Servizi a valore aggiunto
GEOREFERENZIAZIONE
Processo di correzione dell’immagine nelle due dimensioni che permette di associare ad un oggetto contenuto nell’immagine coordinate reali di un sistema di riferimento noto.
ORTORETTIFICA
Processo di correzione nelle tre dimensioni (molto più accurato della georeferenziazione) che permette di correggere un’immagine telerilevata, in particolare permette di limitare al minimo le deformazioni accorse nella fase di ripresa e da quelle connesse con la strumentazione utilizzata
CORREZIONI RADIOMETRICHE
Correzione degli effetti dovuti alla sensibilità del sensore e delle diverse condizioni di illuminazione.
CORREZIONE ATMOSFERICA
Le distorsioni dei valori di radianza si ottengono a causa dell’attraversamento dei vari strati di atmosfera.
La correzione atmosferica serve a rimuovere tali disturbi.
La correzione atmosferica è particolarmente importante nei casi in cui i dati multitemporali devono essere confrontati e analizzati.
MOSAICATURA E BILANCIAMENTO
I nostri software ci permettono di generare mosaici omogenei a partire da più immagini in tempi brevi: con il bilanciamento dei colori si ottengono ottimi risultati anche partendo da immagini radiometricamente differenti.
MAPPE DI INDICI VEGETAZIONALI
Dall’analisi dei comportamenti spettrali della vegetazione è possibile definire relazioni quantitative per discriminare la vegetazione dalle altre tipologie di uso suolo mediante l’utilizzo di algoritmi che si basano sul rapporto tra bande spettrali tipiche di assorbimento e di riflessione.
MAPPE TEMATICHE E MAPPE DERIVATE
Attraverso processi di classificazione e fotointerpretazione di dati telerilevati è possibile estrarre informazioni a valore aggiunto sotto forma di mappe derivate e tematismi specifici.
Es.: mappe di uso del suolo, mappe di vegetazione, mappe di pendenza, mappe di temperatura
CHANGE DETECTION
Il Change Detection è la tecnica di elaborazione di immagini telerilevate da satellite che ha come finalità l’identificazione delle trasformazioni che avvengono in un determinato territorio nel tempo.
ORTOFOTOCARTE
Una ortofotocarta è formata essenzialmente da una ortoimmagine satellitare inquadrata in un cartiglio Pere facilitarne l’utilizzo e per inquadrare l’ortoimmagine nel sistema di riferimento scelto vengono utilizzati: un reticolato chilometrico, un reticolato geografico e un cartiglio con una serie di ulteriori informazioni.
CREAZIONE E AGGIORNAMENTO CARTOGRAFIA
Attraverso processi di restituzione cartografica in 2d e 3d è possibile aggiornare banche dati geografiche di tipo vettoriale.
Es.: CTRN, DB topografici…
ORIENTAMENTO NELLO SPAZIO TRIDIMENSIONALE DELLE IMMAGINI ACQUISITE IN STEREOSCOPIA
La visione stereoscopica consente di percepire la tridimensionalità.
Le immagini orientate nello spazio tridimensionale permettono di acquisire la visione stereoscopica, e di preparare le immagini per l’estrazione di dati in 3d, sia modelli di elevazione sia oggetti estratti attraverso la fotorestituzione.
DEM (DSM)
Un Modello Digitale di Elevazione (anche noto come DEM, dall’inglese Digital Elevation Model) è la rappresentazione della distribuzione delle quote di un territorio o di un’altra superficie, in formato digitale. Il modello digitale di elevazione viene in genere prodotto in formato raster associando a ciascun pixel l’attributo relativo alla quota assoluta (NTT DATA ALOS DEM/DTM 5 m).
DTM
Nella gran parte delle applicazioni pratiche la superficie che interessa modellare è la superficie del suolo terrestre. In questo caso si parla più precisamente di Modello Digitale del Terreno o brevemente DTM, dall’inglese Digital Terrain Model. Un DTM quindi è un tipo particolare di DEM (NTT DATA ALOS DEM/DTM 5 m).
L’utilizzo dei dati satellitari multispettrali ad alta e altissima risoluzione e il know-how specifico sul GIS e sul Remote Sensing, combinati al supporto dei propri collaboratori scientifici e (ove necessario) all’impiego di rilievi a terra e/o di altre fonti di dati, permette ad Iptsat di proporre soluzioni e servizi ad alto valore aggiunto e di progettarne nuovi sulla base delle esigenze dei clienti.
