Note
Struttura
L’osservazione della Terra dallo spazio: il Telerilevamento
Giovanni Milillo
Giuseppina Pulcrano
Il Telerilevamento
Il Telerilevamento comprende una serie di attività, metodologie, tecnologie, ecc. per “osservare a distanza” un’area, oggetti,…
Osservazione a distanza sia di spazio che di tempo e per esigenze anche di sicurezza in ambienti ostili (centrali nucleare, spazio, profondità dell’oceano, …)
Il telerilevamento può essere fatto:
direttamente dall’uomo
a terra o su piattaforma
aereo, satellite, palloni, elicottero, …
con o senza strumentazione
binocolo, telescoppio, telcamere, macchine fotografiche, scanners, radiometri, scatterometri, spettrometri, altimetri, …….
Cenni storici
Il telerilevamento nell’antichità
Nell’antichità si usavano sistemi di “avvistamento a distanza” come le “vedette”, per attività:
militari:
avvistamento di truppe,
logistica, ...
marine:
avvistamento di navi per la sicurezza della navigazione (pirati),
avvistamento di banchi di pesci, balene,…
terrestri
sicurezza e gestione del territorio:
urbanistica
sicurezza delle coste (torri di avvistamento),….
Cenni storici
Il telerilevamento moderno:
1859. Fotografia aerea di un villaggio francese da una mongolfiera
1860. Fotografia di Boston, USA, da una mongolfiera
Uso delle mongolfiere durante la guerra civile americana da parte delle truppe dell’Unione
Durante la prima guerra mondiale per la prima volta si sono utilizzati  aerei per l’osservazione delle truppe nemiche, sia a vista che con macchine fotografiche
Tra la prima e la seconda guerra mondiale si inizia ad utilizzare il telerilevamento da aereo per scopi civili (geologia, foreste, cartografia,….)
Durante la seconda guerra mondiale sono state sviluppate, su entrambi i fronti, nuove tecnologie e metodologie come: riconoscimento e interpretazione delle foto, infrarosso, radar,…...)
come l’avvento dell’era spaziale inizia il telerilevamento da satellite e l’uso di strumenti di osservazione nelle missioni interplanetarie.
Il Telerilevamento
Interazioni tra radiazione e materia
La base fisica del telerilevamento sono le interazioni tra la radiazione e la materia:
Trasmissione.
La radiazione può passare attraverso la materia, cambiando solamente la velocità
Assorbimento.
La radiazione può essere assorbita dalla materia e cedere ad essa la sua energia
Emissione.
La radiazione può essere emessa dalla materia in funzione della struttura e della  temperatura.
Diffusione
La radiazione può essere diffusa, cioè deflessa in tutte le direzioni;.
Riflessione
La radiazione può essere riflessa ovvero rinviata dalla superficie colpita.
Le interazioni sono in genere selettive riguardo alla lunghezza d'onda e specifiche per ciascuna forma di materia dipendendo principalmente dalle proprietà superficiali dalla struttura fisica e molecolare
Attenuazioni, riflessioni, diffrazioni
Lo spettro elettromagnetico
Spettro visibile
Microonde
Firme spettrali e bande Landsat
Penetrazione della radiazione
Penetrazione della radiazione nelle diverse bande
Sensori
SENSORI FOTOGRAFICI
FILTRI OTTICI
PELLICOLE FOTOGRAFICHE
COMBINAZIONI FILTRO PELLICOLA
SENSORI ELETTRO-OTTICI
LINEAR ARRAY SENSORS
SCANNERS
SENSORI A MICROONDE
IL RADIOMETRO A MICROONDE
RADAR
Aereo e/o satellite
Aereo
conosciuto e familiare agli utilizzatori
aree piccole e per limitate richieste
flessibilità anche in relazione alle condizioni climatiche (ottico)
la forma numerica dei dati aumenta la possibilità di utilizzo
