30/10/08All rights reserved © 2008, Telespazio PROGETTO GEOGRID: IL GEODATABASE TELESPAZIO.

30/10/08 All rights reserved © 2008, Telespazio

PROGETTO GEOGRID:

IL GEODATABASE TELESPAZIO


IL GEODATABASE

TELESPAZIO é tra i principali operatori mondiali in

Satellite Operations

Difesa

Servizi per Osservazioni della Terra

Navigation and Infomobility

Network and Connectivity

grazie alle competenze tecnologiche, le infrastrutture, le

partecipazioni nei grandi Programmi

Europei (COSMO SkyMed, Galileo and

GMES)

Fucino space centreToulouse space centre

Matera space centre

Scanzano space centre

Lario space centre

Kourou space centre


IL GEODATABASE

Testo – Arial 20 pt.Mission DefinitionMission Definition Acquisition &

Processing SystemsAcquisition &

Processing SystemsEO Operations Management

EO Operations Management

Standard Data &

Products

Standard Data &

Products

VA Products, Applications and

Services

VA Products, Applications and

Services

Monitoring Services & Systems,

Decision Support

Monitoring Services & Systems,

Decision Support

Consultancy

R&D

Planning

Purchasing

Installation

Testing

Matera Space Center Mgmt for ASI

Data Reception and processing for ESA

Quickbird

IRS,Ikonos, SPOT

Landsat, ERS, Envisat

Kompsat

Ortho-photos

Space Map

GeoDatabase

Thematic Layers

…

Fire Damage

Oil Spill

Waste Tips monitoring

Hydro-geological Hazard

Prevention & Decision Support System

Agriculture

Cartography & Cadastral

Landslide Forecasting

…


IL GEODATABASE

Business LineBusiness Line ServicesServices

Application Solutions InsitutionalB2C OperatorsInt’l OrganizationsBusiness (oil&gas,

utilities,transportation, insurance)

Interactive web access to and processing of satellite & aerial data, cartography, socio- economic info

On line distribution of satellite data and value added products

Hosting of users’ geo-spatial databasesGIS systems and applications

Data Acuisition & Production

InstitutionalPublic Admin. and in

developing CountriesBusiness (oil&gas, utilities)

Satellite Data DistributionVA Products (orthos, DTM)Mapping, Cadastre, GIS and databasesAerial Remote Sensing

Market SegmentMarket Segment

Thematic Geo-information Services

DefenceInstitutional Business (oil&gas,

utilities,transportation)

Agriculture Information Services and StatisticsRisk Management and securityLand EnvironmentMarine EnvironmentNRT monitoring services

Basic Geo-information Services

Space Agencies Defence Ground Station Operators

Ground Stations, data processors,

archiving and cataloging systemsAcquisition & data productionNRT monitoring systemsSatellite time and data downlink


IL GEODATABASE

Forest Mapping Forest Inventories Biomass and Carbon Stocks Biodiversity Inventories Forest Management Systems

Forest Mapping Forest Inventories Biomass and Carbon Stocks Biodiversity Inventories Forest Management Systems

Forestry

Land Administration Cadastres Water Management Land Information Systems Institutional Land Management

Land Administration Cadastres Water Management Land Information Systems Institutional Land Management

Cadastre / Land MgtAgriculture

Geological Mapping Mining Management Hydrocarbon Exploration Groundwater Exploration Administration Support

Geological Mapping Mining Management Hydrocarbon Exploration Groundwater Exploration Administration Support

Geology

Infrastructure

Transportation Systems Utility Management Facility Management Communication Solutions Location Based Services

Transportation Systems Utility Management Facility Management Communication Solutions Location Based Services

Environment

Environmental quality analysis Subsidence; Coastal zone management Land Use Planning Watershed Management Disaster Management Environ. Capacity Building

Environmental quality analysis Subsidence; Coastal zone management Land Use Planning Watershed Management Disaster Management Environ. Capacity Building

