Telerilevamento di precipitazioni mediante Radar ad apertura sintetica: metodi di elaborazione e applicazioni

Capitolo 1 – Introduzione 1 Capitolo 1 Introduzione 1.1 Cenni al Telerilevamento Il telerilevamento ( Remote Sensing ), è la disciplina scientifica che permette di ricavare informazioni, qualitative e quantitative, sull'ambiente e su oggetti posti a distanza mediante misure di radiazione elettromagnetica, emessa, riflessa o trasmessa, che interagisce con le superfici di interesse. Esso utilizza foto o dati numerici rilevati da aerei, satelliti o sonde spaziali per caratterizzare la superficie di un pianeta. Lo studio di un fenomeno o di una superficie effettuato con tecniche di telerilevamento prevede tre fasi distinte:  acquisizione dei dati mediante ripresa da terra, aereo, o satellite;  elaborazione dei dati;  interpretazione e uso dei dati. Gli strumenti utilizzati per l'acquisizione possono fornire misure singole di radianza, come radiometri o spettroradiometri, o insiemi di misure di radianza ( immagini digitali ), come macchine fotografiche, termocamere o dispositivi a scansione. Tali strumenti sono detti sensori passivi se misurano la radiazione elettromagnetica, emessa o riflessa, proveniente dalle superfici investigate e sensori attivi se provvedono essi stessi all’illuminazione delle superfici, captando poi la radiazione elettromagnetica di ritorno. 1.2 Obbiettivi del lavoro svolto e sommario dei capitoli Questo lavoro di tesi tratta il telerilevamento mediante immagini radar, in particolare provenienti da radar doppler e radar ad apertura sintetica: rispettivamente NexRad ( WSR-88D: Weather Surveillance Radar,1988,Doppler ) e Terra-Sar X. L’elaborazione delle immagini provenienti da tali radar, consentono la stima del tasso di precipitazione relativo alla zona illuminata. L’oggetto del lavoro svolto è la revisione di un algoritmo di elaborazione, già descritto, che riceve in ingresso i due dati NexRad e TSX relativi ad una stessa zona, elabora le informazioni in essi contenute, realizzandone una stima del tasso ti pioggia, proponendone inoltre un manuale ( presente in Appendice ), che descrive i singoli passi di elaborazione. Inoltre si vuole studiare l’effetto dell’introduzione di filtri d’immagine radar, in particolare Frost e Lee, e la variazione del metodo di interpolazione effetuato nel processo di ricampionamento dell’immagine TSX.  Nel capitolo 2 si espongono i concetti generali del radar doppler meteorologico, illustrandone il principio di funzionamento, le bande in cui esso opera e le principali cause di attenuazione del segnale trasmesso e ricevuto. Viene riportata l’equazione del radar meteorologico per diffusore singolo e per diffusori distribuiti volumetricamnete e infine si presenta il WSR-88D e la descrizione del dato relativo a tale radar.  Il capitolo 3 introduce la tecnica SAR con brevi cenni storici e principio di funzionamento, per poi presentare il satellite TerraSAR-X e il dato prodotto da quest’ultimo.