Diapositiva 1 - Università degli Studi di Catania

Corso di Laurea Magistrale in
Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio
A.A. 2013-2014
Telerilevamento e GIS
Prof. Ing. Giuseppe Mussumeci
Telerilevamento: missioni
Campi di applicazione del
telerilevamento
Legenda:
P = Pancromatico;
M = Multispettrale;
T = Termico;
R = Radar (SAR)
m=monoscopica;
s = stereoscopica.
Scanner multispettrali Gli scanner sono progettati per ricevere la radiazione in canali
specifici.
Il numero di canali, la loro ampiezza e il posizionamento
nello spettro elettromagnetico variano per ogni sensore, il che
determina caratteristiche differenti in termini di risoluzione
spettrale e spaziale.
Queste combinazioni di fattori caratterizzano i sensori e
determinano l’uso più idoneo delle immagini da essi prodotte.
schema di funzionamento di uno scanner
Il satellite ruota e contemporaneamente si muove avanzando nella
sua orbita. Per ogni rotazione viene effettuata la scansione di una
nuova linea sulla Terra. Dato che il satellite si sposta lungo la sua
traiettoria, un meccanismo di apertura assicura che la luce sia
ammessa ed esclusa in base a un modello prefissato, in modo che le
linee di scansione siano divise in aree di esplorazione.
La radiazione proveniente dall’area sottoposta a scansione sulla
Terra colpisce uno specchio e da qui attraversa un filtro ottico che
separa le varie lunghezze d’onda. La radiazione filtrata colpisce
rivelatori di diversa sensibilità, ognuno dei quali misura la
quantità di radiazione nel particolare canale.
Per ogni area sottoposta a scansione viene fornito un numero per ogni
canale, dando vita a una matrice corologica.
I dati digitali vengono trasmessi alle stazioni di Terra mediante
comunicazione radio standard.
Sia le dimensioni dell’area sottoposta a scansione, sia la risoluzione
spaziale dipendono dalle ottiche del satellite.
Nel loro insieme, i numeri rilevati sui vari canali costituiscono la firma
spettrale dell’area sottoposta a scansione.
Scansione a barretta di rivelatori
Una serie lineare di rivelatori viene orientata perpendicolarmente alla
direzione di movimento.
I satelliti non sono in rotazione e quindi la serie di rivelatori compone la
matrice corologica mentre il satellite si sposta lungo la sua traiettoria.
Il satellite meteorologico Meteosat ha una risoluzione di 5 x 5 km2.
I dettagli visibili sono pochi ma sufficienti per ottenere una scansione
completa di un emisfero in una singola immagine.
I satelliti militari più avanzati sono in grado di esplorare aree di
10x10cm2. L’effettiva risoluzione spaziale è segreta, ma è sufficiente ad
individuare dettagli piccolissimi, per esempio persone, veicoli e piccole
installazioni.
Sensori radar
(RADAR è acronimo di RAdio Detection And Ranging)
Un sensore radar emette impulsi di energia elettromagnetica, nel campo delle
microonde (*), verso la superficie della Terra. Una porzione dell’energia viene
riflessa ed acquisita dal sensore come segnale “eco”.
L'intensità dell’eco di ritorno dipenderà dalla natura e caratteristiche della
superficie illuminata (scabrosità, umidità, orientamento e inclinazione rispetto al
raggio incidente).
Il ritardo dell'eco rivela la distanza dalla superficie riflettente.
Le microonde sono in grado di penetrare nubi e foschia con efficacia e di
acquisire immagini di notte.
Le immagini radar possono anche rivelare dettagli topografici e, se la stessa
area è ripresa da due diversi punti di vista, è possibile costruire modelli
tridimensionali della superficie (interferometria).
L’emissione di impulsi radar richiede notevoli sforzi in termini di alimentazione del satellite; il che, di
conseguenza, genera difficoltà progettuali/costruttive e determina costi molto elevati. In ogni caso, il
potenziale che porta con sé la tecnologia radar è molto grande e vengono investite notevoli risorse nel
suo continuo sviluppo.
(*)
Le microonde hanno lunghezze d'onda comprese tra 1mm (frequenza di circa 300 Ghz) e 1m
(frequenza di circa 300 MHz).
Identificazione delle bande di frequenza nel campo delle
microonde
Geometria di Acquisizione Radar (RAR-Real Aperture Radar)
La direzione di puntamento del fascio forma l'angolo di incidenza
θI con
il piano tangente
all'area illuminata.