Security

Maritime surveillance Rapid mapping for

humanitarian aids Activities Monitoring

Maritime surveillance Rapid mapping for

humanitarian aids Activities Monitoring

Geo Info System

Geographic Information Systems

GIS Applications for territory management

Geographic Information Systems

GIS Applications for territory management

Risk Mgt, land Protec

Landslide; Forest fires; Floods; Geohazard;

Landslide; Forest fires; Floods; Geohazard;

Integrated GIS On-line access Processing of geo-info

products Platform systems e-shop Services

On-line access Processing of geo-info

products Platform systems e-shop Services

Orthom & Cartography

Satellite data Aerial/satellite orthoimages Technical Cartography Digital Terrain Models Land Use and Land Cover 3D models and visualization

Satellite data Aerial/satellite orthoimages Technical Cartography Digital Terrain Models Land Use and Land Cover 3D models and visualization

Maritime Environment

Oil spills Ship detection Marine water quality Surveillance of off-shore

extraction activities

Oil spills Ship detection Marine water quality Surveillance of off-shore

extraction activities

IACS-GIS Solutions Parcel Reference Systems Subsidy Controls Assistance to Administrators

and Farms Agro-Risk Management

IACS-GIS Solutions Parcel Reference Systems Subsidy Controls Assistance to Administrators

and Farms Agro-Risk Management


IL GEODATABASE

Database geospaziale: una banca dati georiferiti in grado di mettere a disposizione dei nodi della rete GEOGRID dati e prodotti di base di tipo geografico ed alfanumerico.

Il nucleo del sistema è costituito da un database relazionale nel quale sono memorizzati gli strati informativi geografici costituiti dai dati satellitari, i prodotti di base e gli strati applicativi consolidati. Il GEODATABASE è stato caricato con una base dati di prodotti di base satellitari a media, alta ed altissima risoluzione utilizzabili per le esigenze delle applicazioni verticali del progetto.


IL GEODATABASE

III Parte


IL GEODATABASE

Popolamento del GEODATABASE

Prodotti inseriti:

• Generati dal sensore MODIS• Generati dal sensore SEVIRI

• Generati dal sensore LISS3


IL GEODATABASE

MODIS (MODerate-Resolution Imaging Spectroradiometer): caratteristiche

Il sensore MODIS è un radiometro a 36 bande spettrali comprese fra Visibile e Infrarosso, progettato per lo studio della superficie terrestre, della superficie oceanica e dell’atmosfera.

MODIS è operativo sui satelliti polari TERRA ed AQUA che assicurano una copertura dell’intera superficie terrestre ogni 1-2 giorni.

La risoluzione spaziale varia con la banda da 250m a 1Km, l’area osservata per ogni passaggio (swath) raggiunge i 2330 Km.

I passaggi diurni sull’Italia sono giornalieri tra le 10:00 e le 12:00 AM.


IL GEODATABASE

Prodotti su terra (1): LST (Land Surface Temperature)

LST (Land Surface Temperature)

Utilizzo:- stima dell’umidità del suolo;- condizioni di stress della vegetazione.

Accuratezza: 1°K in condizioni di cielo sereno


IL GEODATABASE

Prodotti su terra (2): Indici di Vegetazione – NDVI (1/2)

Indici di Vegetazione con MODIS sono stimati due indici di vegetazione: - NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) - EVI (Enhanced Vegetation Index)

utilizzo: - monitoraggio delle colture; - uso del suolo; - stime dell’accrescimento della vegetazione.

NDVI è stimato per assicurare la continuità temporale delle serie storiche (l’indice NDVI è stato introdotto con i primi satelliti NOAA).


IL GEODATABASE

Prodotti su terra (2): Indici di Vegetazione – EVI (2/2)

EVI (Enhanced Vegetation Index)

EVI migliora la stima NDVI.

La contaminazione causata da disturbi atmosferici (fumo, nebbia) e da strati vegetali sovrapposti è ridotta utilizzando un maggior numero di bande.


