Course Syllabus
Obiettivi
Il corso ha lo scopo di fornire competenze nei principali settori di applicazione del telerilevamento per lo studio dell’ambiente. Il Corso comprende una parte teorica, una pratica in laboratorio e uscite in campo.
L'obiettivo del corso è insegnare agli studenti le nozioni fondamentali di telerilevamento, ovvero lo studio a distanza e senza contatto delle superfici naturali e artificiali mediante misure di radianza acquisite da remoto con sensori montati a bordo di aereo e satelliti. In particolare, il corso si propone di illustrare i metodi fisici e le tecniche peri valutare le caratteristiche spettrali dei mezzi investigati e analizzare la loro variabilità nello spazio e nel tempo.In particolare, al termine del corso lo studente avrà gli elementi necessari per:
- comprendere il concetto di modello diretto ed inverso e riuscire a risolvere semplici problemi ed esercizi per la stima di parametri bio-geofisici della superficie terrestre a partire da dati telerilevati multisorgente.
- avere conoscenza delle principali missioni satellitari di Osservazione della Terra.
-aver le competenze necessarie per capire quali tipo di dati (aerei/satellitari, ottico/termico/radar) debbano essere impiegate in casi di studio specifici per lo studio dell'Ambiente e del Territorio .
- riuscire a comunicare le sue conoscenze con proprietà di linguaggio, usando la terminologia scientifica specifica, e in maniera sintetica. Acquisire autonomia di giudizio nella applicazione delle metodologie apprese.
Contenuti sintetici
Il corso è finalizzato alla conoscenza dei concetti di base di Telerilevamento e alle principali metodologie di indagine applicate alle scienze ambientali. Nel corso verranno realizzate lezioni teoriche, uscite in campo con strumentazione ed esercitazioni di laboratorio con software dedicati. Saranno illustrati una serie di richiami teorici, elaborazione e interpretazione di immagini satellitari e da aereo per lo studio quantitativo dell’ambiente e del territorio.
Il corso prevede argomenti classici di Telerilevamento volti alla caratterizzazione delle principali superfici (e.g. vegetazione, neve, suoli). Il corso propone elementi di telerilevamento applicato con particolare attenzione all'impiego di
strumenti di campo e alla risoluzione di problemi specifici (e.g. riconoscimento di superfici e cartografia di uso e copertura del suolo mediante dati satellitari)
Programma esteso
1: Introduzione al Corso e principi fisici.
2: Misure di radianza riflessa e emessa e comportamento spettrale delle superfici naturali
3: Il concetto di risoluzione dei sistemi di osservazione remota e gli strumenti di misura
4: Immagini digitali e esplorazione statistica. Principali missioni spaziali.
5: Misure di campo di parametri ambientali e misure spettrali di calibrazione/validazione
6: Tecniche di pre-elaborazione. Distorsioni radiometriche, correzioni atmosferiche e calcolo della riflettività. Correzioni sistematiche e geometriche di precisone.
7: Tecniche di elaborazione e generazione di mappe tematiche
8: Stima di parametri biofisici e biochimici della vegetazione
9: Ciclo fenologico della vegetazione e variazioni climatiche recenti
10: Contributo del telerilevamento per lo studio del bilancio del carbonio
11: Stima di parametri del suolo mediante dati iperspettrali
12: Monitoraggio della criosfera con tecniche di telerilevamento
13: Il telerilevamento applicato agli ambienti acquatici
14: Applicazioni di telerilevamento in ambiente urbano
Prerequisiti
Non sono previste propedeuticità. Si consiglia di acquisire prioritariamente le competenze relative agli insegnamenti di Fisica Terrestre, Statistica e Informatica.
Modalità didattica
Sono previste tre tipologie di didattica:
- Lezione frontale, cfu 4 - 32 ore
- Laboratorio, cfu 1.5 - 15 ore
- Attività di campo, cfu 0.5 - 5 ore
Materiale didattico
Dispense e diapositive
Brivio, P.A., Lechi, G., and Zilioli E., 2006. Principi e metodi di Telerilevamento, De Agostini - Città Studi edizioni, Torino (Italy), pp. 525.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
L'esame consiste in una prova scritta consistente in otto domande aperte (3 con punteggio da 0 a 5 e 5 con punteggio da 0 a 3) relative agli argomenti trattati durante le lezioni frontali e durante le attività svolte in campo. Oltre all’apprendimento delle nozioni fondamentali esposte nel corso, vengono valutate anche le capacità e attitudini dello studente ad adattare i fondamenti teorici del telerilevamento a casi applicativi; viene inoltre valutata la capacità espositiva e adeguatezza del linguaggio dello studente. L’esame si intende superato con una valutazione di 18-30/30.
