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ACQUISIZIONE DELLE IMMAGINI
È un sensore che funziona nel visibile e che reagisce alla radiazione elettromagnetica. Il sensore analogico ha 1 strato di pellicola che produce foto in bianco e nero e 3 strati (RGB) di pellicola che producono foto a colori. La pellicola viene sostituita da un sensore fotosensibile. Attraverso il campionamento e la quantizzazione si passa dalla radiazione all'assegnazione di una matrice di pixel.
Campionamento: scompone l'immagine in un numero finito di punti (pixel) geometrici (quadrati).
Quantizzazione: discriminazione del livello energetico di ogni pixel. Più range ci sono, migliore sarà la quantizzazione.
Immagine binaria (1 bit): bianco (0) o nero (1)
| 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
Scala di grigi (8 bit): in una codifica a 8 bit si hanno 2^8 - 1 tonalità di grigio. Se ho un'immagine 10x10 pixel con una codifica a 8 bit, essa occuperà 10 x 10 = 100 byte di spazio (800 bit).
Quindi, una codifica a 8 bit offre 8 range in fase di quantizzazione.
la codifica può essere anche a 10 - 12bit ma l'occhio umano non lo percepisce (può servire al software per ricavare maggiori dettagli).
Devono essere tutti numeri interi con una sola matrice si hanno immagini in scala di grigi, invece con 3 matrici si possono avere immagini a colori (teoria dei colori).
il sensore è una matrice di elementi fotosensibili.
Alcune volte il CCD viene anche detto dispositivo a trasferimento di carica poiché i pixel che lo compongono, oltre a svolgere la funzione di trasformare l'energia della luce incidente su di essi in una carica elettrica, svolgono anche la funzione di trasferirla in modo sequenziale dall'uno all'altro.
Un sensore CCD areale (area array) è costituito da una piastrina di silicio su cui è presente una griglia di elementi fotosensibili (detectors) corrispondenti ai pixel.
La funzione del CCD è quello di catturare l'energia che cade sugli elementi fotosensibili.
delgrigliato dei pixel del sensore per il tempo di integrazione e di trasformare questa energia in una matrice di valori numerici. Se non arriva luce non c'è trasferimento. È la lente serve a far cadere tutta la luce sul pixel. Converti in bit i microvolt assorbiti dal sensore devono essere interi. Da 1 a 9 bit: - 1 poca energia - 9 molta energia - 1 colore scuro - 9 colore chiaro Da elettroni si passa a valori numerici matriciali che compongono un'immagine. 8-04-19 Tempo di integrazione = tempo in cui la fotocamera ha i sensori a vista per ricevere radiazioni elettromagnetiche. L'ACQUISIZIONE DEI COLORI PRIMARI è necessario quindi separare la luce incidente nelle tre componenti primarie RGB (red, blu, green usando la terminologia anglosassone) e registrane l'energia fotonica corrispondente con tre valori ad essa corrispondenti. La disposizione più usata dei filtri sui fotoni è quella che segue lo schema di Bayer, il qualeusanosensori lineari. I SENSORI LINEARI (II)
Quando il sensore lineare viene utilizzato da piattaforma mobile satellitare o aerea, l'immagine viene formata dalla combinazione del moto del mezzo e dall'acquisizione registrata dal sensore lineare, effettuata con una cadenza che è condizionata da più fattori:
- la dimensione del pixel
- la focale dell'obbiettivo
- la quota di volo
- la velocità del mezzo
Trasformano un array (vettore) in una matrice.
Attraverso 3 array (dati da 3 sensori diversi) può ricavare un'immagine a colori in più velocefotocamera. L'immagine pancromatica è l'immagine che ha la massima risoluzione geometrica al livelli di grigio. Pancromatica = tutte le tonalità di una banda.
