Consiglio Nazionale delle Ricerche
TELERILEVIAMO
IL
TEMPO
TELERILEVIAMO IL TEMPO
Testo esplicativo del video presentato al Festival della Scienza
Genova –
Autori:
Lorenza Fiumi, Stefano Tocci, Carlo Meoni
CNR
Istituto Nazionale per Studi ed Esperienze di Architettura Navale (INSEAN)
Istituto sull’Inquinamento Atmosferico (IIA)
Le immagini estratte dall’omonimo video ed i relativi testi, sintetizzano i risultati di
un’attività di ricerca condotta dal gruppo di ricerca, dedicata
allo studio dell’ambiente attraverso il telerilevamento
Editore
CNR-INSEAN
Realizzazione Grafica
Riccardo Simi
ISBN: ----
SOMMARIO
Il Telerilevamento .............................................................................
I mari e gli oceani ..............................................................................
La salinità vista dal satellite AQUARIUS ...........................................
La densità vista dalla rete EOS..........................................................
Temperatura superficiale del mare ..................................................
Il programma LANDSAT ....................................................................
Le immagini tridimensionali.............................................................
Ringraziamenti ..................................................................................
Bibliografia e Risorse Web................................................................
IL TELERILEVAMENTO
Nel corso della storia, l’uomo ha sempre cer-
Il telerilevamento consente di riprendere a
cato nuovi modi per superare i limiti naturali
distanza vasti territori, anche quelli posti in
di osservazione e di percezione visiva, per
zone remote ed inaccessibili e senza un con-
riuscire a scrutare oltre il muro, la collina, la
tatto diretto su essi ad esempio: gli oceani, i
montagna, gli oceani.
ghiacciai, i deserti, le foreste, ecc.. Si può se-
La storia del telerilevamento è legata allo
guire il percorso di un fiume che attraversa
sviluppo tecnologico e di ricerca in tre set-
vari paesi; osservare la diversa distribuzione
tori: la fisica delle onde elettromagnetiche,
della vegetazione, o monitorare le condizio-
le tecniche fotografiche ed elettroniche e la
ni di vaste distese oceaniche.
tecnologia spaziale.
Consente inoltre di riprendere la stessa
scena ad intervalli di tempo diversi e rego-
consente una visione globale e permette di
lari per monitorare fenomeni naturali con
estrarre informazioni di tipo cartografico; è
un andamento dinamico, come l’evoluzione
tuttavia limitata in quanto registra le sole
meteorologica del tempo, lo scioglimento
radiazioni del visibile [].
dei ghiacciai, o fenomeni devastanti connes-
E’ ben noto che esistono radiazioni elettro-
si all’attività umana, come la deforestazione
magnetiche di altre lunghezze d’onda che
di alcune aree del pianeta.
vengono emesse o riflesse dalla superficie
La fotografia dallo spazio ha costituito la
terrestre e di cui non ci accorgiamo a causa
premessa alla nascita del telerilevamen-
dei limiti dell’occhio e del cervello umano.
to. Essa è di grande importanza perché
La retina dell’occhio umano è sensibile alla
sola piccola parte dello spettro delle radia-
da uno superiore di lunghezze d’onda, ven-
zioni elettromagnetiche comprensiva; que-
gono chiamate bande spettrali. L’acquisizio-
sto intervallo coincide con “l’arcobaleno” e
ne d’immagini in diverse bande consente di
si chiama spettro visibile o semplicemente
analizzare differenti proprietà delle superfici
visibile (VIS) [].
indagate per le specifiche risposte che esse
Il telerilevamento attraverso i sensori per-
danno in differenti porzioni dello spettro [].
mette di acquisire più immagini contempo-
L’energia elettromagnetica che trasporta
raneamente una per ogni porzione spettrale
le informazioni utili nel campo del telerile-
acquisibile dal sensore e poi interpretare,
vamento, è prevalentemente nelle bande
uno stesso oggetto in diverse lunghezza
del visibile, dell’infrarosso (vicino, medio
d’onda come l’infrarosso (IR). Queste porzio-
e termico), può essere sintetizzata come in
ni spettrali, definite da un valore inferiore e
Tabella :
BANDA
Micron (µm)
Visibile, Visible (VIS)
. - .