SERVIZI DI CORREZIONE E DI PREPARAZIONE DELLE IMMAGINI SATELLITARI
Iptsat è in grado di fornire servizi di correzione geometrica e di correzione radiometrica su qualsiasi tipo di immagine acquisita con sensori ottici. Sono possibili le seguenti elaborazioni:
Calibrazione radiometrica TOA (Top of Atmosphere): Calcolo de valore di Riflettanza al top dell’atmosfera (Si normalizzano le diverse condizioni di illuminazione solare a diversi tempi di acquisizione).
Correzione atmosferica al suolo: Calcolo de valore di Riflettanza al suolo (rimuove gli effetti dell’atmosfera sull’immagine).
Ortorettifica: i dati possono essere ortorettificati in diverse modalità con o senza GCP (Ground control point) a seconda delle accuratezze richieste. Sono possibili i seguenti metodi di ortorettifica:
- Modello orbitale con utilizzo di GCP
- Funzioni razionali con utilizzo di RPC (Rational Polinomial Coefficient) con o senza GCP
- Funzioni razionali con utilizzo di GCP
Orientamento in Stereoscopia: orientamento di due o più immagini acquisite in stereoscopia per applicazioni di estrazione di informazioni in 3d (estrazione dem, fotorestituzione in 3d).
CHANGE DETECTION ED ANALISI STORICHE
Il Change Detection è la tecnica di elaborazione di immagini telerilevate da satellite ad alta risoluzione di diversi periodi, per l’individuazione e/o discriminazione delle variazioni ambientali ed urbane nel tempo. Nella procedura di aggiornamento delle analisi sul territorio i dati satellitari ad alta risoluzione vengono georeferenziati ed ortorettificati in base allo stesso sistema di riferimento delle foto aeree precedentemente utilizzate.
Tramite il Change Detection si realizza un passo utile a tenere traccia di variazioni altrimenti non rilevabili sulla documentazione ufficiale o tramite rilievi a campione.
Le immagini satellitari utilizzate offrono un’informazione reale ed aggiornata grazie all’elevato grado di dettaglio geometrico. L’utilizzo di tali prodotti permette di monitorare il territorio, sia urbano che extra-urbano, ad intervalli di tempo regolari, permettendo di seguire lo sviluppo del territorio nel tempo.
Tecnica di Analisi del Territorio che permette di censire i cambiamenti in un determinato arco temporale attraverso il confronto di dati multitemporali.
DEM – STEREOSCOPIA
Un modello digitale di elevazione (anche noto come DEM, dall’inglese Digital Elevation Model) è la rappresentazione della distribuzione delle quote di un territorio, o di un’altra superficie, in formato digitale. Il DEM può essere prodotto con tecniche diverse. I modelli più raffinati sono in genere realizzati attraverso tecniche di telerilevamento che prevedono l’elaborazione di immagini radar o stereocoppie satellitari.
L’utilizzo dei modelli digitali del terreno (DEM) è necessario in moltissimi tipi di applicazioni quali generazione di mappe, monitoraggio ambientale, analisi geospaziali, ingegneria delle telecomunicazioni e altro ancora.
Iptsat è in grado di generare Dem da immagini satellitari acquisite in stereoscopia.
I metodi utilizzati da Iptsat prevedono: l’utilizzo di un modello orbitale, l’attribuzione di punti di controllo (Gcp) e di punti omologhi (TP), il susseguente orientamento delle immagini, la generazione di immagini epipolari (facoltativo), l’estrazione del Dem, la correzione e la validazione.
Iptsat attraverso la partnership con NNT DATA e RESTEC distribuisce il dato 3D mondiale AW3DTM che copre tutto il mondo mostrando le ondulazioni del terreno con la risoluzione più alta disponibile sul mercato (5 METRI) usando il dato PRISM del satellite ALOS DELL’agenzia spaziale giapponese.
Link approfondimento: Asita 2014
Esempio Dem estratto da sterescoppia satellitare.
CTRN E DBT
La “Carta Tecnica Regionale Numerica” (CTRN) costituisce la base di riferimento per la redazione degli strumenti urbanistici comunali, per i Piani di Coordinamento Provinciali, per i Piani d’Area e per i vari piani di settore della pianificazione e della programmazione regionale.