Per l'ammissione alla prova scritta è necessario presentare una relazione relativa all’attività di laboratorio che deve essere approvata dal docente.
È possibile sostenere un colloquio orale ad integrazione della prova scrittaOrario di ricevimento
Ogni giorno, previo appuntamento mandando email a roberto.colombo@unimib.it
Aims
The aim of the course is to provide expertise in remote sensing applied to the environmental science. The course is organised in a theoretical section and a practical laboratory and field section.
The aim of the course is to teach the basic notions of remote sensing. In particular, the course aims to illustrate the physical methods and techniques for evaluating the spectral characteristics of the investigated surfaces and analyzing their variability in space and time.
In particular, at the end of the course the student will have the necessary elements to:
- understand the concept of direct and inverse modelling and to be able to solve simple problems and exercises for the estimation of bio-geophysical parameters of the earth's surface, starting from multi-source remote sensing data.
- have knowledge of the main Earth Observation satellite missions.
- have the necessary skills to understand which type of data (airborne/satellite, optical/thermal/ adar) should be used in specific case studies for the study of the Environment.
- being able to communicate his knowledge with language properties, using specific scientific terminology, and in a synthetic manner. Acquire autonomy of judgment in the application of the methods learned.
Contents
Basis of remote sensing, processing and interpretation of satellite and aerial imageries for the quantitative analysis of the environment. The course will include theoretical lessons, field trips with instrumentation and laboratory exercises with dedicated software. Theoretical background, image processing and interpretation of satellite and airborne images for the quantitative study of the environment will be illustrated.
The course includes classical topics of Remote Sensing aimed at the characterization of the main surfaces (e.g. vegetation, snow, soils). The course proposes elements of remote sensing applied with particular attention to the use of field instruments and to the resolution of specific problems (e.g. land use and land cover mapping using satellite data)
Detailed program
1: Introduction to the Course
2: Measurements of reflected and emitted radiance and spectral behavior of natural surfaces.
3: The concept of resolution and remote measuring instruments
4: Digital images and statistical exploration. Major space missions.
5: field measurements of environmental parameters and spectral measurements of calibration / validation
6: Pre-processing techniques. Radiometric distortion, atmospheric correction and calculation of the reflectivity. Geometric correction.
7: Techniques for the generation of thematic maps
8: Estimation of biophysical and biochemical vegetation parameters
9: Phenological cycle of vegetation and climate change
10: Contribution of remote sensing to the carbon balance
11: Estimation of soils parameter by hyperspectral data
12: Remote sensing of the cryosphere
13: Remote sensing of inland waters
14: Remote sensing in urban
environment
Prerequisites
Prerequisites are not required. It is advisable to acquire the skills related to Earth Physics, Statistics and Computer Science, as a priority.
Teaching form
- Lessons, 4 credits - 32 hours
- Laboratory, 1.5 credits - 15 hours
Textbook and teaching resource
Handouts and slides
Brivio, P.A., Lechi, G., and Zilioli E., 2006. Principi e metodi di Telerilevamento, De Agostini - Città Studi edizioni, Torino (Italy), pp. 525.
Semester
Second semester
Assessment method
The exam consists of a written examination consisting in eight open questions (3 with marks from 0 to 5 and 8 with marks from 0 to 3) related to all the lesson contents and to the field activities. In addition to the theoretical fundamentals given in the course, students' skills and aptitudes are also assessed to adapt the theoretical foundations of remote sensing to practical cases; the expositive ability and adequacy of the student's language is also assessed. The examination is retained positive for an evaluation of 18-30/30.
For the admission to the oral examination a report on the laboratory experiences should be presented. This report should be approved by the professor.
An oral examination can be taken as an integration of the written examination.
Office hours
During working hours with email appointment to roberto.colombo@unimib.it