Ingegneria delle Comunicazioni

FERDINANDO NUNZIATA
FERDINANDO NUNZIATA

Il modulo ha l’obiettivo di fornire una conoscenza di base ed a largo spettro sui sistemi di telerilevamento per l’Osservazione della Terra da aereo e da satellite. Descrivere, con approccio sistemistico, i requisiti e le caratteristiche di massima del sistema in relazione alla applicazione finale. Illustrare le basi fisiche del telerilevamento e semplici modelli di interazione elettromagnetica con i mezzi naturali utili alla interpretazione dei dati. Illustrare o richiamare i principi di funzionamento dei principali sensori di telerilevamento nelle diverse regioni dello spettro elettromagnetico. Fornire una panoramica sulle informazioni sull’ambiente terrestre (atmosfera, mare, vegetazione, etc.) rilevabili nelle diverse bande dello spettro elettromagnetico. Illustrare le principali tecniche di elaborazione dei dati telerilevati ai fini della generazione di prodotti applicativi, anche con l’ausilio di esercitazioni al calcolatore. Conoscere le principali missioni spaziali di Osservazione della Terra, e le caratteristiche più significative dei prodotti forniti agli utenti finali.

GENERALI
Lo scopo del corso è fornire agli studenti competenze teoriche e pratiche sull'osservazione della terra mediante telerilevamento. Il corso fornirà una panoramica dei sensori e delle tecniche utilizzate per generare prodotti a valore aggiunto a partire da misure telerilevate da satellite. Le lezioni teoriche, comprendenti nozioni relative alla modellistica elettromagnetica ed ai sensori utilizzati, sono affiancate da sessioni protiche volte alla elaborazione delle misure telerilevate per la generazione di prodotti a valore aggiunto.

SPECIFICI:
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Alla fine di questo insegnamento lo/la studente dovrà:
- conoscere i principali presupposti teorici legati all'osservazione della terra;
- conoscere i principali sensori per l'osservazione della terra;
- conoscere le principali applicazioni per generare prodotti a valore aggiunto a partire da misure telerilevate

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Alla fine di questo insegnamento lo studente saprà:
- descrivere e interpretare correttamente dati telerilevati;
- conoscere i principi alla base delle misure telerilevate;
- raccogliere ed elaborare autonomamente dati telerilevati;
- utilizzare gli strumenti e le adeguate competenze per l'interpretazione dei dati e l'estrazione di informazione da dati telerilevati.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Alla fine di questo insegnamento lo/la studente saprà formulare un giudizio:
- sulla qualità dei dati telerilevati;
- sulle potenzialità di ciascun sensore rispetto ai parametri geofisici da osservare;.

ABILITÀ COMUNICATIVE
Alla fine dell'insegnamento lo/la studente dovrà sapere:
- usare un linguaggio corretto e adeguato per la comunicazione di informazioni estratte da dati telerilevati.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Alla fine di questo insegnamento lo/la studente saprà:
- indagare in modo autonomo i principali aspetti relativi a dati telerilevati;
- elaborare autonomamente misure telerilevate al fine di generare prodotti a valore aggiunto relativi all'osservazione della terra

Benché nessuna propedeuticità sia prevista in modo formale, è auspicabile che lo/la studente affronti il modulo avendo conoscenza di base di Analisi Matematica e di Fisica.

Introduzione al Telerilevamento: definizione, storia, vantaggi e applicazioni.
Energia elettromagnetica: definizione e leggi fisiche fondamentali.
Interazioni tra energia elettromagnetica e atmosfera: finestre atmosferiche e fenomeni di assorbimento e diffusione.
Interazione tra energia elettromagnetica e superfici: riflessione, assorbimento e trasmissione.
Caratteristiche dei sistemi di osservazione per l’osservazione della Terra.
Caratteristiche operative dei dati: scala e risoluzione.
I sensori digitali per l’osservazione della Terra: sensori attivi e passivi.
Tipologie di satelliti per l'Osservazione della Terra.
Sensori ottici
Sensori alle microonde
Tecniche di elaborazione delle immagini: miglioramento radiometrico, pre-processamento geometrico e pre-processamento radiometrico.
I programmi satellitari con dati ad accesso libero (Landsat, Copernicus, …).
Applicazioni

F.T. Ulaby and D.G Long. Microwave radar and radiometric remote sensing The University of Michigan press, Ann Arbor, 2014.
W. Emery and A. Camps Introduction to Satellite Remote Sensing Elsevier, 2017, Netherlands.

L’insegnamento è organizzato in lezioni teoriche (40 ore) ed esercitazioni (20 ore) svolte mediante l’utilizzo del software SNAP e di software sviluppato in aula in ambiente Matlab/Python. Le prime sono dedicate alla presentazione degli aspetti teorici e metodologici dei fenomeni presi in esame; le seconde sono finalizzate a comprendere, dal punto di vista operativo, le modalità di gestione, elaborazione ed estrazione di informazione da dati acquisiti da sensori posti a bordo di piattaforme satellitari.

NA

L'esame consiste di una prova orale e di un elaborato scritto.

L'esame sarà composto di due parti: una orale e una scritta nella forma di un elaborato che le studentesse e gli studenti dovranno preparare e presentare individualmente o in piccoli gruppi (massimo tre persone). La relazione, che va consegnata 1 settimana prima della data di esame, sotto forma di file ppt, deve essere utilizzata per dimostrare l'applicazione dei concetti, dei metodi e delle analisi presentate durante l'insegnamento. Il documento scritto deve essere un testo descrittivo e autoesplicativo, progettato per fornire un quadro completo degli obiettivi, dei metodi e dei risultati.

Tutti gli argomenti trattati durante il corso, e la loro applicazione utilizzando il software adottato, sono parte integrante dell'esame orale.

I criteri di valutazione utilizzati per comporre il voto finale includono la valutazione della:

capacità di produrre una presentazione concisa, coerente ed efficace (50%)
capacità di esporre chiaramente i contenuti della relazione e conoscenza teorica relativa agli argomenti trattati durante le lezioni (50%)

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