Le immagini satellitari e la loro elaborazione sono di fondamentale supporto per la realizzazione o l’aggiornamento delle CTRN.
Iptsat ha elaborato un sistema per rielaborare le informazioni della CTRN e ridefinirle come geodatabase topografici.
E’ già disponibile lo schema con i Domini e il Template del DBT (Database Topografico) del Lazio implementati su piattaforma Esri.
Esempio Geodatabase “DBT Regione Lazio” su Template ArcMap.
ORTOFOTOCARTE
Le ortofotocarte possono essere considerate dei dati cartografici di base integrativi o sostitutivi delle cartografie classiche di uso comune (ctr, cartografia IGM etc). Il loro utilizzo si inserisce in un contesto in cui vi è carenza di dati cartografici aggiornati e o la totale assenza degli stessi. La prima situazione si verifica quando si vuole ottenere un prodotto cartografico aggiornato, in tempi brevi e a costi ridotti, che ha gli stessi requisiti di informazione cartografica e gli stessi livelli di accuratezza posizionale di una cartografia tradizionale. La seconda situazione si verifica di frequente nei paesi in via di sviluppo in cui manca un dato cartografico di riferimento, infatti nei paesi africani, in Albania o anche in altri contesti vengono utilizzate in sostituzione della cartografia tradizionale.
I principali vantaggi dell’utilizzo delle Ortofotocarte stanno: nei costi di produzione più contenuti rispetto alle cartografie tradizionali, nella informazione visiva che permette una percezione diretta del territorio in esame, e una drastica riduzione dei tempi di aggiornamento della cartografia soprattutto nei casi di utilizzo di dati satellitari.
Una ortofotocarta è formata essenzialmente da una ortoimmagine satellitare inquadrata in un cartiglio.
Per facilitarne l’utilizzo e per inquadrare l’ortoimmagine nel sistema di riferimento scelto vengono utilizzati: un reticolato chilometrico, un reticolato geografico e un cartiglio con una serie di ulteriori informazioni.
Esempio Geodatabase “DBT Regione Lazio” su Template ArcMap.
MAPPE DI INDICI DI VEGETAZIONE
Grazie all’elaborazione di dati telerilevati multispettrali e multitemporali, la Iptsat è in grado di realizzare mappe di indici di vegetazione indispensabili alla classificazione e al monitoraggio dello stato e del cambiamento delle risorse agricole, forestali e vegetazionali:
Mappe di indice NDVI e NDVI Red Edge: mostrano le differenze nel vigore delle piante
Mappe di indice fPAR e LAI: sono utilizzati per il calcolo della fotosintesi di superficie, l’evapotraspirazione e la stima di produzione annua netta primaria
Mappe di indice TCARI e MCARI (Mappe di clorofilla): mostrano lo stato nutrizionale di azoto delle piante
Mappe di indice OSAVI: con questo indice, grazie alla combinazione con la linea dei suoli, si ha un miglioramento dei contributi di riflettanza dell’ambiente circostante e un miglioramento della sensibilità alle variazioni di contenuto di clorofilla fogliare
Esempio di mappa di indice NDVI multitemporale (Val d’Orcia) elaborata da dato satellitare RapidEye
Costellazione Copernicus
Il programma satellitare Europeo Copernicus, formato da una costellazione di 6 satelliti chiamati “Sentinelle”, rappresenta la pietra angolare degli sforzi dell’Unione europea per monitorare la Terra e i suoi ecosistemi attraverso avanzati sistemi di telerilevamento satellitare. Il programma Copernicus mette a disposizione di cittadini, autorità pubbliche, scienziati ed imprese un’enorme quantità di informazioni sul nostro pianeta, in modo completo, aperto e gratuito.
