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Alessandro BIGI

Professore Associato
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"

Insegnamento: Telerilevamento Ambientale

Ingegneria Civile e Ambientale (D.M.270/04) (Offerta formativa 2022)

Obiettivi formativi

Il corso vuole fornire le conoscenze e le competenze di base sull'uso di immagini satellitari per studi e applicazioni ambientali. In particolare si fa riferimento alle immagini acquisite da satelliti della costellazione Sentinel, Landsat e WorldView.
Per una più completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi a seguito dello svolgimento del presente percorso formativo.

Prerequisiti

Conoscenza di base di fisica e topografia, riconducibili ai corsi di Fisica Generale e Geomatica.
In particolare, gli studenti dovranno avere buona conoscenza dello spettro elettromagnetico, delle leggi dei corpi neri, dei sistemi di riferimento cartografici e geografici.

Programma del corso

I contenuti del corso sono divsi in lezioni teoriche ed attività pratiche:
TEORIA (4 CFU):
Storia del telerilevamento, spettro elettromagnetico, grandezze radiometriche. Leggi dei corpi neri. Riflettanza, trasmittanza, assorbanza. Piattaforme e sorgenti di energia, tempo di rivisitazione e ripetibilità. Spettro solare, radiazione esoatmosferica, emissione terrestre. Spazio RGB e formazione dell’immagine. Sensori: caratteristiche geometriche e spettrali. Riflettanza, firme spettrali, firme spettrali. Interazione con l’atmosfera ed equazioni di base nel VIS-NIR-SWIR e nel TIR. Correzioni radiometriche, atmosferiche e geometriche delle immagini. Indici. Telerilevamento della vegetazione. Classificazione delle immagini. Valutazione delle classificazioni. Temperatura superficiale, mappatura termica. Aumento della risoluzione spaziale: fusione di immagini.
Telerilevamento delle acque, modelli bio ottici. Il Telerilevamento per la qualità aria: misure di aerosol e inquinamento. Telerilevamento radar, radar ad apertura sintetica (SAR), tecniche di elaborazione e prodotti.
ATTIVITA' PRATICHE ( 2CFU):
Applicazione degli argomenti trattati a immagini reali utilizzando software per l’elaborazione di immagini Freeware. Assegnazione di uno studio territoriale bastato su immagini satellitari reali a singoli studenti o a piccoli gruppi da svolgere in autonomia.

Metodi didattici

L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali in presenza (salvo indicazioni diverse dell'Ateneo) che vengono svolte in parte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point) e software per l'elaborazione di immagini satellitari o GIS. Le attività prevedono anche esercitazioni fatte direttamente dagli studenti sul proprio PC e uno studio ambientale basato su immagini satellitare svolto in autonomia.
La frequenza alle lezioni frontali in presenza non è obbligatoria.
L’insegnamento è erogato in lingua italiana

Testi di riferimento

Sul portale Dolly dell'isegnamento sono messi a disposizione:
- I pdf degli argomenti trattati in ogni singola lezione (p.e. slides) almeno un giorno prima della lezione
- Documentazione utilizzata durante le lezioni (tabelle, documenti tecnici, riferimenti a pagine web)
Per approfondimenti lo studente potrà fare riferimento ai seguenti testi:
- Principi e metodi di telerilevamento, Brivio Pietro A., Lechi Giovanni, Zilioli Eugenio, Città studi Editore.
- Remote sensing and image interpretation, Thomas M. Lillesand, Wiley & Sons 2008
- Advanced remote sensing : terrestrial information extraction and applications, Shunlin Liang, Xiaowen Li, Jindi Wang, - eBook - Academic Press – 2012, risorsa Web

Verifica dell'apprendimento

L'esame si svolgerà al termine dell’insegnamento secondo il calendario ufficiale degli appelli d’esame.
L'esame prevede la presentazione (10 minuti) dell'attività progettuale svolta dagli studenti (consegnata nei 15 giorni successivi al termine delle lezioni) e da 3 o 4 domande a cui lo studente risponde alla lavagna. La durata totale domande orali è di circa 40 minuti. Qualora l'attività progettuale non sia presentata essa sarà sostituita da una o due domande orali aggiuntive.
Il punteggio finale è dato dalla media aritmetica dei punteggi ottenuti per l'attività progettuale e per le singole domande.
Gli esiti degli esami sono comunicati immediatamente al termine dell'esame di ogni singolo studente.

Risultati attesi

1) Conoscenza e capacità di comprensione
al termine del Corso, si auspica che lo studente sia in grado di:
a) orientarsi all’interno del settore del telerilevamento satellitare riconoscendone gli aspetti e i concetti di base;
b) affrontare la preparazione di studi ambientali basati sul telerilevamento.
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
a) sapere repeire immagini satellitari e informazioni ad esse legate nei diversi archivi messi a disposizione dalla comunità scientifica
b) sapere impostare ed eseguire uno studio ambientale basato sull'uso di immagini satellitari
c) padroneggiare la terminologia tecnico/scientifica del settore
3) Autonomia di giudizio
a) verificare il proprio grado di apprendimento e comprensione dei concetti esposti grazie alla possibilità d’intervento a lezione, del ricevimento studenti, e dell'attività progettuale svolta in autonomia;
b) riorganizzare le conoscenze apprese ed implementare la propria capacità di valutazione critica ed autonoma di quanto appreso.
4) Abilità comunicative
a) esprimere in modo corretto, logico e con rigore tecnico/scientifico le proprie conoscenze, riconoscendo l’argomento richiesto e rispondendo in modo puntuale e completo alle domande poste.
b) sintetizzare ed inquadrare compiutamente aspetti legati all'uso del telerilevamento satellitare per studi ambientali.
5) Capacità di apprendimento
a) integrazione delle nozioni apprese del telerilevamento satellitare alle nozioni di altri metodi di indagine territoriale;
b) aumento delle capacità per indagini territoriali multidisciplinari.