RIASSUNTO BANDE PER IL TELERILEVAMENTO
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RIASSUNTO BANDE PER IL TELERILEVAMENTO Meccanismi che influenzano modalità di riflessione, emissione e assorbimento dipendono da banda di frequenza: legati a modalità di scambio di energia tra campo elettromagnetico e materiale (gas, liquido, solido) Alte frequenze (VIS, IR) analisi processi elettronici o molecolari info microstruttura dei mezzi naturali (composizione o proprietà biologiche) possibile riemissione di fotoni con corrispondenti transizioni energetiche (atomi, molecole) Basse frequenze (μW) analisi meccanismi di tipo collettivo (mobilità elettroni in banda di conduzione, conduzione effetti di dissipazione e polarizzazione del mezzo) info su sistemi complessi (terreno, vegetazione), proprietà fisiche e morfologia variazioni con lunghezza d’onda poco marcate per superfici (soprattutto influenzate dalla presenza d’acqua) EFFETTO DELLA LUNGHEZZA D’ONDA Importanza del sole nei sistemi VIS, NIR Sistemi Si t i TIR e a microonde i d operano anche h di notte tt Sistemi VIS e IR disturbati dalla presenza di nubi o nebbia Sistemi a microonde disturbati solo dalla presenza di forte pioggia Nei sistemi a microonde profondità di penetrazione fino a qualche centimetro (proporzionalità rispetto alla lunghezza d’onda) Trasparenza dell’acqua liquida nel VIS, forte sensibilità presenza acqua a microonde RIASSUNTO MECCANISMI D’INTERAZIONE Grandezza elettromagnetica Simbolo Sistema Internazionale MKSA grandezza Unità di misura Simbolo unità di misura Campo elettrico l i E Volt/m l/ / V/m Campo magnetico H Ampère/m A/m Induzione elettrica D Coulomb/m 2 C/m 2 Induzione magnetica B Weber/m 2 Wb/m 2 Densità di corrente elettrica J Ampère/m 2 A/m2 Densità di carica elettrica ρ Coulomb/m 3 C/m 3 Corrente elettrica I Ampère A Densità di potenza S Watt/m 2 W/m 2 Costante dielettrica ε Farad/m F/m Permeabilità magnetica μ Henry/m H/m Conducibilità ζ Siemens/m S/m Impedenza intrinseca η Ohm Ω Da notare che l’induzione magnetica B è storicamente Nel sistema MKSA: misurata i t anche h in i Tesla T l o Gauss. G Si hha: 1 Tesla = 1 Wb / m2 1 Tesla = 10000 Gauss ε0 1 10 9 36π μ 0 4π 10 7 SENSORI PER IL TELERILEVAMENTO CARATTERISTICHE DEI SENSORI Risoluzione spaziale: minima distanza tra due punti che possono essere distinti dal sensore Risoluzione spettrale: minima differenza di f (o λ) per la quale le misure si possono ritenere indipendenti Risoluzione so u o e radiometrica: ad o et ca minima differenza tra valori del parametro misurato che il sensore è in grado di rilevare POSIZIONAMENTO DEL SENSORE A TERRA Spesso si tratta di sensori dedicati all’osservazione dell’atmosfera ma esistono anche sistemi per l’osservazione d l sottosuolo, del tt l per esempio i il G Ground d Penetrating P t ti Radar R d (GPR) Radar Meteorologico: Frequenza: 2.5 GHz POSIZIONAMENTO DEL SENSORE SU AEREO Le piattaforme aeree più comunemente impiegate sono: I velivoli con pilota I velivoli telecontrollati (UAV: Unmanned Air Vehicles) Gli elicotteri Sono indicate per osservazioni sporadiche e di dettaglio È possibile arrivare a risoluzione centimetriche D’altro canto un aereo che voli 8 ore al giorno può accedere, a seconda della quota di sorvolo, sorvolo ad un’area compresa tra 104 -10 105 km2 Rispetto al satellite maggiore flessibilità nella pianificazione temporale ma i costi di gestione e manutenzione sicuramente più elevati POSIZIONAMENTO DEL SENSORE SU AEREO Possono trasportare, camere fotografiche, sensori iperspettrali, sensori SAR antenna a. Pulse Generator Transmitter CRT Display or Digital Recorder b. transmitted pulse Duplexer • sends and receives Receiver backscattered pulse antenna POSIZIONAMENTO DEL SENSORE SU SATELLITE Elevata capacità osservativa per unità di tempo Copertura del servizio d’osservazione estendibile facilmente a tutto il globo terrestre Ottimizzazione del rapporto costo costo-prestazioni prestazioni per osservazioni sistematiche Assenza del fattore rischio per l’uomo l uomo Effettuazione delle riprese da altezze superiori alla quota di delimitazione degli spazi aerei nazionali Capacità di effettuare riprese in zone non accessibili al mezzo aereo per motivi geografici e meteorologici Creazione di risorse osservative durevoli nel tempo tempo, immediatamente disponibili per emergenze NASA-JPL UAVSAR © http://uavsar.jpl.nasa.gov/education/what‐is‐uavsar.html © http://uavsar.jpl.nasa.gov/education/what‐is‐uavsar.html Polarimetric image of the Bay Area, California (Feb 18, 2009) © http://uavsar.jpl.nasa.gov/education/images.html IRRADIAZIONE E - j B J im i H 0 H j D J J i A 0 Inoltre per ogni A vale: H si p può allora calcolare a p partire da un p potenziale vettore magnetico A H A Se considero la sola presenza di sorgenti elettriche arrivo a: A r k A r J i r ' 2 2 j rr ' e dV ' Ar J i r ' V' 4 r r ' ANTENNE antenna: interfaccia tra onde convogliate e onde irradiate sistema di coordinate sferiche g r’ coordinata di sorgente r’ Prodotto di tre fattori 1. Termine costante 1 2. Termine di onda sferica 3. Termine vettoriale, 3 vettoriale indipendente da rr, funzione della distribuzione spaziale della sorgente Localmente onda piana uniforme WT potenza totale irradiata da un’antenna Diagramma di radiazione (d.d.r.) in potenza: densità di potenza per unità di angolo solido Funzione di direttività: d.d.r. normalizzato a potenza angolare media irradiata Caratterizza l’antenna indipendentemente da WT Direttività: valore massimo di D(θ, D(θ φ) POTENZA RICEVUTA DA UN’ANTENNA WR = Ae(θ, φ) P La potenza ricevuta WR è il prodotto tra è la densità superficiale di potenza P trasportata dall’onda e l’area equivalente, quest’ultima tiene conto della predisposizione dell’antenna a ricevere (a rendere disponibile) la potenza che i id su di essa. incide rendimento Area geometrica Ground Istantaneous Field Of View (GIFOV): dimensione al suolo sottesa dal lobo principale dell’antenna (individua la risoluzione spaziale)