L'impronta del fascio a terra è rappresentata da un'ellisse i cui assi principali sono:
S = hθ / cosθI
v
X = hθH / cosθI
LH
dove:
θv = λ /LV
e
θH = λ /LH
LV
h
• LH lunghezza dell'antenna (dimensione in azimut)
θI
θH
θv
Ds
X
• LV larghezza dell'antenna (dimensione in elevazione)
• Vs velocità del satellite
• λ lunghezza d'onda del segnale
S
• θH apertura angolare del fascio in azimut
• θv apertura angolare del fascio in elevazione
• θI angolo di incidenza
• h quota di volo
X = risoluzione geometrica
(aumenta, quindi peggiora,
al crescere di h)
LH
X = RθH =
θH
h
θI
R
X
hθH
cosθI
=
hλ
LHcosθI
Si consideri, ad esempio:
λ = 3 cm
LH = 10 m
h = 700 km
θI = 25°
La risoluzione X sarà circa 2,3 km
lungo la direzione di orbita del
satellite.
Il principio del SAR - Synthetic Aperture Radar.
Il radar ad apertura sintetica (SAR) consente di migliorare sensibilmente la
risoluzione geometrica in azimut, cioè in direzione parallela alla traccia.
Il principio su cui si basa il SAR può essere spiegato attraverso lo schema
dell'allineamento di antenne elementari.
Si consideri che il sistema radar, muovendosi
lungo la traiettoria rettilinea, trasmette il
segnale e riesce ad illuminare lo stesso punto,
ricevendone l'eco, da N posizioni distanti d
l'una dall'altra
Ipotizzando di memorizzare e sommare i
segnali ricevuti da una stessa unità di
superficie illuminata, l'allineamento virtuale
delle antenne alle N posizioni considerate è
caratterizzato da una lunghezza pari a:
LSAR = Nd
d
d
La lunghezza Nd dell'allineamento virtuale (sintetico) è data dall'intervallo
spaziale in cui è possibile ricevere eco provenienti da uno stesso diffusore
elementare puntiforme appartenente alla superficie illuminata. Tali eco sono
presenti se il diffusore è all'interno del fascio dell'antenna reale del sistema.
La lunghezza dell'allineamento sintetico è pari a:
LSAR = Nd
Si dimostra che l'apertura del fascio dell'antenna
sintetica è inversamente proporzionale alla lunghezza
dell'allineamento Nd ed è pari a:
φSAR =
λ
2Nd
L'impronta a terra dell'allineamento sintetico determina la risoluzione
sistema SAR nella direzione parallela alla traccia:
∆X =
LH
2
∆X del
La risoluzione NON dipende dall'altezza h
del sensore
Sembra un paradosso: se la lunghezza dell'antenna diminuisce migliora la risoluzione
malgrado il fascio si allarghi!
In realtà se l'antenna si accorcia aumenta l'ampiezza dell'intervallo di traiettoria in cui si
riesce ad osservare lo stesso diffusore → si allunga l'allineamento che può essere
sintetizzato memorizzando e sommando l'eco.
Il principio del SAR - Synthetic Aperture Radar.
=N
ur a
t
r
e
Ap
Si
a
ti c
e
t
n
d
L SAR
LH
φSAR =
θH
λ
2Nd
φSAR
X
X = RθH =
hθH
cosθI
=
hλ
LHcosθI
∆X =
LH
2
Interferometria SAR
•
•
•
Due SAR riprendono la scena da
traiettorie leggermente diverse (due
antenne sullo stesso satellite o due
passaggi successivi dello stesso
SAR)
La differenza di fase fra le due riprese
è proporzionale alla differenza di
cammino radiativo.
Una “triangolazione” permette di
ricostruire la posizione dei punti
osservati rispetto alla posizione nota
dei SAR, ovvero di costruire un
modello digitale del terreno (DTM).
Orbite satellitari
Un satellite può restare nella stessa orbita per un lungo periodo di tempo
grazie all’equilibrio tra attrazione gravitazionale terrestre e forza
centrifuga.
Al di fuori dell’atmosfera la resistenza opposta dall’aria è assente, quindi la
velocità del satellite si mantiene costante e il risultato è un’orbita stabile
attorno alla Terra per molti anni.
