Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2015/2016
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Sede: 
Napoli
Settore disciplinare: 
CAMPI ELETTROMAGNETICI (ING-INF/02)
Crediti: 
9
Anno di corso: 
2
Docenti: 
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Obiettivi

Al centro del corso vi sono i principi fisico modellistici alla base del telerilevamento e i cardini logico-procedurali di un sistema di telerilevamento (dalla misura alla realizzazione dei prodotti a valore aggiunto). Speciale enfasi viene fatta ai sensori di telerilevamento a microonde.

Risultati di apprendimento attesi (secondo i descrittori di Dublino)
#1: Conoscenza e capacità di comprensione. Elaborare e/o applicare idee originali, spesso in un contesto di ricerca.
Descrivere i “case studies” e concepire catene logiche ai problemi del telerilevamento, dalla misura, alla modellizzazione elettromagnetica all’inversione.
#2: Conoscenza e capacità di comprensione applicate. risolvere problemi in ambiti nuovi o non familiari, inseriti in contesti interdisciplinari. Applicare le competenze acquisite nel “problem solving” ovvero nell’individuare le scelte possibili, con la valutazione dei pro e dei contro, rispetto ad una specifica applicazione di monitoraggio.
#3: Autonomia di giudizio. Integrare le conoscenze e gestire la complessità, e formulare giudizi anche con dati parziali. Valutazione dei pro e dei contro di una soluzione specifica di monitoraggio.
#4: Abilità comunicative. Dimostrare capacità logico-deduttive e di sintesi nell'esposizione. Capacità di esporre in maniera sintetica, logicamente organizzata e efficace i concetti del corso a specialisti.
#5: Capacità di apprendere. Sviluppare capacità autonome e critiche di apprendimento.

Prerequisiti

Nessuno

Contenuti

Introduzione:
Fondamenti fisici. Spettro elettromagnetico. Sensori attivi e passivi. Risoluzioni.
Radiometria:
Le missioni radiometriche a microonde. Grandezze radiometriche. Le Leggi di Planck, di Wien e di Rayleigh-Jeans. Corrispondenza potenza-temperatura. Radiazione dei corpi grigi, temperatura di brillanza. Temperatura di brillanza per i corpi veri. Temperatura apparente, temperatura d’antenna. Efficienza dell’antenna. Modello di misura del segnale radiometrico e mitigazione dei contributi indesiderati. Teoria del trasferimento radiativo: estinzione, emissione; equazione differenziale e soluzione formale. Studio di un caso verosimile in assenza di scattering volumetrico. Lo scattering volumetrico. Il caso della pioggia.
Polarimetria:
Polarimetria d'onda. I vettori di Jones e di Stokes. Onde parzialmente polarizzate. Il grado di polarizzazione e l'entropia di un'onda elettromagnetica. Generalizzazione del vettore di Stokes al caso parzialmente polarizzato. La sfera di Poincarè. La matrice di coerenza W. La dicotomia d'onda. Polarimetria di scattering: Le matrici S, M, K, T e C. Il teorema di decomposizione di Cloude-Pottier. I parametri H, A e alpha.
Modelli elettromagnetici:
Le superfici naturali. L’equazione radar. Il fading. La sezione radar normalizzata (NRCS). La dipendenza di NRCS dalla rugosità e dalla costante dielettrica. Scattering coerente e incoerente. Risonanza di Bragg. Lo spettro del mare. Cenni sulle condizioni di mare parzialmente sviluppato. Formula di Maxwell-Garnett. Integrale di scattering. Approssimazioni SPM e di Kirchhoff. Il modello a due scale.
Il problema inverso lineare:
Matrici e numero di condizionamento. Incertezze nella misura. Inversa di Penrose. Il Problema ben posto secondo Hadamard. Regolarizzazione. TSVD. Applicazione alla misura dei radiometri d'immagini per il miglioramento della risoluzione spaziale.
I Radar per il telerilevamento:
concetti generali Principi base. Impulsi di tipo coseno e di tipo chirp lineare. Effetto Doppler. La distorsione geometrica. Il Radar ad Apertura Reale (RAR). Risoluzioni spaziali del RAR. Influenza dell'atmosfera.
Scatterometro:
Le missioni scatterometriche. Scatterometri fan-beam e pencil-beam. Principio di funzionamento dello scatterometro per la determinazione del campo di vento sulla superficie del mare. Influenza della risoluzione spaziale. Il modello CMOD. Calibrazione del modello. Uso del modello per la stima del campo di vento. Cenni sui limiti di Cramer-Rao. Teorema dell'invertibilità.
SAR:
Le missioni SAR. Curve iso-Doppler, iso-range. Risoluzione in azimuth e range. Elaborazione del segnale grezzo SAR (caso stripmap approssimazione range-Doppler). Speckle. Influenza dell'atmosfera. Interferometria SAR: diverse modalità e finalità.
Altimetro radar:
Le missioni radar altimetriche. Principio di funzionamento. Il modello elettromagnetico di misura, il modello di Brown. L'effetto dell'atmosfera: la troposfera e la ionosfera. I sensori a doppia frequenza. Applicazioni.

Metodi didattici

Verifica dell'apprendimento

Testi

-Materiale didattico originale fornito dal docente.
Il materiale didattico per lo studente è reperibile sulla piattaforma e-learning edi.uniparthenope.it . (è richiesta la password)

Altre informazioni