Fisica

  • Materia: Fisica
  • Visto: 9202
  • Data: 2004
  • Di: Redazione StudentVille.it

Telerilevamento

Vari appunti esplicativi sulle metodologie usate per i telerilevamenti.

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Telerilevamento Introduzione Per Telerilevamento (dall'inglese Remote Sensing) si intende "l'acquisizione di informazioni su un oggetto per mezzo di uno stru­mento non in contatto con esso". L'oggetto, nella presente ricerca, è l'ambiente terrestre, mentre le informazioni riguardano sia l'identificazione del tipo di mezzo osservato (se oceano, foresta, zona urbana, zona agricola, ecc.) sia alcune sue proprietà fisiche (es. temperatura, umidità, caratteristiche geometriche, quantità di biomas­sa, ecc.). Un sistema di Telerilevamento (TLR) è un sistema di misura di tipo indiretto. Lo strumento usato, infatti, misura potenze ricevute per effetto di interazioni tra campi elettromagnetici e mezzo osserva­to; l'entità e le caratteristiche di queste interazioni sono legate alle proprietà fisiche del mezzo stesso. Si supponga di voler stimare parametri caratteristici di una superficie terrestre o marina in altre parole di un fenomeno atmo­sferico I sistemi di misura di tipo classico (rilevamento) usano, in generale, strumenti che sono a diretto contatto con il mezzo osservato e ne campionano le caratteristiche in singoli punti. Nei sistemi di TLR, invece, la misura è effettuata tramite un'antenna che è distante dalla zona osservata e può essere in moto relativo (rotatorio e/o traslatorio) rispetto ad essa. I metodi classici hanno il vantaggio di una misura in generale più precisa. I metodi di TLR hanno invece il vantaggio di poter ottenere mappe estese del fenomeno fisico osservato, invece che misure su singoli punti; inoltre la misura, essendo effettuata a distanza, è non perturbativa. Per ricostruire la mappa che i sistemi di TLR sono in grado di produrre, occorre usare strumenti di tipo classico posti tra loro a distanze che sono tanto minori quanto maggiore è la variabilità spaziale del fenomeno osservato. La conve­nienza dei sistemi di TLR, pertanto, è fortemente legata a tale variabi­lità spaziale. I sistemi di TLR sono classi­ficabili in "attivi" e "passivi". Nei sistemi attivi lo strumento, che è ricetrasmittente, irradia potenza elettromagnetica e misura la frazione di essa che è riflessa all'indietro dal mezzo osservato; nei sistemi passivi ­lo strumento è puramente ricevente e misura la potenza elettroma­gnetica spontaneamente emessa dal mezzo osservato. Verranno ana­lizzate nel seguito, nei vari casi applicativi, le convenienze dell'uno o l'altro sistema e le situazioni in cui è utile disporre di ambedue, operanti in sinergia. In questa ricerca considereremo prevalentemente sistemi per il TLR della superficie terrestre. Bande di lunghezza d'onda Da quanto detto risulta che l'informazione è prodotta e trasportata da campi elettromagnetici. La Fig.1.2 classifica i sistemi di TLR e ne illustra alcuni aspetti rilevanti sulla base di un parametro fondamentale dei campi elettromagnetici, la lunghezza d'onda “?”. Le caratteristiche in funzione di ? sono dette anche "spettrali". Nella figura é mostrato un intervallo ampio, da 0.2?m a 100m. All'interno di esso identifichiamo alcuni sottointervalli (bande) fondamentali: - Visibile (VIS), 0.4-0.7?m; - Infrarosso vicino (NIR = near infrared), 0.7-2?m; - Infrarosso termico (TIR = thermal infrared), 2-20?m; - Infrarosso lontano (FIR = far infrared), 20-300?m; - Onde submillimetriche, 300?m -1mm; - Onde millimetriche, 1mm - 1cm; - Microonde (MW), 1 cm -1m. Il diagramma (a) mostra l'andamento della densità di potenza elettromagnetica emessa dalle sorgenti naturali e utilizzabile nei sistemi passivi. La curva a1 mostra la densità di potenza emessa dal sole e intercettata dalla superficie terrestre, mentre la curva a2 mostra la densità di potenza direttamente emessa dalla superficie terrestre. Il primo contributo è nettamente dominante nel VIS e nel NIR; il secondo contributo è apprezzabile nel TIR, soprattutto per ?>10?m e continua ad essere presente fino alle microonde (anche se la sca (segue nel file da scaricare)

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