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Lo studio degli habitat sommersi lacustri caratterizzati dalla presenza di macrofite è di fondamentale importanza per l'analisi ecologica e per la gestione degli ecosistemi acquatici. Di questo studio si sta attualmente occupando il progetto ISEO (finanziato dalla Fondazione Cariplo) che, tra i suoi principali obiettivi, si pone quello di valutare la capacità tampone delle macrofite nei confronti dei nutrienti. Questo obiettivo viene raggiunto mediante un'analisi integrata di osservazioni di campo e immagini satellitari. In particolare, i dati satellitari possono offrire importanti informazioni sia dell'areale colonizzato dalle macrofite sia delle loro variazioni stagionali. In tale contesto, questo lavoro analizza la variazione dell'estensione areale delle macrofite sommerse lungo la fascia costiera meridionale del Lago d'Iseo, uno dei quattro maggiori laghi subalpini italiani. Lo studio è condotto utilizzando una serie di 15 immagini Sentinel 2 A-B. Le immagini, acquisite tra il 2015 e il 2017, sono state corrette atmosfericamente con il codice di trasferimento radiativo 6SV e successivamente, tramite un modello bio-ottico (BOMBER), sono state prodotte sia mappe di classificazione del fondale sia di informazioni areali sulla densità delle macrofite. I prodotti da satellite hanno evidenziato un buon accordo con le osservazioni di campo (accuratezza globale della classificazione 88%). L'analisi delle mappe di copertura del fondale ha permesso evidenziare una tendenza alla diminuzione dei letti di macrofite per il triennio compreso tra il 2015 e il 2017, con un concomitante aumento dei substrati sabbiosi. Nell'analisi stagionale del 2017 è inoltre emerso che, durante il periodo estivo, molte zone hanno avuto una perdita di macrofite sommerse a cause della loro eradicazione che generando vegetazione flottante è stata anch'essa rilevata dall'interpretazione delle immagini Sentinel 2.

L'utilizzo integrato delle immagini satellitari Landsat-8 e Sentinel-2A e 2B permette, grazie al tempo di rivisitazione (circa 3 giorni), di monitorare con una buona risoluzione spaziale (10-30 metri) gli ambienti acquatici. Le immagini satellitari sono utilizzate nell'ambito del progetto H2020 SPACE-O (Space Assisted Water Quality Forecasting Platform for Optimized Decision Making in Water Supply Services) ad integrazione delle misure in situ e ai dati modellistici per avere il maggiore numero d'informazioni sulla qualità delle acque dell'invaso del Mulargia. La diga del Mulargia si trova in Sardegna e come per tutti gli invasi che provigionano di acqua potabile la popolazione (700.000 abitanti) è di grande importanza il monitoraggio della qualità delle acque. Per il periodo 2013- 2017 circa 150 immagini satellitari prive di copertura nuvolosa sono state processate per ottenere prodotti di qualità delle acque, in particolare mappe di concentrazione di clorofilla-a (chl-a), torbidità, trasparenza ed indice di stato trofico. Inoltre, tramite il sensore termico (TIRS) a bordo del Landsat-8 si sono prodotte mappe di temperatura superficiale delle acque. Le immagini sono state elaborate tramite "Modular Inversion and Processing System" (MIP) che gestisce sistematicamente le proprietà ottiche specifiche dei parametri otticamente attivi delle acque e le relazioni di trasferimento radiativo (inclusa la correzione atmosferica). La validazione mostra un buon accordo tra i prodotti satellitari e i dati in situ (torbidità R2 = 0,82 e chl-a R2 = 0,72) ed in particolare l'andamento dei risultati nel corso degli anni mostra la stessa tendenza. I risultati hanno evidenziato le condizioni mesotrofiche (chl-a media di 10,8 mg/m3, con massimi superiori ai 50 mg/m3) della riserva con particolari problematiche dovute alle fioriture di cianobatteri rinvenute nei mesi di aprile e ottobre 2015 e valori di torbidità molto variabili (tra 1 e 45 ETU) nei periodi successivi ad intense precipitazioni. Tutti i prodotti ottenuti dai dati satellitari sono utilizzati nei moduli SPACE-O all'interno del Sistema di supporto alle decisione di gestione.

