Tesi di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni Indirizzo Telerilevamento ed Elettromagnetismo applicato Rilevamento giornaliero della temperatura superficiale della terra, per il periodo Luglio 04 – Giugno 05, da dati telerilevati da satellite NOAA su zone regionali e medie mensili sulle province della Sicilia Relatore: Prof. Ing. P.F. Pellegrini Candidata: Claudia Donati A.A. 2004/2005

Obiettivi Ottenimento prodotti per il monitoraggio ambientale da dati NOAA/AVHRR Mappe LST (Land Surface Temperature) Sicilia, Toscana, Italia Mappe LST medie mensili regione Sicilia Grafici LST medie mensili province Sicilia Inserimento nel programma di ricerca Interreg. SEDEMED II in collaborazione con l’Ufficio Idrografico Regionale Sicilia 15 Dicembre 2005

Selezione dati grezzi Dati ricevuti da satellite NOAA 16 presso Stazione Ricezione Satelliti PIN di Prato Periodo 1 Luglio 2004 – 30 Giugno 2005 2 passaggi giornalieri intorno ore 01.00 e 13.00 UTC 15 Dicembre 2005

Catena di elaborazione LST AmEDIT (Ambiente Elaborazione Digitale Immagini Telerilevate) 15 Dicembre 2005

Analisi qualitativa immagini grezze Estrazione quick look (immagine sottocampionata dei count Ch 3 AVHRR) 1 riga immagine/4 di ripresa 1 pixel immagine/4 di ripresa Quick look file grezzo T0500413.253 04 Gennaio 2005 ore 13.25 UTC 15 Dicembre 2005

Analisi qualitativa immagini grezze Analizzati 662 passaggi del satellite NOAA 16 Scartate immagini: Copertura nuvolosa > 20 % Fuori copertura Degradate Immagini idonee → Prodotte 392 mappe LST 15 Dicembre 2005

Correzione geometrica Geolocazione pixel di ripresa su griglia regolare in proiezione Mercatore WGS84 Valore pixel immagine corretta ottenuti interpolando bilinearmente i valori dei 4 pixel più vicini nell’immagine originale 15 Dicembre 2005

Correzione geometrica Sovrapposizione linee di costa della zona geografica Correzione della georeferenziazione Linee di costa formato Sicilia proiezione Mercatore WGS84 sovrapposte all’immagine grezza 15 Dicembre 2005

Classificazione pixel immagine Sovrapposizione della maschera terra/mare della zona geografica Immagine maschera terra/mare formato Sicilia proiezione Mercatore WGS84 15 Dicembre 2005

Correzione radiometrica Sensore AVHRR (radiometro) dispone di 5 Ch Ch 1, 2 Rosso Ch 3 IR Vicino Ch 4, 5 IR Termico Eliminare imprecisioni introdotte dal sensore Correzione elevazione Sole e distanza Terra – Sole Calibrazione sensore (count → radianza) 15 Dicembre 2005

Correzione atmosferica Radianza misurata dal sensore è falsata da fenomeni atmosferici di assorbimento/riflessione Stimare la trasmittanza atmosferica → Radianza a terra 15 Dicembre 2005

Calcolo LST 15 Dicembre 2005

Ts = T4 + 1.8 (T4 - T5) + 4.8 (1 - ε) – 75 Δε [K] Calcolo LST Formula calcolo LST Ulivieri et al., 1992 Ts = T4 + 1.8 (T4 - T5) + 4.8 (1 - ε) – 75 Δε [K] Ts [K] Temperatura superficiale del suolo T4 [K] Temperatura di brillanza canale 4 AVHRR T5 [K] Temperatura di brillanza canale 5 AVHRR Δε [adim] Differenza tra emissività canali 4 e 5 AVHRR ε [adim] Semisomma tra emissività canali 4 e 5 AVHRR 15 Dicembre 2005

Rappresentazione mappa LST Immagini in falsi colori Palette di 16 colori fissi (modello RGB) Intervalli di 32 °C variabili Studio per determinare intervalli idonei a coprire l’escursione termica misurata nella regione considerata 15 Dicembre 2005

Intervalli di temperatura utilizzati Stagione Temp. Giorno Temp. Notte Estate Lug – Ago – Sett 24 – 56 °C 16 – 48 °C 0 – 32 °C Autunno Ott – Nov – Dic -8 – 24 °C Inverno Gen – Feb – Mar -16 – 16°C Primavera Apr – Mag – Giu 8 – 40 °C 15 Dicembre 2005

Prodotte 149 mappe LST Siclia Mappa LST Sicilia 04 Gennaio 2005 Ore 13.25 UTC Grezzo T0500413.253 Prodotte 149 mappe LST Siclia 15 Dicembre 2005

Prodotte 112 mappe LST Toscana Mappa LST Toscana 10 Febbraio 2005 Ore 13.03 UTC Grezzo T0504113.033 Prodotte 112 mappe LST Toscana 15 Dicembre 2005

Prodotte 131 mappe LST Italia Mappa LST Italia 21 Luglio 2004 Ore 13.25 UTC Grezzo T0420313.255 Prodotte 131 mappe LST Italia 15 Dicembre 2005

Mappe LST medie mensili Sicilia Luglio 04 Agosto 04 Settembre 04 Ottobre 04 Novembre 04 Dicembre 04 Gennaio 05 Febbraio 05 Marzo 05 Aprile 05 Maggio 05 Giugno 05 15 Dicembre 2005

LST medie mensili province Sicilia Sovrapposizione maschera classificazione province su mappe LST medie mensili Sicilia Costruzione grafici File classificazione province Sicilia proiezione Mercatore WGS84 15 Dicembre 2005

LST medie mensili province Sicilia 101 TP 102 PA 103 ME 104 AG 105 CL 106 EN 107 CT 108 SR 109 RG 15 Dicembre 2005

LST medie mensili province Sicilia est 107 CT 108 SR 109 RG 15 Dicembre 2005

LST medie mensili province Sicilia ovest 101 TP 102 PA 104 AG 105 CL 15 Dicembre 2005

Conclusioni Obiettivi raggiunti con produzione di: 392 Mappe LST Sicilia, Toscana, Italia Mappe LST medie mensili Sicilia Andamenti LST medie mensili province Sicilia Creazione di un archivio di immagini LST con l’uso della versione più recente della catena AmEDIT 15 Dicembre 2005

Conclusioni Applicazioni e studi di carattere ambientale Risultati base per monitoraggio fenomeni su scala regionale e provinciale Stato di salute del suolo Condizioni di vegetazione Tendenza all’aridità I dati ottenuti saranno in parte inclusi nella documentazione del prossimo meeting SEDEMED II 15 Dicembre 2005

Grazie per l’attenzione Un ringraziamento particolare a tutto il personale del Laboratorio di Telecomunicazioni Claudia Donati