risoluzioni al disotto del metro (cm)
Satellite
 Monitoraggio di grandi aree
 Basso costo per unità di area
 ripetitività
Ambienti irraggiungibili (calotte polari, deserti, oceani,)
i dati sono normalmente in forma digitale
Sistemi a scansione
Caratteristiche di LANDSAT 5
Quota 705 Km
inclinazione orbita 8.2°
ciclo dell’orbita 16 giorni
risoluzione 30 m
 Numero bande del TM 7
Banda 1         0.45 - 0,52 mm
Banda 2         0.52 - 0,60 mm
Banda 3         0.63 - 0,69 mm
Banda 4         0.76 - 0,90 mm
Banda 5         1,55 - 1,75 mm
Banda 6         10,04 - 12,50 mm
Banda 7         2,08 - 2,35 mm
I sistemi RADAR
Mappe, risoluzioni e dimensioni in byte
PRINCIPALI AREE APPLICATIVE DEL TELERILEVAMENTO
CIVILI
OPERATIVE
Previsioni meteorologiche
Oceanografia
Idrologia
Agronomia
Monitoraggio dei ghiacci, dell'Ambiente, dei Disastri, delle Calamità
COMMERCIALI
Attività marine
Cartografia
Localizzazione
Monitoraggio della vegetazione (Agricoltura e foreste)
uso del Territorio
RICERCA
Atmosfera
Climatologia
Sistema Terra
MILITARI
Cartografia
utilizzo del Territorio
Idrogeologia
Sorveglianza
Stato delle strade
Identificazione di oggetti
etc.
POTENZIALI PRODOTTI PER AREE APPLICATIVE
Meteorologia Climatologia Monitoraggio ambientale
Profili verticali dei principali componenti dell'Atmosfera
Copertura Nuvolosa
Concentrazione dei gas
Temperatura Superficiale
Oceanografia Inquinamento
Mappe di temperature superficiali del mare
Mappe di vento sul mare
Altezza delle onde
Monitoraggio dei ghiacci nel mare
Agricoltura e Foreste
Identificazione delle aree agricole
Identificazione delle aree forestali
Identificazione dello stato delle Foreste
Monitoraggio dei raccolti
Stima della resa agricola
Temperatura della superficie terrestre
Idrogeologia
Reticolo idrografico
Risorse idriche
Intensità delle piogge
Attivita’ Marine
Rotta delle navi
Identificazione della posizione delle navi
Pesca
Mappe di temperatura superficiale del mare
Statistiche sullo stato delle onde
Cartografia
Mappe tematiche per l'uso del suolo
Mappe topografiche a media scala
Sorveglianza
Monitoraggio dell'evoluzione di eventi straordinari (Incendi boschivi Terremoti, Frane, Eruzioni vulcaniche)
Potenziali Utenti Civili
Aeronautica Militare (Previsioni meteorologiche)
Ambiente
ANPA (Agenzia Nazionale di Protezione dell'Ambiente)
Autorità di bacino
Autorità di porto
Comunità Montane
Comuni
Consorzi per i fiumi
Consorzi per le acque
ENEL
ENI
Lavori Pubblici
Marina (Istituto Idrografico)
Protezione Civile
Province
Regioni
Risorse Agricole e Forestali
Servizi regionali della protezione civile
Servizi regionali per l'ambiente
Servizi Tecnici Nazionali
......
G.I.S. (Geographic Information System)
L’uso di informazioni spaziali e temporali per il controllo, la pianificazione e la gestione di processi ed attività sta assumendo un’importanza strategica sempre maggiore G.I.S nasce per organizzare, immagazzinare, manipolare, analizzare, visualizzare dati in modo integrato ed il più velocemente possibile.
A seconda delle necessità un utente GIS può analizzare e visualizzare i dati da diversi punti di vista
localizzazione
interazioni spaziali
variazioni temporali
relazioni geografiche tra categorie
….
Nel GIS sono integrati
dati da aereo e da satellite
Mappe digitalizzate
informazioni tabulari
altro
Lo sviluppo dei GIS aumenta anche in relazione alla disponibilità di dati e di strumenti ci calcolo sempre più potenti ed a costi sempre inferiori.
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