Utilizzi comuni e non, di due tecnologie di rilievo ancor poco conosciute

1. Thermal &
multispectral
inspection
Utilizzi comuni e non, di due tecnologie
di rilievo ancor poco conosciute

2. Introduzione su riflettanza e luce
Le superfici naturali interagiscono con l’energia solare incidente riflettendo, assorbendo e, nel caso di
corpi non opachi (come l’acqua e l’atmosfera), trasmettendo parte dell’energia. La componente riflessa
(o retro-diffusa) è quella di maggiore interesse nelle applicazioni del telerilevamento poiché
rappresenta il segnale misurato dai sensori ottici, satellitari o aviotrasportati.
La riflettanza è funzione delle proprietà ottiche delle superfici e, per questo motivo, vegetazione, suoli ,
acqua, neve etc. hanno dei valori di riflettanza ben distinti lungo la banda degli spettri (firma spettrale)
.
Inoltre la riflettanza dipende dalla geometria di osservazione e
acquisizione come comunemente descritto dalla funzione di
distribuzione della riflettanza bidirezionale (BRDF).

3. Non ci stiamo inventando nulla
1970 !!!

4. Analisi multi-spettrale
Questa analisi si basa sul principio della riflettanza la quale può essere percepita
su un'unica lunghezza d'onda. Questo può avvenire attraverso l'utilizzo di
telecamere NIR o altresì con sensori e filtri che lavorano con molteplici lunghezza
d'onda al fine di avere un dato più accurato e riuscire di conseguenza ad avere
una maggiore correttezza dei dati.

5. Agricoltura di precisione
L'agricoltura di precisione è l'utilizzo più diffuso ma, vista la mancanza di
percezione delle potenzialità da parte delle aziende del settore (già messe in
ginocchio da scelte politiche di mercato), tale tecnica stà cercando ancora
riconoscimenti operativi.
Gli indici principali per questo utilizzo sono :
NDRE
NDVI2
NDVI
NRG
Per alcuni scopi è possibile creare o customizzare
gli algoritmi sopra citati .

6. Gli indici più conosciuti NDVI e NRG
Sono due modi di valutare la rifrazione dell’infrarosso e altre lunghezze d’onda utili alla
a valutare lo stato vegetativo. Entrambi valutano l’assorbimento del blu e del rosso
messe a confronto con verde e l’IR (infrarosso) e restituiscono lo stato di fotosintesi
NDVI è l’acronimo di
"Normalized Difference Vegetation Index".
NRG è l’acronimo di
"Near-infrared / Red /
Green"

7. Indici standard in agricoltura ed equazioni
INDICE Equazione
NDVI (NIR-Red)/(NIR+Red)
NDRE (NIR-RE)/(NIR+RE)
SR NIR/Red
SR (RE) NIR/Red edge
ISR (1-NDVI)/(1+NDVI)
ISR (NDRE) (1-NDRE)/(1+NDRE)
CSM Red/NIR
CSM (RE) RE/NIR
Cl(RE) (NIR/RE)-1
Datt (NIR-RE)/(NIR-Red)

8. Archeologia e beni culturali

9. Rilievo di inquinanti nel territorio
Attraverso la riflettanza, uno volta studiata la giusta lunghezza
d'onda (nm) con la quale rilevare il tipo di sostanza che si stà
cercando di monitorare (utilizzando diversi algoritmi), è
possibile riuscire a mappare dei punti di ristangno dove fare
campionature per capire la concentrazione e le specifiche.
Nella fase antecedente è possibile fare una scansione,
utilizzando le bande standard, al fine di visionare
difformità sulla riflettanza del terreno per dare
la possibilità di una prima indagine generale
e primi campionamenti a terra.

10. Spettroradiometria - Iperspettrale

11. Iperspettrale
L’analisi di dati (non immagini) per analizzare vari spettri
di riflettanza è certamente più accurata, a differenza
della classica analisi multispettrale o NIR, esce dai
range del visivo e del vicino infrarosso e può arrivare
a raggiungere una lunghezza d’onda di 2500nm .
L'analisi Iperspettrale, come detto, non è un'analisi che si basa sullo studio post-rilievo
delle immagini con filtri posti su frequenza ma utilizza diversi metodi, prende dei dati
radiometriche nelle diverse frequenze e li trasporta in un cubo di dati; questi dati, per
essere utilizzabili, devono essere geo-localizzati in base alla posizione e all'orientamento.
Questo richiede un' affiancamento alla camera iperspettrale di un sistema inerziale con
RTK (Real Time Kinematic ) a bordo, alzando di molto il costo di utilizzo.

