Studi Scientifici a Supporto della Missione PRISMA RIUNIONE TECNICA con il team industriale 20 marzo 2012 Agenzia Spaziale Italiana ROMA

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  • Studi Scientifici a Supporto della Missione PRISMA RIUNIONE TECNICA con il team industriale 20 marzo 2012 Agenzia Spaziale Italiana ROMA
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  • -Scambio di informazioni per facilitare lo sviluppo dei simulatori (per lo strumento e per i dati). -Caratteristiche tecniche del payload ottico di PRISMA e della piattaforma: -Telescopio e camere pancromatica ed iperspettrale VNIR e SWIR -Elettronica -Calibrazioni -Piattaforma -Contributi alla definizione dei prodotti L1 -Technical Note di Selex Galileo del 8/2/2012 OBIETTIVI DELLA RIUNIONE
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  • TECHNICAL NOTE Selex Galileo
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  • ALLINEAMENTO SPETTRALE CAMERA IPERSPETTRALE Definire due lunghezze donda, una tra 0,40 m e 1,010 m ed una tra 0,90 m e 2,50 m, di particolare interesse. COMMENTO La larghezza di banda di 10 nm dei singoli canali non rende molto critica questa scelta: baster che uno o pi canali siano centrati su righe di assorbimento di gas presenti in atmosfera.
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  • ALLINEAMENTO SPETTRALE COMMENTO Calibrazione strumentale di uno spettroradiometro di campo: confronto della misura di radianza riflessa da una superficie di riferimento e la simulazione di uno spettro di irradianza con MODTRAN (Busetto et al., 2011) Lo shift, mediamente pari 4 nm, evidente nella banda di assorbimento dellO2 atmosferico a 761 nm. In base a questa analisi stato poi possibile ridefinire il posizionamento dei centri di banda dello spettroradiometro. Confronto tra valori errati misurati (in blu) e riposizionati (in rosso) in base alle simulazioni MODTRAN. ISMAR
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  • ALLINEAMENTO SPETTRALE AZIONE Esaminare gli spettri ad alta risoluzione (>1nm) di radianza al sensore attesi al variare delle condizioni di acquisizione.
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  • INGV: ALLINEAMENTO SPETTRALE Definizione di due lunghezze donda, una tra 0,40 m e 1,010 m ed una tra 0,90 m e 2,50 m, di particolare interesse. VNIR: Si potrebbe indicare la banda di assorbimento dellossigeno a 760 nm. SWIR: Si potrebbe scegliere una delle lunghezze dove la CO2 presenta un assorbimento non influenzato da altri assorbitori, come (in m):1.998, 1.999, 2.0, 2.001, 2.004, 2.008, 2.009, 2.010, 2.011, 2.012 e 2.013. In questo intervallo spetrale , fra laltro, previsto un elevato SNR (vedi nota tecnica Pippi, Tab.4). Accuratezza centri banda: migliore o uguale a quella con la quale vengono misurate le SRF.
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  • SAP4PRISMA: ALLINEAMENTO SPETTRALE VNIR: In riferimento al VNIR la banda dellossigeno a 760nm potrebbe essere utilizzata a questo scopo. Assorbimento dellO2 assicurerebbe un buona precisione nella localizzazione anche delle bande del K (766,5 e 769,9nm) che sono state utilizzate per la detection di active fires.. SWIR: Nel range dello SWIR la banda di 10nm non assicura la identificazione di molti minerali che hanno features normalmente pi strette nello SWIR, comunque si potrebbero utilizzare gli assorbimenti a: 2324nm calcite (travertino), 2308nm dolomite, 2200 caolinite, 2325 serpentino. Cmq la definizione della CW per il VNIR e lo SWIR richiede la conoscenza esatta delle caratteristiche di dispersione utilizzato per PRISMA (SSI/ ).
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  • SPECTRAL RESPONSE FUNCTION CAMERA IPERSPETTRALE Verranno forniti i punti misurati per tutte le bande ma non per tutti i pixel. COMMENTO Sarebbe utile disporre di misure per il maggior numero possibile di punti distribuiti su tutta la fenditura. Risulta accettabile la risoluzione spettrale di misura di almeno 1 nm. AZIONE Fornire le misure.
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  • SAP4PRISMA: SPECTRAL RESPONSE FUNCTION CAMERA IPERSPETTRALE Verranno forniti i punti misurati per tutte le bande ma non per tutti i pixel. COMMENTO se si prevede che la SRF vari in modo significativo sulla matrice di rivelatori importante caratterizzare tale variazione. Poich non pare possibile misurare la SRF di ogni rivelatore della matrice, potrebbe essere utile misurare quella relativa a pixel opportunamente distribuiti sulla matrice di acquisizione in modo da poter risalire alla SRF approssimata di ogni rivelatore mediante interpolazione. Per quanto riguarda il passo di indagine, ovvero il passo di campionamento con cui verr misurata la SRF, si ritiene che 1nm sia sufficiente per caratterizzare una SRF che nominalmente ha una fwhm=10nm. Infine, per quanto riguarda la normalizzazione della SRF, la convenzione quella di avere SRF normalizzata all'area. Tuttavia, si ritiene che questo punto non sia molto critico in quanto data la curva normalizzata in ampiezza facile ricavare quella normalizzata all'area e viceversa
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  • CALIBRAZIONE RADIOMETRICA CAMERA IPERSPETTRALE Definire la metodologia con sorgente di radianza calibrata oppure con rivelatore calibrato per misurare la radianza utilizzata come stimolo. COMMENTO Anche se la prima soluzione sembra la migliore, bisognerebbe conoscere la configurazione di misura. AZIONE Approfondire la scelta dellutilizzo della sorgente calibrata.