Con il lancio nel 2014 del primo satellite, Sentinel-1A, l’Unione ha inaugurato la messa in orbita di una costellazione di poco più di una dozzina di satelliti nel corso dei prossimi dieci anni. Copernicus permette di capire meglio come la Terra sia un sistema integrato. I cittadini europei, i politici e gli amministratori, i ricercatori, gli utenti commerciali e privati, così come la comunità scientifica globale possono trarre beneficio in molti modi dalle informazioni fornite dai servizi di Copernicus. Sono qui sotto descritti alcuni esempi del valore aggiunto di Copernicus per la nostra vita quotidiana:
AGRICOLTURA Valutazione periodica delle aree coltivate; monitoraggio dello sviluppo delle coltivazioni su scala regionale e globale; valutazione della sicurezza alimentare; stima del raccolto; sostegno a pratiche agricole sostenibili (ad esempio stima del fabbisogno idrico);
PROTEZIONE CIVILE E AIUTI UMANITARI Attraverso il Centro europeo di coordinamento di risposta all’ emergenza (ERCC12): organizzazione della previsione e della risposta alle catastrofi e alle crisi umanitarie, accurate informazioni geografiche per il soccorso alla popolazione, logistica, infrastrutture d’approvvigionamento di acqua dolce, demografia, strutture sanitarie e ambientali per le aree colpite da calamità naturali o disastri causati dall’uomo;
CAMBIAMENTO CLIMATICO Solide prove scientifiche per le variabili geofisiche che caratterizzano il cambiamento climatico; indicatori climatici (ad esempio, aumento della temperatura, innalzamento del livello del mare, scioglimento dei ghiacci, riscaldamento degli oceani); indici del clima (basati ad esempio sui rilevamenti della temperatura, del livello delle precipitazioni, degli eventi di siccità);
COOPERAZIONE E SVILUPPO Applicazioni per monitorare l’agricoltura e la sicurezza alimentare, la deforestazione, la desertificazione e la biodiversità nei paesi in via di sviluppo, in collaborazione con i paesi partner e le organizzazioni internazionali (come l’Unione Africana, e le istituzioni delle Nazioni Unite);
ENERGIA Supporto alla selezione e alla gestione dei siti di produzione di energie rinnovabili attraverso la fornitura di informazioni su alcune caratteristiche, tra cui la presenza di riserve idriche, il livello delle precipitazioni e la neve accumulata durante l’inverno; il monitoraggio di infrastrutture critiche, come le centrali nucleari, o la protezione di infrastrutture essenziali come centrali elettriche o gasdotti/oleodotti; la valutazione dell’efficienza energetica in impianti industriali ed edifici
AMBIENTE Monitoraggio della composizione atmosferica, della neve, del ghiaccio e della biodiversità; valutazione dei parametri del ciclo dell’acqua, come umidità del suolo o analisi dei corpi idrici; monitoraggio delle foreste e delle zone costiere; monitoraggio periodico del suolo e valutazione delle superfici impermeabilizzate; valutazione dei danni al patrimonio forestale e monitoraggio della desertificazione; monitoraggio degli oceani e dei mari europei, dell’ambiente marino e costiero, della qualità delle acque marine; osservazioni quali il colore dell’oceano e il livello del mare;
ASSICURAZIONI Applicazioni a sostegno della modellizzazione del rischio geologico, valutazione del pericolo e dei danni, gestione dei sinistri;
SALUTE Monitoraggio della qualità dell’aria in Europa e della composizione atmosferica globale; mappatura dei possibili focolai di epidemie o malattie; pianificazione per le emergenze di salute pubblica
BLUE ECONOMY Monitoraggio dell’ambiente marino per migliorare la conoscenza dello stesso e incoraggiare lo sviluppo sostenibile dell’economia marittima in diversi settori tra cui le attività off shore nel settore degli idrocarburi o il turismo costiero e marittimo;
TURISMO Monitoraggio delle zone costiere; fornitura di indicatori di criticità e di indici per la valutazione e la pianificazione delle attività turistiche stagionali, come il manto nevoso, la qualità delle acque balneabili a livello europeo; il contributo alla tutela del patrimonio naturale e culturale;
TRASPORTI AEREI, TERRESTRI, MARITTIMI Monitoraggio delle rotte navali o delle possibili fuoriuscite di idrocarburi, controllo del traffico marittimo per motivi di sicurezza; sicurezza aeronautica e supporto al traffico aereo in caso di circostanze eccezionali; analisi del rischio geologico e valutazione del rischio ambientale in aree critiche per i trasporti terrestri
SICUREZZA Supporto alle azioni esterne dell’Unione europea, comprese le operazioni per il mantenimento della pace, monitoraggio delle frontiere terrestri e marittime europee, e sorveglianza marittima in generale, a sostegno di vari tipi di comunità;
PIANIFICAZIONE URBANA E REGIONALE A livello regionale o urbano, monitoraggio dell’uso del suolo e dei cambiamenti d’uso dello stesso; dettagliata mappatura ad alta risoluzione delle principali città europee, a sostegno della pianificazione urbana e per assicurare uno sviluppo bilanciato e sostenibile.
