Corso di Laurea in Scienze e tecnologie agrarie - STA

Cartografia e telerilevamento

Anno accademico 2011/2012

Sommario insegnamento

• Obiettivi formativi
• Risultati dell'apprendimento attesi
• Programma
• Testi consigliati e bibliografia
• Moduli didattici
• Strumenti didattici

Obiettivi formativi

Italiano

Acquisizione dei concetti operativi necessari alla corretta gestione della cartografia digitale e dei sistemi di riferimento che la riguardano.

Formazione di base nell’ambito del telerilevamento ottico finalizzato alla produzione di carte tematiche e di indicatori ambientali con particolare attenzione agli aspetti del processamento delle immagini multispettrali satellitari e aeree.

English version

Acquisition of the operative concepts needed to correctly use and manage Geographical digital data and their reference systems.

Basics of optical remote sensing aimed at thematic map production and environmental indices calculation from aerial/satellite multispectral images.

Risultati dell'apprendimento attesi

Italiano

Alla fine del corso lo studente avrà acquisito le basi scientifiche per l’utilizzo della cartografia digitale e per la gestione dei sistemi di riferimento che la riguardano.

Avrà inoltre acquisito i concetti di base per procedere all’interpretazione di un’immagine satellitare multi-spettrale e di comprenderne le fasi di processamento che la trasformano da dato grezzo in prodotto cartografico tematico. Le competenze acquisite riguardano: a) la capacità di selezionare la tipologia di dato utile ai fini di una certa applicazione territoriale considerandone le caratteristiche geometriche, spettrali, radiometriche e temporali; b) la capacità di leggere con competenza tutti i dati di accuratezza (metrica e semantica) che riguardano una carta tematica derivata da satellite; c) la capacità di interpretare i principali indici (di vegetazione, di neve e di incendio) derivabili dalle immagini; d) la capacità di produrre una cartografia tematica e di certificarne la qualità.

English version

The student will learn those scientific basics needed to correctly manage the digital geographical data and their reference systems.

Furthermore he will be able to interpret and process a satellite/aerial multispectral image to generate a thematic map. Acquired competences concern: a) the capability of selecting the proper image type to face opportunely a certain environmental application, considering its geometric, spectral, radiometric and temporal characteristics; b) the capability of reading and stating correctly all of the information concerning the geometric and semantic quality of thematical maps derived from satellite; c) the capabilty of calculating and reading correctly the main environmental indices derived from the images (Vegetation soil, snow, moisture, fire indices); d) the capability of generating a thematic map from raw data and certifying its quality.

Programma

Italiano

• Classificazione delle carte
• Forma dei dati cartografici digitali (vettoriali e raster)
• Definizioni operative della cartografia: geoide, ellissoide, datum e proiezione
• I principali sistemi di riferimento italiani
• Le ortofoto aeree e satellitari
• I Modelli di Elevazione del Terreno (DEM)
• Il concetto di precisione dei dati e sue implicazioni pratiche
• Introduzione al Telerilevamento: definizioni e Leggi fisiche fondamentali
• Interazione tra energia elettromagnetica e superfici: riflettanza, trasmittanza, assorbanza, emittanza.  Rugosità delle superfici e geometria dell’illuminazione
• Firme spettrali; interazione tra atmosfera e radiazione elettromagnetica: finestre atmosferiche e diffusione
• Tipologie di satelliti per l’Osservazione della Terra: geostazionari ed elio sincroni; Principali missioni. Schema di sensore; L’immagine digitale: definizione numerica e caratteristiche operative (risoluzioni).
• Processamento dell’immagine: istogramma di frequenza, contrasto, scatterogrammi, filtri digitali e operatori matriciali: il calcolo degli indici (di vegetazione, di neve, d’incendio).
• Le immagini a colori: cenni di colorimetria e foto interpretazione; il flusso di lavoro di un telerilevatore
• Pre-processamento radiometrico delle immagini: calibrazione in radianza e riflettanza, correzione atmosferica, correzione topografica.
• La georeferenziazione delle immagini
• La classificazione delle immagini: assistita e automatica; principali algoritmi
• Verifica dell’accuratezza della classificazione: matrice d’errore e parametri di prestazione 

English version

• Classification of maps
• Digital map formats (vector and raster)
• Operational definitions: geoid, ellipsoid, datum and projection
• Main Italian Reference Systems
• Aerial and satellite orthoimages
• Digital Elevation Models (DEM)
• Geographical data accuracy
• Introduction to Remote Sensing: definitions and physical laws
• Interaction between surfaces and electromagnetic radiation: reflectance, transmittance, absorbance, emittance.  Surface roughness and geometry of lighting.
• Surface Spectra; interaction between atmosphere and electromagnetic radiation: atmospheric windows and scattering
• Satellites for Earth Observations: geostationary and sun-synchronous. Main missions, Sensor scheme, digital image: numerical definition and operational features (resolutions).
• Image processing: histogram, contrast enhancement, scatter plots, digital filters, matrix operators: main indices from satellite images.
• Color images: basics of colorimetry and image interpretation; the remote sensing workflow
• Radiometric pre-processing: radiance/reflectance calibration, atmospheric correction, topographic correction.
• Image georeferencing
• Image classification: supervised and unsupervised classifiers
• Classification Accuracy: confusion matrix and statistical parameters

Dispense del corso (slides), E. Borgogno Mondino

E’ anche consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
[1] Principi e Metodi di Telerilevamento (Brivio, Lechi, Zilioli, 2006), Città Studi Edizioni
[2] Telerilevamento: Informazione Territoriale mediante immagini da satellite, A. Dermanis, L.Biagi, Casa Editrice Ambrosiana
[3] Elementi di Geomatica, M.A. Gomarasca, Ed. AIT, 2004.

Moduli didattici

• Cartografia (AGR200)
• Telerilevamento (AGR200)

• Materiale didattico
• Bacheca appelli
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