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DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Tesi di Laurea in Ingegneria delle.

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Presentazione sul tema: "DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Tesi di Laurea in Ingegneria delle."— Transcript della presentazione:

1 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Tesi di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni Candidato: Salvatore Rizzuto Ottenimento di grandezze al suolo da Telerilevamento del sensore NOAA/AVHRR Caso di studio: Toscana e Sicilia Relatori: Prof. P.F. Pellegrini Prof. M. Gherardelli Prof. M. Fossi Co-relatore: Ing. M. Tommasini Firenze, 21 Settembre 2005

2 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Obiettivi Realizzazione procedure elaborazione dati NOAA/AVHRR per ottenere parametri al suolo (Temperatura superficiale del suolo, LST) Implementazione presso Stazione Ricezione Satelliti PIN-Prato Controllo qualità dati con approccio per processi (ISO 9000: Quality management systems -- Fundamentals and vocabulary) Analisi qualitativa del fenomeno di aridità in Sicilia

3 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Approccio per processi

4 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Catena elaborazione AmEDIT Ottimizzazione per pixel di terra: Revisione processo calibrazione radiometrica Interpolazione neareast neighbour riproiezione immagine griglia regolare Mercatore (Datum WGS84) Ambiente Elaborazione Di Immagini Telerilevate Caso di studio: Passaggio NOAA UTC

5 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Correzione atmosferica VIS/NIR Correzione atmosferica VIS/NIR Dati inputFonte Angoli elevazione/azimuth sole e sensore [GG.MM]AmEDIT Vapore acqueo [g/cm^2] Profondità ottica aerosol 550 [nm] AERONET Concentrazione ozono [D.U.]TOMS Risposta spettrale sensore AVHRRNOAA Digital Elevation ModelNGDC Software simulazione 6S (Second Simulation of Satellite Signal in the Solar Spectrum ) [Vermote et al.97] Correzione atmosferica [0.25 – 4 µm] Risoluzione spettrale 10 [cm -1 ] Visibilità atmosferica > 5 Km Riflettanza superficiale

6 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Correzione atmosferica VIS/NIR Correzione atmosferica VIS/NIR Valori puntualiMappe coefficienti (xa,xb,xc) Triangulated Irregular Network (TIN) [Tachiiri 05] 5 punti P(u,v) Es. Mappatura coefficiente xa Suddivisione immagine in 4 triangoli Es. P(u,v)Triangle 2 { P1 (u1,v1), P2 (u2,v2), P3 (u3,v3) } TRIANGLE 2 P1 P4 P2 P5 P3

7 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Correzione atmosferica VIS/NIR Correzione atmosferica VIS/NIR Es. P(u,v)Triangle 2 { P1 (u1,v1), P2 (u2,v2), P3 (u3,v3) }

8 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Procedure di correzione atmosferica Implementazione 6S in catena AmEDIT

9 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Calcolo parametri al suolo Mappe di Temperatura superficiale suolo (LST) Tb 4,5 : Temperatura di brillanza [K] ch. 4 e 5 Catena AmEDIT ε 4,5 : Emissività superficiale [adim.] ρ 1,2 : Riflettanza superficiale ch. 1 e 2 Correzione atmosferica NDVI : Indice di vegetazione [adim.]

10 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Procedure: calcolo parametri suolo

11 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Controllo qualità correzione atmosferica Canale 2 AVHRR [ μm] Vincolo: Canale 1 AVHRR [ μm] Vincolo:

12 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Indici di vegetazione NDVI Normalized Difference Vegetation Index [Rouse et al. 1974] Standard per valutare lo stato di salute del suolo e il conseguente Impatto socio-economico sullagricoltura [-1 ÷ 1] [0 ÷ 0.6] Teorico: Su terra: [adim.]

13 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Controllo dati NDVI Global Enviroment Monitoring Index [Pinty 1992] Riduce sensibilità visibilità atmosferica Massimizza la sensibilità alla copertura vegetale [-1 ÷ 1] Teorico: Su terra: [0 ÷ 0.8] Controllo qualità dati:

14 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Relazioni statistiche con indice NDVI Canale 4 AVHRR [ μm]Canale 5 AVHRR [ μm] [Sobrino 2001] Canale5Canale 4 Emissività suolo spoglio Emissività suolo pienamente vegetativo Termine correttivo Frazione vegetativa [Carlson et Ripley 1997] Emissività superficiale TIR Vincolo di controllo:

15 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Individuazione nubi Test a soglia Split window cirrus test (Tb4-Tb5)>Th [C.A.S.P.R. 05] Warm cloud test (Tb4-Tb5)Th) [M.A.R.S. 05] NDVI test (NDVI

16 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Tecnica split window Ulivieri et al [K] Temperatura superficiale suolo (LST)

17 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Analisi qualitativa aridità UNESCO NDVI LST I: Indice di aridità [adim.] EPT: evapotraspirazione potenziale [mm]

18 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze [Long Jim 1999] TVDI : Temperature Vegetation Dryness Index NTVAI: Normalized Temperatyre Vegetation Angel Index Analisi qualitativa aridità LST [°C] NDVI [Qi Shu-hua 2004] INDICATORI

19 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Caratterizzazione climatica ClimaTVDI Mare, nubi o neve <0.37 Umido/Subumido Semiarido/ Arido Iperarido Desertico>0.96 [Long Jim 1999] TVDI

20 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Sensibilità alla desertificazione Fonte ENEA [2003] NTVAI [ ]

21 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Ris. 141 m Trend NDVI LST TVDI NTVAI Aridità NDVI LST TVDI NTVAI Sicilia Occidentale

22 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Sicilia Nord NTVAI<0 Ris. 141 m NDVI LST TVDI NTVAI

23 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Efficienza del processo Controllo dati input: riflettanze Controllo su dati output: individuazione nubi Controllo su prodotti finali: NTVAI>0 Es: Ottimizzazione calcolo NDVI Controllo qualità dato: individuazione pixel che non rispettano vincoli (fisici o definiti empiricamente) Migliorare efficienza ISO 9004:2000 Quality management systems Guidelines for performance improvements

24 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Conclusioni Realizzazione procedure per monitoraggio suolo (Toscana e Sicilia) dati NOAA/AVHRR Correzioni atmosferiche VIS/NIR Indicatori aridità del suolo Implementazione nuove procedure Stazione Ricezione Satelliti PIN-Prato Analisi multitemporali Integrazione dati telerilevati con dati ottenuti da misure a terra Applicazione concetti qualità per indagine scientifica Strumenti controllo qualità dati


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