Tesi di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni Candidato: Gabriele Poli Elaborazione dei dati del sensore SeaWiFS. Interpolazione segmentata terra-mare orientata alla fusione dati
Applicazioni alla clorofilla su Arcipelago Toscano e Sicilia Università degli Studi di Firenze Relatori:
Prof. P.F. Pellegrini
Prof. D. Giuli
Co-Relatore:
Ing. M. Tommasini DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Firenze, 20 Settembre 2002
Tesi di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni Candidato: Gabriele Poli Elaborazione dei dati del sensore SeaWiFS. Interpolazione segmentata terra-mare orientata alla fusione dati
Applicazioni alla clorofilla su Arcipelago Toscano e Sicilia Università degli Studi di Firenze Relatori:
Prof. P.F. Pellegrini
Prof. D. Giuli
Co-Relatore:
Ing. M. Tommasini DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Firenze, 20 Settembre 2002
DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Inquadramento del lavoro di Tesi: a) Stazione di Telerilevamento da Sensori Satellitari presso il PIN (Polo Universitario di Prato)
b) Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale della Toscana in Piombino (ARPAT) Area Tutela Ambiente Marino, Lagunare, Costiero e dell’Ittofauna
c) Progetto MIR (Metodologie Integrate di Indagine in Aree di Pregio Ambientale Mirate alla Valorizzazione e Gestione delle Risorse) su Toscana e Sicilia, finanziato dal MURST (Ministero dell’Università e della Ricerca Scientifica e Tecnologica) Lavoro di tesi svolto nell’ambito di convenzioni di ricerca con:
Analisi del sensore SeaWiFS a bordo del satellite SeaStar
Elaborazione dei dati del sensore SeaWiFS con software proprietario NASA (SeaDAS) e con programmi originali realizzati (catena SWAmEdit) finalizzata all’osservazione del mare
Realizzazione di algoritmi per analisi sub-pixel con interpolazione segmentata terra-mare
Calibrazione dell’algoritmo di calcolo della concentrazione di clorofilla-a da dati SeaWiFS (OC2v4), utilizzando dati verità ARPAT
Analisi della correlazione spettrale tra i canali dei sensori SeaWiFS e AVHRR-NOAA mirata alla fusione dati
DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Principali argomenti di Tesi:
Caratteristiche delle bande spettrali del sensore SeaWiFS DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze
Elaborazione dei dati SeaWiFS DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze
Principali Programmi Originali Realizzati
(catena SWAmEdit) estrazione dei tempi di acquisizione delle righe di scansione
calcolo della traccia sub satellite
geolocazione dei dati acquisiti
correzione geografica dell’immagine ottenuta
calibrazione radiometrica dei dati grezzi, ottenimento della radianza al sensore in mW cm-2 μm-1 sr-1
interpolazione segmentata terra-mare su griglia Mercatore WGS84 dei dati geolocati
presentazione delle immagini raster interpolate con aggiunta di artefatti DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze
DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze SeaWiFS
Immagine come ripresa da satellite non georeferenziata
(banda 6 - 670 nm)
nome file: x9806111.BC6
contenuto dell’immagine: count [count]
data: 2 Marzo 1998
ora UTC: 11:45:32
file di origine: S1998061114532.L1A_HROM
finestra geografica: Arcipelago Toscano
SeaWiFS
Immagine elaborata con SeaDAS ricampionata con tecniche Nearest Neighbour e con aggiunta di artefatti
(banda 6 - 670 nm)
nome file: xa9806111B_670.tiff
contenuto dell’immagine: count [count]
data: 2 Marzo 1998
ora UTC: 11:45:32
scala: 1:1.000.000
file di origine: S1998061114532.L1A_HROM
formato: Arcipelago Toscano DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze
Università degli Studi di Firenze DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni SeaWiFS
Immagine elaborata con catena SWAmEdit ottenuta con interpolazione segmentata terra-mare e con aggiunta di artefatti
(banda 6 - 670 nm)
nome file: xa9806111B_670.tiff
contenuto dell’immagine: count [count]
data: 2 Marzo 1998
ora UTC: 11:45:32
scala: 1:1.000.000
file di origine: S1998061114532.L1A_HROM
formato: Arcipelago Toscano
DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze SeaWiFS
Immagine elaborata con SeaDAS ricampionata con tecniche Nearest Neighbour e con aggiunta di artefatti