La spinta gravitazionale diminuisce allontanandosi dalla Terra, mentre la
forza centrifuga aumenta con l’aumento della velocità orbitale. C’è quindi una
connessione diretta tra la distanza dalla Terra e la velocità orbitale del
satellite
Un satellite collocato in un’orbita bassa, cioè a una distanza di circa 800km
dalla Terra, è esposto ad una forte attrazione gravitazionale e si deve
spostare ad una velocità considerevole per generare una forza centrifuga di
pari entità.
A una distanza di 36000 km, l’orbita intorno alla terra richiede 24 ore, pari al
tempo di rotazione della Terra. A questa distanza un satellite in orbita sopra
l’Equatore sarà stazionario in rapporto con la Terra.
L’orbita geostazionaria Le orbite geostazionarie
si configurano ad una
distanza di 36000 km
dall’Equatore.
Vantaggio dell’orbita
geostazionaria:
stessa prospettiva di
visione della Terra
 la stessa immagine
può essere registrata a
brevi intervalli di tempo.
Sono utilizzate principalmente per telecomunicazione e meteorologia
(non possono rilevare le condizioni ai poli)
Svantaggio:
grande distanza dalla Terra  bassa risoluzione spaziale.
Satellite geostazionario
GOES (USA)
(Geostationary Operational
Environment Satellites)
Immagine del satellite GOES,
ripresa con tecnologia
infrarosso: Tropici, America
centro nord, oceano Atlantico.
La ripresa nell'infrarosso
permette di controllare zone
della terra oscurate dalla notte e
controlla continuamente la
temperatura al suolo, la
temperatura della superficie del
mare ma anche la temperatura
alla sommità delle nubi
permettendo anche la
classificazione del tipo di nubi.
Questo sistema permette di
valutare l'assorbimento
effettuato dal vapore atmosferico
all'irradiazione infrarossa
emessa dalla terra con
conseguente conoscenza del
grado di umidità dell'alta
troposfera.
METEOSAT + GOES
Le immagini dei due satelliti geostazionari Meteosat di
costruzione europea e GOES (Geostationary Operational
Environment Satellites) di costruzione statunitense,
possono essere combinate per una visione complessiva dello
stato delle nubi dagli Stati Uniti all’Europa.
I satelliti geostazionari (altezza circa 36.000 km) hanno una
capacità di osservazione di circa 18.000 Km di diametro.
Sono sufficienti tre satelliti per avere sotto controllo in tempo reale
l'intera superfice del pianeta.
Orbite eliosincrone
Molti satelliti sono dotati di sistemi a sensore passivo atti a misurare la
riflessione della luce solare dalla Terra e le cui condizioni operative
dipendono dall’illuminazione solare; quindi le loro orbite devono essere
regolate al ritmo del giorno e della notte.
Per poter confrontare immagini registrate nel corso di un lungo intervallo di
tempo, le condizioni della luce devono essere identiche.
Le registrazioni devono quindi avvenire alla stessa ora locale del giorno,
affinché l’altezza del sole sull’orizzonte sia la stessa e il piano dell’orbita
satellitare abbia un angolo costante rispetto alla luce proveniente dal sole.
Questi prerequisiti si possono ottenere posizionando il satellite in orbita
polare.
Mentre il satellite esegue
rivoluzioni intorno alla propria
orbita, la Terra ruota sul proprio
asse.
Ogni volta che il satellite effettua
una rotazione completa, viene
effettuata una scansione di una
nuova striscia della superficie
terrestre. Dopo un certo numero
di rotazioni si otterrà una
scansione dell’intera superficie
della Terra.
Alcuni satelliti effettuano una scansione ampia e possono, di conseguenza,
ricoprire l’intera superficie della Terra in poche rotazioni;
i satelliti con elevata risoluzione che effettuano scansioni di porzioni piccole di
superficie impiegano vari giorni per coprire l’intera superficie terrestre. A Landsat Timeline
LANDSAT
A closer look at Landsat through time
•Landsat 1: 1972–1978
•Landsat 2: 1975–1982
•Landsat 3: 1978–1983
•Landsat 4: 1982–2001* data downlink capability failed in 1993
•Landsat 5: 1984–
•Landsat 6: failed launch, 1993
•Landsat 7: 1999–
•LDCM: Scheduled to launch in 2013
Wavelength
Visible : 3bands
Near-infrared and Middle-infrared : 3bands
Thermal-infrared : 1band
Spatial
Resolution
Visible,Near-infrared and Middle-infrared : 30m
Thermal-infrared : 120m
Swath Width
About 180km
Wavelength
Visible : 2bands
Near-infrared : 2bands
Spatial
Resolution
83m
Swath Width
185km
LANDSAT 7
Orbit Sun-Synchronous
Period: 98.9 minutes
Repeat Cycle: 16 days/233 orbits
Band
wavelength band
Resolution
1
0.45-0.52m
30m
2
0.52-0.60m
30m
3
0.63-0.69m
30m
4
0.76-0.90m
30m
5
1.55-1.75m
30m
6
10.4-12.5m
60m
7
2.08-2.35m
30m
8
0.50-0.90m
15m
The ETM+ is a fixed position, nadir viewing,
"whisk-broom", multispectral scanning
radiometer and is capable of providing highresolution imaging information of the earth's
surface.
