72779 - TELERILEVAMENTO E GIS M

Scheda insegnamento

  • Docente Gabriele Bitelli

  • Crediti formativi 9

  • SSD ICAR/06

  • Modalità didattica Convenzionale - Lezioni in presenza

  • Lingua di insegnamento Italiano

  • Orario delle lezioni dal 22/02/2018 al 07/06/2018

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Con il conseguimento dei crediti formativi lo studente acquisisce le conoscenze teoriche ed operative per il trattamento dei dati in Sistemi Informativi Geografici (applicazioni in campo ambientale, reti e infrastrutture, sistemi urbani, gestione del rischio) e per l’uso di immagini digitali satellitari per la mappatura, il monitoraggio ed il governo del territorio (sia in ambito urbano e di infrastrutture che a scala di bacino e regionale). Ampia parte del corso è dedicata alle esercitazioni pratiche con programmi specialistici.

Programma/Contenuti

Breve rivisitazione dei principali problemi geodetici-cartografici, propedeutica ai contenuti del corso.

I sistemi LiDAR aviotrasportati e terrestri, DTM e DSM, tecniche di elaborazione e filtraggio della nuvola dei punti, generazione di prodotti derivati. Realizzazione di modelli 3D a scala urbana e di dettaglio, applicazioni per l'Ingegneria Civile ed Ambientale.

Le immagini digitali: caratteristiche e tecniche di acquisizione, sensori elettronici CCD e camere aeree digitali, risoluzione radiometrica e geometrica, formati dei dati.

I sistemi UAV (droni): realizzazione, tipologie, utilizzo.

Telerilevamento satellitare: cenni storici, concetti di base sulla composizione di un sistema di telerilevamento per l'Osservazione della Terra.

Radiazione e spettro elettromagnetico, le grandezze misurate, leggi fisiche fondamentali della radiazione elettromagnetica. Interazione della radiazione e.m. con l'atmosfera e con le superfici naturali (vegetazione, acqua, suolo). La multispettralita' e la firma spettrale: esempi.

Principali piattaforme e missioni del telerilevamento ottico: Landsat, Sentinel, SPOT, ASTER, Ikonos, QuickBird, WorldView, ecc. Cenno sui sensori iperspettrali. Caratteristiche dei dati, distribuzione e costi.

Visualizzazione ed elaborazione delle immagini digitali satellitari, sistemi colore. Analisi ed esplorazione di immagini con istogramma e parametri statistici. Enfatizzazione delle immagini, miglioramento del contrasto, filtri. Pre-processamento delle immagini: rimozione del rumore, correzione geometrica, correzione per gli effetti atmosferici. Calibrazione dei sensori. L'algebra delle bande: l'esempio degli indici di vegetazione. Correlazione tra bande. Analisi per componenti principali.

Applicazione del telerilevamento per la classificazione delle coperture del suolo e la generazione di una carta tematica. Classificazione pixel-based supervisionata e non supervisionata. Classificazioni di tipo hard e soft. L'approccio object-based. Validazione della classificazione.

Applicazioni del telerilevamento nella gestione dei rischi naturali e nel monitoraggio del territorio e delle infrastrutture.

Cenni sui sensori attivi a microonde: il radar, le immagini SAR, l'interferometria differenziale.

Sistemi Informativi Territoriali (SIT): i programmi GIS per l'acquisizione, la memorizzazione, l'analisi e la visualizzazione dei dati del territorio a differenti scale di analisi. Dalla struttura di base alle principali applicazioni dell'Ingegneria Civile ed Ambientale.

Principali algoritmi e metodi per la gestione dei dati in un GIS, gli operatori di analisi spaziale in ambiente vettoriale e raster. Applicazioni: problemi di allocazione di risorse, gestione di reti in campo trasportistico ed idraulico, gestione del rischio, ecc.

Utilizzo di immagini satellitari e prodotti derivati all'interno di GIS.


Testi/Bibliografia

- materiale vario fornito dal docente, indicazioni di sitografia

- Brivio P.A., Lechi G., Zilioli E.: Principi e metodi di telerilevamento. Citta' Studi Edizioni, 2006

- Dessena M.A., Melis M.T.: Telerilevamento applicato. Mako Edizioni, 2006

- Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J.W.: Remote Sensing and Image Interpretation. John Wiley & Sons, 2004

- Mather P., Koch M.: Computer Processing of Remotely-Sensed Images: An Introduction, 4th Edition. John Wiley & Sons, 2010

- Vosselman G., Maas H.: Airborne and Terrestrial Laser Scanning, Whittles ed., 2010

- Dong P., Qi C.: LiDAR Remote Sensing and Applications, CRC Press, 2018

- Canty M.: Image Analysis, Classification and Change Detection in Remote Sensing: With Algorithms for ENVI/IDL. Taylor and Francis, 2010

- Migliaccio F., Carrion D.: Sistemi Informativi Territoriali: principi e applicazioni, UTET, 2016

- Burrough P.A. & McDonnell R.A.: Principles of Geographical Information Systems, Oxford University Press, 1998


Metodi didattici

Accanto alle lezioni teoriche, viene effettuata un'ampia serie di esercitazioni di laboratorio con alcuni tra i più diffusi software (commerciali ed open source) per la elaborazione di immagini telerilevate e l'elaborazione di dati georiferiti in ambiente GIS.

Sono utilizzati strumenti multimediali.

Sono previsti interventi di esperti esterni e visite didattiche a realtà di SIT.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame di fine corso e' in forma orale e mira a valutare il raggiungimento dei seguenti obiettivi didattici:
- Conoscere le principali nozioni sul telerilevamento e sulle sue applicazioni, comprendendo anche i sistemi Lidar aviotrasportati;
- Conoscere le principali nozioni sui sistemi informativi geografici (GIS) e sulle loro applicazioni in ambiti differenti.

Strumenti a supporto della didattica

Esercitazioni in laboratorio, con uso di software specialistico (commerciale ed open-source) su PC personali.
Supporti multimediali.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gabriele Bitelli