Esempio di ricampionamento su un’immagine IKONOS

L’immagine IKONOS utilizzata (copyright SpaceImaging) é ricampionata a risoluzioni spaziali differenti utilizzando come metodo di interpolazione il Nearest Neighbor. Alfine di simulare un’immagine SPOT5, ASTER e Landsat ho ricampionato a 2.5m, 15m e 30m rispettivamente l’immagine di base (attenzione, si tratta di un’interpolazione puramente matematica: in realtà se si confrontano immagini acquisite sulla stessa zona con sensori differenti, si otterrano immagini leggermente diverse di quelle riportate di seguito).
Oltre ad essere evidente il degrado e la perdita di informazione che risulta, emerge come vengano invece conservati i valori radiometrici di alcuni pixels, come i tetti arancioni delle costruzioni visibili nella parte superiore dell’immagine, alcune specie vegetali ed i tetti delle case nel centro città.

Effettuando uno zoom sull’angolo in alto a destra dell’immagine a risoluzione 1m, e ricampionando ad una risoluzione spaziale di 25cm utilizzando i tre metodi trattati nella pagina precedente, si ottengono i seguenti risultati:
con il metodo Nearest Neighbor, i bordi delle costruzioni appaiono chiaramente affetti dalla presenza di “denti di sega”, l’autoveicolo a destra risulta ben definito (da notare la presenza nell’immagine del parabrezza!!) ed i singoli pixel sono evidentemente ben visibili;

con il metodo Bilinear, l’immagine risulta piu’ sfumata, meno contrastata rispetto alla precedente. I bordi dei pixel si fondono con quelli adiacenti dando un effetto di continuità piu’ gradevole all’osservazione;

con il metodo Cubic Convolution, l’immagine risulta anche in questo caso piu’ sfumata rispetto alla prima, ma risulta anche leggermente piu’ contrastata rispetto alla seconda, da come si puo’ osservare dal bordo dei tetti, i sentieri e l’autoveicolo bianco a destra.

Esempio di risoluzione spaziale

Quali sono i dettagli che si ottengono utilizzando immagini satellitari a differente risoluzione spaziale?
Come nell’esempio precedente in cui é stata utilizzata una sola immagine IKONOS, nelle immagini successive sono riportate alcuni clip estratti da una serie di immagini QuickBird, SPOT5 e Landsat ETM+ sulla città di Ouagadougou (Burkina Faso). Si possono osservare i differenti dettagli che emergono chiaramente nell’immagine multispettrale a 0.67m di risoluzione e man mano che la risoluzione decresce la pixellizazione aumenta sempre piu’; si perdono i dettagli e la grana aumenta considerevolmente.

Immagine a 0.67m di risoluzione. Il meglio che si puo’ ottenere allo stato attuale dalle immagini satellitari per uso civile. Il livello di dettaglio raggiungibile permette di effettuare mappature estremamente dettagliate e molto meno costose che un volo aereo classico. La possibilità di utilizzare coppie stereografiche aumenta il range di applicazioni, come la creazione di DEM, modelli 3D e calcoli volumetrici. Una carta a scala 1:2.500-1:5.000 é possibile ottenerla utilizzando questo tipo di immagine.

Immagine a 2.5m di risoluzione. Si distinguono chiaramente le costruzioni principali, i grandi capannoni industriali, la ferrovia ed il reticolo stradale. La composizione multispettrale SPOT5 possiede una banda nel vicino infrarosso, di conseguenza la composizione colorata RGB mostra la vegetazione con un tipico color rosso intenso. E’ possibile ottenere una carta relativamente dettagliata a scala variabile tra 1:5.000 ed 1:10.000.

A 5m di risoluzione spaziale, mantenendo la stessa superficie dell’immagine precedente, si comincia ad osservare una certa “grana” apparire dovuta alla dimensione dei pixel. I dettagli cominciano ad essere meno percepibili, nonostante che gran parte di essi siano ancora visibili. La digitalizzazione delle strutture visibili permette di otterene una cartografia valida per scale comprese tra 1:10.000 ed 1:15.000

A 10m di risoluzione risultano oramai visibili solo le costruzioni piu’ importanti e l’apparato stradale principale. Ancora si puo’ differenziare la distribuzione della vegetazione e la zona urbanizzata. Non é piu’ possibile effettuare una digitalizzazione corretta a scala “urbana”, ma una scala compresa tra 1:20.000 ed 1:50.000 risulta essere il miglior compromesso.

Qui si cambia di registro, passando da una serie di immagini SPOT5 ad un’immagine Landsat7 ETM+ pansharpened a 15m di risoluzione. La combinazione delle bande é la 432 (RGB) in maniera tale da mantenere aprossimativamente lo stesso range spettrale coperrto dalle immagini SPOT5 precedenti. La vegetazione risulta sempre colorata in rosso, i capannoni principali risultano ancora ben visibili nonostante che i limiti siano piu’ sfumati rendendo difficile la corretta digitalizzazione. Solo gli assi principali delle strade sono riconoscibili.
Con questo genere di dettaglio é possibile effettuare una cartografia regionale con scala compresa tra 1:50:000 ed 1:100.000

A 28m di risoluzione/pixel non risulta piu’ essere visibile nulla dei dettagli riconoscibili nelle prime immagini. La vegetazione é sempre identificabile dal colore rosso, ma la corretta distribuzione all’inetrno della struttura urbana é molto difficile.
Questo tipo di immagine é molto piu’ utile per analisi a scala regionale e per cartografie a scala comprese tra 1:200:000 ed 1:300.000. Come si osserva nell’immagine successiva, a questa risoluzione spaziale, si possono compiere analisi a scala regionale, geologia e geomorfologia regionale, utilizzo del suolo e principale organizzazione del tessuto urbano.

Uno zoom a 28m/pixel a risoluzione schermo la città di Ouagoudou risulta estremamente ben visibile, si distinguono al centro di essa i due capannoni bianchi (in obliquo), i principali assi stradali, le zone arboree in prossimità delle dighe di ritenuta, la periferia e la ‘brousse’ che si estende al di là di essa. Una porzione di aeroporto e visibile in basso al centro dell’immagine.

Immagine globale della scena Landsat7 ETM+, coprente 180Km di lato e comprendente la citta di Ouagoudou in basso (cerchiata in bianco). I chiaroscuri visibili verde-grigio sono legati alle differenti risposte spettrali della copertura vegetale e del suolo, sono visibili zone bruciate a causa di incendi spontanei e di origine antropica, zone a foresta galleria (in prossimità dei corso d’acqua), dighe ed i principali corsi d’acqua. Questo genere di immagine é fondamentale per avere un primo approccio alla conoscenza di territori non cartografati o di cui non esistono carte topografiche aggiornate a scala regionale.
Nel nostro lavoro l’analisi di questo tipo di immagine copre talvolta almeno il 50% delle richieste dei nostri clienti.

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