Dottorato Telerilevamento

Temi Di Ricerca

Filed in: Main.TemiDiRicerca · Modified on : Wed, 26 Nov 08

Le tematiche del Corso di Dottorato in Telerilevamento sono intrinsecamente interdisciplinari, in quanto le competenze fondamentali di base dei quattro settori concorrono al pieno sviluppo dei temi di Telerilevamento illustrati negli obiettivi formativi. In particolare, le competenze di ING-INF/03 contribuiscono per lo sviluppo di sensori e per le tecniche di elaborazione dei segnali, le competenze di ING-INF/02 per la modellizzazione elettromagnetica e le interazioni dei segnali con i mezzi di propagazione e gli oggetti delle osservazioni (superficie terrestre, marina, veicoli, e ambiente spaziale), FIS/06 per l'interpretazione dei fenomeni della fisica terrestre e dell'atmosfera e l'inversione dei relativi dati; infine GEO/12 per le tematiche di interpretazione e modellizzazione dell'ambiente spaziale e dei componenti del sistema solare. Alcune tematiche sono particolarmente di interesse per il Dottorato in Telerilevamento:

A) Negli ultimi dieci anni la comunità scientifica internazionale ha mostrato un sempre crescente interesse per le problematiche del telerilevamento prima in ambito terrestre e poi, con attenzione sempre maggiore, verso tematiche di tipo spaziale per il monitoraggio terrestre, per l'esplorazione planetaria e per la localizzazione di persone, oggetti e veicoli in movimento. Le tecniche di telerilevamento possono essere classificate come attive e passive, e utilizzare lunghezze d'onda dalle microonde all'ultravioletto. Nella regione spettrale che si estende dalle microonde alle onde millimetriche la metodologia di riferimento è quella radio, mentre dall'ultravioletto fino all'infrarosso lontano la metodologia di riferimento è di tipo ottico. Nell'ambito dei gruppi di ricerca proponenti esiste un elevato livello di competenza nell'intero settore. Le tecniche di telerilevamento possono essere rivolte a problematiche di tipo geofisico (ad es: composizione, struttura, radiazione e dinamica dell'atmosfera) come pure verso applicazioni varie dalla cartografia, all'agricoltura/ uso del suolo, alla navigazione ed al controllo del traffico aereo, navale e terrestre.

B) Nell'ambito del dipartimento INFOCOM è attualmente oggetto di notevole attività di ricerca la formazione di immagini a microonde ottenibili mediante radar ad apertura sintetica (SAR), verso la quale ha posto particolare attenzione l'Agenzia Spaziale Italiana, poiché, a differenza dei sensori passivi (ottici o infrarosso), il SAR è in grado di fornire immagini di superfici con qualità di tipo fotografico con ogni condizione atmosferica e di illuminazione. Di notevole interesse è poi la tematica della estrazione automatica di particolari caratteristiche delle superfici telerilevate a partire dai dati acquisiti, operazione questa che richiede la messa a punto di modelli elettromagnetici accurati. Ci sono inoltre attività sperimentali in corso con l'utilizzazione di stazioni di riferimento GPS ai fini di radiolocalizzazione. Nell'ambito del dipartimento di Fisica la sperimentazione è rivolta particolarmente verso l'utilizzo di laser per il telerilevamento di caratteristiche dell'atmosfera ma anche verso tecniche di spettrometria passiva. Gli esperimenti possono essere effettuati sia da stazioni a terra (con lidar installati a Lampedusa e a Thule, in Groenlandia) sia da mezzi aerospaziali. Campagne sperimentali sono in corso con un lidar installato su un aereo stratosferico; inoltre è attualmente in corso la progettazione di un sistema da installare sulla Stazione Spaziale Internazionale.

