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ANALISI DELLA TEMPERATURA SUPERFICIALE E CONFRONTO CON I DATI ACQUISITI DAL SATELLITE DELLA NASA ASTER M. Musacchio, M. Silvestri, V. Lombardo, M.F. Buongiorno,

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1 ANALISI DELLA TEMPERATURA SUPERFICIALE E CONFRONTO CON I DATI ACQUISITI DAL SATELLITE DELLA NASA ASTER M. Musacchio, M. Silvestri, V. Lombardo, M.F. Buongiorno,

2 Abstract Nel quadro del Progetto di ammodernamento TELAER di AGEA, nel 2012 è stato acquisito il nuovo strumento digitale multispettrale DAEDALUS. Il sensore offre 16 bande spettrali, termico incluso (0,4 -12,5 micron) e risoluzioni spaziali fino a 70 cm al suolo, INS/GPS integrato e 16 bit di risoluzione radiometrica allorigine. Oltre alla presenza dellinfrarosso medio e soprattutto del termico le caratteristiche spettrali lo rendono congruente, e quindi correlabile ai prossimi strumenti spaziali Sentinel 2 e 3 di ESA e ad ALI, precursore NASA della futura serie satellitare post-LANDASAT e soprattutto con lattuale ASTER (VNIR e TIR) Le caratteristiche e le prestazioni (acquisisce tramite velivoli agili ed economici) aprono nuovi scenari applicativi, non solo in campo agro-forestale ma anche per la salvaguardia ambientale, il monitoraggio urbano e industriale, la ricerca il monitoraggio delle discariche, lanalisi del reticolo idrografico naturale e artificiale e delle acque costiere, lacquacoltura, le dispersioni termiche di origine naturale o antropica, ecc. Al termine delle attività di collaudo di DAEDALUS, vengono presentati alcuni dei primi risultati preliminari e le potenzialità, sia per lintera comunità scientifica che per i vari utenti amministrativi nazionali e locali.

3 Indice Trattamento delle immagini Daedalus Cenni sui parametri necessari alla correzione delle immagini acquisite da piattaforma aerea Serie storica ASTER Variazione della temperatura superficiale con dati spaziali a media risoluzione geometrica

4 Pozzuoli Estate 2012

5 Immagine 3D: Pseudo RGB Immagine Daedalus (Canali #15, 10, 5) sovrapposta al DEM (15 metri)

6 Le temperature più elevate sono concentrate nel settore orientale con T (espresse in °C) superiori a 70 °

7 Bocca Grande

8 Profili di temperatura orizzontale e verticale passanti per il punto di massima temperatura individuato precedentemente

9 Misure a Terra: Validazione DIURNE NOTTURNE Circa 3 ore di misure (9:30-12:22) con una media di ~ 32°C Circa 10 minuti di misure (23:00-23:10) con una media di ~ 19°C

10 La radianza misurata non e direttamente correlata alla T superficiale ma dipende da: Lemissivita superficiale Gli assorbimenti atmosferici La radiazione solare I sensori misurano la radianza spettrale proveniente dalla superficie terrestre

11 Per calcolare la temperatura non basta Planck ma si deve.. Conoscere o stimare lemissivita di ogni superficie presente nella nostra scena. Calcolare il contributo di radianza emessa dalla superficie eliminando gli effetti dellatmosfera sul mare e sulla terra. Eliminare il contributo della radiazione solare per le immagini diurne.

12 Misura indiretta dellemissivita Confronto tra emissivita spettrale misurata a terra con Micro-FTIR e valori calcolati da immagini TIR ASTER Emissivita derivata da immagini ASTER TIR (19/07/2003) sullEtna usando il metodo di Guillespie et al. (1989) Courtesy of Dr. L.Merucci

13 Correzioni Atmosferiche Energy interaction e.m. - Atmosphere - Surface Source of e.m. energy scattering absortion sensor scattering absortion emission scattering absortion Eq. Trasf. radiativo: Ls = Lg + Lu + (1- Ld

14 Modelli Atmosferici: MODTRAN Il MODTRAN e un codice di trasferimento radiativo in atmosfera sviluppato dal Jet Propulsion Laboratory della NASA.

15 Correzione Atmosferica immagini Teoricamente si dovrebbero calcolare I parametri atmosferici per ogni percorso dal sensore al pixel dellimmagine.

16 In pratica per limitare i run del MODTRAN e quindi il tempo totale di processamento si calcolano i parametri atmosferici per intervalli di altezza e angolo di vista e si interpolano i valori a seconda della posizione dei vari pixel nellimmagine. Si limita inoltra la correzione a porzioni di immagine caratterizzate da uguale emissivita. Intervalli di quotaIntervalli angolari Maschera di Per studi marini non serve il DEM!

17 SW di correzione Atmosferica AtmoCor AtmoCor e un programma sviluppato in linguaggio ENVI-IDL per la correzione atmosferica dei dati aerei telerilevati. Il programma utilizza il MODTRAN per stimare i parametri atmosferici necessari alla correzione delle immagini. AtmoCor e un programma versatile che puo essere facilmente adattato a diversi o nuovi tipi di sensore

18 Parametri atmosferici MODTRAN I parametri atmosferici, le lunghezze donda e la geometria sensore- target vengono definiti attraverso un file ASCII denominato tape5 di non facile comprensione e memorizzazione..

19 Tipo di sensore, data, parametri volo Si utilizza un file ASCII (di piu facile comprensione) in cui si definiscono le caratteristiche proprie del sensore, la data di acquisizione, le informazioni sul volo (quota, lat-lon), gli intervalli di quota e di angolo su cui calcolare i parametri atmosferici e soprattutto lemissivita.

20 Pozzuoli Estate 2012

21 NASA ASTER TIR ( ) Vesuvio Napoli Solfatara di Pozzuoli

22 01/08/200220/03/200324/06/200330/04/ /11/200511/11/200507/01/200609/07/

23 18/05/200715/08/200716/10/200730/12/ /05/201015/09/201002/11/201012/01/

24 10/03/201111/04/201118/04/201107/07/ /08/201109/09/201123/12/201125/02/

25 28/03/201207/11/201209/12/2012 Fine 2012

26 Monitoraggio in tempo reale MODIS Terra 5 Gen. 2013MODIS Aqua 28 Feb. 2013AVHRR 22 Mar. 2013

27 Riassumendo.. Il DAEDALUS è uno strumento prezioso per lanalisi ad alta risoluzione di anomalie termiche (emissioni vulcaniche, fumarole, ecc) E stato implementato per il DAEDALUS un software per le correzioni atmosferiche (AtmoCor) che permette di stimare la temperatura a terra con una notevole accuratezza. Una mappa di temperatura di dettaglio è stata ottenuta per larea della solfatara di Pozzuoli.

28 Confrontata con quanto fatto con ASTER Limiti /Pregi di un sensore RT come i geostazionari GRAZIE


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