Definizione di rilevamento a distanza
Il rilevamento a distanza è la scienza per acquisire informazioni su un oggetto o fenomeno misurando la radiazione emessa e riflessa. Esistono due tipi principali di strumenti di telerilevamento: attivi e passivi.
Domande frequenti
Che cos’è il rilevamento remoto?
Il telerilevamento è un tipo di tecnologia geospaziale che campiona la radiazione elettromagnetica (EM) emessa e riflessa dagli ecosistemi terrestri, atmosferici e acquatici della Terra al fine di rilevare e monitorare le caratteristiche fisiche di un’area senza stabilire un contatto fisico. Questo metodo di raccolta dei dati coinvolge tipicamente tecnologie di sensori basati su aerei e satellitari, che sono classificati come sensori passivi o sensori attivi.
I sensori passivi rispondono a stimoli esterni, raccogliendo radiazioni riflesse o emesse da un oggetto o lo spazio circostante. La fonte di radiazione più comune misurata dal telerilevamento passivo è la luce solare riflessa. Esempi popolari di sensori remoti passivi includono dispositivi ad accoppiamento di carica, fotografie su pellicola, radiometri e infrarossi.
I sensori attivi utilizzano stimoli interni per raccogliere dati, emettendo energia per scansionare oggetti e aree dopo di che un sensore misura il energia riflessa dal bersaglio. RADAR e LiDAR sono strumenti di telerilevamento attivi tipici che misurano il ritardo tra l’emissione e il ritorno al fine di stabilire la posizione, la direzione e la velocità di un oggetto. I dati di telerilevamento raccolti vengono quindi elaborati e analizzati con hardware di telerilevamento e software per computer, disponibili in una varietà di applicazioni proprietarie e open source.
Che cos’è Il telerilevamento utilizzato per?
La tecnologia di telerilevamento viene utilizzata in un’ampia varietà di discipline in migliaia di casi d’uso diversi, inclusa la maggior parte delle scienze della terra, come meteorologia, geologia, idrologia, ecologia, oceanografia, glaciologia e geografia e nel rilevamento del territorio, nonché applicazioni nei settori militare, di intelligence, commerciale, economico, di pianificazione e umanitario. Alcuni esempi tipici di telerilevamento includono:
- GIS telerilevamento: Geographic Information System (GIS) è un sistema progettato per acquisire, archiviare, gestire, analizzare, manipolare e presentare dati geografici o spaziali – il telerilevamento satellitare fornisce un’importante fonte di dati spaziali. Il telerilevamento e il GIS lavorano insieme per raccogliere, archiviare, analizzare e visualizzare i dati praticamente da qualsiasi posizione geografica sulla Terra.
- Il monitoraggio e la gestione dell’irrigazione e dell’umidità del suolo sono componenti principali del telerilevamento in agricoltura.
- Il radar Doppler misura eventi meteorologici come la velocità e la direzione del vento all’interno dei sistemi meteorologici, nonché l’intensità e la posizione delle precipitazioni. Un’altra applicazione è il controllo del traffico aereo.
- I satelliti AVHRR e MODIS utilizzano il rilevamento termico e il rilevamento a infrarossi medi per monitorare i vulcani attivi.
- L’INSAR (radar interferometrico ad apertura sintetica) utilizza la tecnica di rilevamento remoto dell’interferometria per prevedere e fornire allarmi precoci per potenziali smottamenti.
- Un’applicazione primaria del rilevamento e della misurazione della luce (LiDAR) è il monitoraggio della vegetazione , tuttavia è anche applicato nei casi di arma che vanno e homing illuminato laser di proiettili. LiDAR può anche essere utilizzato per rilevare e misurare la concentrazione di varie sostanze chimiche nell’atmosfera.
- Le coppie stereografiche di fotografie aeree vengono utilizzate per modellare le caratteristiche dell’habitat terrestre e per creare mappe topografiche da parte di analisti di immagini e del terreno nei dipartimenti della trafficabilità e delle autostrade per potenziali percorsi.
- L’imaging spectropolarimetrico è utilizzato dai ricercatori presso il laboratorio di ricerca dell’esercito degli Stati Uniti per scopi di tracciamento del bersaglio identificando oggetti artificiali tramite le loro firme polarimetriche, che non si trovano negli oggetti naturali.
- I satelliti di telerilevamento forniscono immagini di telerilevamento prima e dopo il telerilevamento per quantificare i danni post-terremoto, che forniscono dati vitali per i soccorritori.
- Dati da altimetri radar e laser su satelliti, sonar e misurazioni a ultrasuoni possono essere utilizzati per la mappatura costiera e la prevenzione dell’erosione, per comprendere meglio come gestire le risorse oceaniche, per valutare gli impatti di un disastro naturale e creare strategie di risposta al disastro da utilizzare prima e dopo un evento pericoloso, e per ridurre al minimo i danni che la crescita urbana ha sull’ambiente e aiutare a decidere come proteggere al meglio le risorse naturali.
- Il telerilevamento per petrolio e gas è uno strumento fondamentale per le operazioni di gas e petrolio a monte ea valle attraverso la valutazione delle infrastrutture per la pianificazione del pozzo. L’analisi spettrale è vitale per la valutazione degli affioramenti superficiali e delle infiltrazioni di idrocarburi superficiali.