Infrarosso Vicino, Near Infrared (NIR)
. - .
Infrarosso Onde corte, Short Wave Infrared (SWIR)
. - .
Infrarosso Onde medie, Mid Wave Infrared (MWIR)
. - .
Infrarosso Termico, Thermal Infrared (TIR)
. - .
Infrarosso Lontano termico, Far Infrared (FIR)
≥ .
Tabella - Bande e lunghezza d’onda (µm) [].
L’informazione ricavabile dall’analisi multi
un’immagine un gran numero di elementi
spettrale, dipende dal numero di bande e
(suolo, vegetazione, acqua, ecc.) e ricono-
dalle loro caratteristiche, ovvero dalla loro
scere le specifiche caratteristiche di un solo
grandezza e posizione relativa all’interno
elemento come l’acqua; la temperature, la
dello spettro.
salinità, la concentrazione dei nutrienti, ecc.
Attraverso i fenomeni d’interazione tra ener-
[].
gia elettromagnetica e superfici naturali,
La possibilità di effettuare riprese multiple,
il telerilevamento permette di vedere cose
con diverse risoluzioni spaziali, con differenti
che ad occhio nudo non saremmo in grado
caratteristiche spettrali e di acquisire i dati in
di distinguere. Ad esempio discriminare da
momenti diversi, ancor più la combinazione
di dati provenienti diversi sensori consente
e con varie finalità a supporto di necessità
di realizzare un monitoraggio dell’ambiente
dell’uomo (servizi o indagini/monitoraggio
e del territorio che coglie tutta la comples-
scientifico-ambientale).
sità dell’ambiente che ci circonda, in altro
Esistono un gran numero di satelliti artificiali
modo difficilmente realizzabile.
utilizzati negli studi di telerilevamento, con
Un satellite artificiale è un oggetto, orbitan-
caratteristiche tecniche molto differenti, che
te intorno ad un corpo celeste che è posto
riprendono porzioni differenti della super-
volutamente nell’orbita desiderata attraver-
ficie terrestre in funzione delle differenti
so mezzi tecnologici (ad esempio con razzi)
orbite.
I MARI E GLI OCEANI
Il ,% dell’acqua disponibile sulla Terra
popolazioni che vivono lungo le coste, l’ec-
appartiene agli oceani e ai mari, con una
cessivo sfruttamento delle sue risorse, ed il
superficie equivalente al % della superfi-
grande numero di inquinanti che vengono
cie terrestre. Sebbene da un punto di vista
riversati costantemente in mare, hanno por-
sia geografico che geologico, oceani e mari
tato ad una forte riduzione della biodiversi-
sono unità distinte; i mari costituiscono ba-
tà, alla eutrofizzazione e alla distruzione di
cini marginali in comunicazione con i relati-
alcune aree altamente importanti dal punto
vi oceani, entrambi, mari e oceani sono di
di vista ambientale []. Pertanto il monito-
vitale importanza per il mantenimento e il
raggio delle acque di oceani e mari assume
controllo del clima dell’intero pianeta [].
una particolare rilevanza.
