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IL TELERILEVAMENTO

 

Introduzione
 

DEFINIZIONE:

Il telerilevamento è quell'insieme di tecniche di ripresa, elaborazione ed interpretazione di dati che permettono di conoscere a distanza il comportamento delle superfici terrestri sfruttando l'energia elettromagnetica dei corpi, ampliando le capacità percettive dell'occhio umano.

 

SCOPO:

Serve per comprendere a distanza quale sia la natura e lo stato delle superfici investigate nonché l'andamento di alcuni fenomeni non esclusivamente superficiali; una ''nuova'' metodologia di indagine, quindi di sicuro interesse ambientale.

 

TIPOLOGIA:

I rilievi da telerilevamento possono essere distinti a seconda che vengono effettuati da piattaforme poste adistanza (multistazione) o da sensori su diverse bande dello spettro elettromagnetico (multi spettrali)

 

 
Telerilevamento satellitatare 1

 

RISOLUZIONE SPAZIALE:

Il primo satellite della serie LANDSAT fu lanciato nel 1972 ed alloggiava due sensori: un sistema a scansione meccanica e tre telecamere ciascuna con un filtro diverso. La scena osservata dai due sensori era di 180 X 180 Km 2 con una risoluzione spaziale di 80 X 80 m2. Con la serie dei LANSAT successivi ( 4 - 5 ) lanciati nel 1982 il primo sensore è sato sostituito con il "Thelematic Mapper" con una cella di risoluzione di 30 X 30 m2 per le bande da 1 a 5 e la banda 7 e di 120 X 120 m2 per la banda 6 nell'infrarosso termico.

Nel 1986 è sato lanciato il satellite europeo SPOT che ha una cella di risoluzione di 20 X 20 m2 in modo multispettrale e di 10 X 10 m2 in modo pancromatico.

I nuovi satelliti della serie ERS, destinati al monitoraggio marino e quindi all'oceanografia, alla glaciologia o alla meteorologia, hanno una cella di risoluzione di 30 X 30 m2.

 

 
Telerilevamento aereo 2
 

RISOLUZIONE SPAZIALE:

La risoluzione spaziale di un sensore montato su di un areo ha il fondamentale pregio di dipendere dalla quota di volo e quindi di essere adattata alle esigenze. Se il campo di vista istantaneo di un sensore è di 2.5 mradar, la cella di risoluzione è di 2.5 X 2.5 m2 ad una quota di volo pari a 1000m.

 

 
Differenze
 

DIFFERENTE RISOLUZIONE SPAZIALE:

Tramite satellite si possono elaborare carte alla scala 1:100.000(LANDSAT) o a 1:50.000(SPOT), mentre con un sensore aereo si possono raggiungere scala 1:5.000 e maggiori.

 

DIFFERENTE TEMPO DI INDAGINE:

I satelliti eleosincroni percorrono la stessa traccia ogni 16 giorni per il LANDSAT ed ogni 28 per lo SPOT.Seil giorno prescelto per la presa è affetto da coperture nuvolose, l'immagine è inutilizzabile e occorre aspettare il passaggio successivo. Per quanto riguarda l'aereo alcuni servizi operativi di telerilevamento riescono ad essere sulla zona interessata entro le 2 ore dall'accaduto ( in caso di calamità naturali).

 

DIFFERENTE PRECISIONE STRUMENTALE:

C'è la possibilità di montare sugli aerei spettrali che arrivano a testare un centinaio di frequenzq sullo stesso punto a terra ( PIXEL ) anziché decina degli spettrometri satellitali.

 

Note:

  1. Dati desunti dal documento elaborato da Cap. Pil. Dot. Claudi Scialò e dal II Gruppo Aereo del Centro Aviazione Guardia di Finanza condiviso successivamente dal sottogruppo Forze di Polizia del Gruppo "Ecologia e Territorio" della Suprema Corte di Cassazione nella riunione del 21 ottobre 1998.
  2. Vedi nota n° 1.

