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Quali Tecnologie nel futuro prossimo. 1 - Cameras, Imaging and Sensing

Una visione di quale sia il trend delle tecnologie attuali e quali siano quelle emergenti in un mondo in cui i dati geospaziali sono un elemento vitale, non è complessa, specialmente se pensiamo che ci sono molte istituzioni nel mondo che si occupano di analizzare il trend del business di questo settore.   Tra queste assume una particolare importanza la Geospatial Commission del Regno Unito che ha recentemente messo a disposizione un report sul futuro delle tecnologie emergenti che sinteticamente, ma molto analiticamente costruisce un indice ad albero degli elementi tecnologici del momento, emergenti e futuri. Stiamo vivendo un periodo di enormi cambiamenti tecnologici ed è evidente che ci sono tecnologie geospaziali emergenti che stanno offrendo interessanti opportunità per contribuire alla crescita economica e all'aumento della produttività.

In un mondo in cui i dati assumono un ruolo fondamentale - e tra questi quelli geospaziali sono un elemento vitale - analizzare il trend dell’evoluzione tecnologica è sempre più importante se consideriamo che molti hanno il potenziale per trasformare molteplici settori esistenti in una economia più ampia.

Nel mondo del geospatial i termini inglesi delle tecnologie hanno quella sinteticità e significatività universale che riproponiamo evitando difficili e poco significative traduzioni nella nostra lingua.  

Nel contesto della Earth Observation (EO) per Cameras, Imaging e Sensing intendiamo le piattaforme utilizzate per raccogliere i dati della Terra osservati dallo Spazio e le apparecchiature e gli strumenti utilizzati per raccogliere, archiviare ed elaborare tali dati. Non tralasciamo di pensare al fatto che tali sistemi oggi sono entrati appieno in un periodo di osservazione quasi persistente.

La comunità geospaziale non ha mai avuto così tante diverse fonti di imaging e dati a disposizione: con immagini spaziali, aeree, da drone e da veicoli a terra, nonché nuove sofisticate reti di telecamere. Queste tecnologie e capacità hanno un impatto positivo sulle nostre città e comunità rurali, i nostri progetti di trasporto e infrastrutturali, insieme alla nostra sicurezza, protezione e cura dell’ambiente.

Le tecnologie attuali di questo settore possono essere così elencate:

  • Satellite EO Platforms
  • Aerial Fixed Wing, Rotary & Drones
  • Vehicle Imaging & Laserscanning
  • Backpack Imaging Multispectral Sensors
  • Multispectral Sensors
  • Synthetic Aperture Radar
  • Mission Tasking
  • 360° Panoramic View

Le emergenti:

  • SmallSats & CubeSats
  • High Altitude Pseudo Satellites & Sensors
  • HD Video Streaming
  • Environmental Operating Parameters Enhancements
  • Power Source Efficiency
  • Robotic Processing Automation (RPA)
  • Automated Image Blurring
  • Simultaneous Localization & Mapping (SLAM)
  • Analysis-Ready Data (ARD)

Le future:

  • Intelligent Point Clouds
  • Real-time EO
  • Persistent EO
  • Sensor Miniaturisation

Recenti progressi tecnologici in questo settore sono stati di grande impatto. Innanzitutto, abbiamo visto lo sviluppo e l'adozione diffusa di nuove piattaforme per la raccolta di dati EO, tra i quali quelli che hanno dato finalmente un senso alle azioni intraprese per l’Open Data come la costellazione Copernicus.  

Su ogni piattaforma aerea, c'è stata di recente un aumento della gamma di capacità di rilevamento disponibile, tra cui imaging multispettrale e obliquo, IR termico e LiDAR. In settori che richiedono dati a livello del suolo altamente granulari, come l'agricoltura, l'imaging più accurato e preciso fornito da queste tecnologie è prezioso.

