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Oggetto:
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Telerilevamento

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Remote sensing

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Anno accademico 2018/2019

Codice dell'attività didattica
INT0388
Docente
Prof. Enrico Corrado BORGOGNO MONDINO
Corso di studi
Corso di Laurea Magistrale in Geografia e Scienze Territoriali (LM-80)
Anno
1° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
9
SSD dell'attività didattica
ICAR/06 - topografia e cartografia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto più orale obbligatorio
Prerequisiti

Benchè nessuna propedeuticità sia prevista in modo formale, è auspicabile che lo studente affronti il modulo avendo conoscenza dei fondamenti di Analisi Matematica (studio di funzione, derivate totali e parziali, integrali), di Fisica (elettromagnetismo e ottica), di Statistica (trattamento delle osservazioni), di Topografia/Cartografia e GIS.


No requirement is strictly due for this module, but basics of Mathematics, Physics, Statistics, GIS and Survey (GNSS, ordinary and digital photogrammetry) are appreciated.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Formazione di base nell'ambito del telerilevamento ottico multispettrale finalizzato alla produzione di carte tematiche di copertura e uso del suolo e all'utilizzo di indici spettrali da utilizzarsi come indicatori ambientali.  In particolare  l'attenzione verrà posta sui dati satellitari gratuiti a media risoluzione spaziale utili per indagini alla scala territoriale e di paesaggio.

 

Fundamentals of multispectral optical remote sensing aimed at the generation of land use/land cover maps and at the exploitation of spectral indices related to environmental indicators. The focus  is on the free available image datasets having a middle geometric resolution, useful for investigations at the territorial and landscape scale.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Alla fine del'insegnamento  lo studente sarà in grado di interpretare un'immagine satellitare multi-spettrale e di comprenderne le fasi si processamento che la trasformano da dato grezzo in prodotto cartografico tematico. Le competenze consegnate allo studente riguardano: a) capacità di selezionare la tipologia di dato satellitare utile ai fini di una specifica applicazione sula base delle sue caratteristiche geometriche, spettrali, radiometriche e temporali; b) capacità di leggere con competenza tutti i dati di accuratezza (metrica e semantica) che riguardano una carta tematica derivata da satellite; c) capacità di interpretare i principali indici spettrali derivabili da dati telerilevati; d) capacità di generare carte tematiche e valutarne la qualità attraverso l'adozione di classificatori assistiti e automatici.

 

At the end of the course students will be skilled in multispectral satellite image interpretation and processing aimed at thematic map generation. Acquired skills will be the able to: a) select the most suitable satellite data to face a specific application on the basis of its spectral, radiometric, geometric and temporal features; b) evaluate and define the accuracy (position and content) of generated results; c) generate and interpret  spectral indices useful to map landscape properties; d) generate thematic maps by supervised and unsupervised approaches.

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Modalità di insegnamento

Il modulo si sviluppa per l'intera durata attraverso l'erogazione di lezioni frontali (36 ore), nel corso delle quali il docente procede anche all'esemplificazione pratica (esercitazioni, 4 ore)  dei concetti espressi ed in particolare al processamento dei dati. In questa fase gli studenti vengono addestrati all'utilizzo di software freeware (SAGA GIS e QGIS) per l'esecuzione dell'intero flusso di lavoro che permette di estrarre informazioni territoriali dai dati satellitari utilizzati come esempio.  

 

 

The module is made of frontal lessons (40 hours) where theoretical aspects are coupled with practical examples (exercises, 14 hours) concerning operational processing of satellite data. Students are trained on the basic use of free processing software (SAGA GIS and QGIS) useful for the extraction of territorial information from satellite data. Once trained, students will operate in working groups to face a practical application. They will be required to producie a technical report describing the operational workflow and professional considerations about obtained results. Students will be provided with slides and data that the teacher uses during lessons  through the CAMPUSNET system.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'efficacia delle lezioni viene verificata procedendo, all'inizio di ciascuna lezione (10 minuti) , ad un limitato dibattito riguardante i contenuti della lezione precedente, nel corso del quale gli studenti sono invitati a rispondere a domande e sollecitati a proporne. Tale azione non contribuisce alla valutazione finale, ma costituisce un utile strumento per lo studente di autovalutare il proprio grado di apprendimento.

L'appello d'esame è subordinato alla redazione di un report tecnico scritto, realizzato per gruppi, relativo ad un caso studio attinente i contenuti del corso e sviluppato con l'utilizzo di dati telerilevati forniti dal docente e con software di settore ottenibili gratuitamente dagli studenti. IL docente, a cui il documento verrà consegnato almeno 3 giorni prima dell'appello, procede alla sua valutazione che contribuirà per 1/5  a quella finale del modulo.

