Tecniche di telerilevamento all'infrarosso termico per la stima dell'umidità del suolo

1.1 Tecniche di telerilevamento dell’umidità del suolo 1.1.1 Microonde Da quanto detto al paragrafo precedente, nella regione spettrale delle microonde l’atmosfera può dunque considerarsi trasparente, soprattutto alle frequenze più basse. È questo, insieme alla possibilità di avere riprese notturne, uno dei motivi per cui il telerilevamento alle microonde è particolarmente vantaggioso per monitorare i processi superficiali. I radiometri alle microonde passivi misurano la radiazione emessa dalla superficie a frequenze minori di circa 19 GHz. Su terreno nudo o con vegetazione scarsa la radiazione osservata può essere usata per ricavare la costante dielettrica della superficie. Nota la costante dielettrica, si risale all’umidità del suolo attraverso leggi di tipo empirico. A frequenze ancora più basse (1,4 GHz, banda L) la regione sorgente delle microonde è più profonda nel suolo e le caratteristiche dielettriche diverse tra suolo nudo e bagnato permettono di stimare l’umidità del suolo a qualche centimetro di profondità. Il problema fondamentale di questa tecnica consiste nella bassa risoluzione geometrica dei radiometri attualmente operativi. Di contro i radar, che usano la stesse frequenze, hanno un’alta risoluzione spaziale (in alcuni casi di 10 m). Essi trasmettono al suolo un’impulso elettromagnetico e misurano la frazione di radiazione che ritorna all’antenna (coefficiente di backscatter), la cui misura ha un ben determinato legame con la costante dielettrica del suolo. Tuttavia, a causa della rugosità del terreno, il segnale trasmesso a terra è diffuso dalla superficie in tutte le direzioni (effetto speckle). È perciò richiesta un’analisi multispettrale, e a diverse polarizzazioni, per ricavare contemporaneamente la rugosità e le proprietà dielettriche dei suoli. Sfortunatamente i radar attuali utilizzano preminentemente la banda C (5,33 GHz), che è influenzata dai fattori di cui sopra. Inoltre, le immagini radar subiscono deformazioni dovute alla geometria della ripresa che non sono facilmente correggibili nel processo di georeferenziazione. A questi inconvenienti si aggiungono gli elevati costi delle immagini e un’insufficiente risoluzione temporale per alcuni scopi idrologici.