Radiation in both the visible and infrared regions
of the spectrum are detected by the instrument
in eight distinct bands.
The ETM+ is an improved version of the
Landsat 4/5 Thematic Mapper (TM) payloads,
but still provides data continuity with all prior
Landsat missions. Improvements in the
instrument include increased spatial resolution
of the thermal IR band (Band 6), improvement of
the radiometric calibration equipment, and the
addition of a panchromatic band (Band 8).
LANDSAT
Rome, 3-Aug-01
LANDSAT, New York City, New York, USA
Acquisition Date: 14-Apr-01
Banda Aceh, Sumatra
Tsunami Before and After
Acquisition Date: Dec 29,
2004 and May 14, 2004
The upper image was
taken three days after the
massive wave struck the
coastline while the lower
image was taken months
before.
Landsat 7 images of southwestern Greece before (left, 7/18/07) and after (right,
9/4/07) summer's severe fires.
The Landsat 7 images above are a composites of ETM+ bands 7, 4, and 2.
(http://landsat.gsfc.nasa.gov)
A Landsat 7 image of Baghdad acquired on Apr. 25, 2000.
This natural color image uses ETM+ Bands 3,2,1.
Landsat 7
Southern Dubai
in 2006
Palm Islands
LANDSAT 8
35
Landsat 8 è stato lanciato in data 11
febbraio 2013. È l'ottavo satellite del
programma Landsat; il settimo a
raggiungere l'orbita con successo.
Originariamente chiamato Landsat Data
Continuity Mission (LDCM), nasce dalla
collaborazione tra la NASA e l'United
States Geological Survey (USGS).
Landsat 8 opera nel campo del visibile,
dell'infrarosso vicino, delle onde corte a
raggi
infrarossi,
e
nel
campo
dell'infrarosso termico.
Fornisce immagini a moderata risoluzione,
da 15 metri a 100 metri, della superficie
terrestre e delle regioni polari.
Landsat 8 cattura circa 400 scene al
giorno, con un incremento di 250 scene al
giorno rispetto a Landsat 7. Monta a bordo
i due sensori OLI (Operational Land
Imagery) e TIRS (Thermal InfraRed
Sensor).
Band 10
10,6 – 11,2 µm
Band 11
11,5 – 12,5 µm 100 m
TIRS Bands
100 m
36
SPOT
(Systeme Probatoire d'Observation de la Terre)
La missione SPOT è stata avviata in
Francia il 21 febbraio 1986 con il lancio
del primo satellite.
SPOT 1  1986 non attivo
SPOT 2  1990
SPOT 3  1994 non attivo
SPOT 4  1998
SPOT 5  2002
Lo SPOT 5 effettua rilevamenti in tre
bande spettrali (verde, rosso e
infrarosso vicino) con una risoluzione di
10 metri e in una banda nell’infrarosso
medio (risoluzione 20 m)
È dotato inoltre di uno scanner
pancromatico (risoluzione 5 m).
SPOT satellite spectral bands and resolutions
sensor
electromagnetic spectrum
pixel size
spectral bands
SPOT 5
Panchromatic
B1 : green
B2 : red
B3 : near infrared
B4 : mid infrared (MIR)
2.5 m or 5 m
10 m
10 m
10 m
20 m
0.48 - 0.71 µm
0.50 - 0.59 µm
0.61 - 0.68 µm
0.78 - 0.89 µm
1.58 - 1.75 µm
SPOT 4
Monospectral
B1 : green
B2 : red
B3 : near infrared
B4 : mid infrared (MIR)
10 m
20 m
20 m
20 m
20 m
0.61 - 0.68 µm
0.50 - 0.59 µm
0.61 - 0.68 µm
0.78 - 0.89 µm
1.58 - 1.75 µm
SPOT 1
SPOT 2
SPOT 3
Panchromatic
B1 : green
B2 : red
B3 : near infrared
10 m
20 m
20 m
20 m
0.50 - 0.73 µm
0.50 - 0.59 µm
0.61 - 0.68 µm
0.78 - 0.89 µm
Il satellite SPOT ha una funzione
speciale di programmazione che
consente di "acquisire immagini su
due lati" effettuando la scansione della
stessa striscia per due volte in due
passaggi consecutivi da diversa
angolazione.
