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Thermal & multispectral inspection

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Utilizzi comuni e non, di due tecnologie
di rilievo ancor poco conosciute

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Thermal & multispectral inspection

  1. 1. Thermal & multispectral inspection Utilizzi comuni e non, di due tecnologie di rilievo ancor poco conosciute
  2. 2. Introduzione su riflettanza e luce Le superfici naturali interagiscono con l’energia solare incidente riflettendo, assorbendo e, nel caso di corpi non opachi (come l’acqua e l’atmosfera), trasmettendo parte dell’energia. La componente riflessa (o retro-diffusa) è quella di maggiore interesse nelle applicazioni del telerilevamento poiché rappresenta il segnale misurato dai sensori ottici, satellitari o aviotrasportati. La riflettanza è funzione delle proprietà ottiche delle superfici e, per questo motivo, vegetazione, suoli , acqua, neve etc. hanno dei valori di riflettanza ben distinti lungo la banda degli spettri (firma spettrale) . Inoltre la riflettanza dipende dalla geometria di osservazione e acquisizione come comunemente descritto dalla funzione di distribuzione della riflettanza bidirezionale (BRDF).
  3. 3. Non ci stiamo inventando nulla 1970 !!!
  4. 4. Analisi multi-spettrale Questa analisi si basa sul principio della riflettanza la quale può essere percepita su un'unica lunghezza d'onda. Questo può avvenire attraverso l'utilizzo di telecamere NIR o altresì con sensori e filtri che lavorano con molteplici lunghezza d'onda al fine di avere un dato più accurato e riuscire di conseguenza ad avere una maggiore correttezza dei dati.
  5. 5. Agricoltura di precisione L'agricoltura di precisione è l'utilizzo più diffuso ma, vista la mancanza di percezione delle potenzialità da parte delle aziende del settore (già messe in ginocchio da scelte politiche di mercato), tale tecnica stà cercando ancora riconoscimenti operativi. Gli indici principali per questo utilizzo sono : NDRE NDVI2 NDVI NRG Per alcuni scopi è possibile creare o customizzare gli algoritmi sopra citati .
  6. 6. Gli indici più conosciuti NDVI e NRG Sono due modi di valutare la rifrazione dell’infrarosso e altre lunghezze d’onda utili alla a valutare lo stato vegetativo. Entrambi valutano l’assorbimento del blu e del rosso messe a confronto con verde e l’IR (infrarosso) e restituiscono lo stato di fotosintesi NDVI è l’acronimo di "Normalized Difference Vegetation Index". NRG è l’acronimo di "Near-infrared / Red / Green"
  7. 7. Indici standard in agricoltura ed equazioni INDICE Equazione NDVI (NIR-Red)/(NIR+Red) NDRE (NIR-RE)/(NIR+RE) SR NIR/Red SR (RE) NIR/Red edge ISR (1-NDVI)/(1+NDVI) ISR (NDRE) (1-NDRE)/(1+NDRE) CSM Red/NIR CSM (RE) RE/NIR Cl(RE) (NIR/RE)-1 Datt (NIR-RE)/(NIR-Red)
  8. 8. Archeologia e beni culturali
  9. 9. Rilievo di inquinanti nel territorio Attraverso la riflettanza, uno volta studiata la giusta lunghezza d'onda (nm) con la quale rilevare il tipo di sostanza che si stà cercando di monitorare (utilizzando diversi algoritmi), è possibile riuscire a mappare dei punti di ristangno dove fare campionature per capire la concentrazione e le specifiche. Nella fase antecedente è possibile fare una scansione, utilizzando le bande standard, al fine di visionare difformità sulla riflettanza del terreno per dare la possibilità di una prima indagine generale e primi campionamenti a terra.
  10. 10. Spettroradiometria - Iperspettrale
  11. 11. Iperspettrale L’analisi di dati (non immagini) per analizzare vari spettri di riflettanza è certamente più accurata, a differenza della classica analisi multispettrale o NIR, esce dai range del visivo e del vicino infrarosso e può arrivare a raggiungere una lunghezza d’onda di 2500nm . L'analisi Iperspettrale, come detto, non è un'analisi che si basa sullo studio post-rilievo delle immagini con filtri posti su frequenza ma utilizza diversi metodi, prende dei dati radiometriche nelle diverse frequenze e li trasporta in un cubo di dati; questi dati, per essere utilizzabili, devono essere geo-localizzati in base alla posizione e all'orientamento. Questo richiede un' affiancamento alla camera iperspettrale di un sistema inerziale con RTK (Real Time Kinematic ) a bordo, alzando di molto il costo di utilizzo.
