Come funziona il processo del telerilevamento o remote sensing

Come fa tutto ciò che ci circonda ad essere fotografato? Rispondendo a questa domanda si risponde anche alla domanda di come funziona il processo di telerilevamento o Remote Sensing, in fine dei conti uno dei principali sensori è proprio la macchina fotografica.

Il Telerilevamento o Remote Sensing può essere descritto come un processo che sfrutta il diverso modo in cui le superfici naturali interagiscono con l’energia elettromagnetica proveniente da una sorgente (1) per ottenere informazioni sulle loro caratteristiche. Nel suo percorso questa energia interagisce con l’atmosfera (2) e viene modificata in funzione della concentrazione dei suoi componenti prima di raggiungere il bersaglio. L’interazione tra l’energia incidente e la superfici naturale (3) lascia una “traccia” chiamata firma spettrale (4). Le diverse firme spettrali delle varie superfici naturali vengono raccolte e misurate da sensori montati su satelliti o aerei (5) che riprendono a distanza. I dati raccolti da questi strumenti vengono elaborati (6) per ottenerne informazioni sulle caratteristiche e lo stato di salute delle superfici indagate. L’esito finale del processo è generalmente la produzione di mappe che forniscono informazioni utili per lo studio e la gestione dell’ambiente (7).

Analizziamo in dettaglio tutti gli elementi coinvolti nel processo

1. Sorgente di energia. Il primo requisito del telerilevamento è la presenza di una fonte di energia che illumini o fornisca l’energia elettromagnetica necessaria per illuminare la porzione di territorio (“scena”) che si vuole studiare. La fonte di energia può essere dunque naturale (Sole e Terra) o artificiale, come nel caso dei radar.
2. Interazione con l’atmosfera. Nel percorso che la radiazione elettromagnetica compie per raggiungere la superficie naturale, essa attraversa l’atmosfera ed entra in contatto con le particelle che la compongono, in particolare vapore acqueo, gas e polveri in sospensione. L’interazione con l’atmosfera può modificare la radiazione stessa, generando fenomeni di rifrazione o assorbimento di cui bisogna tener conto per una corretta interpretazione dei dati.
3. Interazione con le superfici naturali. L’energia elettromagnetica che a questo punto ha raggiunto la superficie viene assorbita, riemessa o riflessa a seconda delle caratteristiche fisiche della superficie, delle sue condizioni e di altri fattori.
4. Firma spettrale delle superfici. Osservando come l’interazione tra energia incidente e superficie varia nelle diverse lunghezze d’onda dell’energia elettromagnetica, se ne ricava una sorta di impronta digitale tipica della superficie, definita “firma spettrale”, che permette di distinguerla da altre superfici o corpi che hanno comportamenti diversi.
5. Sensori e piattaforme di telerilevamento. Il telerilevamento usa speciali sensori in grado di misurare e registrare l’energia riflessa o emessa dalla superficie. I sensori si trovano su piattaforme poste sempre a distanza dall’oggetto studiato. Nel caso dei Radar, il sensore è anche sorgente di energia emettendo microonde. Le distanze sono variabili e possono essere prossime (da piattaforme a terra), o estreme (da satellite).
6. Trattamento dati. Il dato registrato dai sensori viene visualizzato sotto forma di immagine, che viene poi sottoposta a successivi processi di elaborazione e interpretazione al fine di estrarre le informazioni sul territorio studiato. Il prodotto finale di tale processo generalmente è una mappa tematica.
7. Uso dei dati. Le informazioni ottenute alla fine del processo di telerilevamento possono così essere usate da vari utenti per differenti scopi: dall’analisi ambientale necessaria per una corretta pianificazione del territorio, alla riproduzione cartografica utile per la redazione di atlanti e carte turistiche.