Modellistica fisicamente basata

Per tradurre il segnale registrato dal satellite in informazione fisica di riflettanza e/o emittanza alla superficie, e provvedere quindi alla stima dei parametri bio-geofisici, si può ricorrere alla modellistica del trasferimento radiativo. Essa rappresenta l’insieme di equazioni che descrivono il propagarsi della radiazione elettromagnetica e del suo cammino ottico dal sole, attraverso l’atmosfera (che assorbe, diffonde e rifrange la radiazione) sino alla superficie (o un suo volume nel caso ad esempio di corpi d’acqua o comparti arborei) e poi, nuovamente attraverso l’atmosfera, verso il sensore. Per determinare i parametri bio-geofisici a partire dal segnale satellitare è necessario invertire il concatenamento di relazioni attraverso le quali le proprietà ottiche delle superfici (traducibili in parametri bio-geofisici) sono associate alla radianza riflessa/emessa dalla superficie, a sua volta relazionata al segnale misurato dal sensore. In funzione della complessità del modello di trasferimento radiativo, l’inversione può compiersi adottando differenti tecniche; tra le altre si ricordano i minimi quadrati, le tecniche di ottimizzazione non lineare (es. Levenberg-Marquand), le reti neurali e le Look Up Table. La modellistica del trasferimento radiativo offre grandi potenzialità perché basata su leggi fisiche indipendenti dalle caratteristiche del sensore, dalle condizioni atmosferiche. Ciononostante, essendo associato alla modellistica è affetto da tutte le problematiche legate in generale ai modelli (es., sensibilità, accuratezza radiometrica del dato immagine, ipotesi del modello di inversione e sua parametrizzazione).
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Diagramma di flusso che descrive la modellistica diretta/inversa per la stima di parametri bio-fisici nella colonna d'acqua (da Dekker et al., 2001)