IL GEODATABASE

Prodotti su mare (1): Sea surface Chlorophyll (CHL-a)

CHL-a

La distribuzione della clorofilla-a in superficie marina è dovuta alla presenza di phytoplancton.

CHL è utilizzata per monitorare la produzione primaria, base trofica degli ecosistemi marini.

In figura è illustrata una immagine di CHL nel canale di Sicilia durante il bloom primaverile.


IL GEODATABASE

Prodotti su mare (2): Sea Surface Temperature (SST)

Sea Surface Temperature (SST)

La stima della temperatura superficiale del mare consente di individuare zone interessate da: - movimenti verticali delle masse d’acqua, in risalita ed affondamento; - regimi dinamici ricorrenti e relative correnti.


IL GEODATABASE

Prodotti su mare (3): sunglint su SST

• Uno dei problemi che affliggono le immagini di SST è il sunglint, fittizio riscaldamento della superficie marina dovuto alla riflessione della radiazione solare (comparazione di SST diurna e notturna del 15 Luglio 2003, a destra).

• Per tale motivo si preferisce utilizzare acquisizioni notturne per la stima della SST.


IL GEODATABASE

Prodotti su mare (4): comparazione SST e CHL

• In Luglio 2004 è stato effettuato il confronto tra dati satellitari relativi alla superficie marina ed in situ da sonda, ad 1m di profondità.

• L’analisi delle temperature (grafico in alto) indica mediamente una temperatura superficiale più calda di quella ad 1m., spiegabile considerando la variazione estiva di temperatura nel 1 m. di profondità. Si nota tuttavia una coerenza generale che conferma l’utilizzo della SST stimata dai satelliti.

• Le misure di CHL da satellite sono maggiormente affette nel loro valore assoluto da alterazioni dovute all’atmosfera, che possono cambiare giorno per giorno (grafico in basso). Un sicuro utilizzo di queste misure è per la mappatura dei pattern superficiali, considerando che mediamente il disturbo atmosferico può essere considerato spazialmente uniforme.


IL GEODATABASE

Prodotti su mare (5): dati prodotti

• Immagini prodotte per gli anni 2004, 2005 e 2006 in coincidenza con campagne oceanografiche effettuate nelle acque siciliane.

• Il flusso di acqua superficiale Atlantica (MAW) circolante nel Canale è identificabile dalla traccia di acque fredde e dal trasporto delle acque ricche in CHL attorno la costa Siciliana.


IL GEODATABASE

Altre mappe a supporto delle applicazioni verticali sono quelle di stima di parametri atmosferici.

Per la stima dei parametri fisici a partire da acquisizioni satellitari è stato sperimentato l'utilizzo di un modello fisico radiativo e di tecniche di ottimizzazione. Inoltre, sono state applicate tecniche adattative al fine di sfruttare le frequenti acquisizioni dei dati geostazionari e per supportare le tecniche basate sul modello fisico.

L'attività si è concentrata sullo studio di tecniche per la stima di parametri fisici attraverso l'utilizzo dei dati Meteosat Second Generation (MSG) e sulla definizione e implementazione di un algoritmo specifico.


IL GEODATABASE

SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager): caratteristiche

Il sensore SEVIRI a bordo del MSG (Meteosat Second Generation) è in grado di monitorare la superficie terrestre fornendo una nuova immagine ogni 15 minuti con una risoluzione spaziale di 4.5 Km.

SEVIRI misura la radiazione elettromagnetica nell'intervallo spettrale da 635 a 13400 nm. Il segnale è suddiviso in diverse bande spettrali: 3 nel visibile e 9 nell'infrarosso. Dai dati acquisiti si possono ottenere importanti informazioni principalmente in campo meteorologico.