 

 
Descrizione del satellite NOAA
 
Il satellite NOAA (Advanced Television Infrared Observation Satellite (TIROS)-N) è caratterizzato da un'orbita circolare, quasi polare, eliosincrona, ad un'altezza di circa 830-870 Km. L'orbita circolare permette al satellite una acquisizione uniforme dei dati nonché un'efficiente controllo dalle stazioni CDA situate presso Fairbanks, AK (USA), e Wallop Island, VA (USA).  

La sofisticata strumentazione a bordo del satellite permette la misura di parametri relativi all'atmosfera, alla superficie ed alla copertura nuvolosa della Terra. Effettua anche un monitoraggio, all'altitudine del satellite, degli spettri di radiazione e di particelle (ioni positivi ed elettroni) dovuti all'attività solare.  

Fa parte della missione anche la ricezione, l'elaborazione e la ritrasmissione a terra dei dati acquisiti dalle postazioni "Rescue and Search", boe e stazioni automatiche di osservazione   

Il programma spaziale NOAA prevede la presenza contemporanea di due satelliti, uno in orbita eliosincrona antimeridiana, l'altro eliosincrona pomeridiana.

 

Il satellite NOAA

 

Caratteristiche principali dei satelliti NOAA-12 e NOAA-14:

 

NOAA-12

NOAA-14
Dimensioni Corpo Principale 3.71(m) lunghezza 

1.88(m) diametro

 4.18m lunghezza, 

1.88m diametro
Dimensioni Array Pannelli Solari

2.37m x 4.91m, 11.6 m2
Peso

735 Kg in orbita

1030 Kg in orbita
Orbita Eliosincrona, antimeridiana; 

Altitudine: 833 Km; 

Inclinazione: 98.7 deg; 

Periodo: 101.35 min

 Eliosincrona, pomeridiana; 

Altitudine 870 Km; 

Inclinazione 98.86 deg; 

Periodo: 102.12 min
Sensori AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer); 

TOVS (TIROS Operational Vertical Sounder System): 

  • SSU (Stratospheric Sounding Unit); 
  • MSU (Microwave Sounding Unit); 
  • HIRS/2 (High Resoluton Infrared Resolution Sounder);

SEM (Space Environment Monitor); 

Search and Rescue Instruments; 

ARGOS/Data Collection System (DCS);

 

 

 

Descrizione del satellite LANDSAT
 

Nell’ambito di questo programma statunitense iniziato nel lontano 1972, sono stati lanciati fino ad esso 6 satelliti (ultima missione fallita nel 1995 al momento del lancio in orbita) con caratteristiche chiaramente in evoluzione dal 1972 al 1984, data del lancio del LANDSAT 5, ultimo della serie e oggetto del nostro interesse.   

Questo satellite percorre un orbita polare eliosincrona ad una altezza dall’equatore di circa 705 km. L’acquisizione dei dati relativi alla medesima area avviene ogni 16 giorni con una copertura di 185x185 km.   

Il sensore montato su l’ultima serie è il Thematic Mapper che consente l’acquisizione in sette diverse bande spettrali riportate nella seguente tabella.   

Considerate le caratteristiche del sensore montato, le scene da esso registrate ci permettono la stima di variabili tematiche relative a studi di carattere geologico, agricolo, forestale, cartografico e ambientale.  

  Il satellite Landsat

 

Caratteristiche del sensore e principali applicazioni:

Ampiezza di banda

Immagini

Possibilità applicative

B1: 450-520 nm

Massima penetrazione nell’acqua (25 m), per studi di batimetria. Discriminazione fra suolo nudo e vegetazione e fra conifere e latifoglie 

B2: 520-600 nm

Corrisponde alla riflessione nel verde determinata dello stato della vegetazione. Il rapporto tra banda 1 e 2 fornisce informazioni sul plankton presente e sui materiali organici in sospensione. 

B3: 630 - 690 nm

Discriminazione tra le varie tipologie vegetazionali e tra queste e suolo nudo. 

