Controluce - Figure per descrivere
descrivere posti
L'immagine
Sistema di valli nelle Prealpi Venete
Le prime due immagini (a colori) mostrano l'imboccatura della valle trasversale inquadrata dall'alto nell'immagine successiva (in bianco e nero). Sulla sinistra di quest'ultima immagine, si può notare la giunzione a Y di due valli interne visualizzata più nel dettaglio dalle due immagini successive. Nell'ultima immagine, ruotata rispetto alla precedente, è ben visibile la strada che scende a zig-zag sul costone fino al fondo della valle. I colori sono definiti sulla base di una scala cromatica che evidenzia unicamente le differenze di altezza.
La tecnica
Modello altimetrico digitale (DEM) da dati LIDAR
La serie di immagini è stata realizzata al computer a partire da dati che costituiscono una carta digitale in tre dimensioni della zona con una precisione dell'ordine dei centimetri. I dati sono stati telerilevati dall'elicottero con un sistema LIDAR (LIght Detection And Ranging: "rilevamento e localizzazione per mezzo di onde di luce"). Come il RADAR da cui prende il nome, il LIDAR è una tecnica di telerilevamento "attivo". A differenza delle tecniche "passive" (che registrano la radiazione solare riflessa dalla superficie terrestre), le tecniche "attive" consistono nell'inviare dei segnali e nel registrarne i tempi di ritorno. Intensità e coordinate spazio temporali del segnale in uscita sono quindi ben note, ed è perciò possibile misurarne e interpretarne le riflessioni con grande precisione.
La precisione del lidar, rispetto al radar, è resa ancora molto maggiore dalla frequenza delle onde elettromagnetiche utilizzate. Gli impulsi laser hanno di fatti una frequenza milioni di volte superiore a quella degli impulsi radio. Il laser però non può venire utilizzato dallo spazio ed è stato collaudato come metodo di telerilevamento da nave, da aereo e ultimamente anche da elicottero.
Nel caso del telerilevamento "aria-terra", gli impulsi laser vengono diretti verso uno specchio oscillante che li riflette in senso ortogonale alla direzione di avanzamento dell'areomobile dove si trova il sistema. La scansione del terreno deriva dalla combinazione dei due movimenti, quello di oscillazione dello specchio e quello di avanzamento dell'areomobile.
Il raggio laser, una volta colpito il suolo, viene riflesso e parte dell'energia ritorna verso lo specchio che convoglia il segnale a un sistema che determina il tempo di ritorno dell'impulso. Si può così calcolare la distanza tra lo specchio e il punto di riflessione al suolo.
Il principale problema è quindi quello di determinare con esattezza il punto dell'aereo su cui si trova lo specchio da cui partono e a cui arrivano i segnali a ogni istante del tempo di invio e registrazione. Il vantaggio del telerilevamento da satelite è appunto la precisione astronomica con cui questo punto può essere conosciuto, mentre dalla nave o dall'aereo la determinazione del punto non è affatto automatica.
La strumentazione utilizzata a questo scopo dal gruppo CARS dell'OGS permette di ricostruire una rotta assoluta dell'elicottero, del quale, attraverso un GPS, il punto in cui si trova il velivolo viene determinato ogni 35 metri. Integrando questi dati con quelli inerziali relativi al rollio e al beccheggio del velivolo (dati ottenuti con un sistema di giroscopi al laser) si ottiene una definizione del punto ogni 0,17 metri.
In questo modo, possono essere calcolati con grande esattezza i tempi di ritorno degli impulsi laser (nel caso della strumentazione OGS, si tratta di un laser operante nell'infrarosso vicino) con cui il sensore "illumina" la scena e si può così ottenere la grande massa di informazioni da cui sono state estratte ed elaborate le immagini.
I dati vengono elaborati mediante degli algoritmi che portano a claffificare le riflessioni primarie, corrispondenti alla superficie del terreno "ripulita" da vegetazione e interventi umani. In questo caso, per volontà del committente, i dati sono stati integrati con informazioni su manufatti e costruzioni.
La precisione del lidar, rispetto al radar, è resa ancora molto maggiore dalla frequenza delle onde elettromagnetiche utilizzate. Gli impulsi laser hanno di fatti una frequenza milioni di volte superiore a quella degli impulsi radio. Il laser però non può venire utilizzato dallo spazio ed è stato collaudato come metodo di telerilevamento da nave, da aereo e ultimamente anche da elicottero.
Nel caso del telerilevamento "aria-terra", gli impulsi laser vengono diretti verso uno specchio oscillante che li riflette in senso ortogonale alla direzione di avanzamento dell'areomobile dove si trova il sistema. La scansione del terreno deriva dalla combinazione dei due movimenti, quello di oscillazione dello specchio e quello di avanzamento dell'areomobile.
Il raggio laser, una volta colpito il suolo, viene riflesso e parte dell'energia ritorna verso lo specchio che convoglia il segnale a un sistema che determina il tempo di ritorno dell'impulso. Si può così calcolare la distanza tra lo specchio e il punto di riflessione al suolo.
Il principale problema è quindi quello di determinare con esattezza il punto dell'aereo su cui si trova lo specchio da cui partono e a cui arrivano i segnali a ogni istante del tempo di invio e registrazione. Il vantaggio del telerilevamento da satelite è appunto la precisione astronomica con cui questo punto può essere conosciuto, mentre dalla nave o dall'aereo la determinazione del punto non è affatto automatica.
La strumentazione utilizzata a questo scopo dal gruppo CARS dell'OGS permette di ricostruire una rotta assoluta dell'elicottero, del quale, attraverso un GPS, il punto in cui si trova il velivolo viene determinato ogni 35 metri. Integrando questi dati con quelli inerziali relativi al rollio e al beccheggio del velivolo (dati ottenuti con un sistema di giroscopi al laser) si ottiene una definizione del punto ogni 0,17 metri.
In questo modo, possono essere calcolati con grande esattezza i tempi di ritorno degli impulsi laser (nel caso della strumentazione OGS, si tratta di un laser operante nell'infrarosso vicino) con cui il sensore "illumina" la scena e si può così ottenere la grande massa di informazioni da cui sono state estratte ed elaborate le immagini.
I dati vengono elaborati mediante degli algoritmi che portano a claffificare le riflessioni primarie, corrispondenti alla superficie del terreno "ripulita" da vegetazione e interventi umani. In questo caso, per volontà del committente, i dati sono stati integrati con informazioni su manufatti e costruzioni.
Cos'e' controluce
Controluce è una raccolta di immagini scientifiche provenienti dai laboratori di ricerca.
La scienza procede per modelli e anche per immagini. L'osservazione dei fenomeni, gli esperimenti di laboratorio, l'intuizione matematica, le simulazioni al computer utilizzano in molti casi la sintesi e la capacità evocativa di un'immagine. Sopratutto, le immagini sono un irrinunciablile ingrediente della comunicazione della scienza, sia interna che esterna a una certa disciplina.
Le immagini di Controluce vengono scelte e descritte da Ulisse con un lavoro di confronto e di dialogo con gli scienziati che le hanno prodotte. Si tratta di immagini che nascono direttamente dall'attività di ricerca, ma che hanno un alto potenziale comunicativo anche per un pubblico più ampio.