Le varie missioni Sentinel avranno i seguenti obiettivi:
- Sentinel-1 fornirà dati radar a supporto servizi di monitoraggio di aree terrestri e. Il primo satellite Sentinel-1a è stato lanciato il 3 aprile 2014 con un razzo Sojuz dalla Guyana francese.
- Sentinel-2 fornirà immagini ottiche in alta risoluzione per servizi terrestri (es. monitoraggio della vegetazione, del suolo, delle acque interne e delle aree costiere). Sentinel-2 è stato lanciato il 25 giugno 2015
- Sentinel-3 fornirà servizi per il monitoraggio globale di aree terrestri e oceaniche. E’ stato lanciato il 16-2-2016.
- Sentinel-4 fornirà dati sulla composizione atmosferica.
- Sentinel-5 affiancherà Sentinel-4 nella fornitura di dati sulla composizione atmosferica.
- Sentinel-6 contribuirà alle missioni per i rilievi altimetrici di precisione.
Link riferimento: www.copernicus.eu
Dati Alta ed Altissima risoluzione
Nel corso degli ultimi anni la possibilità di utilizzo di scene acquisite da satelliti ad altissima risoluzione spaziale ha aperto ulteriori scenari di applicazioni realizzabili a scala molto piccola, tipiche di amministrazioni ed Enti locali. Le basi dati realizzate rappresenteranno un valido contributo alle attività di governo del territorio, supportando in particolare le attività di topografia, cartografia e fotogrammetria numerica, la modellistica tridimensionale, i Sistemi Informativi Territoriali e, soprattutto, i Sistemi Informativi di Supporto alle decisioni.
PRINCIPALI SATELLITI AD ALTISSIMA RISOLUZIONE:
GeoEye-1
è un satellite per telerilevamento di tipo commerciale per l’osservazione della terra ad alta risoluzione di lanciato in orbita nel settembre 2008. GeoEye-1 è provvisto di una risoluzione pancromatica di 41 centimetri (16 pollici) e di una multispettrale di 1,65 metri. Viaggia in un’orbita eliosincrona ad un’altezza di 684 km (425 miglia) ed una inclinazione di 98 gradi, con un tempo di attraversamento all’equatore di 10:30. Il GeoEye-1 può immagazzinare immagini fino a 60 degrees fuori dal nadir.
IKONOS
è un satellite artificiale commerciale ad alta risoluzione spaziale: fu il primo satellite che poté registrare immagini con una risoluzione tra 1 e 4 metri. Può offrire sia immagini in pancromatico che multispettrali.
IKONOS è in grado di avere una risoluzione al suolo di 0,82 metri in modalità panoramica (bianco e nero) e 3,2 metri in modalità a colori o multispettrale. Queste possono essere fuse tra di loro per creare immagini a colori ad altissima risoluzione.
WorldView-1
è uno dei più moderni satelliti commerciali attualmente in orbita, equipaggiato con strumenti all’avanguardia per la geolocalizzazione accurata e dotato di un sensore pancromatico che fornisce immagini alla risoluzione di 50 cm. Lanciato nel 2007, il sensore acquisisce anche in modalità stereo con un alto grado di precisione; le coppie stereo così generate possono essere utilizzate per l’estrazione di Modelli Digitali del terreno (DEM).
WorldView-2
lanciato nell’ottobre 2009, è il primo satellite commerciale ad altissima risoluzione con 8 bande multispettrali. Operando ad una altitudine di 770 chilometri, WorldView-2 offre una risoluzione geometrica di 46 cm nella banda pancromatica e 1,85 metri nel multispettrale. WorldView-2 ha un tempo medio di rivisitazione di 1,1 giorni ed è in grado di raccogliere fino a 785 mila chilometri quadrati di immagini al giorno.