Inoltre, ci saranno opportunità per fornire servizi a nuovi settori, con la combinazione di immagini aeree con altri dati cartografici e dati sull'uso del suolo. La combinazione di fonti integrate con immagini aeree può consentire una comprensione più profonda degli ambienti urbani, con modelli 3D altamente precisi. Molte aziende hanno sviluppato prodotti e servizi che combinano più set di dati con immagini aeree per ottenere una comprensione più approfondita di una determinata posizione e con i sistemi di 3D City Mapper si combinano immagini verticali e oblique con la scansione laser 3D per ottenere modelli tridimensionali digitali di alta affidabilità delle nostre città.

Si è da poco iniziato a parlare degli pseudo-satelliti ad alta altitudine (HAPS), un dirigibile, un aereo o un pallone senza equipaggiamento che guarda sulla Terra dalla stratosfera. Operando come i satelliti ma più vicini alla Terra, gli HAPS sono il "collegamento mancante" tra i droni che volano vicino alla superficie terrestre e i satelliti in orbita nello spazio. Galleggiano o volano in alto sopra gli aerei convenzionali e offrono una copertura continua diurna e notturna del territorio sottostante. Le applicazioni target possono servire missioni di ricerca e salvataggio, soccorso in caso di calamità, monitoraggio ambientale e agricoltura.

L’ESA sta lavorando per impostare un programma HAPS e il futuro di HAPS è stato discusso nella recente Phi-Week presso il centro di osservazione della Terra dell'ESA a Frascati, in Italia.

Numerosi ulteriori studi sono previsti per il prossimo futuro, in particolare nell'uso di HAPS come intermediari tra satelliti e stazioni terrestri.

Altra novità crescente sono i satelliti che forniscono video ad alta risoluzione quasi in tempo reale dallo spazio. Ciò mira ad aprire nuove opportunità per lo sviluppo di strumenti e applicazioni in grado di sfruttare il valore dei dati di immagini e video ad alta frequenza e alta risoluzione.

A breve avremo costellazioni in grado di fornire immagini e video a colori ad alta definizione con risoluzioni migliori di un metro, con la capacità di filmare con precisione video in movimento su bersagli mobili come veicoli, navi e aeromobili.

Passando al livello del suolo, i sensori montati su veicoli stanno diventando sempre più comuni, con un numero di diverse organizzazioni del settore pubblico e privato che intraprendono sondaggi di imaging e mappatura da veicoli, con progetti per una vasta gamma di applicazioni, compresa la gestione patrimoniale, o analisi dei sottoservizi.

Inoltre, i rilievi da autoveicolo vengono utilizzati come fonti di dati per le piattaforme globali di mappatura, imaging e navigazione online come Google StreetView, Apple, e HERE che utilizzano tutti i sensori da veicoli per le loro piattaforme di navigazione.

Assumono una rilevanza strategica i sistemi SLAM (Simultaneous Localization & Mapping) basati su Lidar di uso corrente come il famoso Velodyne, che possono triangolare in continuo la posizione dello strumento in modalità mobile (trasportato a mano o in auto) digitalizzando tutto quello che esiste intorno a se stesso tramite nuvole di punti. In pratica un Laser Scanner portatile con capacità di auto-posizionamento esente dai sistemi di posizionamento satellitari (GNSS).

Infine, ci sono tecnologie emergenti che utilizzano la fotografia terrestre attraverso sistemi di imaging su zaino. L'emergere di sistemi di imaging montati su zaino con varie opzioni è stato determinato dalla necessità di requisiti di immagine e texture di modelli di città 3D, contesti di immagini per spazi interni e supporto per la mappatura.

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 Per la serie Quali Tecnologie nel futuro prossimo, vedi anche: 
1 - Cameras, Imaging and Sensing
2 - Unmanned Vehicle Systems and Drones 
3 - Survey, Measurement and 3D Scanning
4 - Artificial Intelligence
5 - Smart Sensors and the Internet Of Things
6 - Immersive Technologies 
7 - Simulation
8 - Connectivity

 


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