• flidar
• fluorescenza
• lidar
• telerilevamento marino

E’ ben noto come la Terra sia costituita da determinati sistemi (atmosfera, idrosfera, criosfera, biosfera) che interagiscono tra di loro attraverso processi ambientali fondamentali (si pensi al ciclo idrologico dell’acqua, ai processi biochimici nell’atmosfera). In quest’ambito, il telerilevamento terrestre è in grado di misurare diversi parametri chimico-fisici in maniera sinottica, offrendo uno strumento in questo senso unico per studiare lo stato del pianeta nella sua interezza. Il telerilevamento, infatti, è la tecnologia che permette di acquisire informazioni su un oggetto senza entrare in contatto fisico con esso. Nonostante questa “osservazione a distanza”, è possibile determinare la presenza di un oggetto e/o ricavare informazioni sul suo stato. Il fine è poter misurare tutte le grandezze in grado di controllare l’evoluzione dei processi suddetti, attraverso un insieme di piattaforme fisse o mobili recanti a bordo sensori opportuni.
L’identificazione dei parametri e delle grandezze geofisiche da misurare, la definizione delle caratteristiche spaziali e temporali di tali grandezze e l’identificazione, progettazione e realizzazione delle tecnologie di telerilevamento in grado di soddisfare tali requisiti, sono i passi fondamentali per effettuare significative indagini ambientali. Si può trattare di misure di specifiche grandezze geofisiche (come la temperatura del mare), di rappresentazioni e rilevamenti del territorio (come carte topografiche e tematiche, modelli digitali di elevazione del terreno), di informazioni di natura statistica e di informazioni di tipo ancora diverso. Queste informazioni stanno diventando sempre più dettagliate, significative ed essenziali, in quanto forniscono le grandezze di ingresso a modelli ambientali, ad esempio per la valutazione di un determinato rischio per l’ambiente. Inoltre sta incrementando molto la domanda di esse da parte di diversi soggetti (pubblici e privati) e devono pertanto essere gestite, aggiornate e rese fruibili anche in postazioni remote. Quindi, sebbene costituisca un ausilio importante per le tecniche tradizionali di rilevamento nella quasi totalità delle applicazioni, in alcune di esse il ruolo del telerilevamento è diventato indispensabile.
I sensori attivi di tipo laser sono ormai da tempo impiegati per applicazioni di telerilevamento di natura ambientale. Ciascuno di essi, per l’acquisizione delle informazioni, sfrutta la radiazione di ritorno del raggio laser emesso dallo stesso in precedenza per illuminare la zona da osservare.
Tra questa categoria di sensori troviamo il LIDAR (Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging): questo sensore impiega un fascio di luce coerente (luce laser) per illuminare l’oggetto d’interesse o la zona del territorio sorvolata dalla piattaforma. L'energia elettromagnetica inviata verso il terreno/bersaglio induce un ritorno di segnale verso un ricevitore posto a bordo della piattaforma. Dall'analisi degli spettri ricevuti è quindi possibile ricavare una serie di informazioni su ciò che è stato osservato.
Questa tesi ha come obiettivo quello di descrivere la tecnica lidar a fluorescenza nel telerilevamento marino. Nel primo capitolo sarà presentato il sensore FLIDAR e verranno descritti, sommariamente, gli aspetti tecnologici che lo caratterizzano, con particolare attenzione ai processi fisici fondamentali che intervengono nel suo principio di funzionamento.
Nel secondo capitolo saranno forniti, nel loro complesso, i concetti generali che stanno alla base del telerilevamento del mare, per poi illustrarne i principali settori d'impiego, come l’individuazione di sostanze organiche e inorganiche sospese o disciolte in mare e la batimetria.
Nel terzo capitolo verrà affrontata l’analisi delle proprietà ottiche dell'acqua marina, la cui conoscenza è fondamentale nella fase di interpretazione di dati flidar. Verranno inoltre descritti i vari fenomeni che entrano in gioco nel processo di penetrazione della luce in mare, con particolare interesse allo studio della massima profondità raggiungibile al variare della lunghezza d'onda e dei parametri ottici caratteristici dell'acqua.
Infine, nell'ultimo capitolo verrà analizzata la procedura di misura effettuata mediante telerilevamento flidar. Sarà descritta la logica di funzionamento dell'algoritmo realizzato, il quale viene implementato in ambiente Matlab e si basa su una tecnica Relax, e saranno mostrati e commentati i vari risultati ottenuti.