Un'altra tecnologia utilizzata è la seguente:
CAMERE FOTOGRAMMETRICHE A SENSORI LINEARI MULTIPLI (SML)
Le camere aerofotogrammetriche dotate di sensori lineari multipli (SLM) riprendono
immagine, si può notare come la vista inclinata nella direzione di volo (forward) mostri una porzione del terreno più vicina all'aereo, mentre la vista inclinata in direzione opposta al volo (backward) mostri una porzione del terreno più distante dall'aereo. La vista nadirale, invece, mostra una vista diretta verso il basso. Per ottenere queste tre viste simultanee, vengono posizionati sul piano focale tre sensori lineari. La posizione dei sensori forward e backward rispetto a quello nadir può variare a seconda del tipo di camera e di solito non è simmetrica rispetto al sensore nadir. Inoltre, oltre ai tre sensori forward, backward e nadir che acquisiscono l'immagine in tutto lo spettro pancromatico (simile alle immagini in bianco e nero), le camere SLM hanno anche altri sensori per l'acquisizione del colore e dell'infrarosso. Questo permette di ottenere un'immagine 3D utilizzando tre strisce di foto acquisite da tre angolazioni diverse. La prima immagine rappresenta una zona che non è effettivamente allineata con il terreno. Nella seconda immagine, si può notare come la vista inclinata nella direzione di volo (forward) mostri una porzione del terreno più vicina all'aereo, mentre la vista inclinata in direzione opposta al volo (backward) mostri una porzione del terreno più distante dall'aereo. La vista nadirale, invece, mostra una vista diretta verso il basso.immagine se conosco istantaneamente i 3 angoli dell'aero ricavo l'immagine rettificata.
Formato delle immagini:
- JPEG = occupa meno spazio ma perdo delle informazioni (compressione distruttiva). È irreversibile, la riduzione non è visibile a occhio nudo.
- TIFF = formato di pubblico dominio (può essere utilizzato da tutti senza acquistare software specifici). (tagged image file format). Può gestire tante bande contemporaneamente. Immagini e metadata in un unico file.
- GEOTIFF = immagine con dati geodetici/cartografici annessi. Pixel con coordinate e sistema di riferimento. A ogni pixel associo un colore dei 256 disponibili (palette a 8 bit). Si possono avere palette ottimizzate.
I SATELLITI 11-04-19
In passato anche i satelliti acquisivano foto su pellicola, ora in digitale. Il formato immagine può essere o proprietario di un'azienda (con annesso software) o di pubblico dominio (tiff).
Di solito queste immagini possono contenere più dati.
geotiff (formato multibanda che gestisce più immagini). Con un formato geotiff si può:- Georeferenziazione = passare da una matrice a coordinate
- Geocodifica = sapere a quale sistema cartografico appartengono
Immagine pancromatica = immagine con massima GSI.
Aumento esponenziale di sensori con alta risoluzione.
Microsatelliti = satelliti molto piccoli che hanno minori difficoltà nel lancio.
Le immagini satellitari hanno un business dietro: è un comparto in grande crescita.
La risoluzione spaziale è legata alla scala di rappresentazione.
→ Maggiore risoluzione minore scala
→ Minore risoluzione maggiore scala
Se confronto le scansioni precedenti a bassa risoluzione con delle immagini a alta risoluzione posso aggiornare le scansioni o le carte associate. Più la risoluzione geometrica è alta e
minoresarà il territorio rilevato (e maggiore sarà il costo).12-112 bit = 12 = 4095
Con una scansione vengono ricavati:
1 rosso
1 verde
1 blu
1 pancromatico
1 infrarosso → 1: 4
Rapporto pancromatico: colorato
Grazie al pansharpening si mettono assieme le scansioni pancromatiche e quelle a colori per ottenere delle immagini a colori con maggiore risoluzione.
Ogni quanto si effettua una scansione.
Se ci sono 2 satelliti sfalsati nel tempo che effettuano una scansione, avrò una risoluzione temporale maggiore (le sentinel sono composte sempre da 2 satelliti). Se il sensore del satellite è orientabile allora si può aumentare ancora la risoluzione in quanto possono scansionare per più giorni di fila una zona, semplicemente orientando il sensore.
L'orbita quasi-polare è quella che ci interessa di più.
Stando fissi su un punto della terra avranno una risoluzione temporale molto alta.
Ogni linea genererà una riga della matrice
Genera immediatamente una matrice immagine.
Hanno una vita utile di solito più elevata di quella di progetto
Dal 30 maggio 2013 è operativo il landsat 8 (LDCM).
TM = thematic map
Dal landsat 7 abbiamo le ETM (enhanced thematic map) come suggerisce il nome, il landsat 7 ha 7 bande:
Banda 1 Banda 2 Banda 3 Banda 4 Banda 5 Banda 6
infrarosso infrarosso infrarosso
blu verde rosso vicino e vicino 1,55 termico
1,55pm 1,75μm
Tutte queste bande sono in ordine di lunghezza d'onda crescente. Poi è stata introdotta la banda 7 → infrarosso vicino (2,08 - 2,35 μm) e nel più recente ETM + anche la banda 8 pancromatico.
Satellite francese in grado di generare immagini 3D (modello della zona scansionata). Nello spot non c'è il colore
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