  12. 12. Spettrometri Lo spettrometro lavora rilevando lo spettro di riflettanza, tramite una firma della stessa e viene molto utilizzato nel caso di ricerca di una singola identità (ad es. molto utilizzato per l'amianto negli ultimi anni, o in Olanda per il cannabis) Richiede un'analisi su un sito specifico dato che non ci sono possibilità di creare mappe e inoltre richiede una firma spettrale iniziale.......per poter attivare una ricerca di collimazione. Su siti come questo della NASA se ne possono trovare molte da usare come punto di partenza
  13. 13. Analisi termica radiometrica Attraverso l’analisi termica del terreno si riescono ad identificare tutti quei cambi di densità del terreno e di oggetti, dati da : strutture interrate diversa composizione dei materiali deflussi idrici irregolari Anche se interrati sotto qualche metro, attraverso un differenziale di temperatura restituita di 1° - 1,5° è semplice a volte identificare le mura di strutture storiche.
  14. 14. Fotovoltaico
  15. 15. Analisi dell'effetto PID PID (Potential Induced Degradation) Nel caso di scarso rendimento dell’impianto fotovoltaico e probabile si generi un effetto PID il quale si può verificare attraverso un'analisi di elettroluminescenza. Si verifica in particolare nel modulo foto voltaico che si trova più vicino al polo meno. Il potenziale (tensione a terra) delle celle solari è solitamente compreso tra −200 V e −350 V, a seconda della lunghezza di una stringa e del tipo di inverter utilizzato. La struttura dei moduli foto voltaicoindica invece un potenziale di 0 V, poiché deve essere messa a terra per motivi di sicurezza. A causa di questa tensione elettrica tra celle solari e struttura può accadere che gli elettroni si stacchino dai materiali utilizzati nel modulo foto voltaico e fluiscano nella struttura messa a terra. Ciò lascia una carica (polarizzazione), che può modificare in modo negativo la curva caratteristica delle celle solari. Si è evidenziato che tali polarizzazioni sono per lo più reversibili. Pertanto le si distingue da effetti irreversibili, come corrosione e normale invecchiamento. E’ infatti possibile ottenere una riduzione e/o un annullamento dell’effetto PID attraverso l’impiego di un generatore di alta tensione collegato in parallelo alle stringhe da rigenerare. Il generatore eroga una tensione sui pannelli fotovoltaici durante le ore notturne tra 400V e 1000V
  16. 16. Monitoraggio di rilascio di sostante Attraverso strumenti termografici è possibile rilevare e documentare rilasci di scarichi e/o sostanza nei nostri mari, fiumi, laghi e persino nei terreni. Di fatto si andrà a rilevare in modo discreto il momento ed il punto di rilascio di tali sostanze per poi proseguire con le autorità preposte alle analisi delle acque.
  17. 17. Galleggiamento di possibili sostanze E’ possibile rilevare, grazie alla precisione della strumentazione termografica, anche sostanze in galleggiamento che portano sulla superficie idrica aree con differenze di decimi di grado rispetto l'intorno. Questo permette di capire il punto in cui la sostanza si concentra, ricercare la fonte e capire se si tratta di sostanze inquinanti immesse antropicamente o si tratta di muffe o altre componenti naturali a filo dell’acqua (esempio i pappi dei pioppi)
  18. 18. Dispersione da condotte E’ possibile rilevare gran parte delle dispersioni da condotte, si che si tratti di liquidi che di condotte di gas. Dipende sempre dal differenziale indotto al terreno che le rendono più o meno visibili
  19. 19. Ingegneria
  20. 20. Analisi storica strutturale termica GNGTS – Atti del 22° Convegno Nazionale / 12.18 E. Geraldi, F. T. Gizzi e N. Masini
  21. 21. Analisi archeologica
  22. 22. Grazie! antonio@apritalia.com apritalia_com desartstudio antoniofeliziani 3476279689

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