(clorofilla-a)
nome file: xa9806111B_chl_oc2.tiff
contenuto dell’immagine: concentrazione di clorofilla-a [mg m-3]
data: 2 Marzo 1998
ora UTC: 11:45:32
scala: 1:1.000.000
file di origine: S1998061114532.L1A_HROM
formato: Arcipelago Toscano
DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze SeaWiFS
Immagine elaborata con catena SWAmEdit ottenuta con interpolazione segmentata terra-mare e con aggiunta di artefatti
(clorofilla-a)
nome file: xa806111.BCH
contenuto dell’immagine: concentrazione di clorofilla-a [mg m-3]
data: 2 Marzo 1998
ora UTC: 11:45:32
scala: 1:1.000.000
file di origine: S1998061114532.L1A_HROM
formato: Arcipelago Toscano
Analisi sub-pixel per studio su scala regionale
(count banda 3 AVHRR-NOAA) DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Perdita di risoluzione in prossimità delle coste Interpolazione bilineare Assenza di controllo preventivo sui pixel della griglia di interpolazione e sui punti acquisiti da satellite
DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni 1. Controllo classificazione terra-mare pixel griglia da interpolare 2. Controllo classificazione terra-mare dei punti reticolo di riferimento 3. Informazione sulla contaminazione dei punti reticolo di riferimento (vicinanza alla costa) Università degli Studi di Firenze Interpolazione segmentata terra-mare
Classificazione terra-mare dei pixel griglia
(esempio su Arcipelago Toscano) Flag numerico ClassTM:
ClassTM = 0 pixel di costa
ClassTM = 1 pixel di terra
ClassTM = 2 pixel di mare 0 1 2 DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze Maschera terra-mare
(file raster 8 bit/pixel)
Classificazione terra-mare dei punti reticolo
(esempio su Arcipelago Toscano) Informazione di contaminazione per i punti reticolo
(matrice di approssimazione del lobo del sensore satellitare) DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze
Tre flag numerici:
ClassTM flag di classificazione terra-mare
LM lato della matrice di approssimazione (in pixel)
N numero di pixel di terra o costa contenuti nella matrice di approssimazione
Maschera terra-mare con informazione di contaminazione
(file raster 16 bit/pixel) DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze
DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Maschera terra-mare con informazione di contaminazione flag di classificazione terra-mare per un punto reticolo (ClTM)
indice di contaminazione per un punto reticolo (cn%) Idoneità di un punto reticolo all’interpolazione di un pixel griglia criterio 1 Punto reticolo con stessa classificazione terra-mare del pixel griglia criterio 2 Punto reticolo con stessa classificazione terra-mare del pixel griglia e con indice di contaminazione inferiore alla soglia cn%s ClassTM = ClTM ClassTM = ClTM
cn% < cn%s Università degli Studi di Firenze Utilizzo Maschera terra-mare con informazione di contaminazione
sostituzione dei punti di riferimento per l’interpolazione in un singolo quadrilatero di interpolazione – ITM01.EXE
sostituzione dei punti di riferimento per l’interpolazione con ricerca a spirale - ITM02.EXE
ricalcolo dei punti di riferimento per l’interpolazione con ricerca in due direzione – ITM03.EXE
ricalcolo dei punti di riferimento per l’interpolazione con ricerca in otto direzioni – ITM04.EXE Algoritmi di interpolazione segmentata realizzati DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Università degli Studi di Firenze
DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Ricalcolo dei punti di riferimento per l’interpolazione con ricerca in otto direzioni – ITM04.EXE Università degli Studi di Firenze Scelta della direzione di ricalcolo 1. Numero di punti idonei lungo la direzione
2. Distanza media dei punti idonei dal punto da ricalcolare
3. Tipo di direzione
DET Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
Laboratorio di Telecomunicazioni Interpolazione bilineare Interpolazione segmentata
Ricalcolo dei punti di riferimento per l’interpolazione con ricerca in due direzioni (cn%s = 7%) Interpolazione segmentata
Ricalcolo dei punti di riferimento per l’interpolazione con ricerca in otto direzioni (cn%s = 7%) Università degli Studi di Firenze
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