Le acque costiere, pur rappresentando solo
La misura dei parametri fisici, chimici, biolo-
una piccola frazione delle acque naturali di
gici viene effettuata con campagne periodi-
tutto il pianeta, sono molto importanti da un
che di prelievo di campioni a mare, pur tut-
punto di vista economico, sociale ed ecologi-
tavia l’utilizzo simultaneo di sensori remoti
co. Esse, sono soggette ad un forte stress a
montati su aereo o piattaforme satellitari è
causa della presenza di attività antropiche,
in costante aumento. Di fatto, le campagne
civili e industriali, che si concentrano in
di misura hanno una frequenza spaziale e
queste aree. Il % della popolazione mon-
temporale limitata e costi relativamente ele-
diale vive in una zona costiera e il % del
vati, il telerilevamento offre il vantaggio di
pesce viene pescato in zone relativamente
avere una visione complessiva di un bacino
vicine alla costa. L’aumento continuo delle
marino a costi molto inferiori. Pur tuttavia,
non tutti i parametri indicatori dello stato
quali citiamo la clorofilla, la sostanza gialla
di salute di un’area marina sono rilevabili
e i sedimenti in sospensione e le tempera-
da sensori satellitari. Sono analizzabili con
ture quest’ultime relative allo stato super-
il telerilevamento solo quelle sostanze che
ficiale []. Considerando che questi dati e
interagiscono con la radiazione luminosa
produzione di mappe non sono ottenibili
attraverso vari fenomeni come la diffu-
in altro modo, risulta evidente il crescente
sione e l’assorbimento. In questo senso si
impiego di queste tecniche anche in campo
parla di sostanze otticamente attive, tra le
oceanografico.
LA SALINITÀ VISTA DAL SATELLITE AQUARIUS
Il satellite AQUARIUS è stato lanciato il
una risoluzione di chilometri, rilevando
Giugno dalla Vandenberg Air Force
le microonde a bassissima frequenza (banda
Base in California, con l’obiettivo di analiz-
L), emesse dai primi centimetri di superfi-
zare come varia la salinità nelle acque del
cie. La sonda vola in un’orbita eliosincrona
pianeta, fondamentale per studiare le cor-
km ( miglia) sopra la superficie ter-
renti oceaniche e per comprendere meglio
restre. Per ulteriori dettagli vedi: http://
il ciclo dell’acqua, nonché per capire la loro
www.nasa.gov/mission_pages/aquarius/
correlazione con i cambiamenti climatici in
overview/index.html
atto []. Il satellite AQUARIUS acquisisce con
AQUARIUS è lo strumento primario della
navicella SAC-D. Si compone di tre radiome-
cambiamenti di salinità fino a , PSU. Ciò
tri passivi a microonde per rilevare la salinità
equivale a circa un “pizzico” (cioè, / di un
e uno scatterometro attivo per misurare le
cucchiaino) di sale in un litro di acqua [].
onde dell’oceano che influenzano la preci-
Per produrre la mappatura della salinità
sione della misura di salinità [].
globale gli scienziati hanno comparato i dati
Mentre i livelli di salinità del mare aperto
provenienti dal satellite con quelli misura-
variano generalmente - unità di sa-
ti direttamente sulle superfici oceaniche.
linità, o PSU (Practical Salinity Units) (più
Nonostante che nei primi dati acquisiti si
o meno equivalente a parti per mille), il
sono evidenziati alcuni errori, oggi, la ca-
sensore AQUARIUS è in grado di rilevare i
librazione dei dati, permette di ottenere
informazioni accurate. In particolare, con-
immagini.
sente la misura della salinità di acque mai
Gli strumenti a bordo, registrano i segnali
campionate fino ad ora, permettendo una
termici della superficie degli oceani relativi
valutazione continua e più obiettiva su scala
alle concentrazioni del sale e dalle tempera-
globale [].
ture dell’acqua, eseguendo . misure
Il satellite AQUARIUS attraversa l’equatore
per mese [].
alle ore del mattino e del pomeriggio e
A settembre , AQUARIUS/SAC-D ha
punta lontano dal sole per evitare il fenome-
prodotto la prima mappa globale della sali-
no del “luccichio”, che limita la qualità delle
nità degli oceani, contestualmente ha anche
iniziato ad osservare alcune caratteristiche
nell’Oceano
Pacifico
vicino
all’equatore,
regionali in altro modo investigabili, come
in una delle regioni più umide del pianeta,
il pennacchio di acqua dolce che sgorga dal
dove piogge intense determinano una pre-
Rio delle Amazzoni e le variazioni localizzate
valenza di acqua dolce. Inoltre l’acqua dolce
nella salinità dell’oceano a seguito di una
provenienti dalla bocca del Rio delle Amaz-
tempesta tropicale.
zoni provoca una scia di bassa salinità che si
Infatti, la salinità è facilmente collegabile ad
estende fino nell’Oceano Atlantico. Il Nord
alcune caratteristiche locali.