Le due diverse angolazioni sulla stessa
area creano un effetto stereoscopico
che consente di effettuare anche la
restituzione altimetrica dell’area.
Caratteristiche tecniche del satellite
SPOT 5
SPOT 5
Data di Lancio
Maggio 2002
Veicolo
utilizzato
Ariane 4
Vita prevista
5 anni
Orbita
Eliosincrona
Orario di
passaggio
sull'equatore
(descending)
Caratteristiche del sensore
Instruments
Bande e
risoluzione
10:30 a.m.
Altezza
all'equatore
822 km
Inclinazione
Orbita
98.7°
Velocità
7.4 kps
Periodo orbitale
101.4 minuti
Ampiezza della
ripresa
60 km x 60 km to 80 km
Risoluzione
radiometrica
Programmabile
Peso
3,000 kg
Angolo di
incidenza
90-Gbit di memoria
(~ 210 immagini )
Capacità
Onboard image
processing
Fino a 5 immagini acquisite
simultaneamente, 2 inviate in
real-time e 3 immagazzinate a
bordo
2 pancromatiche (5 m)
3 multispettrali (10 m)
1 infrarosso medio (20 m)
Range spettrale
26 giorni
3.1 x 3.1 x 5.7 m
2 HRGs
P: 0.48 - 0.71 µm
B1: 0.50 - 0.59 µm
B2: 0.61 - 0.68 µm
B3: 0.78 - 0.89 µm
B4: 1.58 - 1.75 µm
Ciclo orbitale
Dimensioni
SPOT 5
Intervallo di
rivisita
8 bits
si
±31.06°
Da 1 a 4 giorni
SPOT 6
Il satellite SPOT 6 è stato lanciato il 9 settembre 2012, mentre per il 2014 è previsto il
lancio di SPOT 7.
Image product resolution:
Panchromatic: 1.5 m
Colour merge: 1.5 m
Multispectral: 8 m
Spectral bands, with simultaneous panchromatic and multispectral acquisitions:
Panchromatic (450 – 745 nm)
Blue (450 – 525 nm)
Green (530 – 590 nm)
Red (625 – 695 nm)
Near-infrared (760 – 890 nm)
Footprint: 60 km × 60 km
Responsive satellite tasking, with 6 tasking plans per day, per satellite
Capacity to acquire up to 3 million km2. daily
ENVISAT
Il primo marzo 2002, l’Agenzia spaziale europea ha lanciato ENVISAT, un
satellite in orbita polare per l’osservazione della Terra, per indagare sui
parametri dell’atmosfera, degli oceani, del terreno e dei ghiacciai
monitorare i cambiamenti ambientali e climatici.
La missione è terminata, per improvvisa perdita di contatto con il satellite,
in data 8 aprile 2012. (Tutti i dati acquisiti sono archiviati e disponibili).
SENSORI a bordo
Radiometro avanzato AATSR (Advanced Along Track Scanning
Radiometer): segue le serie di sensori ATSR-1 e ATSR-2 dei satelliti ERS,
per misurazioni accurate della temperatura degli oceani (0,3 K).
Radar avanzato ad apertura sintetica (ASAR), si distingue per potenzialità
avanzate in termini di copertura, gamma di angoli incidenti, polarizzazione e
modalità di funzionamento. I miglioramenti consentono di guidare
l’elevazione del raggio radar e la selezione di diverse passate, con
ampiezza di 100 o 400km. Spettrometro MERIS per la misura della radiazione solare riflessa dalla Terra ad una
risoluzione spaziale di 300m, con 15 bande spettrali nel visibile e nell’infrarosso
vicino programmabili in ampiezza e posizione, con copertura globale della Terra
ogni 3 giorni.
La missione primaria del MERIS è stata la misurazione del colore del mare negli oceani
e nelle aree costiere.
