Controluce - Figure per descrivere
descrivere posti
autore:
Franco Coren
affiliazione:
Gruppo CARS (cartografia e telerilevamento) del Dipartimento Geofisica della Litosfera dell'Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale OGS di Trieste
L'immagine
L'area del Porto Romano di Aquileia
L'immagine principale visualizza un'area di particolare interesse archeologico all'interno del territorio del Comune di Aquileia (inquadrato nell'immagine associata). Si tratta dell'antico Porto Romano oggi sepolto da detriti e sedimenti di origine fluviale e lagunare.
Fondata come colonia romana nel 181 a.C., Aquileia In epoca imperiale è diventata il principale porto dell’Adriatico settentrionale e la capitale della regione Venetia et Histria. Dopo l’invasione degli Unni (452) e l’occupazione dei Longobardi (568), Aquileia cessa di essere una capitale. Oggi è un piccolo comune della provincia di Udine a qualche chilometro di distanza dalla laguna di Grado. L’antico porto fluviale romano che stava presso la foce del fiume Natissa (il cui corso pare sia stato deviato da Giuliano l’Apostata nella seconda metà del IV secolo per dare più importanza al porto di Grado), si trova oggi sepolto sotto vari metri di terra. Nei secoli, i sedimenti che hanno prodotto i lidi che delimitano la laguna hanno spostato le linee di costa di vari chilometri. L’immagine è stata realizzata nell’ambito di un progetto di ricerca sulle possibili applicazioni della radiografia muonica del sottosuolo all'archeologia e sull'integrazione di diverse tecniche per l'indagine archeologica nella Regione Friuli Venezia Giulia coordinato da Gianrossano Giannini del Dipartimento di Fisica. Alla ricerca collaborano il Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Trieste, la Sezione di Trieste dell'INFN (Istuto Nazionale di Fisica Nucleare) e il gruppo CARS (Cartography and Remote Sensing) dell'Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geoofisica.
I numeri sulla sinistra e in basso indicano le coordinate del sistema Gauss-Boaga Roma 40 (un metodo di proiezione cartografica che permette di esprimere le coordinate in metri anziché in gradi). I numeri alla destra della scala cromatica indicano invece l’altitudine sul livello del mare che corrisponde a ogni falso colore.
La tecnica
Modello altimetrico digitale (DEM) da dati LIDAR
L'immagine è stata realizzata visualizzando al computer una selezione dei dati che costituiscono un modello altimetrico digitale (in inglese DEM, Digital Elevation Model) ad alta definizione del Parco di Miramare. I dati sono stati telerilevati in altezza dall'elicottero con un sistema LIDAR (LIght Detection And Ranging: "rilevamento e localizzazione per mezzo di onde di luce") che ha permesso una risoluzione di 30 centimetri nelle coordinate del piano e di 6 cm in altezza.
Come il RADAR da cui deriva il suo 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.
Rispetto al radar, la precisione del lidar, è resa ancora 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 solo recentemente 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 classificare le riflessioni primarie, corrispondenti alla superficie del terreno.
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.