WorldView-3 e WorldView-3
sono satelliti commerciali che offrono un pancromatico di 30 cm, unito a una risoluzione multispettrale di 1,24 m
QuickBird
satellite ad altissima risoluzione e in orbita sin dal 2001, è stato progettato per riprendere vaste aree in modo efficiente e con un’elevata accuratezza ed è capace di acquisire fino a 75 milioni di kmq di superficie all’anno, disponendo di un catalogo mondiale di dati ad altissima risoluzione aggiornato con una frequenza senza precedenti.
I dati del satellite QuickBird sono adatti a tutte le esigenze di mapping su vaste aree e possono essere utilizzati in numerosi campi applicativi per il monitoraggio del territorio, per la prevenzione e la gestione dei rischi naturali e per analisi di change detection.
Pleiades
sono i primi satelliti duali di osservazione francesi in grado di soddisfare le esigenze di utenti, sia commerciali che militari, in Europa, con un’ampia gamma di applicazioni, comprese mappatura, sviluppo urbano, idrologia, geofisica, vulcanologia ecc..
Questa costellazione è in grado di fornire immagini a colori ortorettificate a 50 cm di risoluzione, con un tempo di rivisitazione giornaliero di qualsiasi punto della Terra. Inoltre le Pléiadi sono in grado di acquisire immagini ad alta risoluzione stereo in un solo passaggio. L’accuratezza dell’immagine è di circa 3 metri, ma può essere migliorata – fino all’eccezionale valore di 1 metro – con l’uso di GCP. Poiché il satellite è stato progettato principalmente per la gestione delle emergenze, la richiesta di immagini può avvenire fino a sei ore prima dell’acquisizione. Il satellite Pleiades 1A è stato lanciato nel dicembre 2011; Pleiades 1B nel Dicembre 2012
SPOT
La sigla SPOT si riferisce alla serie di satelliti francesi per lo studio delle risorse terrestri, il primo dei quali messo in orbita il 22 febbraio 1986. Le immagini SPOT riescono a soddisfare esigenze d`informazioni geografiche in molti campi: cartografia, difesa, agricoltura, identificante i pacchetti catastali, progettazione urbana, telecomunicazioni, l`ambiente. Le immagini acquisite dai sensori montati a bordo dei satelliti SPOT sono utilissime come fonte d`informazione per studiare, monitorare, prevedere fenomeni naturali e indirizzare le attività di programmazione, supportando le decisioni. L`elevata risoluzione (fino a 2,5 metri) rende possibile l`identificazione delle forme e la misura degli oggetti a terra consentendo la realizzazione di cartografia a scala media (1:50.000 / 1:100.000). Con SPOT 2, 4, 5, ed i nuovi 6 e 7,(risoluzione 1,5 mt) la missione SPOT dal 1986 ha raccolto un archivio di più di 30 milioni di scene.
Jilin 1 A
Il Jilin 1A è un satellite Cinese in grado di acquisire immagini a 0.70 mt di risoluzione nel pancromatico ed a 2.88 mt nel multispettrale con uno swath di circa 11.6 km di lunghezza. Il grande vantaggio di questo satellite è rappresentato dalla possibilità di acquisire immagini in modalità STEREO – TRIPLET in grado di produrre un DEM a partire dai 1.5 mt di risoluzione assoluta. Altro grande vantaggio di questo satellite è il costo estremamente competitivo
GF-2 satellite
Il GF-2 è un satellite Cinese in grado di acquisire immagini a 0.80 cm di risoluzione nel pancromatico ed a 8 mt nel multispettrale con uno swath di circa 70 km di lunghezza. Con il GF-2 siamo in grado di offrire immagini ad altissima risoluzione al costo più basso del mercato.
TripleSat
La costellazione triplesat prevede 3 satelliti ad altissimia risoluzione, con una risoluzione spaziale di 0.8 cm e con uno swath per immagine di 23.4 km. E’ un satellite con 5 bande una pancormatica e 4 multispettrali RGB + NIR.
Neo
I nuovi satelliti Pleiades Neo offrono la possibilità di acquisire vaste porzioni di territorio a 30 cm di risoluzione spaziale.
Planet
Planet costellazione di oltre 200 satelliti multispettrali con differenti risoluzioni dai 50 cm ai 5 metri
esempi di differenti tipi di risoluzione oggi disponibili”
1 ettaro a diverse risoluzioni
