L’uso del telerilevamento e dell’elaborazione delle immagini è un mezzo per ottenere informazioni a distanza su un oggetto e farne un’immagine. I sensori aerei e le telecamere su aeroplani, satelliti e veicoli spaziali raccolgono dati misurando il modo in cui i segnali di radiazione luminosa, chiamati radiazioni elettromagnetiche, interagiscono con la superficie terrestre. Questi dati vengono utilizzati da un processore di immagini per creare grafici scientifici, mappe geografiche e fotografie di rilievi aerei.
Quando la radiazione elettromagnetica o la radiazione luminosa colpisce la superficie di un oggetto, può essere riflessa o assorbita. La radiazione elettromagnetica può riflettere ad angolo in una riflessione speculare o dispersa in molti raggi in una riflessione diffusa. La radiazione elettromagnetica assorbita si trasforma in energia termica che aumenta la temperatura superficiale dell’oggetto. L’apparecchiatura di telerilevamento rileva come la radiazione elettromagnetica viene riflessa o assorbita e la traduce in dati che un processore di immagini trasforma in un’immagine digitale.
La radiazione elettromagnetica può essere rilevata da una pellicola fotosensibile in una fotocamera o da sensori elettronici. La pellicola fotosensibile viene trattata con una soluzione fotoreattiva che reagisce chimicamente quando la luce la colpisce per creare un’immagine. I sensori elettronici registrano i livelli di radiazione elettromagnetica e li trasmettono come dati. I dati vengono inseriti in una griglia bidimensionale di numeri a forma di rettangolo chiamata raster, composta da unità quadrate chiamate pixel o celle. Ogni numero in un pixel rappresenta un diverso livello di luminosità della luce.
I processori di immagini utilizzano questi dati, chiamati dati grezzi, per correggere qualsiasi distorsione che potrebbe essere presente in un’immagine. La distorsione può provenire dall’apparecchiatura di elaborazione delle immagini o da un fenomeno nell’ambiente. La correzione radiometrica corregge una risposta irregolare del sensore in un’immagine. La correzione geometrica utilizza le informazioni per correggere la distorsione in un’immagine causata dalla rotazione della Terra.
Dopo che il processore di immagini ha corretto qualsiasi distorsione presente, determina il carattere spettrale del segnale. Il suo carattere spettrale include luce visibile, luce infrarossa, infrarossi termici e radar. Il telerilevamento multispettrale è il processo di rilevamento dei segnali di radiazione, determinazione del carattere spettrale del segnale, filtraggio in diverse lunghezze d’onda della luce e creazione di un’immagine per rappresentare le lunghezze d’onda.
Gli oggetti hanno firme spettrali uniche o riflettanza spettrale. Le firme spettrali vengono utilizzate dagli scienziati per rilevare suolo secco, vegetazione e corpi idrici. Le immagini create dal telerilevamento e dall’elaborazione delle immagini vengono utilizzate per prevedere il tempo e creare mappe topografiche. I campi dell’estrazione mineraria e della geologia utilizzano il telerilevamento e l’elaborazione delle immagini per cercare minerali e petrolio.