Atlantico, al contrario, è particolarmente sa-
A questo proposito, il satellite registra una
lato, grazie all’evaporazione di acqua dolce.
bassa salinità caratterizzata in colore blu,
Di più lenta evoluzione sono le variazioni di
salinità dovute alla scioglimento dei ghiacci,
combinazione di geografia e clima.
che rilasciano acqua dolce. Infatti, alle alte
Nel Mar Arabico a ovest, un clima arido e la
latitudini, lo scioglimento stagionale del
mancanza di ingresso di acqua dolce rende
ghiaccio marino provoca una notevole di-
le acque salate. A est, le piogge monsoniche
minuzione della salinità. Un esempio è rap-
ed il deflusso del fiume Gange, rendono il
presentato nel Mare del Labrador e le acque
Golfo del Bengala molto meno salato.
costiere che circondano la Groenlandia.
Il Mediterraneo è un bacino semichiuso con
Ciò si traduce nella fascia caratterizzata in
una forte evaporazione e un ridotto apporto
colore blu scuro corrispondente ad acqua a
di acque dolci fluviali. Di conseguenza le ac-
bassa salinità.
que sono più salate e più calde delle acque
Nell’Oceano Indiano macchie contrastanti di
atlantiche.
acqua ad alta salinità poste ad ovest e mac-
Senza osservazioni satellitari, questi cambia-
chie di acqua a bassa salinità poste ad est del
menti globali sarebbero in gran parte invi-
subcontinente indiano, sono dovute ad una
sibile a noi.
LA DENSITÀ VISTA DALLA RETE EOS
Una rete di satelliti della NASA chiamati
di osservazione della Terra che hanno rivo-
Earth Observing System (EOS) costituiscono
luzionato la nostra capacità di osservare i
un sofisticato network che monitora l’evo-
cambiamenti del pianeta dallo spazio. EOS
luzione delle dinamiche del nostro pianeta
è una serie coordinata di satelliti in orbita e
[]. La missione primaria dell’EOS avviata
per le osservazioni globali a lungo termine
nel , è quello di riprendere la Terra in
della superficie terrestre [].
costante movimento descrivendone i cam-
Le missioni EOS si concentrano sulle seguenti
biamenti a lungo e breve termine, attual-
aree scienza e del clima: radiazioni, nubi, va-
mente costituiscono una flotta di satelliti
pore acqueo, e precipitazioni; gli oceani; gas
ad effetto serra; idrologia e dell’ecosistema
una missione quinquennale, ancora oggi, è
processi terra-superficie; ghiacciai, ghiaccio
in grado di raccoglie dati [].
marino e lastre di ghiaccio; ozono e chimica
Viaggia ad un’altitudine di km dalla su-
della stratosfera; aerosol naturali e antropici
perficie terrestre . Tra gli obiettivi scientifici
[].
a cui è chiamato a rispondere, attraverso i
Tra i satelliti di punta di EOS, che hanno av-
dati che le strumentazioni a bordo raccol-
viato una nuova era nella nostra capacità di
gono (ASTER, CERES, MISR, MODIS, MOPITT)
vedere, misurare e comprendere il pianeta,
sono di fornire le prime misure globali e
il satellite chiamato TERRA lanciato nello
stagionali del pianeta Terra, compresi quel-
spazio nel dicembre del progettato per
li di neve e ghiaccio, la temperatura della
superficie, le nuvole, il vapore acqueo [].
