Progetto Franco Belga - Svedese Due sensori identici HRV accoppiati con strisciata larga 60 km e un overlap di 3 km
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
Spot HRVIR Risoluzione temporale: 26 gg. Dimensione Immagine: 117 km Risoluzione Geometrica 10 m Bande 610 680 nm 20 m 500 590 nm 610 680 nm 780 890 nm 1.58 1.75 µm
Spot VEGETATION Risoluzione temporale: 0.5 g. Dimensione Immagine: 2250 km Risoluzione Geometrica 1000 m Bande 430 470 nm 610 680 nm 780 890 nm 1.58 1.75 µm
JERS - 1 Risoluzione temporale: 44 gg. Dimensione Immagine: 75 km Risoluzione Geometrica 18 x 24 m Bande 550 600 nm 630 690 nm 760 860 nm 760 860 nm* 18 m radar * : banda stereoscopica
RESURS 01 Risoluzione temporale: 1 4 gg. Dimensione Immagine: 600 km Risoluzione Geometrica 170 m Bande 500 600 nm 600 700 nm 700 800 nm 800 1100 nm 600 m 10.4 12.6 µm
NOAA AVHRR 1 Risoluzione temporale: 0.5 0.25 g. Dimensione Immagine: 3000 km Risoluzione Geometrica 1100 m Bande 550 900 nm 720 1000 nm 3.55 3.93 µm 10.5 11.5 µm
NOAA AVHRR 2 Risoluzione temporale: 0.5 0.25 g. Dimensione Immagine: 3000 km Risoluzione Geometrica 1100 m Bande 580 680 nm 720 1000 nm 3.55 3.93 µm 10.3 11.3 µm 11.5 12.5 µm
METEOSAT
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
IKONOS 2 Risoluzione temporale: 3 gg. Dimensione Immagine: 11 km Risoluzione Geometrica 1 m 4 m Bande 450 900 nm 450 530 nm 520 610 nm 640 720 nm 760 880 nm
QUICK BIRD Risoluzione temporale: 1-5 gg. Dimensione Immagine: 16.5 km Risoluzione Geometrica 0.61 0.72 m 2.44 2.88 m Bande 450 900 nm 450 520 nm 520 600 nm 630 690 nm 760 900 nm
Sensori ad alta risoluzione spaziale Landsat ETM+ P (15 m) Spot HRVIR P (10 m) IKONOS P (1 m)
Schema riassuntivo di alcuni dei sensori esistenti Sensore N Bande Ris. Geometrica Ris. Temporale Dim. Immagine IKONOS 5 1 4 m 3 g. 11 km QUICKBIRD 5 0.61 2.88 m 1 5 g. 16.5 km JERS - 1 4 18 m 44 g. 75 km SPOT HRVIR 4 20 m 26 g. 117 km LANDSAT ETM+ 8 15 30 m 16 g. 185 km RESURS 01 5 170 600 m 1 4 g. 600 km MODIS 36 250 1000 m 0.5 g. 2320 km SPOT VEGETATION 4 1000 m 0.5 g. 2250 km NOAA AVHRR 2 5 1100 m 0.25 0.5 g. 3000 km
AIRBONE TM Risoluzione temporale: sensore aereo Dimensione Immagine: Intervallo 420 900 nm N Bande 7 bande 0.91 2.35 µm 3 bande 8.5 13 µm 1 banda
MIVIS Risoluzione temporale: sensore aereo Dimensione Immagine: Intervallo 430 833 nm N Bande 20 bande 1.15 1.55 µm 8 bande 2.00 2.50 µm 64 bande 8.20 12.7 µm 10 bande
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
Piattaforma aerea per l ASPIS
Il sistema ASPIS nel suo alloggiamento
l=699.8 l=719.3 l=733.5 l=748.5
Risoluzione geometrica Landsat TM - ASPIS