Il BUS è la piattaforma su cui è montato il sensore e può essere un aeromobile o un satellite artificiale. L’aeroplano può essere impiegato alle basse e medie quote (1500-3000 m) per osservazioni di interesse locale e riguardanti aree limitate oppure ad alta quota per disporre di informazioni su aree estese.
I satelliti hanno la capacità di raccogliere dati su base mondiale con grado di accuratezza e precisione notevoli. Percorrono in genere orbite ellittiche o circolari, cercando di mantenere costante la distanza satellite-superficie terrestre. Quando il satellite descrive orbite circolari giacenti sul piano equatoriale terrestre con velocità pari a quella di rotazione della Terra intorno al proprio asse, il satellite è definitogeostazionario. Questi satelliti osservano sempre la stessa porzione di superficie terrestre con il vantaggio di un’alta frequenza di ripresa (da 30 a 15 minuti) con trasmissione dati continua, ma hanno valori di raggio orbitale di circa 36000 km che limita la risoluzione geometrica della scena ripresa. Per ottenere la copertura totale del pianeta è necessario mettere in orbita diverse piattaforme distanziate in longitudine.
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Una piattaforma satellitare è organizzata in quattro sottosistemi con funzioni specifiche:
TTC (Telecommunication, Tracking and Central sub system), che fornisce il collegamento radio tra il satellite e la stazione di rilevamento e controllo a terra;
OBDH (On Board Data Handling), che consiste nell’unità di calcolo e di immagazzinamento dei dati a bordo del satellite;
AOCS (Attitude Overall Control System), che è l’insieme dei dispositivi che assicurano la stabilità ed il corretto puntamento dei sensori del satellite;
Power Assembly, il sistema che fornisce energia elettrica grazie a un set di batterie e pannelli solari per la loro ricarica, necessarie durante il lato in ombra dell’orbita.
Il PAYLOAD, invece, è composto principalmente dall’ insieme dei sensori utilizzati per le acquisizioni delle immagini e di qualsiasi altro dato. Una importante caratterizzazione di un sensore sono le specifiche di risoluzione legate alla capacità di descrivere la scena rilevata in termini di dettaglio geometrico (o spaziale), di contenuto spettrale, di sensibilità radiometrica dei rilevatori e di frequenza temporale del rilievo.
Trasmissione e catalogazione dei dati
Una volta che i dati sono stati acquisiti da un satellite, devono essere trasmessi a terra. Esistono sostanzialmente 2 modi per farlo:
I dati possono essere trasmessi direttamente a Terra se esiste una stazione ricevente (GRS: Ground Receiving Station) nel cono di vista del satellite. Se ciò non risultasse possibile, i dati possono essere memorizzati temporaneamente sul satellite e trasmessi ad una GRS in un momento successivo;
I dati possono essere trasmessi ad una GRS attraverso i Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS), che consistono in una rete di satelliti attraverso i quali vengono trasferiti i dati e che “connette” il satellite che acquisisce il dato ad una stazione a Terra.
E’ opportuno soffermarsi su alcuni dei formati più frequentemente utilizzati per la memorizzazione delle immagini digitali. Tra questi ricordiamo:
Band Sequential (BSQ);
Band Interleaved by Line (BIL);
Band Interleaved by Pixel (BIP);
Run-Length encoding.
Ognuno di questi formati ha le proprie caratteristiche. E’ da notare, tuttavia, che tutti sono caratterizzati dal fatto che i dati veri e propri dell’immagine, relativi ai valori di radianza di ciascun pixel, sono generalmente preceduti da un header (all’interno del file stesso) contenente dati cosidetti ancillari e riguardanti: data di acquisizione dell’immagine, altitudine del sensore, assetto, inclinazione del sole (o altri dati dai quali ciò si può dedurre), e così via. E’ importante sottolineare anche il fatto che i dati telerilevati vengono immagazzinati generalmente su dei nastri magnetici ad alta densità, in modo da avere una velocità di registrazione adeguata a quella di produzione del dato. In un momento successivo questi dati sono trasferiti su altri tipi di nastri (CCT: Computer Compatible Type), che saranno poi i supporti che consentiranno lo scambio, la vendita e la visualizzazione delle immagini.
I sensori che effettuano l’acquisizione della scena operano in realtà a gruppi di due, tre o anche più, in modo da misurare le radiazioni elettromagnetiche in bande differenti. Di conseguenza, ognuno di questi sensori produce diverse immagini di una stessa scena e quindi sono da considerarsi facenti parti dello stesso insieme di dati e devono, quindi, essere organizzate in modo da rimanere comunque distinguibili. E’ proprio in questo che differiscono i vari formati che analizziamo.
Band Sequential Format. Questo formato richiede che tutti i dati relativi ad una singola banda (l’immagine ottenuta da un singolo sensore) riguardanti l’intera scena, vengano scritti su un unico file. In questo modo, se si volesse estrarre l’area centrale di una scena su n bande, si dovrebbe leggere questa porzione di immagine in n file separati. Molti gradiscono questo formato perché non richiede la lettura sequenziale di tante informazioni “inutili” nel caso in cui alcune bande contengano dati poco significativi.
Band Interleaved by Line format: in questo formato i dati relativi alle bande sono scritti linea dopo linea all’interno dello stesso file/tape (p. es. linea 1 banda 1, linea 1 banda 2, …, linea 2 banda 1, linea 2 banda 2,…, ecc.). E’ un formato estremamente comodo se tutte le bande devono essere usate nell’analisi, mentre se alcune bande non interessano questo metodo si rivela inefficiente, in quanto necessita della lettura sequenziale di molti dati anche se solo una parte di essi risulta essere di reale interesse.
Band Interleaved by Pixel format: ciascun elemento dell’immagine (pixel) ha diversi valori (uno per ogni banda spettrale) e vengono memorizzati uno dopo l’altro (p. es. pixel[1,1] banda 1, pixel[1,1] banda 2,…, pixel[1,2] banda 1, pixel[1,2] banda 2,… ecc.). Vantaggi e svantaggi di questo formato sono analoghi a quelli del BIL, ma ancora più evidenti a causa della maggiore frammentazione dei dati.
Run-Lenght Encoding format: questo è un modo di strutturare i dati preso in prestito dalla teoria della cartografia e può avere il grande vantaggio di far occupare poco spazio ai dati. Consiste in pratica in un BSQ che tiene traccia sia dei valori dei pixel che del numero di volte che questi valori occorrono uno adiacente all’altro all’interno di una stessa scan-line (una linea di scansione relativa ad una certa banda). Ad esempio, se uno specchio d’acqua contenuto in una immagine presentasse 60 pixel con valore pari a 10 all’interno di una singola scan-line, si potrebbe registrare nel file il dato 060 010. Naturalmente memorizzare i due lavori 060 e 010 costa molto meno (in termini di spazio) di quanto non si avrebbe memorizzando 60 volte il valore 10. Tuttavia, se i dati sono eccessivamente eterogenei, con poche occorrenze di uno stesso valore all’interno di ogni linea, questo formato non presenta vantaggi sostanziali rispetto agli altri.
Come avviene spesso, quindi, sono le esigenze e le caratteristiche del particolare problema che ci troviamo ad affrontare a suggerire quale, tra i formati disponibili, è più opportuno scegliere.
Fonte: http://www.gisetelerilevamento.com/
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