A dimostrazione sono le animazioni chia-
Per ulteriori dettagli vedi: http://eospso.na-
mate anche GIF, ottenute con immagini in
sa.gov/missions/terra
formato GIF (Graphics Interchange Format),
Nel , è stato lanciato il satellite AQUA,
che mostrano anni di raccolta di dati ottenu-
il suo nome deriva dal latino della parola ac-
ti dalle strumentazioni a bordo dei satelliti
qua []. E’ anch’esso uno dei principali sa-
[,].
telliti di EOS volto a raccogliere una grande
L’immagine estratta dall’animazione con
quantità di informazioni sul ciclo dell’acqua
i dati del satellite Terra, evidenzia con una
sulla Terra con sei differenti strumenti di os-
visione globale anche i piccoli dettagli, in
servazione a bordo (AIRS, AMSR-E, AMSU-A,
particolare le regioni azzurre hanno meno
CERES, HSB, MODIS). AQUA raccoglie misure
densità e le regioni blu scuro che hanno una
che comprendono quasi tutti gli elementi
maggiore densità.
che coinvolgono il ciclo dell’acqua nelle sue
Ciò è dovuto all’acqua del mare che è più
diverse forme; liquida, solida e vapore, per
densa dell’acqua dolce perché i sali disciolti
un flusso di dati giornalieri di circa GB. Un
riempiono gli interstizi tra le molecole d’ac-
esempio delle misure riguarda gli aerosol,
qua, con conseguente più massa per unità
il fitoplancton e le temperature dell’acqua
di volume [].
[].
Quello che appare nell’immagine è che non
Per ulteriori dettagli vedi: http://eospso.na-
esistono confini ben definiti tra le masse
sa.gov/missions/aqua
d’acqua che si formano in superficie per la
Il network di EOS ha prodotto anche delle
loro densità, che dipende da temperatura e
immagini spettacolari della Terra.
salinità. La densità dell’acqua di mare non è
globalmente omogenea, ma varia in modo
antartiche. In queste regioni, l’acqua di
significativo.
superficie diventa abbastanza densa per
A misurare la temperatura degli oceani so-
affondare e unirsi alle correnti oceaniche
no le telecamere termiche, mentre i sensori
profonde, guidando le correnti profonde
a microonde rilevano la salinità. Combi-
come parte di un sistema chiamato circola-
nando questi parametri si ricava la densità
zione termoalina. (Termo = calore e haline =
dei mari attraverso “l’equazione di stato
densità il contenuto in sali).
dell’acqua del mare” [,]. Per ulteriori
Questa circolazione ha un forte effetto sul
dettagli vedi: http://unesdoc.unesco.org/
clima terrestre, influenzando la Corrente del
images///eb.pdf.
Golfo e gli eventi di El Niño [] .
Tre sono le regioni con una maggiore den-
Di fatto le masse d’acqua di diversa densi-
sità; la prima intorno all’Islanda, alla Groen-
tà, forniscono la forza trainante per correnti
landia, la Scandinavia e le altre due vicino
profonde.
o sotto le principali piattaforme di ghiaccio
TEMPERATURA SUPERFICIALE DEL MARE
Lo strumento inizialmente usato per misura-
Di fatto misure di alta qualità della tempera-
re la temperatura della superficie del mare
tura del mare sono ora disponibili dal
(SST) dallo spazio è l’Advanced Very High
ad oggi [,]. Questo insieme di dati di alta
Resolution Radiometer AVHRR. Dal , è
precisione, raccolti ogni giorno per oltre
operativo l’ Imaging Spectroradiometer mo-
anni di misurazioni di temperatura simulta-
derato risoluzione (MODIS) [,,,]. Più
nee di ampie aree della Terra, forniscono
recente, è l’Advanced Microwave Scanning
la base per la previsione dei cambiamenti
Radiometer per EOS (AMSR-E) in grado di
climatici, le correnti oceaniche, e i cicli di El
acquisire dati anche aree coperte da nubi.
Niño - La Niña[].
Gli Strumenti AVHRR e MODIS utilizzano
L’animazione è ottenuta dai dati di MODIS
radiometri per misurare la quantità di ra-
ed è relativa alla temperatura del mare.
diazione infrarossa termica emessa dalla
Nell’immagine i colori rosso e giallo indi-
superficie del mare. Il principio su cui si basa
cano temperature più calde, queste sono
la raccolta dati nel dominio dell’infrarosso è
presenti intorno alla regione equatoriale, il
che le superfici superiori allo zero assoluto
colore verde è un valore intermedio, mentre
emettono delle radiazioni.
il colore blu e poi viola indicano valori che
La quantità di radiazione registrata nel do-
caratterizzano progressivamente le superfici
minio dell’infrarosso termico emessa da un
più fredde poste verso i poli.
oggetto è legata alla sua temperatura [].