B4: 760-900 nm

Studi della biomassa e sulla quantificazione del contenuto idrico della vegetazione 

B5: 1550-1750 nm

Riflettività della vegetazione influenzata dal contenuto d’acqua. Discriminazione tra nuvole e manto nevoso. Identificazione dell’umidità del suolo. 

B6: 10400-12500 nm

Monitoraggio della vegetazione sotto stress. Stima della temperatura superficiale. E’ utilizzata per localizzare attività geotermiche, e per la determinazione di fonti di calore inquinanti. 

B7: 20800-23500 nm

 

 Identificazione litotipi per ricerche minerarie e petrolifere, in particolare rocce soggette ad alterazioni idrotermali. 

 

 
Descrizione del satellite ERS
 

I due satelliti ERS (European Remote Sensing Satellite) realizzati dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA) e lanciati nel luglio del 1991 e nell'aprile del 1995, attualmente forniscono immagini con una periodicità che può andare da 3 a 35 giorni circa. L'orbita è circolare, quasi polare, eliosincrona, ad un'altezza di circa 785 Km. Il controllo è effettuato dalle stazioni situate presso Kiruna (Svezia), Fucino (Italia), Maspalomas (Isole Canarie), Gatineau e Prince Albert (Canada).  

 

A bordo entrambi i satelliti contengono due sensori attivi a microonde: l'AMI (banda C 5.3 GHz) che può lavorare come scatterometro per la misura del vento, o come SAR (Synthetic Aperture Radar) imaging ; e l'altimetro (banda Ku 13.8 GHz).   

Le immagini che si ottengono da questi sensori necessitano di un'interpretazione basata sulla conoscenza dei meccanismi di interazione microonde - mezzi naturali, diversamente dalle immagini prodotte dai sensori ottici che in molti casi consentono un'interpretazione immediata, analoga a quella delle immagini fotografiche.   

I distributori di immagini forniscono diversi tipi di prodotti a seconda degli impieghi previsti: il prodotto di maggior utilizzo per le applicazioni del LaMMA è il PRI (SAR Precision Image).   

I sensori SAR consentono un preciso monitoraggio dello stato del mare (presenza di inquinanti oleosi, ghiacci, correnti, traffico marittimo), nonché analisi del suolo (valutazione dell'umidità del suolo, estensioni di esondazioni, uso del suolo) in qualsiasi condizione atmosferica.   

Le missioni ERS-1 e ERS-2, a differenza dei satelliti NOAA e LANDSAT la cui periodicità è regolare, prevedono ripetibilità dipendenti dai progetti in corso non sempre adeguate ai requisiti di alcune applicazioni. Questa restrizione oggi può essere parzialmente superata impiegando anche immagini di altri satelliti come JERS, RADARSAT, ALMAZ, e in un prossimo futuro sfruttando la presenza di vere e proprie costellazioni di satelliti con sensori SAR (Cosmo Skymed).

 

 

 

 

 

 

Il satellite ERS-1

 

 

ERS-1: principali caratteristiche:

ERS-1
Lunghezza Corpo Principale 11.8 m
Peso 2400 Kg
Orbita Eliosincrona; 

Altitudine circa: 785 Km; 

Inclinazione: 98.5 deg; 

Periodo: circa 100 min
Sensori SAR (Synthetic Aperture Radar) 

ATSR (Along-Track Scanning Radiometer) 

RA (Radar Altimeter)
Caratteristiche SAR Frequenza: 5.3 GHz (banda C) 

Ampiezza di banda: 15.55 ± 0.1 MHz 

Potenza di picco: 4.8 KW 

Polarizzazione: Lineare Verticale 

Dimensione antenna: 10.0m x 1.0m 

Angolo di incidenza: 23º nominale 

Ampiezza di impulso: 37.12 ± 0.06 µs 

Risoluzione spaziale in image mode:  ‹ 30.0 m lungo la traccia ‹ 26.3 m lungo la scansione

 

Notizie desunte all'indirizzo internet: http://www.lamma.rete.toscana.it/ita/teleril

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Autore:   Pompea Materiale