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Landsat Thematic Mapper
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Già sono state accennate nella sezione introduttiva Remote Sensing le caratteristiche principali del satellite Landsat, in questa pagina verranno illustrate le principali operazioni di image processing che si effettuano con maggior frequenza con questo tipo di satellite, e che sono state applicate in alcuni progetti su cui ho potuto lavorare o che possono risultare utili come primo riferimento.
La bibliografia, come sempre é molto ampia e non mancheró di mettere dei link verso siti interessanti per approfondire l’argomento.
Le singole bande Landsat, presentano caratteristiche spettrali differenti le une rispetto alle altre, per il fatto che riflettono il comportamento del suolo in funzione della lunghezza d’onda utilizzata.
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Visibile, Blu
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TM1
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Utilizzato per la sua possibilità di penetrare nell’acqua, utilie per analisi costiere, laghi e batimetria. Utile anche per differenziare il suolo dalla vegetazione, conifere dalla flora decidua. Rocce frammentate (alcuni scisti, rocce fosfatiche, evaporiti) sono piu’ brillanti nel blu e di conseguenza risultano piu’ chiare in questa banda e nella TM2. Questa banda é la piu’ influenzata dalla radianza atmosferica (> 70%)
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Visibile, Verde
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TM2
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Utilizzato per misurare la riflettenza ed il vigore della vegetazione. Trova impiego nella cartografia della concentrazione dei sedimenti in acque torbide. Ha valori elevati in corrispondenza di minerali di ferro.
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Visibile, Rosso
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TM3
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Discriminante nell’analisi dell’assorbimento della luce da parte della clorofilla. Si hanno valori elevati in suoli ricchi in Ferro (Fe3+)
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Vicino Infrarosso
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TM4
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Utile nella determinazione della salute della vegetazione se rapportato con la TM3 (risultante dalla presenza del ‘red-edge’ nella curva spettrale delle piante), si utilizza anche per la delimitazione dei limiti delle masse d’acqua.
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Medio Infrarosso
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TM5
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Indicativo di suoli umidi e/o vegetazione idrofila. Materiali secchi sono caratterizzati da un segnale assai elevato nel DN (digital number, valore del livello di grigio). Discriminante tra neve e nuvole (basso DN per la neve ed elevato DN per le nuvole). In suoli nudi, é generalmente elevato in corrispondenza di mineralizzazione di alterazione
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Medio infrarosso
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TM7
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Utilizzata prevalentemente nella discriminazione della litologia, nella determinazione di alterazioni idrotermali (presenza di idrossidi). Bassi valori si riscontrano in presenza di minerali argillosi e talora di carbonati. Silicati, polvere e suoli nudi presentano talvolta valori elevati.
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Infrarosso termico
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TM6
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Impiegato per analisi termiche, intensità di calore, stress della vegetazione ed inquinamento termico. Risulta assai elevato in corrispondenza di rocce scure.
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Una delle prime operazioni é la semplice combinazione delle differenti bande in RGB (Red, Green, Blue) per poter ottenere un’immagine in cui i differenti colori corrispondono a litologie, vegetazione o strutture che non appaiono con la semplice osservazione a colori reali.
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Combinazione di bande
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Applicazioni principali
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R
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G
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B
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3
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2
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1
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Colori naturali, si possono osservare parti sommerse dall’acqua, colonne di fumo
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4
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3
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2
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I colori sono simili a quelli osservabili nelle fotografie acquisite nell’infrarosso. La vegetazione é rossa, le zone urbane sono blu. Il limite acqua/terraferma é ben definito, ma si possono osservare parzialmente strutture immerse
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4
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5
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3
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Il limite acqua/terraferma é netto, i terreni umidi appaiono scuri
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7
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4
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2
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Le alghe hanno colorazione blu chiara, le conifere sono piu’ scure rispetto alle piante decidue, l’acqua é blu, la vegetazione appare verde, le zone disboscate e centri urbani rosa.
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6
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2
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1
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Si mette ben in evidenza le differenze di temperatura dell’acqua
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7
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3
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1
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Di aiuto nella discriminazione di gruppi litologici. Depositi salini appaiono bianchi, i fiumi blu scuro
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4
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5
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7
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Utilizzato per la differenziazione della litologia
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7
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2
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1
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Utile per determinare fughe di petrolio, esso appare rosso su un fondo scuro
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7
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5
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4
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Mette in evidenza colate laviche di colore rosso/giallo. La lava calda appare gialla.
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Nelle tre immagini si notano le differenti informazioni che cominciano ad emergere, in funzione della combinazione di bande che vengono impiegate. Nella combinazione 321, cioé una rappresentazione a colori naturali, si possono riconoscere le strutture principali che compongono il territorio; nella combinazione 432, in rosso, sono messi in evidenza i fondovalle dove é presente della vegetazione, mentre nell’ultima combinazione (742) le litologie appaiono con colori differenti, permettendo una prima classificazione in gruppi distinti.
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Oltre alla semplice combinazione in RGB, é possibile effettuare rapporti tra bande, di modo da ottenere un’immagine in scala di grigio, dove le differenti intensità di grigio corrispondono a concentrazioni piu’ o meno elevate di una litologia, mineralogia, biomassa. Nella tabella che segue riporto alcuni esempi:
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Rapporto di bande
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Determinazione
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3
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1
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Ematite, Limonite ed ossidi di ferro sono ben evidenziate
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1
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7
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Ossidi di Alluminio
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5
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7
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Argille
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4
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2
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Concentrazione della biomassa
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1
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5
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Ossidi Ferrici su Ossidi ferrosi
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La stessa area proposta in precedenza, viene qui visualizzata con tre rapporti di banda: 3/1, 1/7 e 5/7 rispettivamente. Si puo’ constatare la presenza di concentrazioni di minerali di ferro in corrispondenza del nucleo dell’antiforme in alto dell’immagine e sui fianchi di altre strutture geologiche analoghe. L’utima immagine a destra risulta assai ricca in rumore di fondo a causa dell’utilizzo della banda TM1, infatti a questa lughezza d’onda (blu - prossimo ultravioletto) il sensore é meno sensibile.
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Club Paleontologico Italiano