| | |  | Immagine KVR-1000: Londra occidentale | |
Le informazioni contenute in un’immagine
Formato analogico o formato digitale?
Nel telerilevamento è molto importante comprendere le differenze nei dati forniti dai sensori per poterli interpretare correttamente.
Quindi, per prima cosa, occorre capire cos’è un’immagine satellitare e in cosa differisce da una fotografia.
La differenza principale tra una fotografia ed un’immagine fornita dal satellite è che la fotografia è in formato analogico e solitamente è stampata su carta prima di essere interpretata. L’immagine satellitare è invece in formato digitale e per analizzarla ed interpretarla ci si avvale solitamente di un computer.
Il formato digitale oggi è molto comune.
Sapreste citare altri esempi di dati che sono stati acquisiti da una fonte digitale?
* Risposta 1 sotto
L’analogico è un formato che salva tutti i dati in modo continuativo.
Per esempio, quando scattate una fotografia della vostra casa, tutte le informazioni sono dispiegate continuamente sopra la fotografia, senza bordi distintivi tra una porzione e l’altra della fotografia.
Il formato digitale, al contrario, salva ogni blocco di informazioni separatamente. Se avvicinate sufficientemente lo zoom a un’immagine satellitare, distinguerete tanti quadrati di diversi colori.
| | | Pixels |
A destra, ecco come appare un’immagine dal satellite se si avvicina molto lo zoom. Si vedono solo i quadrati. Questo perché l’immagine non è continua, ma è formata da una matrice di quadrati (chiamati anche 'pixel').
Questa è una caratteristica chiave dei formati digitali.
Il formato digitale si basa in realtà su una procedura matematica (chiamata 'sistema binario') che consente ai computer di registrare dati e successivamente di visualizzarli, di calcolare e salvare dati, persino di visualizzare un’immagine. Il sistema binario è infatti alla base di tutto il mondo dei computer.
La sola cosa che un computer può “capire” sono gli impulsi elettrici – un impulso c’è o non c’è, può essere sì o no; 0 o 1. I matematici quindi pensarono ad un sistema diverso da quello decimale per i computer, che è poi quello con cui noi abitualmente contiamo: da 0 a 9, poi parte una nuova serie di decine da 10 a 19, da 20 a 29, ecc. Con i computer la serie va da 0 a 1, poi riparte una nuova serie (0 quando non c’è alcun impulso elettrico e 1 quando c’è l’impulso).
Quindi nella 'lingua' dei computer abbiamo:
| 0 = 00 | 5 = 101 | | 1 = 01 | 6 = 110 | | 2 = 10 | 7 = 111 | | 3 = 11 | 8 = 1000 | | 4 = 100 | 9 = 1001 | | 10 = 1010 | 100 = 1100100 |
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Notate il sistema binario:
- un gruppo di 2 numeri (chiamati anche 'cifre') è chiamato 'bit';
- un gruppo di 8 cifre è chiamato 'byte' (= 256 nel sistema decimale)
- 1 Kb equivale a 1000 byte
- 1 Mb equivale a 1.000.000 di byte
- se il vostro computer ha una memoria di 64Mb, significa che può gestire dati contenenti fino a (64 × 1.000.000 × 8), ossia 512.000.000 di bit o di impulsi elettrici
64 × 1,000,000 × 8, that is 512,000,000 bits or electric pulses
- e se il vostro computer dispone di un hard disk di 2Gb, significa che può contenere dati corrispondenti a (2 × 1.000.000.000 × 8), ossia 16.000.000.000 di bit o di impulsi elettrici.
I pixel
Un’immagine satellitare è costituita da molti quadrati chiamati pixel. Trattandosi dell’unità più piccola su un’immagine satellitare, il pixel è molto importante: i pixel nel loro insieme forniscono infatti tutte le informazioni che producono un’immagine completa.
| | | Immagine TM: Londra occidentale |
Risoluzione
La prima cosa importante da sapere sulle immagini satellitari riguarda la loro risoluzione.
Pensate ad un’immagine satellitare di una città con uno stadio di calcio al centro. Il quadrato o il pixel più piccolo di quell’immagine potrebbe essere l’intero stadio di calcio o anche il dischetto del centrocampo. Nel primo caso la risoluzione dell’immagine non sarebbe ottima; nel secondo caso, l’immagine sarebbe più dettagliata e quindi la risoluzione dell’immagine ottima.
La risoluzione di un’immagine è la distanza più piccola che il sensore è in grado di individuare.
Quale delle tre immagini che seguono ha la risoluzione migliore? E perché?
* Risposta 2 sotto
| | | Fotografia aerea: Londra occidentale |
Valori dei pixel
Ogni pixel in un’immagine ha un valore. . Il valore corrisponde all’intensità della radiazione riflessa dall’oggetto osservato all’interno dell’intervallo della lunghezza d’onda in cui è sensibile il sensore.
Per esempio, se l’oggetto osservato è una pianta (senza fiori) e il sensore utilizzato è progettato appositamente per individuare il verde, l’intensità sarà molto alta. Con lo stesso sensore, se l’oggetto osservato è una macchina rossa, l’intensità sarà molto bassa.
Valore del pixel
Il valore del pixel varia da 0 (= nero) a 255 (= bianco) e le possibilità sono quindi 256, il che corrisponde a 1 byte.
Immagini RGB (red, green, blue = rosso, verde, blu)
Un paradosso di questo sistema di acquisizione di immagini consiste nel fatto che mentre le immagini satellitari post elaborazione (immagini finite) appaiono a colori, i valori di partenza dei pixel sono compresi solo nella scala di grigi (ossia tra 0-255). Di conseguenza durante l’elaborazione, per creare un’immagine a colori, si combinano spesso tra loro più immagini satellitari (acquisite dallo stesso sensore ma in bande differenti o acquisite in giorni diversi).
Rosso, Verde, Blu (RGB)
Per esempio si possono prendere e combinare tra loro tre immagini in tre bande differenti (ossia, tre intervalli di lunghezza d’onda diversi) acquisite dallo stesso sensore.
Per produrre un’immagine a colori, ad ognuna delle tre bande si attribuisce un colore (rosso, verde o blu).
La figura a sinistra è il risultato di questo procedimento.
* Risposta 1: CD musicali, CD Rom, DVD ecc
* Risposta 2: la terza; perché il pixel di quell’immagine rappresenta l’area più piccola al suolo nella realtà .
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