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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-02012012-154946


Tipo di tesi
Tesi di laurea specialistica
Autore
STARITA, CLAUDIO
URN
etd-02012012-154946
Titolo
Stima di temperatura ed emissivita' in dati telerilevati nel medio infrarosso
Dipartimento
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI
Relatori
relatore Prof. Corsini, Giovanni
relatore Ing. Acito, Nicola
relatore Ing. Matteoli, Stefania
relatore Prof. Diani, Marco
Parole chiave
  • telerilevamento
  • remote sensing
  • medio infrarosso
  • emissivity
  • emissività
  • hypespectral
  • iperspettrale
  • middle infrared
Data inizio appello
20/02/2012
Consultabilità
Completa
Riassunto
L'osservazione iperspettrale della radiazione emessa dalla Terra nell'infrarosso termico è molto importante per il monitoraggio ambientale della stessa. La zona spettrale dell'infrarosso termico, contraddistinta dalla presenza di forte emissione terrestre e quasi ininfluente riflessione solare, è particolarmente indicata per il recupero della temperatura superficiale. Inoltre, l'estrapolazione dell'emissività spettrale del suolo, ossia della variazione dell'emissione in funzione della lunghezza d'onda, permette di distinguere le diverse tipologie di materiali presenti sulla superficie, e, potendo confrontarli con un archivio di firme spettrali, anche di classificarli.

Il recupero dell'emissività spettrale e della temperatura superficiale dai dati osservati è stato più volte affrontato nell'infrarosso termico, esiste infatti un'ampia serie di algoritmi che si adattano ai vari sensori esistenti e alle tipologie di dati che essi forniscono. Tale operazione, nel medio infrarosso (~ 3 ÷ 5 micron), risulta più difficoltosa, poiché questa zona spettrale dell'infrarosso non è favorevole come quella del termico, la radiazione emessa è meno intensa e al contempo vi è la presenza di radianza solare riflessa ad interferire.

Estendere il recupero dell'emissività spettrale anche all'infrarosso medio permette di sicuro di ottenere maggiori informazioni e quindi anche una capacità discriminatoria superiore. Ad esempio in questa zona spettrale si riescono ad individuare le linee di assorbimento di diversi gas, quali i gas serra (vapore acqueo H2O, biossido di carbonio CO2, metano CH4, ossido di azoto N20 e ozono O3), di ovvia importanza per la monitorizzazione dello stato di salute dell'ambiente.

In questa tesi si è dunque considerato un algoritmo per il recupero di temperatura ed emissività, l'Extended Stepwise Refining, nato dal prolungamento del pre-esistente Stepwise Refining dall'infrarosso termico al medio. Si è innanzitutto verificata la legittimità di tale estensione, indi si è valutato il grado di accuratezza con il quale tali parametri vengono stimati dall'algoritmo. I risultati sono stati analizzati e giustificati, sottolineando le condizioni di malfunzionamento dell'ESR.

Il principio di funzionamento dell'algoritmo Extended Stepwise Refining suppone una risoluzione elevata dei dati osservati non disponibile nella realtà. Si è quindi verificato quanto le prestazioni dell'ESR peggiorassero in presenza di dati ottenibili da sensori reali. Si è anche valutato, infine, la bontà nel recupero dell'emissività spettrale supponendo di ottenere un dato di temperatura da osservazioni nell'infrarosso termico.
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