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  • INGV: CALIBRAZIONE DELLO STRUMENTO Definizione delle SRF (Spectral Response Function) Definita per ogni banda degli spettrometri VNIR, SWIR e per il PAN Passo di campionamento: costante e non superiore a 1 nm Modalit di campionamento: visto che la campionatura in tutti i pixel e difficoltosa, si suggerisce di prendere la riga centrale e due righe una sopra e una sotto vicino ai bordi matrice. Reperibilit della SRF: si suggerisce di incapsulare le SRF allinterno degli HDF per ogni immagine SRF di ogni canale prima del ricampionamento del dato alluscita della separazione del prisma
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  • INGV:CALIBRAZIONE DELLO STRUMENTO Tipo di calibrazione: sorgente interna o rilevatore interno Si preferisce la configurazione con sorgente calibrata interna Di essa dovrebbero essere note caratteristiche come stabilit e coefficienti di calibrazione
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  • the radiance detected by the sensor in one band would be an average, weighted by the fractional area, of the two radiances related to the different temperatures. R tot = f r (R h ) + (1 - f r ) R c If two distinct temperatures, and Tc, characterized by strongly different values, represent a radiant pixel If two distinct temperatures, Th and Tc, characterized by strongly different values, represent a radiant pixel, Pixel size Tc Th INGV: SATURAZIONE DELLO STRUMENTO
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  • Evitare la saturazione del sensore nelle bande SWIR determinante per losservazione di superfici ad alta temperatura come: incendi, eruzioni vulcaniche, incidenti industriali Studio di colate recenti o in corso: temperature della parte fusa tra i 900 e 1100 C, e temperature della crosta tra 300 e 400 C lunghezza donda: 2.2 m tipicamente usata per il calcolo delle temperature delle lave attive Tenuto conto di una frazione di pixel occupata dalla lava fusa di 0.0005 (si giunge anche a 0.05) si ottiene una temperatura integrata del pixel di 546 C il sensore dovrebbe avere una soglia di saturazione superiore ai 600 C
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  • DUAL-BAND technique ? When applying ? We MUST have: Thermal Condition of the Target of the Target Technical Equipment of the Sensor of the Sensor characterized by two dinstict sub-pixel temperatures e.g.aa lavas Crust temperature Hot fracture temperature
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  • Comparison with Landsat TM Thermal budget retrieval using dual-band technique ISTITUTO NAZIONALE DI GEOFISICA E VULCANOLOGIA E VULCANOLOGIA
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  • Utilizzando Th=1000, Tc=400 e fh=0.005 otteniamo la seguente radianza integrata (curva in rosso): Lintervallo spettrale considerato 500-3000 nm e e la radianza e espressa in W/m2/sr/nm. Le curva superiore e inferiore rappresentano rispettivamente le radianze spettrali corrispondenti alle due temperature Th e Tc Theorical integrated radiance 2 Theorical integrated radiance 1
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  • SAP4PRISMA : CALIBRAZIONE DELLO STRUMENTO Tipo di calibrazione: sorgente interna o rilevatore interno Potrebbe essere utile conoscere la strategia e la sinergia di utilizzo dei tre sistemi [1) lampade, 2) sole, 3) luna] prima di esprimere un giudizio. Lutilizzo di lampade sicuramente corretto, ma sarebbe utile conoscere od almeno avere una valutazione sulla variazione di queste sorgenti nel tempo e la loro potenza (vedi anche nota INGV su saturazione). Sarebbe utile inserire anche qualche elemento (lampade o pannelli) per la verifica della calibrazione spettrale in volo. N.B. In riferimento al punto proposto da INGV sulla saturazione, si fa presente che oltre alla saturazione importante ottenere una caratterizzazione del sensore per bassi segnali in quanto ci determina il successo o meno delle applicazioni sulle acque marine ed interne
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  • VALIDAZIONE DATI CAMERA IPERSPETTRALE Definire le attivit di validazione dati. COMMENTO Sarebbe necessario definire il quadro completo delle attivit di calibrazione e validazione sia pre-lancio che post-lancio. AZIONE Approfondire la tematica.
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  • - MISURE VICARIE ATTIVIT DI VALIDAZIONE TIPOLOGIAParametri misurati Misure in campo e a mare Parametri atmosferici -Temperatura - Pressione - Umidit -Trasparenza atmosferica - Irradianza solare integrata - Irradianza spettrale solare al suolo -Aerosol Parametri del suolo -Riflettanza spettrale di suoli e manufatti - TBD Misure in laboratorio - Riflettanza spettrale su campioni di suoli e manufatti - TBD
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  • VALIDAZIONE DATI ES. APPLICAZIONI IN ACQUE COSTIERE E INTERNE campagne ad hoc in si