Flussi di dati satellitari e indici agronomici derivati - Efthymia Chatzidaki, Alessandro Pirola, Carlo Cacciamani Arpae Emilia-Romagna, Struttura ...
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Flussi di dati satellitari e indici agronomici derivati Efthymia Chatzidaki, Alessandro Pirola, Carlo Cacciamani Arpae Emilia-Romagna, Struttura Idro-Meteo-Clima Stefano Cattani, Tomaso Tonelli Arpae Emilia-Romagna, Servizio innovazione digitale
Dati telerilevati vs dati in-situ
Telerilevamento
Telerilevamento:
La procedura di rilevazione e monitoraggio
delle caratteristiche biofisiche e chimiche di
un’area, misurando la radiazione riflessa ed
Come funziona?
emessa da essa, da distanza.
Droni - Aerei - Satelliti
Satelliti - Principali caratteristiche
Risoluzione radiometrica
Sentinel 1
Sentinel 2
Risoluzione spettrale
Il numero di bande di acquisizione
e la loro ampiezza (intervallo di
lunghezze d’onda per ogni banda).
I satelliti si distinguono in:
● Pancromatici ( 1 banda)
● Multispettrali ( 2 - 15
bande)
● Iperspettrali ( 16 - 100
bande)
Come scegliere - Tipo di applicazione
La risoluzione
che scegliamo
deve essere
paragonabile
alla dimensione
dell’oggetto che
ci interessa
vedere o più
alta.
Criticità da considerare:
Pixel misti
La firma spettrale si altera
dalla compresenza di altre
piante, di suoli di diverso tipo,
contenuto di sostanza
organica, ombre dovute alla
topografia o la vegetazione,
tracce di nuvole sfuggite al Prati da pascolo in
Slovenia, elaborati
controllo del pre- con dati di Sentinel 2.
processamento ecc.
Sembra pulita?
Più bassa è la
risoluzione
spaziale e meno
definita risulta la
firma spettrale!!
Criticità - compromessi
SWATHStesura del problema
➢ Definire il problema:
Informazioni che vogliamo, scala spaziale e temporale a cui le vogliamo ecc
➢ Selezionare le classi che vorremmo identificare:
Quanta precisione vogliamo, ci sono informazioni satellitari che ci permettono di
estrarrle?
➢ Acquisire i dati:
Ci sono? Quanto costano? Abbiamo gli strumenti per elaborarli?
➢ Processare i dati per cercare di estrarre le informazioni tematiche:
Che metodi usiamo? Quanta variabilità c’è nell’area d’interesse? Abbiamo il know-how
per sviluppare i prodotti che ci interessano?
➢ Validare l’accuratezza dei risultati:
Che precisione possiamo ottenere? Che precisione vorremmo ottenere?
➢ Distribuire i risultati:
In che formato? Con quanta precisione? Che livello di esperienza ha l’utente finale?Il programma Copernicus Copernicus è il programma spaziale dell’Unione Europea per il monitoraggio della superficie terrestre (https://www.copernicus.eu/it). Si compone di varie missioni, costituite da coppie di satelliti Sentinel. Ciascuno di essi trasporta un carico di sensori con caratteristiche specifiche. I dati rilevati sono pre-elaborati dall’ESA (Agenzia Spaziale Europea) secondo vari livelli di elaborazione e distribuiti gratuitamente agli utenti. (https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home) L’Agenzia mette anche a disposizione un software gratuito per la visualizzazione e l’elaborazione dei dati denominato SNAP https://step.esa.int/main/toolboxes/snap/
I satelliti Sentinel
I satelliti che compongono ciascuna missione sono chiamati Sentinel.
Le missioni attualmente operative sono:
Sentinel-1: analisi radar (segnale attivo, indipendente dalle condizioni meteo) a microonde
su superfici terrestri e marine
Sentinel-2: monitoraggio di dettaglio del sistema agro-ambientale terrestre, tramite
misure della luminosità (radianza) ricevuta dal sensore in 13 bande spettrali che
vanno dal visibile all’infrarosso
Sentinel-3: monitoraggio globale di aree terrestri
e oceaniche
Sentinel-5: monitoraggio atmosferico
Sentinel 6: livello degli oceaniLa missione Sentinel-2 La missione Sentinel-2 del programma Copernicus, basata su due identici satelliti 2A e 2B, fornisce dati ad alta risoluzione che varia dai 10 ai 60 metri a seconda della banda spettrale. La larghezza dello swath di Sentinel 2 è di 290 Km e per facilitarne la gestione, l’immagine viene spezzettata in tiles (piastrelle) più piccoli. Per il progetto Positive, le bande analizzate sono quelle del visibile (VIS) e dell’infrarosso (IR), poiché maggiormente sensibili alle condizioni della vegetazione e dei suoli.
Orbite e riquadri sull’area d’interesse
R022 R122
R065
Il tempo di rivisita varia a seconda della località e va dai 2 ai 5 giorni.Elaborazione delle immagini satellitari
➢ Collegamento giornaliero con il sito ufficiale di ESA che rilascia i prodotti satellitari
https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home per scaricare le immagini di livello 2 (atmosfericamente
corrette al livello della superficie);
➢ Ricerca di nuove immagini disponibili per ogni orbita d’interesse;
➢ Scaricamento e processamento in automatico delle nuove immagini sul server Lepida.
Il processamento che viene applicato su ogni immagine consiste nel:
➔ cambio di formato delle immagini;
➔ omogeneizzazione della risoluzione spaziale delle diverse bande,
portandole tutte a 10 metri;
➔ aggregazione per bande e per area (creazione di stack e mosaici);
➔ applicazione della maschera di classificazione dell’immagine,
fornita da ESA insieme alle immagini, in modo da eliminare nubi,
dati difettosi ecc;
➔ applicazione della maschera della pianura emiliano-romagnola (il progetto Positive viene applicato
soltanto sulla pianura Emiliano-Romagnola);
➔ calcolo degli indici di vegetazione selezionati (NDVI, EVI) e produzione della rispettiva mappa.Mappe satellitari e collegamento con
l’esterno
Questa mappa viene poi scaricata, nell’ambito
del progetto, per essere inserita ad un Decision
Support System (Irriframe) che fornisce consigli
sui volumi irrigui da applicare.
La richiesta di tale mappa avviene tramite
software specifici che si collegano al sito
https://service.datamb.it/api/positive, fornendo
le coordinate del poligono di interesse, la
proiezione in cui si desidera ricevere le mappe
e gli indici di cui si ha bisogno.
Il software restituisce il JSON di un insieme di
poligoni, rappresentanti i singoli pixel della
mappa dell’indice che coprono l’intera area
richiesta.Esempio di input - output
Schema della procedura per la richiesta delle mappe
Grazie per l’attenzione echatzidaki@arpae.it
Gli elementi POSITIVE
Precisione
di calcolo
Macchine
Piante
Irrigazione Scalabilità
ColoriPuoi anche leggere
