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pubblicato il 15 luglio 2020 in terra

La Terra vista dall’alto

Il telerilevamento satellitare: cosa è e a cosa serve
In ambito scientifico le immagini prodotte dai sensori a bordo dei satelliti per l’osservazione della Terra consentono di osservare estesi territori e di indagare oltre la semplice visione umana. Grazie ai passaggi ripetuti del satellite è possibile studiare l’evolversi di fenomeni naturali come l’accadere di imprevisti eventi catastrofici. La disciplina scientifica che si occupa di ciò è il Telerilevamento (Rilevamento a distanza)

Il pianeta blu: una delle prime immagini della Terra vista dallo spazio fu ripresa dall’equipaggio dell’Apollo 17 il 12 luglio del 1972.

L’acquisizione dei dati in Telerilevamento avviene grazie a speciali sensori che registrano le informazioni trasportate dall’energia elettromagnetica emessa, riflessa o diffusa dai corpi osservati, riuscendo a rendere “visibili” radiazioni che l’occhio umano non sarebbe altrimenti in grado di percepire.

Perché osservare dall’alto
Pare che già Socrate (V sec. a. C.) avesse intuito che, per comprendere appieno il mondo in cui viviamo, l’uomo avrebbe dovuto alzarsi al di sopra della Terra, fino al culmine dell’atmosfera ed oltre.

Felix Tournachon, detto Nadar, fu uno dei primi fotografi a intuire e utilizzare le potenzialità delle riprese dall’alto. Nel 1856 attrezzo un pallone e realizzo le prime riprese di Parigi producendo le prime immagini Telerilevate. Crediti: Wikipdia

I moderni satelliti per l’Osservazione della Terra sono la risposta moderna alle indicazioni del filosofo. Le immagini trasmesse dai satelliti ci consentono di osservare il nostro mondo andando oltre l’esperienza quotidiana. Le immagini riprese dall’alto, grazie agli strumenti del Telerilevamento, infatti mostrano una realtà che riconosciamo, ma che solo in parte coincide con quella abituale della nostra esperienza.

La visione sinottica
La ripresa a distanza offre una visione su territori estesi: possiamo seguire il percorso di un fiume che attraversa vari paesi; osservare la diversa distribuzione delle foreste in territori differenti; controllare la diffusione degli incendi di un intero continente o monitorare le condizioni d’interi mari.

L’Italia nel contesto del bacino del Mediterraneo ripresa a colori naturali dal sensore MODIS. L’immagine è stata acquisita il 29 maggio del 2001 (CNR-IREA, Milano © NASA).

La visione multispettrale
La visione a colori dell’uomo permette di osservare solo una piccola parte del comportamento spettrale degli oggetti. Il telerilevamento osserva il comportamento delle superfici indi varie porzioni dello spettro elettromagnetico, riprese dalle bande dei sensori, riuscendo così a distinguere in un territorio tipologie e stato delle superfici e degli oggetti che lo compongono. I sensori ci consentono perciò di andare oltre il “visibile” grazie alla possibilità di rilevare e misurare realtà non percepibili dall’occhio umano.

Esempio di ripresa Multispettrale del Sensore TM a bordo del satellite LANDSAT. L’energia riflessa dalle superfici viene registrata in 6 bande spettrali dal visibile all’infrarosso medio. Le varie bande possono essere composte rendendo visibile ciò che il nostro occhio non può.

L’immagine ripresa dal sensore TM descrive la confluenza tra il fiume Ticino e il Po in prossimità della città di Pavia. Le diverse composizioni di bande consentono di rilevare diversi elementi territoriali.

La prima composizione (RGB 321) riproduce ciò che può vedere l’occhio umano ovvero i colori. La banda 3 porta le informazioni del rosso, la banda 2 del verde e la banda 1 del blu. E’ interessante apprezzare il diverso colore della acque dei due fiumi il Po risulta più chiaro perché ricco di sedimenti.

La seconda compozione è detta Infra Rosso (IR) falso colore. Le informazioni del canale del rosso sono portate dall’infrarosso vicino, banda 4. Questa composizione viene usata per analizzare il comparto vegetale. Si può infatti vedere come tutti i campi agricoli e le foreste risultino più identificabili e distinti dalle altre superfici.

La terza immagine rappresenta una composizione sempre a falsi colori in cui sono caricate due bande dell’infrarosso la 4 e la 5. Quest’ultima ricade nelle porzioni di spettro dell’infrarosso medio. Questa combinazione facilita il riconoscimento dei corpi idrici in quantro l’acqua assorbe le lunghezze d’onda dell’infrarosso. Oltre ai fiumi, in nero, appaiono altri elementi particolari nel territorio agricolo: sono le risaie allagate.

La visione multitemporale
Infine, le tecniche di telerilevamento consentono di riprendere la stessa scena ad intervalli di tempo regolari. Questo caratteristica ci permette di seguire nel tempo le dinamiche ambientali, al mutare delle stagioni o di altri fattori, come l’intervento dell’uomo.

Il processo di deforestazione della Rodonia (Brasile) tra il 1975 ed il 1992.

In questa sequenza di immagini si osserva il processo di deforestazione in alcune zone del Brasile visto dal sensore Landsat –MSS il 19-06-1975 (a), Landsat –TM il 1-08-1986 (b) e 22-06-1992 (c) (Fonte USGS).

a cura di Mirco Boschetti – CNR-IREA sezione di Milano

 
 
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