LANDSAT

avuto inizio nel 1972. Il primo satellite della missione Landsat, denominato LandSat-1, aveva a bordo il sensore multispettrale MSS (Multi-Spectral Scanner System). Dopo dieci anni questo sensore è stato sostituito con il Thematic Mapper (TM). Successivamente, nell'anno 1999 è stato lanciato in orbita il LandSat-7, che ha a bordo un sensore ETM plus.

La serie completa dei satelliti Landsat è costituita da sette satelliti sincroni16 _{con il sole:}

• Landsat l, che è stato lanciato a luglio 1972 ed ha funzionato fino a gennaio 1978 • Landsat 2, che è stato lanciato a gennaio 1975 ed ha funzionato fino a febbraio

1982

• Landsat 3, che è stato lanciato a marzo 1978 ed ha funzionato fino a ottobre 1982 • Landsat 4, che è stato lanciato a marzo 1982 ed ha funzionato fino a ottobre 1995 • Landsat 5, che è stato lanciato a marzo 1984 ed ancora in funzione

• Landsat 6, che è stato lanciato a ottobre 1993 e perso in lancio • Landsat 7, che è stato lanciato ad aprile 1999 ed ancora in funzione • Landsat 8, che è stato lanciato a febbraio 2013

Quindi i satelliti attualmente funzionanti sono solo il LandSat-5 e LandSat-7 e il nuovissimo Landsat 8.

Le prime tre missioni Landsat portavano due sensori, il più importante dei quali era il Multispectral Scanner (MSS) con quattro bande (la 4 nel verde, la 5 nel rosso, la 6 e la 7

16_{Un'orbita sole-sincrona è un'orbita che consente di osservare un oggetto sulla terra più volte}

sempre alla stessa ora solare locale. In questo modo l'illuminazione solare sulla superficie terrestre risulta essere la stessa per ogni rivoluzione, avendo delle condizioni di luce molto simili ogni volta. L'orbita eliosincrona ha inclinazioni di 95-100 gradi sul piano equatoriale, quota variante fra 600 e 800 km e periodo orbitale di 90-100 minuti.

nell’infrarosso vicino), una risoluzione spaziale di circa 80 m e uno swath di 185 km. A partire dalla missione 3 venne aggiunta una banda nell’infrarosso termico, con risoluzione spaziale minore (lato dei pixel di circa 240 m).

Il secondo sensore su Landsat 1,2 e 3 era il Return Beam Vidicom. Per landsat 1 e 2 il Return Beam Vidicom aveva tre bande (la 1 nel blu, la 2 nel rosso e la 3 nell’infrarosso) con la risoluzione spaziale di 80 m. Sul Landsat 3 invece erano alloggiati due Return Beam Vidicom identici e affiancati, ciascuno con un’unica banda pancromatica. La risoluzione spaziale nel pancromatico era di 40 m e ogni sensore aveva uno swath di 98 km. : i due, affiancati con una piccola sovrapposizione, fornivano dunque uno swath di 185 km. In ordine crescente rispetto alle bande 1, 2 e 3 del Return Beam Vidicom le bande MSS furono chiamate 4, 5, 6, 7 (e 8) nelle prime tre missioni Landsat. A partire da Landsat 4 il Return Beam Vidicom venne sostituito dal Thematic Mapper (TM). Nella missione del Landsat 6 (perso in lancio) si passò all’Enhanced Thematic Mapper (ETM) e infine, nel Landsat 7, all’ ETM +.

Nelle missioni più recenti le bande MSS sono state rinominate da 4, 5, 6, 7 a 1, 2, 3 e 4 rispettivamente.

Le informazioni rilevate dagli strumenti di bordo e codificate in sequenze di cifre binarie da un convertitore analogico-digitale vengono poi trasmesse a terra e ricevute da una stazione al suolo in contatto radio diretto in linea d’aria con il satellite.

Le informazioni relative alle zone non coperte dalle stazioni vengono registrate su nastro a bordo del satellite e trasmesse alle stazioni riceventi all’atto del passaggio del satellite nella loro area di ricezione. Questo per ciò che concerne i primi tre satelliti del programma. Il Landsat 4 e 5 grazie alla loro più sofisticata strumentazione di rilevamento dispongono di un sistema migliore anche per la trasmissione a terra dei dati; usufruiscono di un satellite appoggio posto su di un’orbita alta e geosincrona cui trasmettono i dati rilevati.

