Nell'ambito dell'Osservazione della Terra da Satellite sono stati sviluppati e realizzati sensori multi-spettrali in grado di raccogliere dati in diverse bande dello spettro elettromagnetico e che risultano utili allo sviluppo di applicazioni in ambito meteorologico e climatico, di applicazioni per il monitoraggio ambientale, o per il monitoraggio del territorio. A quest`ultimo ambito, in particolare, appartengono i sensori che consentono di ricavare informazioni approfondite sulla natura del suolo: attraverso l'applicazione di uno specifico algoritmo di processamento (sviluppato da MEEO e denominato SOIL MAPPER) di immagini multi-spettrali è possibile infatti determinare la natura del tipo di suolo, discriminando all'interno della scena osservata da satellite pixel di vegetazione, di suolo scoperto, di acqua, di ghiaccio, ecc..
Esistono inoltre sensori che, pur non essendo stati concepiti col preciso intento di osservare le proprietà del suolo, possiedono caratteristiche spettrali sufficienti per l'applicazione di una varietà di algoritmi di elaborazione.
Viste le ampie possibilità offerte dalle numerose combinazioni satellite-sensore, si è dovuto operare
una prima scrematura tra i satelliti esistenti, selezionando quelli che montano sensori che permettono l'acquisizione di bande spettrali utili all'osservazione delle proprietà del suolo. Successivamente si è operata un`ulteriore scrematura per individuare i sensori con risoluzioni geometriche di acquisizione (dimensione del pixel a terra) adatte alla generazione di mappe ad alta ed altissima risoluzione.
Sono stati scelte quindi due piattaforme satellitari: LANDSAT missione 5 e 7 e SPOT missione 4 e 5. A bordo di questi satelliti sono installati infatti sensori che acquisiscono dati multi-spettrali adatti all'applicazione degli algoritmi di osservazione del suolo con la risoluzione geometrica richiesta.
Le immagini prodotte dai sensori di questi satelliti vengono archiviate seguendo standard differenti a seconda del tipo di sensore utilizzato e del tipo di formato di immagine prodotto. I sensori da cui vengono prese la immagini sono:
- TM, (10), montato sul satellite LANDSAT-5, (8);
- ETM+, (7), montato sul satellite LANDSAT-7, (9);
- HRVIR, (5), montato sul satellite SPOT-4, (2);
- HRG, (5), montato sul satellite SPOT-5, (2).
Ogni sensore permette di acquisire in modo multi-spettrale le immagini, ovvero acquisisce in diverse bande dello
spettro elettromagnetico la stessa zona osservata. Le bande di acquisizione coprono diverse lunghezze d`onda:
visibile (VIS), infrarosso vicino (NIR), infrarosso nelle onde corte (SWIR), infrarosso nelle
onde medie (MWIS) e infrarosso termico (TIR). La risoluzione geometrica del pixel osservato dipende dalla lunghezza d`onda di osservazione, pertanto immagini relative a bande differenti possono avere diversa risoluzione: è il caso, ad esempio, dell'archivio Landsat Level 1G, in cui la risoluzione della banda termica risulta essere doppia (per sensore ETM+) o addirittura quadrupla (per sensore TM) rispetto alle altre bande.
I sensori montati sui satelliti LANDSAT acquisiscono immagini ad Alta risoluzione (da 30 fino a 15 metri), mentre i sensori montati sui satelliti SPOT acquisiscono immagini ad Altissima risoluzione (da 20 fino 2,5 metri).
I valori del range di lunghezza d`onda e di risoluzione per ogni banda dei diversi sensori sono riportati nelle Tabelle 1.1 (TM, (10)), 1.2 (ETM+), 1.3 (HRVIR) e 1.4 (HRG).
Table 1.1:
Bande di acquisizione del sensore Thematic Mapper (TM)
|
| Banda |
Lunghezza d'onda (
m) |
Risoluzione (m) |
|---|
| Band 1 (VIS) |
da 0.45 a 0.52 |
30 |
| Band 2 (VIS) |
da 0.52 a 0.6 |
30 |
| Band 3 (VIS) |
da 0.63 a 0.69 |
30 |
| Band 4 (NIR) |
da 0.76 a 0.9 |
30 |
| Band 5 (SWIR) |
da 1.55 a 1.75 |
30 |
| Band 6 (TIR) |
da 10.4 a 12.5 |
120 |
| Band 7 (SWIR) |
da 2.08 a 2.35 |
30 |
|
Table 1.2:
Bande di acquisizione del sensore Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+)
|
| Banda |
Lunghezza d'onda (
m) |
Risoluzione (m) |
|---|
| Band 1 (VIS) |
da 0.45 a 0.515 |
30 |
| Band 2 (VIS) |
da 0.525 a 0.605 |
30 |
| Band 3 (VIS) |
da 0.63 a 0.69 |
30 |
| Band 4 (NIR) |
da 0.75 a 0.9 |
30 |
| Band 5 (SWIR) |
da 1.55 a 1.75 |
30 |
| Band 6 (TIR) |
da 10.4 a 12.5 |
60 |
| Band 7 (MWIR) |
da 2.08 a 2.35 |
30 |
| Band PAN (VIS) |
da 0.52 a 0.9 |
15 |
|
Table 1.3:
Bande di acquisizione del sensore HRVIR
|
| Banda |
Lunghezza d'onda (
m) |
Riroluzione (m) |
|---|
| Band 1 (VIS) |
da 0.5 a 0.59 |
20 |
| Band 2 (VIS) |
da 0.61 a 0.68 |
20 (10) |
| Band 3 (NIR) |
da 0.78 a 0.89 |
20 |
| Band 4 (SWIR) |
da 1.58 a 1.75 |
20 |
|
Table 1.4:
Bande di acquisizione del sensore HRG
|
| Banda |
Lunghezza d'onda (
m) |
Riroluzione (m) |
|---|
| Band 1 (VIS) |
da 0.5 a 0.59 |
10 |
| Band 2 (VIS) |
da 0.61 a 0.68 |
10 |
| Band 3 (NIR) |
da 0.79 a 0.89 |
10 |
| Band 4 (SWIR) |
da 1.58 a 1.75 |
20 |
| Band PAN (VIS) |
da 0.48 a 0.71 |
5 (2.5) |
|
Mario Cavicchi
2007-07-25