La conoscenza del colore del mare si può convertire nella misurazione della
concentrazione del pigmento di clorofilla, della concentrazione di sedimento in
sospensione e dei carichi di aerosol sulle aree marine, tutti fattori importanti per lo studio
del ciclo del carbonio nell’oceano e del regime termico dell’oceano. Utilità delle
informazioni acquisite per la gestione delle zone di pesca e delle zone costiere.
DATI MERIS DISPONIBILI ON LINE da novembre 2013 (VD. SITO ESA)
Altri sensori
a bordo dell’ENVISAT, finalizzati a comprendere i processi che
determinano il comportamento fisico e fotochimico dell’atmosfera, attraverso
misurazioni globali della distribuzione orizzontale e verticale dell’ozono, oltre che di
molti altri gas:
- GOMOS (Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars);
- interferometro MIPAS (Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding);
- spettrometro SCIAMACHY (Scanning Imaging Absorption SpectroMeter for
Atmospheric Chartography).
RESURS
I satelliti della serie RESURS, che sono in orbita dal 1985, furono
sviluppati dall’Unione Sovietica e in seguito dalla Russia.
Sono equipaggiati con scanner a quattro canali negli intervalli di spettro
del visibile e dell’ infrarosso vicino e uno nel canale dell’ infrarosso
termico.
Dato che il satellite RESURS ha un’area di copertura ampia,essendo in
grado di acquisire una striscia della larghezza di 600km, le stesse aree
vengono acquisite a intervalli brevi, 4 giorni all’Equatore e 2 o 3 giorni in
Europa.
IKONOS
(Lockheed Martin Corporation, USA)
Il satellite IKONOS è in grado di differenziare oggetti sul terreno con dimensioni inferiori
a un metro quadro, sufficiente per distinguere tra una macchina e un camion.
Questa capacità, ottenuta da un’altezza orbitale di 680 km, rappresenta un aumento
significativo nella risoluzione di immagine rispetto a tutti gli altri sistemi satellitari
commerciali di telerilevamento realizzati prima.
Un meccanismo basato su un telescopio ottico cattura immagini (in più passate) della
superficie terrestre con ampiezza da 11 a 13km e le riflette ai sensori per la produzione
di immagini digitali.
Il satellite è dotato di un sensore multispettrale con
risoluzione di 4 metri e con 3 canali nel visibile e uno
nell’infrarosso vicino. Come per il satellite Landsat 4 e
5, esso rende possibile il rilievo cartografico dettagliato
dell’uso del terreno.
Le immagini da IKONOS sono alcune tra le più
dettagliate producibili da un satellite per scopi non
militari.
QUICKBIRD
(Digital Globe, USA)
Il satellite QuickBird è stato lanciato il 18 ottobre 2001 dalla base aerea di Vandenberg
in California. QuickBird è stato a lungo il satellite commerciale dotato della maggiore
risoluzione (oggi superato da Geo Eye, 41cm e WorldView, 50 cm). QuickBird orbita attorno al globo terrestre ad
un’altezza di 600km (circa 372 miglia) ed il suo
sensore (una telecamera a risoluzione elevata)
registra immagini della superficie della Terra
durante le ore del giorno. Il sistema raccoglie dati
pancromatici di 61 centimetri e dati
stereoscopici multispettrali di 2,5 metri.
I dati sono utili per il rilievo cartografico, la
pianificazione agricola e urbana, per la ricerca
meteorologica e la sorveglianza militare.
QuickBird - Umbrella Cay, Bahamas
GeoEye -1 (Digital Globe Corporation, USA)
September 6, 2008
Resolution:
0.41 m panchromatic (at Nadir)
1.65 m multispectral (at Nadir)
GeoEye-1
Orbital Altitude: 681 kilometers
Orbital Velocity: About 7.5 km/sec
Inclination/Equator Crossing Time: 98 degrees / 10:30a
Orbit type/period: Sun-synchronous / 98 minutes
GeoEye-2 (early 2013 and operational in the first half of 2013 .... ?)
Swath Width
14.5 km
Off-Nadir Imaging
Up to 60 degrees
Dynamic Range
11 bits per pixel
Resolution:
0.34 m panchromatic (at Nadir)
1.36 m multispectral (at Nadir)
Orbital Altitude: 681 kilometers
Orbital Velocity: About 7.5 km/sec
Inclination/Equator Crossing Time: 98 degrees /
10:30a
Orbit type/period: Sun-synchronous / 98 minutes
Mission Life
Expected > 10 years
Revisit Time
Approximately 3 days
Orbital Altitude
681 km
Nodal Crossing
10:30 am
WorldView - 1
(Digital Globe, USA)
WorldView -1 (USA)
WorldView-2 (lanciato in orbita nell'ottobre 2009)
Primo satellite ad altissima risoluzione con otto bande multispettrali.