Le tecniche di Telerilevamento per il monitoraggio delle acque interne si sono negli ultimi decenni sviluppate come uno strumento di supporto alle tradizionali misure limnologiche, producendo, a costi relativamente minori e ad alta frequenza, mappe di indicatori di qualità delle acque (WQP): concentrazione di clorofilla-a (chl-a), proxy dell’abbondanza di fitoplancton, di solidi sospesi totali e di sostanze organiche colorate disciolte. Queste tecniche, permettono di avere una visione di insieme, rapida e frequente dei corpi idrici analizzati, producendo mappe a medio-alta risoluzione spaziale e temporale. Scopo di questo lavoro è la validazione di alcune tecniche di Telerilevamento per la stima di mappe di concentrazione di chl-a per i laghi subalpini e il Lago Trasimeno a partire dalle immagini dei sensori di ultimi generazione: MSI (Sentinel-2A e B, S-2A/B) e OLCI (Sentinel-3A e B, S3-A/B). La stima dei WQP, avviene attraverso l’applicazione di modelli bio-ottici a partire dai valori di Remote Sensing Reflectance (Rrs), ottenuta a sua volta dai valori di radianza registrati dai sensori attraverso una catena di processamento che include la rimozione degli effetti dovuti alla presenza dell’atmosfera. Molte sono le tecniche utilizzate, basate sia su modelli empirici che su modelli di trasferimento radiativo, image-based o parametrizzati attraverso misure dei valori atmosferici o limnologici. In particolare, i risultati di diversi algoritmi di correzione atmosferica (ATCOR, POLYMER, ACOLITE, C2RCC, 6SV e i prodotti standard distribuititi) sono stati confrontati e validati, comparandoli a misure radiometriche raccolte in situ, attraverso spettroradiometri, cosi come le mappe di chl-a da questi ottenuti attraverso il modello bio-ottico BOMBER. La validazione ha evidenziato buoni risultati attraverso molti degli algoritmi usati per le acque più produttive per entrambi i sensori (errore medio assoluto 1.62 mg/m3 per MSI e 2.7 mg/m3 per OLCI, rispettivamente utilizzando 6SV), mentre per quelle più oligotrofe, POLYMER ha prodotto i migliori risultati per OLCI e 6SV per MSI (errore medio assoluto: 0.48 mg/m3 and 0.84 mg/m3, rispettivamente)

Lo studio del territorio, tradizionalmente appannaggio della Geografia, si è arricchito di nuovi e stimolanti strumenti che spesso influenzano i risultati delle analisi geografiche. Ciò si deve alla maggiore quantità di dati cartografici e telerilevati a disposizione dei ricercatori ma anche alla continua evoluzione delle tecniche di gestione ed elaborazione del dato territoriale (con particolare riferimento a Telerilevamento e Sistemi Informativi Geografici). I dati cartografici “volontari”, pubblicati e distribuiti dal Web, sono oggi una risorsa imprescindibile, che i ricercatori utilizzano comunemente accanto alle cartografie ufficiali. Per quanto riguarda le immagini telerilevate e le applicazioni che le elaborano, anche qui l’evoluzione è continua e tumultuosa. Due fattori vanno ricordati e considerati: in primis, il progresso delle applicazioni software che distribuiscono ed elaborano immagini e mappe; in secundis, la progressiva liberalizzazione delle scene satellitari (soprattutto quelle a media risoluzione spaziale), oggi disponibili su scala globale. Non va inoltre dimenticata la sempre maggior disponibilità delle versioni open source dei software dedicati, ormai per molti versi a livello di quelli commerciali in termini di efficienza e varietà di funzioni. L’intervento esplora come l’evoluzione di IT e l’incrementata disponibilità dei dati satellitari e cartografici abbiano influenzato metodi e tecniche di lavoro del geografo.