L’immagine mostra correnti d’acqua fredda
nella zona dell’Antartide. Evidenti sono le
su grandi distanze, di conseguenza anche il
temperature più elevate dovute alla Corren-
calore che viene trasferito su queste distan-
te del Golfo che interessano la costa orienta-
ze. Il monitoraggio della temperatura delle
le degli Stati Uniti.
superfici oceaniche per lunghi periodi di
I cambiamenti di temperature sono il più
tempo, è fondamentale per lo sviluppo di
importante indicatore del cambiamento
modelli climatici sempre più accurati anche
climatico.
al fine di migliorare le previsioni meteo.
Le correnti oceaniche hanno una grande ca-
La temperatura della superficie dell’oceano
pacità di muovere enormi quantità di acqua
mondiale fornisce una chiara indicazione
delle regioni in cui gli uragani e tifoni si for-
sono dei satelliti geostazionari per osservare
mano, poiché si possono formare solo quan-
eventi meteorologici in tempo reale e a livel-
do la temperatura del mare supera i ,°C
lo globale, gestiti dall’ente di ricerca ameri-
corrispondente a °F.
cano chiamato NOAA (National Oceanic and
La visualizzazione mostra la temperatura
Atmospheric Administration) .
della superficie del mare e le nuvole del
Per ulteriori dettagli vedi: http://svs.gsfc.na-
l’uragano Wilma. Il dato è stato acquisito
sa.gov/cgi-bin/details.cgi?aid=
nel periodo tra il e ottobre, [].
All’interno di un ciclone tropicale, “la forza
I colori sul mare rappresentano le tempe-
di Coriolis “ tende a deviare i venti verso l’e-
rature superficiali del mare ottenute dallo
sterno facendoli ruotare intorno al centro.
strumento AMSR-E posto sul satellite Aqua,
L’occhio è spesso visibile nelle immagini di
mentre le immagini della nube sovrapposte
satellite come un piccolo punto circolare li-
mostrano chiaramente la posizione dell’ura-
bero dalle nuvole, a testimonianza di moti
gano ottenute dal satellite GOES-. GOES
d’aria discendenti.
IL PROGRAMMA LANDSAT
I dati di temperatura della superficie del
Ci sono aree in cui la previsione meteoro-
mare sono importanti per lo sviluppo e la
logica è più difficile, il Golfo di Genova è
sperimentazione di una nuova generazione
una tra queste a causa delle caratteristiche
di modelli informatici che studiano l’intera-
orografiche ed idrografiche molto com-
zione tra il territorio, l’ambiente e gli oceani,
plesse, la presenza delle Alpi che possono
anche al fine avere previsioni meteorologi-
modificare il percorso e la consistenza delle
che sempre più accurate.
perturbazioni.
Il telerilevamento, come precedentemente
permesso di realizzare delle vere e proprie
accennato, permette di descrivere alcuni
mappe di temperatura superficiale e di se-
interessanti parametri delle acque in modo
guirne l’evoluzione nel tempo.
sinottico (distribuzione aerale) e dinamico
Il programma LANDSAT è costituito da una
(distribuzione temporale) e con diverse ri-
serie di missioni di osservazione della Terra
soluzioni; locale, regionale, nazionale, con-
via satellite gestiti congiuntamente dalla
tinentale, emisferico o globale.
NASA e dalla US Geological Survey [,].
Tre
LANDSAT
Nel , il primo lancio di ERTS- (Earth
sull’area del Golfo di Genova hanno
Resources, in seguito ribattezzata Landsat
acquisizioni
del
satellite
), ha iniziato l’era di una serie di satelliti
di correnti e rimescolamento tra le acque
che hanno continuamente acquisito la Terra
più profonde del mare (fredde) e le acque
dallo spazio [, ]. L’ultimo della serie, il
di superficie (riscaldate dal sole) consente di
LANDSAT , è stato lanciato il febbraio
godere di acque tiepide.