Grazie al suo sistema di scanning bidirezionale, WorldView-2 è in grado di acquisire
quasi 1 Mkmq al giorno, anche in modalità stereoscopica, con un tempo medio di
rivisitazione di 1.1 giorni.
Elenco dei prodotti commercializzati:
Risoluzione:
- 50 cm nel pancromatico;
- 2 metri nel multispettrale.
Pancromatico (Pan): B&W
Multispettrale 4 bande (MS): Red, Green, Blue,
Near Infrared
Multispettrale 8 bande (MS): Red, Green, Blue,
Near Infrared, Coastal, Yellow, Red Edge, Near
Infrared 2
Bundle 4 bande (Pan+MS): B&W, Red, Green,
Blue, Near Infrared
Bundle 8 bande (Pan+MS): B&W, Red, Green,
Blue, Near Infrared, Coastal, Yellow, Red Edge,
Near Infrared 2
Natural Color 3 bande (MS): Red, Green, Blue
Color Infrared 3 bande (MS): Red, Green, Near
Infrared
Pan-sharpened 4 bande (MS): Red, Green,
Blue, Near Infrared
ASTER, Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer
ASTER data is used to create detailed maps of land surface temperature, reflectance, and
elevation
The goal of NASA Earth Science is to develop a scientific understanding of the Earth as an
integrated system, its response to change, and to better predict variability and trends in
climate, weather, and natural hazards.
IRS
(Indian Remote Sensing Satellite)
IRS - 1A (1988 → 1992)
IRS - 1B (1991 → 1999)
IRS 1C e IRS 1D (1995 – 1997)
RESOURCESAT-1 is the tenth satellite of ISRO in IRS series, intended to not only continue
the remote sensing data services provided by IRS-1C and IRS-1D, both of which have far
outlived their designed mission lives, but also to vastly enhance the data quality.
RESOURCESAT-1 is the most advanced Remote Sensing Satellite built by ISRO as of
2003.
Launch date
October 17, 2003
Orbit
Polar Sun Synchronous
Orbit height
817 km
Orbit inclination
98.7o
Orbit period
101.35 min
Number of Orbits Per day
14
Local time of equator crossing
10:30 am
Revisit
5 days
Mission Life
5 years
Payload:
- LISS-III, multi-spectral camera operating in four spectral bands, three in the visible and
near infrared and one in the SWIR region, as in the case of IRS-1C/1D;
- LISS-IV, high resolution multi-spectral camera operating in three spectral bands (B2, B3,
B4);
- AwiFS camera, an improved version compared to the WiFS camera flown in IRS-1C/1D;
AWiFS operates in four spectral bands identical to LISS-III, providing a spatial resolution of
56 m and covering a swath of 740 Km.
EROS, Earth Resources Observation and Science (USA)
KOMPSAT-2
(KOrean MultiPurpose SATellite)
KOMPSAT-2 acquires imagery in black
and white (Pan) at a resolution of 1 m
and in colour (MS) across 4 bands in the
visible (red, green, blue) and near-infrared
at a resolution of 4 m.
Simultaneous acquisition of Pan and
MS images means that merged 1-m
images are available as a standard
product.
KOMPSAT-2 images cover a footprint of
15 km x 15 km.
KOMPSAT-2 imagery features
Products
B&W : 1 m
Colour (4 bands) : 1 m Multispectral (R, V, B, PIR) : 4 m
Bundle ( Pan and MS separated images)
Pan : 0,50 - 0,90 µm
MS1 (blue) : 0,45 - 0,52 µm
MS2 (green) : 0,52 - 0,60 µm
Spectral Bands
MS3 (red) : 0,63 - 0,69 µm
Locate, identify and measure surface
features and objects primarily by their
physical appearance
Mapping shallow water, differentiating soil
from vegetation
Differentiating vegetation by health
Differentiating vegetation by species
Mapping vegetation, mapping vegetation
vigor/health, Differentiating vegetation by
species
MS4 (near-infrared) :
0,76 - 0,90 µm
Footprint
15 x 15 km
Revisit rate / Viewing
angle
Orbital period of 28 days
Revisit rate of 3 days with roll angle of 30°
Satellite tasking
yes
Panchromatic and multispectral images can be acquired at the same time
Dynamic range
acquisition 10 bits/pixel, delivery 16 bits/pixel
Preprocessing
1A, 2A and ortho
KOMPSAT-2
AQUA carries six state-of-the-art instruments in a near-polar low-Earth orbit.
