Geofisica per il monitoraggio ambientale

TELERILEVAMENTO

Che cos’è il telerilevamento?

Una definizione generica di  Telerilevamento , in inglese “Remote Sensing”,   è quella di una  tecnica di misura a distanza delle caratteristiche di un oggetto senza  cioè entrare in contato con esso. Una definizione più specifica richiede che l’oggetto sia prossimo sulla superficie terrestre e che lo strumento utilizzato si trovi  al di sopra di questo.

Si parla anche di Osservazione della Terra (in inglese EO -Earth Observation). Il primo esempio di telerilevamento si fa risalire al 1858 quando, a bordo di una mongolfiera, Gaspard-Félix Tournachon (noto con il nome d’arte Nadar), pioniere della fotografia, realizzò la prima fotografia aerea  di Parigi ad una distanza di 80 m.

Nadar,_Félix_-_Self-portrait
Autoritratto di Nadar in aerostato

Che cos’è un sensore multispettrale?

E’ un  sensore capace di fornire immagini in un numero discreto di lunghezze d’onda generalmente compreso tra l’ultravioletto ed il termico. I sensori multispettrali, anche detti ottici, possono essere montati su satellite, aereo e su UAV (Unmanned Aerial Veicle).

Storicamente i primi sensori multispettrali per uso civile, sono quelli delle missioni americane Landsat iniziate nel 1972 dalla NASA con il lancio del Landsat 1 e MODIS -TERRA (1999). Anche l’Europa, dal 2015, ha i suoi sensori multispettrali nell’ambito del programma Copernicus, un programma dell’Unione Europea per l’osservazione satellitare della Terra che ha come principale obiettivo quello di garantire all’Europa una sostanziale indipendenza nel rilevamento e nella gestione dei dati sullo stato di salute del pianeta, supportando le necessità delle politiche pubbliche europee attraverso la fornitura di servizi precisi e affidabili sugli aspetti ambientali e di sicurezza. Delle varie tipologie di satelliti, chiamati Sentinel, Sentinel 2 (A e B) ha un sensore multispettrale con capacità di acquisizione della stessa scena con dettaglio (risoluzione spaziale) fino a 10 m, ogni 5 giorni. E’ dedicato a osservazione di coste, mari e superficie terrestre. Sentinel 3 è invece dotato di più sensori (multisensors mission) per le osservazioni marine e temperature superficiali della superficie terrestre e degli oceani.

A cosa servono i dati telerilevati?

I dati telerilevati, fornendo una visione globale e ripetuta nel tempo dell’area di interesse, forniscono informazioni utili per descrivere una varietà di fenomeni e la loro evoluzione nel tempo. Esempi sono informazioni circa il cambiamento climatico, i disastri naturali (terremoti, incendi, eruzioni vulcaniche, inondazioni, tornado, tempeste, valanghe, ecc.) ma anche variazioni dell’ecosistema, urbanizzazione, archeologia, supporto all’agricoltura, sversamenti di petrolio in mare,  etc.)

Come utilizziamo i dati Ottici per studiare gli  incendi boschivi?

Gli incendi boschivi sono un fenomeno che è caratterizzato, nella sua fase attiva, da alte temperature il cui segnale massimo cade nell’intervallo delle onde termiche medie (MIR, Mid-wavelength infrared,  Medio infrarosso,  lunghezze d’onda comprese tra  3–8 µm)  ma rivelabile anche in tutto l’intervallo SWIR (Short-wavelength infrared, Infrarosso,  lunghezze d’onda comprese tra  1.4–3 µm). I sensori della missione Sentinel 2 e Sentinel 3 del programma Copernicus hanno alcune bande sensibili in questo intervallo di lunghezze d’onda. I dati quindi possono essere utilizzati per il controllo e la prevenzione degli incendi boschivi. In particolare, per valutare gli effetti degli incendi sulla vegetazione, si utilizza il cambiamento di intensità di segnale in bande specifiche applicando algoritmi di differenza di segnale sulle immagini acquisite dai satelliti prima e dopo l’incendio.

Scarica il poster per spiegare ai grandi e piccoli come gli scienziati utilizzano i satelliti per studiare gli incendi boschivi!

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