Importanza del telerilevamento
Il telerilevamento consente di raccogliere dati da aree pericolose o inaccessibili, con crescente rilevanza nella società moderna . Sostituisce la più lenta e costosa raccolta di dati a terra, fornendo una copertura rapida e ripetitiva di aree estremamente ampie per le applicazioni quotidiane, che vanno dalle previsioni meteorologiche ai rapporti su disastri naturali o cambiamenti climatici.
Il telerilevamento è anche un metodo non ostruttivo, che consente agli utenti di raccogliere dati ed eseguire l’elaborazione dei dati e l’analisi GIS fuori sede senza disturbare l’area o l’oggetto target. Il monitoraggio di inondazioni e incendi boschivi, deforestazione, orsi polari, concentrazioni chimiche e terremoti sono solo alcuni dei casi in cui il telerilevamento geospaziale fornisce una prospettiva globale e informazioni fruibili che altrimenti sarebbero irraggiungibili.
Vantaggi del telerilevamento a microonde
Il telerilevamento a microonde comprende sia il telerilevamento passivo che attivo, coprendo lunghezze d’onda che vanno da un centimetro a un metro: la lunghezza d’onda maggiore del microonde è una caratteristica importante nel telerilevamento in quanto può penetrare foschia, pioggia, polvere e nuvolosità in modo più efficace di quanto non sia visibile e infrarosso.
Il telerilevamento dell’ambiente utilizzando il telerilevamento a microonde non è quindi influenzato poiché le lunghezze d’onda maggiori non sono suscettibili alla diffusione atmosferica. È possibile rilevare l’energia a microonde e raccogliere dati nella maggior parte delle condizioni ambientali. Le applicazioni includono il monitoraggio del ghiaccio marino e la mappatura globale dell’umidità del suolo.
Applicazione del telerilevamento ai cambiamenti climatici
Applicazione del telerilevamento negli studi sui cambiamenti climatici ha fornito importanti progressi nella comprensione del sistema climatico e dei suoi cambiamenti, quantificando stati e processi spazio-temporali dell’atmosfera, degli oceani e delle terre. I sensori satellitari hanno aiutato a rilevare e misurare gli effetti di raffreddamento dell’aumento degli aerosol stratosferici e il modello spaziale di innalzamento del livello del mare, che altrimenti non sarebbero stati osservati dalle osservazioni dei modelli climatici convenzionali.
La ricerca sui cambiamenti climatici globali utilizza i big data dalle piattaforme di osservazione della Terra, in cui sono implementati metodi di dati multi-satellite, multi-sensore e serie temporali a lungo termine. Ciò ha facilitato l’individuazione dei fattori di sensibilità al clima, ha avanzato lo studio della variabilità spaziale degli ecosistemi terrestri e ha contribuito allo sviluppo di strategie di risposta ai cambiamenti climatici globali.
Limitazioni di Dati di telerilevamento
Il telerilevamento è in ultima analisi gestito da operatori umani che prendono decisioni cruciali riguardo a quali sensori dovrebbero essere utilizzati per raccogliere dati e quando, le specifiche di risoluzione per i dati raccolti e la calibrazione del sensore e la selezione della piattaforma che trasporterà il sensore, il che espone questo metodo a un certo grado di errore umano.
L’imprecisione può anche essere introdotta dalla radiazione dello spettro elettromagnetico emessa da potenti sistemi di telerilevamento attivi, che possono essere intrusivi e influenzare il fenomeno target oggetto di indagine. Gli strumenti di telerilevamento possono fornire dati non accurati e non calibrati se il sistema hardware non viene calibrato. Potrebbero esserci anche limitazioni relative ai costi. È un metodo costoso che richiede una formazione specifica e approfondita per l’analisi delle immagini
Storia del telerilevamento
Le prime pratiche del telerilevamento moderno consistevano in primitive fotografie della superficie terrestre prese da palloncini legati ai fini della mappatura topografica negli anni Quaranta dell’Ottocento. La fotografia aerea sistematica utilizzando velivoli modificati è stata sviluppata per scopi di sorveglianza e ricognizione militare durante la prima guerra mondiale e durante la guerra fredda.
Con l’emergere del programma spaziale negli anni ’60, la strumentazione per l’osservazione della Terra e i satelliti meteorologici come Nimbus e Landsat hanno fornito misurazioni globali di vari dati per scopi militari, civili e di ricerca. IKONOS, il primo satellite commerciale costruito per raccogliere immagini ad altissima risoluzione, è stato commissionato da Lockheed Martin, lanciato nel 1999 e disattivato nel 2015.
OmniSci fornisce soluzioni di telerilevamento ?
I dati di rilevamento remoto sono una delle principali fonti di dati spaziali utilizzati nei sistemi di informazione geografica (GIS). I processi geospaziali specifici negli strumenti GIS stanno diventando troppo lenti per gli enormi volumi di dati forniti dalle moderne tecnologie di telerilevamento.
OmniSci colma questo divario, fornendo una piattaforma di analisi accelerata che consente agli analisti geospaziali di filtrare miliardi di record di dati sulla posizione e poligoni insieme ad altre funzionalità in millisecondi. Il motore SQL di OmniSciDB memorizza in modo nativo i tipi di dati geografici e geometrici, consentendo agli utenti di eseguire calcoli geografici con la potenza di elaborazione massicciamente parallela di CPU e GPU.