The six instruments are:
Atmospheric Infrared Sounder (AIRS),
Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU-A),
Humidity Sounder for Brazil (HSB),
Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS (AMSR-E),
Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS),
Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES).
Each has unique characteristics and capabilities, and all six serve together to form
a powerful package for Earth observations.
(http://www.eorc.jaxa.jp/hatoyama/satellite/sat_menu_e.html)
RapidEye (Germania)
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RapidEye è una costellazione di 5 satelliti per il
telerilevamento della superficie terrestre.
Furono lanciati in orbita il 29 agosto 2008 nel
cosmodromo di Bajkonur in Kazakistan grazie
al vettore russo Dnepr-1.
I 5 satelliti hanno lo stesso tipo di
equipaggiamento di sensori e quindi anche la
stessa risoluzione spaziale di 5 metri.
Viaggiano uno dietro l'altro nella stessa orbita,
permettendo quindi un tempo di rivisitazione
molto breve.
ERS
Sotto la gestione dell’Agenzia spaziale europea ESA sono stati costruiti,
grazie ad un consorzio europeo, i satelliti ERS-1 ed ERS-2, lanciati
rispettivamente nel 1991 e nel 1995.
Sono equipaggiati con un sistema attivo a microonde in grado di acquisire
dati attraverso la coltre spessa di nubi e durante la notte.
Uno degli strumenti, lo scatterometro, misura la direzione e la velocità del
vento sugli oceani; un altro sensore, l’altimetro, è in grado di misurare
l’altezza delle onde.
Il sensore più noto in dotazione è il radar ad apertura sintetica (SAR), in
grado di produrre immagini della superficie terrestre utilizzabili per
applicazioni cartografiche. L’interpretazione di un’immagine SAR fornisce
informazioni collegate alle irregolarità delle superfici.
Il rilievo cartografico e il monitoraggio dell’avanzamento/ritiro dei ghiacci nelle acque artiche
sono stati resi possibili grazie al sensore radar in grado di funzionare con tutte le condizioni
meteorologiche. Si tratta di un supporto importante per lo studio della climatologia del pianeta,
poiché i cambiamenti nell’area coperta dai ghiacci riflettono i cambiamenti della temperatura e
delle correnti marine.
Sul satellite ERS2 è stato installato uno scanner ATSR (Along-Track
Scanning Radiometer). Si tratta di uno scanner passivo tradizionale con 7
canali negli intervalli del visibile, dell’infrarosso vicino e dell’infrarosso
termico.
Il canale dell’infrarosso termico è utile
soprattutto per il rilievo della temperatura
superficiale del mare.
I canali nel visibile e nell’infrarosso vicino si
possono usare per rilievi cartografici
globali della vegetazione, con una
risoluzione spaziale di 1km.
Il satellite ERS2 è equipaggiato inoltre con
sensori in grado di rilevare lo strato di
ozono.
ERS-2.
MISSIONI SAR
MISSIONI SAR
RADARSAT 1 (Canadian Space Agency – NASA)
RADARSAT 2
Lanciato nel 2007 ha caratteristiche simili
(risoluzione spaziale 1-100 m)
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SMOS (ESA)
SMOS è il nome di un satellite per l'analisi della
salinità degli oceani e dell'umidità del suolo
sviluppato dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA).
Il principale strumento del satellite è il MIRAS
(Microwave Imaging Radiometer with Aperture
Synthesis), un innovativo radiometro passivo che
acquisisce l'emissione della superficie terrestre
nella banda L (19,30 – 76,90 cm).
Il lancio del satellite, effettuato con un vettore
russo dal Cosmodromo di Pleseck, è avvenuto
con successo il 2 novembre 2009.
GOCE (ESA)
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Il satellite GOCE (Gravity Field and Steady
State Ocean Circulation Explorer) è stato
lanciato il 17 Marzo del 2009 per produrre una
mappa del geoide basata su misure accurate
della forza di gravità.
La missione si è conclusa l'11 novembre
2013 (il satellite si è disintegrato al rientro in
atmosfera).