Tab. 4 Caratteristiche dato LANDSAT ETM+

L’altezza del satellite appoggio (36.000 Km) è tale che esso può ritrasmettere direttamente i dati a tutte le stazioni di un intero emisfero.

Fig. 21 Il satellite Landsat (fonte: NPA Group)

Il dato Landsat di riferimento per il lavoro di tesi è il Landsat 7 ETM +: Landsat 7 ETM+ (media risoluzione, scale fino a 1:30'000), orbita quasi polare eliosincrona, 7 bande multispettrali (30 m di risoluzione a terra; per la banda 6 è a 60m) ed una pancromatica (15 m), con tempi di ri-passaggio di 16 giorni con uno swath di 185 Km. Utile per la discriminazione delle informazioni territoriali (multispettralità) e per l'aggiornabilità di tali informazioni (multitemporalità). Le bande 1, 2, 3, 4, 5 e 7 sono sensibili all’energia

sensore LANDSAT 7 1999 ETM + 1 0,45 – 0,515 30 2 0,525 – 0,605 30 3 0,63 – 0,69 30 4 0,75 – 0,90 30 5 1,55 – 1,75 30 6 10,4 – 12,5 60 7 2,09 – 2,35 30 8 0,52 – 0,9 15 anno di

lancio nome banda range Wave lenght(micrometri) risoluzione spaziale(metri)

Sate llite

proveniente dal sole riflessa dalla superficie della Terra. Ogni banda è sensibile ad una parte diversa dell’energia solare riflessa. La banda 6 è nel termico (10,40 - 12,50 µm) ed è diversa da tutte le altre in quanto essa non registra l’energia riflessa ma piuttosto la temperatura della superficie della Terra. Oltre a queste bande, il sensore ETM+ ha un’ottava banda, detta banda pancromatica (0,50 - 0,90 µm) sensibile all’energia della luce riflessa in un vasto intervallo di lunghezze d’onda che comprende il blu, il verde, il rosso e l’infrarosso vicino.

Da ora in poi la missione Landsat 8 porterà un notevole contributo per lo studio del territorio e presenta caratteristiche interessanti. I nuovi sensori presenti sono OLI (Operational Land Imager) e TIRS (Thermal Infrared Sensor), che garantiranno

prestazioni e qualità di ripresa superiori al precedente ETM+. Le bande passeranno da 8 a 11 . In particolare sono state aggiunte due bande ottimizzate per lo studio dei cirri

(1360/1380 nm) e dell’aerosol (430-450 nm) e il range nell’infrarosso termico è stato suddiviso in due bande, contro l’unica grande banda dell’ETM+

Fig. 22 Confronto tra le bande dei sensori ETM+ e OLI+TIRS (fonte USGS)

Anche il range spettrale del canale pancromatico (banda 8) è ampliato e continuerà ad acquisire con una risoluzione spaziale di 15m. Le immagini elaborate dai dati Landsat

saranno distribuite in formato Geotiff a 16 bit, georiferite rispetto al sistema di riferimento WGS84, con proiezione UTM, ortorettificate e corrette tramite un processamento Level 1T – Terrain Correction (ovvero sono già corrette radiometricamente e geometricamente, ed inoltre sono corretti/minimizzati gli errori di parallasse dovuti al rilievo del terreno). Per il sensore OLI viene garantita un’accuratezza CE90 di 12 metri (la reale posizione geografica di un elemento si trova, al 90% di probabilità, entro un un cerchio di 12 metri di diametro rispetto alla sua posizione nell’immagine), e di 41 m per il TIRS. Ogni 8 giorni il Landsat 8 ci offrirà una copertura completa della Terra, e le immagini ottenute dal sensore OLI potranno essere visualizzate e scaricate liberamente tramite il LandsatLook Viewer dell’USGS. Sarà possibile scaricare sia l’immagine visualizzata nel viewer, come JPEG, PNG o TIFF georiferita, oppure eseguire un “bulk download”, ovvero scaricare i dati originali della scena richiesta, più l’immagine in colori naturali e nel termico.