Appunti di Telerilevamento
Il seguente schema segue lo sviluppo degli argomenti così come
sono trattati negli appunti di telerilevamento di M. Ferri.
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Titolo
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Concetti principali
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Figure e tabelle incluse nel testo
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p.1
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Introduzione
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Telerilevamento, proximal sensing, remote sensing, Bande
spettrali (tabella), Bande radar più usate nel telerilevamento
(tabella),
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1
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p.4
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Principi di base
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1.1
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La radiazione e lo spettro elettromagnetico
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1.2
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p.5
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Interazione delle onde elettromagnetiche con la materia
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Irraggiamento,
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1.2.1
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Legge di Kirchhoff
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Riflessione, assorbimento, trasmissione, coefficiente di
riflessione (riflettività), coefficiente di assorbimento
(assorbività), coefficiente di trasmissione (trasmittività),
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1.2.2
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p.6
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I corpi neri
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1.2.3
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La legge di Planck
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Fig. 1-2. Curve teoriche ricavate dalla legge di Planck per
alcuni corpi neri (foglio Excel).
Tab. 1-2. Confronto tra l'energia riflessa e quella emessa dalla
Terra (diapositive
PPT).
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1.2.4
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p.9
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La legge di Stefan-Boltzmann
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1.2.5
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La legge di Wien
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1.2.6
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p.10
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I corpi reali e l'emissività
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1.3
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p.11
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L'interazione delle onde elettromagnetiche con l'atmosfera
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1.3.1
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Il fenomeno della diffusione atmosferica
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Diffusione di Rayleigh,d. di Mie, d. non selettiva,
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1.3.2
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p.12
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L'assorbimento da parte
dell'atmosfera
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Finestre atmosferiche,
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Fig.1-3. Le finestre di trasmissione ed i componenti
dell'atmosfera che provocano fenomeni di assorbimento.
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1.4
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p.14
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La firma spettrale
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Fig.1-4. Una firma spettrale ( curva di riflettanza) tipica
della vegetazione.
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1.4.1
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p.15
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Firme spettrali di materiali solidi
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1.4.1.a
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Firme spettrali di materiali geologici
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Transizioni elettroniche e vibrazionali, toni fondamentali, toni
del 2° ordine, analisi iperspettrale, analisi multispettrale,
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Fig.1-5. Spettri di alcuni minerali che illustrano picchi di
assorbimento associati con i toni della molecola dell'acqua. In
particolare si osservano i picchi relativi a l3II,
prossimo a 1.45 mm, e
l1s, prossimo a 1.9 mm
(da Hunt, 1977).
Fig.1-6. Spettri che mostrano i toni del gruppo ossidrile: un
tono del 2° ordine a circa 1.4 mm e toni
fondamentali prossimi a 2.3 mm (da Hunt,
1977).
Fig.1-7. Firme spettrali di materiali geologici. Le aree
ombreggiate rappresentano le bande di minima riflettanza (da Hunt,
1977).
Fig.1-8. Spettri di minerali che contengono ioni Fe2-
in differenti strutture cristalline (da Hunt, 1977).
Fig.1-9. Spettri ad alta risoluzione di alcuni minerali
tipicamente associati ad alterazione idrotermale ottenuti in
laboratorio.
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1.4.1.b
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p. 22
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Firme spettrali di materiali biologici
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Fig.1-10. (a) Riflettanza spettrale di alcune coltivazioni
comparata con quella dei suoli asciutti ed umidi; (b) Riflettanza di
vari tipi di fogliame.
Fig.1-11. Variazioni progressive nella risposta spettrale di una
foglia di acero con differenti contenuti di umidità (da Short,
1982).
Fig.1-12. Variazione nella riflettanza spettrale in funzione
della quantità di biomassa e della percentuale di copertura vegetale
(da Short, 1982).
Fig.1-13. Spettri di riflettanza per una foglia di faggio viva
(fase I) e in fasi di progressiva senescenza (fasi 2-4). (da
Knipling, 1969).