12. Spettrometri
Lo spettrometro lavora rilevando lo spettro di riflettanza, tramite una firma della
stessa e viene molto utilizzato nel caso di ricerca di una singola identità (ad es.
molto utilizzato per l'amianto negli ultimi anni, o in Olanda per il cannabis)
Richiede un'analisi su un sito specifico dato che non ci
sono possibilità di creare mappe e inoltre richiede una
firma spettrale iniziale.......per poter attivare una ricerca
di collimazione.
Su siti come questo della NASA se ne possono trovare
molte da usare come punto di partenza

13. Analisi termica radiometrica
Attraverso l’analisi termica del terreno si
riescono ad identificare tutti quei cambi
di densità del terreno e di oggetti, dati
da :
strutture interrate
diversa composizione dei materiali
deflussi idrici irregolari
Anche se interrati sotto qualche metro,
attraverso un differenziale di
temperatura restituita di 1° - 1,5° è
semplice a volte identificare le mura di
strutture storiche.

14. Fotovoltaico

15. Analisi dell'effetto PID
PID (Potential Induced Degradation)
Nel caso di scarso rendimento dell’impianto fotovoltaico e probabile si generi un effetto PID il
quale si può verificare attraverso un'analisi di elettroluminescenza.
Si verifica in particolare nel modulo foto voltaico che si trova più vicino al polo meno. Il
potenziale (tensione a terra) delle celle solari è solitamente compreso tra −200 V e −350 V, a
seconda della lunghezza di una stringa e del tipo di inverter utilizzato.
La struttura dei moduli foto voltaicoindica invece un potenziale di 0 V, poiché deve essere
messa a terra per motivi di sicurezza.
A causa di questa tensione elettrica tra celle solari e struttura può accadere che gli elettroni si
stacchino dai materiali utilizzati nel modulo foto voltaico e fluiscano nella struttura messa a terra.
Ciò lascia una carica (polarizzazione), che può modificare in modo negativo la curva
caratteristica delle celle solari.
Si è evidenziato che tali polarizzazioni sono per lo più reversibili. Pertanto le si distingue da
effetti irreversibili, come corrosione e normale invecchiamento.
E’ infatti possibile ottenere una riduzione e/o un annullamento dell’effetto PID attraverso
l’impiego di un generatore di alta tensione collegato in parallelo alle stringhe da rigenerare. Il
generatore eroga una tensione sui pannelli fotovoltaici durante le ore notturne tra 400V e 1000V

16. Monitoraggio di rilascio di sostante
Attraverso strumenti termografici è possibile rilevare e
documentare rilasci di scarichi e/o sostanza nei nostri
mari, fiumi, laghi e persino nei terreni.
Di fatto si andrà a rilevare in modo discreto il momento
ed il punto di rilascio di tali sostanze
per poi proseguire con le autorità
preposte alle analisi delle acque.

17. Galleggiamento di possibili sostanze
E’ possibile rilevare, grazie alla precisione
della strumentazione termografica, anche
sostanze in galleggiamento che portano
sulla superficie idrica aree con differenze di
decimi di grado rispetto l'intorno.
Questo permette di capire il punto in cui la
sostanza si concentra, ricercare la fonte e
capire se si tratta di sostanze inquinanti
immesse antropicamente o si tratta di muffe
o altre componenti naturali a filo dell’acqua
(esempio i pappi dei pioppi)

18. Dispersione da condotte
E’ possibile rilevare gran parte delle dispersioni
da condotte, si che si tratti di liquidi che di
condotte di gas.
Dipende sempre dal differenziale
indotto al terreno che le rendono
più o meno visibili

19. Ingegneria

20. Analisi storica strutturale termica
GNGTS – Atti del 22° Convegno Nazionale / 12.18 E. Geraldi, F. T. Gizzi e N. Masini

21. Analisi archeologica

22. Grazie!
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