L'esame è condotto con modalità SCRITTA. Il compito d'esame prevede: a) 4 domande aperte il cui peso è paritetico (4 punti a domanda); b) 5 domande chiuse con i seguenti punteggi: +1 risposta esatta, -0.5 risposta errata, 0 risposta non data; c) un esercizio numerico (peso 3).  La somma dei punteggi delle singole parti del compito e della relazione determina il punteggio pieno di 30/30.

 

Effectiveness of lessons is verified by discussing with the students at the beginning of a new lesson (10 minutes), the content of the last preceding one.  In this context students are invited to answer some technical questions and proposing their own ones.

Final exam can be given only if preventively the technical report about a case study based on the use of remotely sensed data has been edited. The report has to be sent to the  professor at least 3 days before exam date. Professor will evaluate it and assigne a score up to 6/30.

Exam will be WRITTEN. It includes: a) 4 open questions scoring 4 points each; b) 5 closed questions with the following scores: 1 for correct answer, -0.5 for wrong, 0 for NOT answered; c) one numerical exercise (score = 3).  Maximum score is 30/30.

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Programma

  • Introduzione al Telerilevamento: definizioni e leggi fisiche fondamentali ,(Ingegneria forestale).
  • Interazione tra energia elettromagnetica e superfici: riflettanza, trasmittanza, assorbanza, emittanza.  Rugosità delle superfici e geometria dell'illuminazione, (Ingegneria forestale).   
  • Firme spettrali; interazione tra atmosfera e radiazione elettromagnetica: finestre atmosferiche e diffusione (Ingegneria forestale)
  • Tipologie di satelliti per l'Osservazione della Terra: geostazionari ed elio-sincroni; Principali missioni. Schema di sensore; L'immagine digitale: definizione numerica e caratteristiche operative (risoluzioni), (Ingegneria forestale).          
  • Processamento dell'immagine: istogramma di frequenza, contrasto, scatterogrammi, filtri digitali e operatori matriciali: indici spettrali  (Ingegneria forestale).                        
  • Le immagini a colori: cenni di colorimetria e foto interpretazione; il flusso di lavoro di un telerilevatore, (Ingegneria forestale).                                                                                
  • Pre-processamento radiometrico delle immagini: calibrazione in radianza e riflettanza, correzione atmosferica, correzione topografica, (Ingegneria forestale)
  • La georeferenziazione delle immagini, (Ingegneria forestale).
  • La classificazione delle immagini: assistita e automatica; principali algoritmi (Gestione multifunzionale sostenibile delle risorse forestali)
  • Verifica dell'accuratezza della classificazione: matrice d'errore e parametri di prestazione (Gestione multifunzionale sostenibile delle risorse forestali)     

 

  • Introduction to Remote Sensing: definitions and main physical laws
  • Interaction between surfaces and electromagnetic radiation: reflectance, transmittance, absorbance, emittance.  Surface roughness and geometry of lighting.                                                                                          
  • Surface Spectra; interaction between atmosphere and electromagnetic radiation: atmospheric windows and scattering
  • Satellites for Earth Observation: geostationary and sun-synchronous. Main missions, Sensor scheme, digital image: numerical definition and operational features (resolutions).                                                          
  • Image processing: histogram, contrast enhancement, scatter plots, digital filters, matrix operators: spectral indices from satellite imagery.                                                                                                                      
  • Color images: basics of colorimetry and image interpretation; the remote sensing workflow           
  • Radiometric pre-processing: radiance/reflectance calibration, atmospheric correction, topographic correction.       
  • Image georeferencing                                                                                                              
  • Image classification: supervised and unsupervised classifiers
  • Classification Accuracy: confusion matrix and statistical parameters

Testi consigliati e bibliografia

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 E. BORGOGNO MONDINO, Slide del corso

 G. COMOGLIO: Topografia e Cartografia, CELID

 A.M. GOMARASCA: Elementi di Geomatica, AIT

 

 

 E. BORGOGNO MONDINO, Slides

 G. COMOGLIO: Topografia e Cartografia, CELID

 A.M. GOMARASCA: Elementi di Geomatica, AIT

 



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Orario lezioni

GiorniOreAula
Mercoledì14:00 - 18:00
Giovedì14:00 - 18:00

Lezioni: dal 26/09/2018

Nota: Le lezioni di svolgeranno presso l'Aula informatica di Selvicoltura del Dipartimento di Scienze Agrarie, Forestali e Alimentari - Largo Braccini, 2 (ex Via Leonardo da Vinci, 44) Grugliasco (To)

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Note

 

 

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Altre informazioni

http://www.unito.it/servizi/lo-studio/appelli-desame/bacheca-appelli
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Ultimo aggiornamento: 12/09/2018 17:19
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