Tutela ambientale del Lago Trasimeno - ARPA Umbria

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1 6 4 A r p a U m b r i a 2 0 1 2 estremo interesse per la comprensione delle proprietà ecologiche che caratterizzano i corpi lacustri. Grazie alle riprese telerilevate effettuate nella banda dell’infrarosso termico, è possibile così ottenere delle vere e proprie mappe di temperatura superficiale dei corpi idrici e di seguirne l’evoluzione nel tempo. 9.4 Approcci quantitativi Generalmente le tecniche di stima dei parametri di qualità dell’acqua si possono effettuare attraverso differenti metodi, come descritto in Giardino (2006): • il metodo empirico: basato sullo sviluppo di relazioni statistiche tra i valori spettrali misurati dal sensore e i parametri caratteristici della qualità dell’acqua, misurati in coincidenza al passaggio del sensore (fig. 3). In quest’ambito l’analisi di regressione utilizza tecniche d’analisi univariata o multivariata, include trasformazioni di variabili e fa riferimento all’utilizzo di singole bande spettrali e/o a loro rapporti; • il metodo semi-empirico: utilizza specifiche regioni degli spettri dell’immagine e richiede la conoscenza delle caratteristiche spettrali delle sostanze otticamente attive indagate nell’acqua, per sviluppare algoritmi per questi componenti; • il metodo analitico: utilizza un criterio fondato su relazioni fisiche attraverso le quali le proprietà ottiche dell’acqua sono associate alla radianza emergente dalla colonna d’acqua, a sua volta rapportata al segnale misurato dal sensore. Questo metodo riguarda l’inversione di tale concatenazione di relazioni per individuare i parametri di qualità dell’acqua a partire dalle immagini (fig. 3). L’inversione del modello bio-ottico può essere effettuato utilizzando differenti tecniche come ad esempio il metodo dei minimi quadrati, le tecniche di ottimizzazione non lineare, le reti neurali e le Look Up Table (LUT). Il metodo analitico offre grandi potenzialità perché a differenza del metodo empirico non richiede osservazioni sincrone al passaggio satellitare per sviluppare le relazioni statistiche tra parametro e dato telerilevato e, a differenza del metodo semi-empirico, presenta una maggiore applicabilità essendo basato su leggi fisiche indipendenti dalle caratteristiche del sensore, dalle condizioni atmosferiche e dagli intervalli di variabilità del parametro. D’altro canto, essendo associato alla modellistica, è affetto da tutte le problematiche legate in generale ai modelli (es. sensibilità, accuratezza dei parametri) e la sua applicabilità dipende fortemente dalla conoscenza delle proprietà ottiche dei bacini oggetto di studio. Al fine di calibrare/validare i modelli adottati, le attività di ricerca richiedono attività di campo volte alla raccolta di dati che descrivano la “verità” in situ dei bacini oggetto di studio. I dati si distinguono sostanzialmente in due raggruppamenti definiti in base alla disciplina che da sempre li governa: i dati limnologici da una parte (es. analisi chimiche di laboratorio sui campioni d’acqua) e quelli radiometrici dall’altra (es. misura della radianza riflessa da una prateria di macrofite sommerse). Entrambi vanno così a comporre una fondamentale base di dati per l’elaborazione dei dati satellitari e la comprensione delle proprietà ottiche dei bacini studiati.
4 . I l t e l e r i l e v a m e n t o 1 6 5 Fig. 3. In alto diagramma di flusso alla base dell’approccio empirico per la stima dei parametri di qualità dell’acqua. In basso diagramma di flusso alla base dell’approccio analitico per la stima dei parametri di qualità dell’acqua
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