.
In Inverno, i venti settentrionali dominanti
Per ulteriori dettagli del satellite LANDSAT
sul Golfo Ligure, provenendo da NNW o da
,
NW, determinano il fenomeno di upwelling
vedi:
http://landsat.usgs.gov/about_
ldcm.php
[,,] un affioramento delle acque più
Il LANDSAT viaggia in orbita sulla Terra
fredde e profonde, le quali giunte in super-
a chilometri ( miglia) di altitudine.
ficie vengono spinte verso il largo dai venti.
Raccoglie informazioni su ogni punto della
Le caratteristiche orografiche ed idrografi-
Terra una volta ogni giorni [].
che molto complesse come quelle del Golfo
Le elaborazioni sull’area del Golfo di Genova
di Genova, possono modificare il percorso e
realizzata con i dati acquisiti nell’infrarosso
la consistenza delle perturbazioni. Tra i prin-
termico (,-, micron) del LANDSAT ,
cipali fattori di disturbo nel movimento del-
ha evidenziato nell’acquisizione di luglio
le perturbazioni c’e la presenza delle catene
, le correnti superficiali parallele alla co-
montuose come le Alpi che a volte possono
sta in verso antiorario e di forma elittica. A fi-
causare delle repentine variazioni di direzio-
ne estate ed inizio autunno, la quasi assenza
ne e di intensità, non prevedibili.
LE IMMAGINI TRIDIMENSIONALI
Le immagini telerilevate sono normalmente
Golfo di Genova.
analizzate considerando la superficie piana.
Per questo la disponibilità di modelli nume-
Pur tuttavia, a volte le misure di radianza
rici del terreno chiamati DEM (Digital Eleva-
risultano fortemente influenzate dalle re-
tion Model) è un prerequisito per ulteriori
lazioni geometriche tra il sole, il sensore e
approfondimenti nello studio e nella simu-
l’orientamento del pixel, tutto ciò crea pro-
lazione di fenomeni naturali o antropici [].
blemi di analisi del dato, come ad esempio il
La
possibilità
di
realizzare
visioni
tridimensionali a partire dalle immagini te-
naturali, dalla sperimentazione di nuovi sen-
lerilevate permette di ricostruire un territo-
sori iperspettrali ai progetti di studio di im-
rio, visualizzare ed analizzare in modo inte-
patto ambientale e di mitigazione dei rischi.
rattivo, in tutte le sue parti e nelle diverse
Il telerilevamento si pone come la più recen-
lunghezza d’onda.
te disciplina fra quelle dedicate al rilievo ed
La capacità di creare e quindi dominare una
alla rappresentazione terrestre tra queste la
realtà e/o paesaggi virtuali, ha avviato tut-
cartografia [].
ta una serie di applicazioni, che vanno dai
Per l’uomo l’esigenza di conoscere il terri-
simulatori di volo alla gestione delle risorse
torio e l’ambiente che lo circonda è sempre
stata vitale:
delle attività portuali nonché l’evoluzione
sin dalle sue origini ne ha osservato i cam-
dell’antropizzazione della città nel corso del
biamenti e descritto le caratteristiche attra-
tempo, a partire dalle più antiche, tra queste
verso la produzione di mappe cartografiche.
la Carta a stampa di Genova del , una
Sono stati rappresentati sentieri ed itinerari
delle xilografie che illustrano il “Liber chro-
dall’antichità fino ai nostri giorni in cui le
nicarum” di Hartmann Schedel, per arrivare
informazioni sono costituite in prevalenza
fino ai nostri giorni con le recentissime im-
da dati e misure raccolte dall’alto attraverso
magini acquisite dai satelliti di Google, ad
sensori installati a bordo di satelliti, aerei,
altissima risoluzione e consultabili on line.
mongolfiere, palloni sonda.
