Remote Sensing Laboratory

ISTITUTO NAZIONALE DI GEOFISICA E ISTITUTO NAZIONALE DI GEOFISICA E VULCANOLOGIAVULCANOLOGIA

Valerio Lombardo

GNV 2007GNV 2007Progetto EtnaProgetto Etna

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Dalla Dalla detectiondetection all’ all’effusioneffusionin tre passi….in tre passi….

Hot-spot detectionSub-pixel temperature calculationThermal flux and effusion rate estimation

..nel mio caso correlati..

Suscettibili di grossi errori

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Hot-spot detectionHot-spot detection

Più affidabile ma necessita una lunga

serie temporale di dati

Migliorabile attraverso l’impiego di più bande

Metodo Lombardo basato sulla risoluzione del sistema dual-band…

Threshold dinamico Threshold statico

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(t+t) (t)

Lava Background

Two thermal component modelTwo thermal component model

•Identification of the thermal anomaly (Alert)

•Dual-band constrains

•The effusion rate estimation

Issues

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the radiance detected by the sensor in one band is an average, weighted by the fractional area, of the two radiances related to the different temperatures (Rothery et al. 1988 ):

RRtottot = f = fhh (R (Rhh) + (1 - f) + (1 - fhh) R) Rcc

RR() = C1C1

5 (exp(C2/ T) - 1)

Planck equation:

Background: dual-band techniqueBackground: dual-band technique

RR22tottot = f = fhh (R (R22

hh) + (1 - f) + (1 - fhh) R) R22c c

RR11tottot = f = fhh (R (R11

hh) + (1 - f) + (1 - fhh) R) R11c c

Dual-band technique:

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Two bands is megl’ che one…..Two bands is megl’ che one…..

2 4 6 8 10 12

0.00001

0.00002

0.00003

0.00004

0.00005

La temperatura integrata in una banda non è rappresentativa della temperatura reale della lava

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(t+t) (t)

Lava crust Background

Three thermal component modelThree thermal component model

Possiamo aggiungere altre componenti ma i dati di input rimangono sempre 2……

Lava cracks

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Radiance Band 7

saturation area

Fractional areaNegative values

Radiance Band 7

saturation area

Apparent trend ofpixels distribution

No pixels occurBelow this line

0. 0657 RAD7 <= RAD5 <= ( 0.001043 Th - 0.28862) RAD7

Dual-band: acceptable solutionsDual-band: acceptable solutions

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Reflectance in SWIR-MIR-TIRReflectance in SWIR-MIR-TIR

SWIR

MIR

TIR

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Hot-Spot DetectionHot-Spot Detection

ch3ch3 2005.0218.0556.n15.hdf 2005.0218.0556.n15.hdf ch4ch4

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Dual-band constrains: TDual-band constrains: Tbb

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Dual-band solutions allow for calculation of radiant flux (Qlava) from active flows

QQlavalava = = [ f[ fhh T Thh44 + (1 - f + (1 - fhh) T) Tcc

44 ] ]

EErr = Qtot

lavalava cpcplavalava T+CT+CLL

Effusion rate Er (Pieri and Baloga 1986; Harris et al. 1997):

Effusion rate estimationEffusion rate estimation

lavalava: : lava densityCpCplava lava : : specific heat capacityT : T : avarage temperature drop throughout the active lavaCCL L : : latent heat of crystallization: : average mass of crystals grown in cooling through T

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