Il contributo del telerilevamento multi ed iperspettrale per la caratterizzazione del territorio e la sostenibilità ambientale

Lࢠevoluzione dei sensori multispettrali e la prospettiva di sviluppo dei sensori iperspettrali nel campo del telerilevamento ottico offrono nuovi strumenti per lࢠindagine del territorio e rinnovano la necessitàƒ di ridefinire potenzialitàƒ , limiti e accuratezza delle metodologie tradizionali. Nel caso delle immagini iperspettrali, in particolare, lࢠelevatissima risoluzione spettrale apre nuove possibilitàƒ di sviluppo di modelli fisicamente basati per correlare grandezze radiometriche con indicatori fisico-chimici caratteristici delle superfici osservate, a prezzo peràƒ² di maggiori oneri nella gestione del dato. Il presente lavoro mira appunto ad esaminare, per alcune applicazioni di carattere ambientale e attraverso casi di studio specifici, le criticitàƒ del problema del rilevamento da remoto nel suo complesso: dai problemi di correzione radiometrica delle immagini, all'acquisizione di dati di calibrazione sul campo, infine all'estrazione delle informazioni di interesse dal dato telerilevato. A tal fine sono stati sperimentati diversi modelli di trasferimento radiativo ed àƒ¨ stata sviluppata unࢠinterfaccia per la gestione del modello 6SV. Per questࢠultimo sono state inoltre sviluppate routine specifiche per il supporto dei sensori Hyperion e World View 2. La ricerca svolta intende quindi offrire un contributo alla definizione di procedure operative ripetibili, per alcune applicazioni intimamente connesse allࢠindagine conoscitiva ed al monitoraggio dei processi in atto sul territorio. Nello specifico, si àƒ¨ scelto il caso di studio dellࢠoasi del Fayyum, in Egitto, per valutare il contenuto informativo delle immagini satellitari sotto tre diversi profili, soltanto in apparenza distinti: la classificazione della litologia superficiale, la valutazione dello stato di qualitàƒ delle acque ed il monitoraggio delle opere di bonifica. Trattandosi di unࢠoasi, le aree coltivate del Fayyum sono circondate dai suoli aridi del deserto libico. La mancanza di copertura vegetale rappresenta una condizione privilegiata per lࢠosservazione della litologia superficiale da remoto, auspicabile anche per la scarsa accessibilitàƒ di alcune aree. Il fabbisogno idrico dellࢠoasi àƒ¨ garantito dallࢠapporto di acque del fiume Nilo attraverso una rete di irrigazione che ha, come recettore finale, il lago Qarun, situato nella porzione piàƒ¹ depressa dellࢠoasi. Questo lago, privo di emissari, soffre enormi problemi di salinizzazione, visto il clima iper-arido in cui si trova, e di inquinamento da fertilizzanti agricoli. Il problema della sostenibilitàƒ ambientale dello sfruttamento agricolo intensivo dellࢠoasi àƒ¨ un problema di deterioramento della qualitàƒ dellࢠacqua e della qualitàƒ dei suoli. àƒ un problema che richiede una adeguata conoscenza del contesto geologico in cui questi terreni sono inseriti ed una capacitàƒ di monitoraggio degli interventi di bonifica ed estensione delle coltivazioni in atto; entrambe conoscenze necessarie alla definizione di un piano di sviluppo economico sostenibile. Con lࢠintento di contribuire ad una valutazione delle effettive potenzialitàƒ del telerilevamento come strumento di informazione territoriale, sono state sperimentate tecniche di classificazione di immagini multispettrali ASTER ed iperspettrali Hyperion di archivio per discriminare la litologia superficiale sulle aree adiacenti al lago Qarun nellࢠoasi del Fayyum. Le stesse immagini Hyperion di archivio piàƒ¹ altre appositamente acquisite sono state utilizzate, assieme ad immagini multispettrali ALI, per la valutazione qualitativa e quantitativa di parametri di qualitàƒ delle acque, attraverso lࢠapplicazione di modelli empirici di correlazione. Infine, per valutare lࢠipotesi che il deterioramento della qualitàƒ delle acque possa essere correlato ai processi di bonifica ed estensione delle coltivazioni in atto negli ultimi decenni, le immagini dellࢠarchivio Landsat sono state utilizzate per analisi di change detection. Per quanto riguarda il problema della validazione dei risultati, si àƒ¨ fatto uso di alcuni dati di veritàƒ a terra acquisiti nel corso di un survey preliminare effettuato nellࢠOttobre 2010. I campioni di roccia prelevati e le misure di conducibilitàƒ elettrica delle acque del lago, benchàƒ© in numero estremamente limitato per la brevitàƒ della missione e le ovvie difficoltàƒ logistiche, consentono alcune valutazioni preliminari sui prodotti ottenuti dalle elaborazioni. Sui campioni di roccia e sabbie sciolte, in particolare, sono state effettuate misure di riflettivitàƒ in laboratorio ed analisi mineralogiche dettagliate. Per la valutazione della qualitàƒ delle acque, piàƒ¹ precisamente delle concentrazioni di clorofilla, la metodologia utilizzata per il caso di studio egiziano àƒ¨ stata applicata anche sul tratto costiero adriatico antistante le foci dei fiumi Tronto e Salinello. In questo sito sono state effettuate misure in situ di conducibilitàƒ elettrica ed il prelievo di campioni di acqua per la determinazione in laboratorio delle concentrazioni di clorofilla. I risultati ottenuti hanno evidenziato le potenzialitàƒ offerte dallࢠinformazione spettrale contenuta nelle immagini satellitari e consentono lࢠindividuazione di alcune pratiche operative. Dࢠaltro canto hanno anche messo in luce le carenze dei modelli attualmente esistenti, nonchàƒ© le criticitàƒ legate alla correzione atmosferica delle grandezze radiometriche rilevate.