Il confronto tra immagini acquisite nel tem-
A questo proposito, il Golfo di Genova ha
po, ha reso possibile conoscere l’evoluzione
rappresentato un’interessante caso di stu-
ma anche conoscere come la storia del Porto
dio. Attraverso una sintesi di mappe carto-
Antico di Genova, è quella di un approdo che
grafiche prodotte nella storia si è cercato
ha seguito il corso delle innovazioni nella co-
osservare l’evoluzione dell’ambiente in par-
struzione delle navi e nella gestione dei cari-
ticolare evidenziare l’azione dell’uomo.
chi. I continui interventi e adeguamenti delle
La georeferenziazione della cartografie sto-
strutture portuali hanno anche comportato
riche (; ; ; ; ; ;
delle modifiche della linea di costa.
; ; ; ), su una base otte-
Le mappe cartografiche utilizzate nell’ani-
nuta da un’immagine telerilevata georefe-
mazione, ci raccontano anche di un’evolu-
renziata di recente acquisizione () ha
zione sul modo di descrivere del territorio.
permesso di poter distinguere, lo sviluppo
Le mappe medievali fornivano una visione
della Terra fantastica quale teatro della sto-
all’uomo, per la prima volta, la possibilità di
ria cristiana del mondo. Le carte a partire
vedere dall’alto porzioni sempre più estese
dal XVIII secolo, presupponevano interessi
di territorio.
commerciali e politici degli stati europei.
L’evoluzione della più recente rappresenta-
Queste carte stabilivano un nuovo insieme
zione dello spazio è avvenuta con l’inven-
di convenzioni: il nord in alto, la longitudine
zione della macchina fotografica. Installata
parte dal meridiano di Greenwich. Alla fine
su una mongolfiera permise di ottenere nel
del XVIII secolo con l’invenzione del pallone
, le prime immagini del territorio.
aerostatico o mongolfiera, che ha offerto
Con
la
Prima
Guerra
Mondiale
l’aerofotogrammetria, ovvero la compilazio-
previsioni meteorologiche.
ne di carte mediante la interpretazione delle
Per arrivare fini ai nostri giorni con le im-
fotografie scattate dal cielo, trova una sua
magini riprese da satellite che viaggiano su
sistematica applicazione.
orbite geostazionarie a kilometri da Ter-
Le informazioni ottenibili da una foto aerea
ra ed acquisiscono con risoluzioni del pixel
non si limitano ai dati topografici del territo-
di pochi centimetri e in diverse lunghezza
rio. Con opportuni procedimenti di foto-in-
d’onda e con la possibilità di descrivere con
terpretazione infatti, si possono desumere
modelli matematici i processi ed i fenomeni
informazioni circa l’uso del suolo, lo stato
naturali che avvengono attorno a noi.
della vegetazione o l’esistenza di antiche
La capacità di creare attraverso dei paesaggi
strutture oramai sepolte [].
virtuali fa intravedere tutta una serie di ap-
Gli anni ‘ videro lo sviluppo di pellicole
plicazioni, che vanno dai simulatori di volo
sensibili alle lunghezze d’onda, utilizzate
alla gestione delle risorse naturali, dalla spe-
per mappare aspetti come le diverse tipolo-
rimentazione di nuovi sensori ai progetti di
gie di vegetazione. TIROS , il primo satel-
studio di impatto ambientale e di mitigazio-
lite meteorologico, fu lanciato in orbita nel
ne dei rischi.
: forniva all’Ufficio Meteo Statunitense
Si sono aperte nuove possibilità e nuovi mo-
(US Weather Bureau) immagini giornaliere
di di pensare alla rappresentazione geogra-
delle formazioni di nubi ed ha rappresen-
fica del mondo.
tato una pietra miliare nella storia delle
RINGRAZIAMENTI
Il lavoro è stato supportato dal Progetto Bandiera RITMARE, coordinato dal Consiglio Nazionale
delle Ricerche, nell’ambito del Programma Nazionale di Ricerca -.
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