Fig.1-14. Influenza della copertura vegetale (erba) sulla
riflettanza di alcuni materiali (da Siegal e Gillespie, 1980).
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2
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p.48
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Le piattaforme
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Piattaforma (o bus),
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2.1
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p.49
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I satelliti artificiali
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TTC, OBDH, AOCS, power assembly, intensità della forza di
attrazione gravitazionale, costante gravitazionale della Terra,
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2.1.1
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p.51
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Satelliti geostazionari o geosincroni
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METEOSAT,
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2.1.2
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Satelliti eliosincroni
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TIROS, NIMBUS, LANDSAT, periodo orbitale,
periodo di rivisitazione, trace spacing, swath, overlap,
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Fig.2-1. Periodo orbitale T di un satellite eliosincrono con
orbita circolare per l'osservazione della Terra (con raggio medio
pari a 6375 km) in funzione dell'altezza h.
Fig.2-2. Numero di orbite giornaliere di un satellite
eliosincrono con orbita circolare in funzione dell'altezza h.
Fig.2-3. Schema relativo alle tracce a terra delle orbite del
Landsat di seconda generazione caratterizzato da un numero di orbite
giornaliere pari a 14+9/16. Si noti come la frazione del numero di
orbite al giorno (9/16) fa si che lo slittamento delle tracce a
terra, all'interno di due orbite principali, avvenga con passo 9.
Inoltre da tale frazione si evince che il periodo di rivisitazione
è di 16 giorni (dal "Manual of Remote Sensing").
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2.1.2.1
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p.58
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Velocità locale di un satellite eliosincrono
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Velocità locale,
orbita
ascendente, orbita discendente,
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Fig.2-4. Due scene adiacenti acquisite dal satellite aventi
ampiezza s (swath) ed una sovrapposizione
D (overlap). le rispettive orbite sono intervallate
dalla distanza d (trace spacing).
Fig.2-5. Schema della velocità locale in funzione del tipo di
orbita (ascendente o discendente) e dell'angolo d'inclinazione i.
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3
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p.61
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I sensori
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3.1
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p.64
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Sensori ottici
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Pancromatico, multispettrale, iperspettrale
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3.1.1
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Sensori ottici d'immagine
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Pixel,
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3.1.1.1
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65
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Sensori fotografici
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Camere, macchina a fotogrammi (o camera metrica), camere
multispettrali, multi-lens camera, beam splitter camera,
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3.1.1.2
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67
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Sensori a scansione
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Scansione meccanica
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Scanner pancromatico, scanner multispettrale, scanner
iperspettrale,
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Fig.3-1. Schema di uno scanner e modalità di acquisizione di
un'immagine.
Tab.3-1. Caratteristiche principali di alcuni scanner
multispettrali aviotrasportati.
Tab.3-2. Caratteristiche dei principali sensori
multispettrali montati su satellite.
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70
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Il sensore MSS (Multispectral Scanner)
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Fig.3-2. Schema di ripresa della swath di ognuna delle 4 bande
dell'MSS: 6 rivelatori che riprendono, nella fase di andata dello
specchio, 6 strisce parallele contigue (linee continue). Il sistema
non acquisisce durante il ritorno dello specchio (linee
tratteggiate).
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71
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Il sensore TM (Thematic Mapper)
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Fig.3-3. La scansione conica.
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72
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La scansione pushbroom
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3.1.2
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77
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I sensori ottici misuratori
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3.1.2.1
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Fotometri e spettrofotometri
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3.1.2.2
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78
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Radiometri termici
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Termocoppie, bolometri, termistore,
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3.1.2.3
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80
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Laser
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Coefficiente di estinzione,
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Fig.3-4. Schemi di misura di inquinamento a distanza impieganti:
a) metodi di diffusione all'indietro; b) metodi di assorbimento con
retroriflettore; c) metodi di assorbimento senza retroriflettore. La
tipologia dello schema influisce, ovviamente, sull'applicazione
della relazione (3.1).
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3.2 |
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Sensori a microonde |
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