Telerilevamento dei ghiacci polari nella regione Artica: Codifica del limite dei ghiacci e relative mappe integrate in ambito del programma di ricerca High North della Marina Militare

Abstract

Oggigiorno, nell’ambito delle rotte polari, sono ben note le difficoltà nel reperimento e utilizzo delle immagini e relativi prodotti satellitari che, come supporto a questa tipologia di navigazione, risulterebbero invece necessari per il monitoraggio delle condizioni e dinamica dei ghiacci. Ho avuto modo di affrontare questi temi, durante la campagna di ricerca High North20 della Marina Militare, e successivamente di approfondirli nello studio della mia tesi. Questo elaborato, difatti, è stato sviluppato su due progetti sperimentali che si sono dimostrati un notevole supporto durante l'attività di ricerca. Il primo aspetto riguarda la creazione di un modello di trasmissione dati, denominato Sea Ice Edge Codification (SIEC). Questo nuovo metodo consiste nella trasmissione, in contenuti ridotti, di un SMS con testo codificato, nel quale vengono scambiati, tra Nave e centro di supporto terrestre, informazioni complesse che generalizzano il limite dei ghiacci. Lo sviluppo di questo metodo è stato necessario per sopperire quel limite posto dai tradizionali sistemi di trasmissione satellitari che, effettivamente, non permettono di avere una adeguata connessione internet al di sopra degli 80° di latitudine Nord. Il secondo aspetto fondamentale di questa tesi è stato sviluppato in fase di post-elaborazione: l'obiettivo raggiunto è stato la conversione di una immagine radar satellitare in una mappa di concentrazione di ghiaccio in relazione alle variabili ambientali. Il risultato finale è una mappa con una risoluzione spaziale, propriamente scelta dall’operatore, in cui ogni cella rappresenta la copertura di ghiaccio in percentuale. Nell'ultima sezione della tesi sia i risultati del SIEC che quelli della mappa di concentrazione stati riportati su un caso di studio. Le informazioni estratte soddisfano pienamente le aspettative di carattere operativo e pariteticamente, rappresentano un significativo punto di partenza per ulteriori studi e sviluppi nel prossimo futuro.

Nowadays, in the field of polar routes, we know the difficulties in finding and using images and related satellite products that, as support to this type of navigation, would be necessary for monitoring ice conditions and ice dynamics. I had the opportunity to deal with these issues, during the IT Navy High North20 research campaign, in order to find solutions through my studies. This thesis has been developed on two experimental aspects that have provided a considerable support both during the IT Navy High North20 research activity and in its post-processing phase. The first aspect concerns the definition of a new data transmission model for ice limits and its dynamic in the Arctic polar region. The development of this method was necessary to solve that limit placed by the traditional satellite transmission systems that, indeed, do not allow to have a proper internet connection over the 80° latitude North. This new method consists in the transmission of an SMS with a reduced coded string in which are exchanged, between Ship and support terrestrial segment, coordinates of broken lines’ vertices that generalize ice edges, this system has been named “Sea Ice Edge Codification” (SIEC). The second fundamental aspect of this thesis was elaborated in post-processing phase: the achieved goal has been the conversion of a satellite synthetic radar image into an ice concentration map. The result was a map with an arbitrary spatial resolution in which each cell represented an ice coverage in percentage. In the last section of the thesis, both the results of the Sea Ice Edge Codification and those of the derived concentration map were reported on a case study. The information that has been extracted fully meets the operational expectations predicted and equally, represent a significant starting point for further studies and developments in the next future.