IL GEODATABASE

SEVIRI Spectral channels:

Visible band centred on 0.6μm -Channel 1 (VIS 0.6)

Visible band centred on 0.8μm -Channel 2 (VIS 0.8)

Near-infrared band centred on 1.6μm -Channel 3 (IR 1.6)

Infrared band centred on 3.9μm -Channel 4 (IR 3.9)

Water Vapour band centred on 6.2μm -Channel 5 (WV 6.2)

Water Vapour band centred on 7.3μm -Channel 6 (WV 7.3)


Ozone band centred on 9.7μm -Channel 8 (IR 9.7: O3)



Carbon Dioxide band centred on 13.4μm -Channel 11 (IR 13.4: CO2)

Broadband high-resolution visible band -Channel 12 (HRV)


IL GEODATABASE

Esempio di immagine HRV dell’Italia. Sono visibili le nubi dei bassi strati della valle del Po, così come gli eventi convettivi lungo gli Appennini.


IL GEODATABASE

Il modello fisico radiativo sviluppato è stato applicato alle seguenti bande:

• NIR 1.6 µm - questo canale serve a distinguere le nubi di ghiaccio da quelle di acqua liquida e ad individuare la neve; in questa banda infatti le nubi di ghiaccio e la neve assorbono maggiormente la radiazione rispetto alle nubi d’acqua, perciò la riflettanza è molto minore a causa dal valore più alto della parte im-maginaria dell’indice di rifrazione;

• NIR 3.9 µm - questa banda si trova in una zona spettrale che contiene sia radiazione solare sia radiazione termica terrestre; di notte il SEVIRI registra solo radiazione termica emessa dal pianeta, mentre di giorno anche radiazione solare riflessa o diffusa;

• IR 8.7 µm , 10.8 µm , 11.94 µm - i dati infrarosso di questi tre canali corrispondono alla radiazione emessa (dal suolo, dalle nuvole o dal mare) nelle tre bande: 8.30-9.10 micron, 9.80-11.80 micron, 11-13 micron. Le ultime due sono nella zona di lunghezze d’onda di massima emissione da parte del pianeta, in una cosiddetta "finestra" dove è trascurabile l'assorbimento da parte dei gas atmosferici, in particolare anidride carbonica, ozono e vapore acqueo.


IL GEODATABASE

I dati del sensore SEVIRI, elaborati tramite le tecniche di inversione del modello fisico-radiativo, sono stati utilizzati per la generazione di mappe di:

• Temperatura del suolo di background (LST)

•Copertura nuvolosa


IL GEODATABASE

Esempio di dato pancromatico SEVIRI


IL GEODATABASE

Esempio di stima della copertura nuvolosa


IL GEODATABASE

Esempio di stima di LST (22 agosto 2008, 12:00 UTC)


IL GEODATABASE

Infine, nel GEODATABASE sono state inseriti come prodotti sperimentali le mappe degli indici di vegetazione NDVI ottenute sperimentalmente elaborando dati del sensore LISS3 (Linear Imaging Self Scanner) al posto del tradizionale ETM su LANDSAT, ultimamente non più affidabile.

La tabella mostra le bande LISS3 e ETM a confronto:

Spectral bands (nm)(numbering derived from TM)

SENSOR1

(Blue)

2(Green)

3(Red)

4(NIR)

5(SWIR

1)

7(SWIR2)

ETM+ LANDSAT

450-520

520-600

630-690

760-900

1550-1750

2080-2350

LISS3 – IRS1C/D

520-590

620-680

770-860

1550-1700


IL GEODATABASE

Esempio di immagine LISS3 ottenuta combinando le bande swir, nir, e red


IL GEODATABASE

Esempio di stima di NDVI da LISS3


IL GEODATABASE

Tutti i prodotti presentati sono disponibili all’interno del GEODATABASE a supporto delle applicazioni verticali agrobio e pesca del progetto GEOGRID.

Le caratteristiche dei sistemi di acquisizione TELESPAZIO consentirebbero anche la generazione dei prodotti citati in tempo quasi reale.

Date post:	02-May-2015
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