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Stazione Ricezione Satelliti

Università degli Studi di FirenzeServizi Didattici e Scientifici

per l’Università di Firenze

Rilevamento giornaliero della Rilevamento giornaliero della temperatura superficiale della terra, per temperatura superficiale della terra, per il periodo Luglio 04 – Giugno 05, da dati il periodo Luglio 04 – Giugno 05, da dati

telerilevati da satellite NOAA su zone telerilevati da satellite NOAA su zone regionali e medie mensili sulle province regionali e medie mensili sulle province

della Siciliadella Sicilia

Tesi di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni Indirizzo Telerilevamento ed Elettromagnetismo applicato

Relatore:Prof. Ing. P.F. Pellegrini

Candidata: Claudia Donati

A.A. 2004/2005

15 Dicembre 2005 2




ObiettiviObiettivi

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 3




Selezione dati grezziSelezione 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 4




Catena di elaborazione LSTCatena di elaborazione LST

Correzionegeometrica eradiometrica

Correzioneatmosferica

Calcolo LSTParametri

geometrici Sole/Terra/sensore

Radianza Ch 1, 2Temperatura dibrillanza Ch 4, 5

Dato grezzoNOAA/AVHRR

Coefficienti dicorrezione

atmosferica Ch 1,2

Mappa LST

AmEDIT (Ambiente Elaborazione Digitale Immagini Telerilevate)

15 Dicembre 2005 5




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

Analisi qualitativa immagini grezzeAnalisi qualitativa immagini grezze

15 Dicembre 2005 6




Analisi qualitativa immagini grezzeAnalisi qualitativa immagini grezze

Analizzati 662 passaggi del satellite NOAA 16

Scartate immagini:

Copertura nuvolosa > 20 %

Fuori copertura

Degradate

Immagini idonee → Prodotte 392 mappe LST

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Correzione geometricaCorrezione geometrica

1. 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 8




Correzione geometricaCorrezione geometrica

2. Sovrapposizione linee di costa della zona geografica

3. Correzione della georeferenziazione

Linee di costa formato Sicilia proiezione Mercatore WGS84

sovrapposte all’immagine grezza

15 Dicembre 2005 9




Classificazione pixel immagineClassificazione pixel immagine

Sovrapposizione della maschera terra/mare della zona geografica

Immagine maschera terra/mare formato Sicilia

proiezione Mercatore WGS84

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Correzione radiometricaCorrezione 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)

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Correzione atmosfericaCorrezione atmosferica

Radianza misurata dal sensore è falsata da fenomeni atmosferici di assorbimento/riflessione

Stimare la trasmittanza atmosferica → Radianza a terra

Simulazioneprofilo

atmosferico

Calcolo coeff.di correzioneatmosferica

AerosolVapore acqueo

Ozono

Modelloatmosferico

Elevazioneterreno(DEM)

Parametrigeometrici

Sole/satellite

Coeff correzatmosferica

Ch 1, 2

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Calcolo LSTCalcolo LSTCoeff

correzioneatmosferica

Calcoloriflettanza

superficiale

RadianzaCh 1, 2

RiflettanzaCh 1, 2

Indice divegetazione

NDVI

File classific.pixel terra/mare/nubi

EmissivitàCh 4, 5

Calcolo indicedi vegetazione

NDVI

Calcoloemissività

superficiale

Calcolocoperturanuvolosa

Calcolo LST LST

ElevazioneSole/satellite

Temperaturadi brillanza

Ch 4, 5

Mascheraclassific. pixel

terra/mare

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Calcolo LSTCalcolo 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

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Rappresentazione mappa LSTRappresentazione 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 15




Intervalli di temperatura utilizzatiIntervalli di temperatura utilizzati

Stagione Temp. Giorno Temp. Notte

EstateLug – Ago – Sett

24 – 56 °C16 – 48 °C

0 – 32 °C

AutunnoOtt – Nov – Dic

-8 – 24 °C 0 – 32 °C

InvernoGen – Feb – Mar

-8 – 24 °C -16 – 16°C

PrimaveraApr – Mag – Giu

0 – 32 °C8 – 40 °C

-8 – 24 °C

15 Dicembre 2005 16




Mappa LST SiciliaMappa LST Sicilia

04 Gennaio 2005

Ore 13.25 UTC

Grezzo T0500413.253

Prodotte 149 mappe LST Siclia

15 Dicembre 2005 17




Mappa LST ToscanaMappa LST Toscana

10 Febbraio 2005

Ore 13.03 UTC

Grezzo T0504113.033

Prodotte 112 mappe LST Toscana

15 Dicembre 2005 18




Mappa LST ItaliaMappa LST Italia

21 Luglio 2004

Ore 13.25 UTC

Grezzo T0420313.255

Prodotte 131 mappe LST Italia

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Mappe LST medie mensili SiciliaMappe LST medie mensili Sicilia

Luglio 04Agosto 04Settembre 04Ottobre 04Novembre 04Dicembre 04Gennaio 05Febbraio 05Marzo 05Aprile 05Maggio 05Giugno 05

15 Dicembre 2005 20




LST medie mensili province SiciliaLST medie mensili province Sicilia

Sovrapposizione maschera classificazione province su mappe LST medie mensili Sicilia

Costruzione grafici

File classificazione province Sicilia proiezione Mercatore WGS84

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LST medie mensili province SiciliaLST medie mensili province Sicilia

101TP

102PA

103ME

104AG

105CL

106EN

107CT

108SR

109RG

15 Dicembre 2005 22




LST medie mensili province Sicilia LST medie mensili province Sicilia estest

103ME

106EN

107CT

108SR

109RG

15 Dicembre 2005 23




LST medie mensili province Sicilia LST medie mensili province Sicilia ovestovest

101TP

102PA

104AG

105CL

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ConclusioniConclusioni

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

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ConclusioniConclusioni

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




Un ringraziamento particolare a tutto il personale del Laboratorio di Telecomunicazioni

Grazie per l’attenzioneGrazie per l’attenzione

Claudia Donati

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