C) Notevole interesse per l'utilizzazione dei SAR è rivolto allo studio dell'ambito marino la cui importanza per l'umanità è universalmente riconosciuta. Alle utilizzazioni tradizionali di questo ambiente, navigazione e produzione di cibo, si sono aggiunte nei tempi più recenti altre applicazioni tra le quali la produzione di energia e l'estrazione di materiali. Agli scopi applicativi di cui sopra si aggiunge l'interesse della comunità scientifica internazionale per questo ambiente, interesse che si rivolge principalmente alle seguenti tematiche di ricerca: - Oceanografia Fisica e Glaceologica: sia con l'obiettivo immediato di prevedere lo stato del mare, sia con l'obiettivo di migliorare la conoscenza dei processi dinamici che in tale ambiente hanno luogo; - Climatologia: infatti la fisica e la dinamica degli oceani influenzano i cicli globali del calore, acqua e costituenti chimici nel sistema climatico globale. - Geodesia: infatti il livello marino, mediato su tempi opportunamente lunghi in modo da rimuovere gli effetti della forza geostrofica, è legato direttamente alla forma del geoide. L'individuazione di diversi fenomeni fisici suscettibili di essere utilizzati per l'estrazione delle informazioni, ha condotto all'analisi ed allo sviluppo di vari sensori (attivi o passivi) operanti in diverse gamme di frequenza; ed in particolare tra le tecniche di telerilevamento attivo operanti nel campo delle microonde, particolare importanza riveste la Radar Altimetria.

D) Il perfezionamento delle tecniche strumentali ha permesso all'astronomia planetaria di compiere un salto di qualità. Sono state così condotte da terra estese campagne osservative di oggetti planetari che presentano fenomeni a rapida evoluzione (corpi minori, sistemi di anelli, atmosfere planetarie). Lo sviluppo dell'astronomia infrarossa ed ultravioletta e la realizzazione di telescopi orbitanti (Space Telescope, ISO) permetterà alle scienze planetarie di compiere un ulteriore passo avanti, ad esempio nello studio delle comete, del Sistema Solare esterno e di sistemi planetari extrasolari. Peraltro anche lo sviluppo di sensori a microonde dedicati a questo tipo di missioni ha consentito l'ottenimento di significativi riconoscimenti a ricercatori italiani da parte della comunità scientifica mondiale. Questo fervore di attività ha prodotto un moltiplicarsi di iniziative scientifiche e politiche anche su scala europea, allo scopo di costituire centri di ricerca ed istituti finalizzati allo studio delle Scienze Planetarie, in questo ambito si è mossa l'Agenzia Spaziale Italiana: particolare attenzione è stata rivolta allo studio, definizione e progettazione Altimetri, Radar ad apertura sintetica, radiometri e radar sottosuperficiali nonché di sensori ottici attivi (Lidar) e passivi.

E) Un significativo interesse per le tecnologie e l'elaborazione dei dati dei sistemi di navigazione satellitari è sorto in connessione con lo sviluppo del sistema europeo GALILEO. In particolare è di notevole interesse lo sviluppo di tecniche di elaborazione per la correzione ed il tracciamento del movimento di veicoli, nonché l'integrazione dei dati GPS e GALILEO con i sistemi di localizzazione radar. L'importanza di sviluppare tecniche di misura e monitoraggio accurate ed affidabili per il controllo del traffico aereo, marittimo e terrestre, sono chiaramente un'area di vasta importanza nell'ambito del telerilevamento. Inoltre, la possibile utilizzazione di tali sistemi nell'ambito del monitoraggio dell'atmosfera, rende la elaborazione dei dati relativi di grande interesse per la comunità scientifica.

F) Le principali tematiche di ricerca da sviluppare nell'ambito del dottorato appartengono, dunque, a due distinti settori; quello più propriamente ingegneristico con lo studio dei sensori attivi e passivi e quello geofisico/planetologico con lo studio di tematiche riguardanti l'origine e lo sviluppo del sistema solare sia nel suo complesso che per quel che riguarda l'evoluzione dei corpi che lo costituiscono. Più precisamente nel settore ingegneristico possono essere approfondite tematiche relative alla struttura sistemistica dei vari sensori approfondendo le nozioni già impartite nei Corsi di Laurea, alla segmentazione e classificazione delle immagini SAR che, come noto, sono affette da grande rumorosità, a tematiche di interferometria SAR, di analisi di sequenza multitemporali, a problematiche di integrazione multisensoriale e fusione di dati, nonché delle tecniche di elaborazione per i segnali dei sistemi di navigazione satellitari. Per il settore planetologico è fondamentale approfondire lo studio degli strumenti impiegati nella esplorazione del Sistema Solare, nello studio della modellistica e nella elaborazione ed interpretazione dei dati raccolti nelle varie missioni. Per il settore geofisico gli aspetti strumentali si associano all'interpretazione dei dati sulla base di modelli che riguardano le caratteristiche dell’atmosfera, dell'oceano e del territorio.


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