Senato - Commissione Territorio, Ambiente, Beni ambientali Audizione del Sottosegretario di Stato Giuseppe Pizza 22. febbraio 11

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1 Senato - Commissione Territorio, Ambiente, Beni ambientali Audizione del Sottosegretario di Stato Giuseppe Pizza 22. febbraio 11 Oggetto: la capacità di osservazione della costellazione COSMO-SkyMed. Ringrazio il presidente D Ali e la settima commissione tutta, per aver voluto focalizzare, oggi, aspetti scientifici e potenzialità applicative di un sistema che rappresenta, senza dubbio, il più grande investimento italiano e la più significativa eccellenza nel settore dell Osservazione della Terra. Cosmo SkyMed costituisce infatti la più innovativa costellazione satellitare per la protezione dell ambiente, la gestione delle emergenze, la sorveglianza del territorio e la sicurezza, con un esteso orizzonte applicativo di natura duale (sia civile che militare). Le origini del programma risalgono agli inizi degli anni 90 con la manifestazione di convergenti esigenze da parte dell Agenzia Spaziale Italiana - per un nuovo sistema di monitoraggio e protezione dell ambiente e del territorio- e del Ministero della Difesa in merito alla necessità di affiancare e poi progressivamente sostituire il sistema militare di ricognizione Helios I, sviluppato in cooperazione con Francia e Spagna. Il nome CosmoSkyMed (acronimo di COstellation of small Satellites for Mediterranean basin Observation) ci ricorda che inizialmente la costellazione era stata concepita (in termini di tempi di rivisitazione e di 1

2 banda radar) per l osservazione preferenziale del bacino del Mediterraneo. Solo a valle delle successive verifiche tra ASI e CNES e tra Difesa Italiana e Francese si arrivò, con l accordo di Torino del 29 gennaio del 2001, a requisiti comuni e condivisi ed alla idea di una più vasta dimensione internazionale connessa ad un sistema complessivo basato sulla combinazione di quattro satelliti radar, sviluppati sotto completa responsabilità italiana (ed una visione complessiva comprendente l integrazione con due satteliti ottici (Pleiades) in un sistema unico (Orfeo - Optical and Radar Federated Earth Observation). L'elemento decisivo che ha reso possibile questo "incontro" tra diversi interlocutori (dapprima ASI e Difesa in ambito italiano, e quindi ASI e CNES sul fronte civile, Segretariato Generale della Difesa/DNA e DGA su quello militare) è stata la scelta della tecnologia radar SAR in banda X, che ha messo a disposizione di tutte le parti interessate uno strumento ugualmente idoneo - in termini di capacita di osservazione, risoluzione, flessibilità di impiego e complementarietà. Alla base del programma sono state poste esigenze istituzionali legate da un lato alla gestione dei rischi ambientali e dall 'altro alla prevenzione e gestione delle crisi internazionali, alle quali si affianca un'ampia gamma di applicazioni scientifiche e commerciali, per la cui piena attuazione 2

3 l'asi e l'industria operano in molteplici iniziative nazionali ed internazionali. Per quanto riguarda il primo campo di applicazione (civile), la costellazione consente di procedere su base continua al monitoraggio di fenomeni quali eventi franosi, alluvionali o sismici, eruzioni vulcaniche e incendi, all identificazione e monitoraggio delle discariche e dei fenomeni di inquinamento marino (sversamento in mare di idrocarburi e combustibili fossili) ed alla mappatura del territorio. Nel secondo caso (militare) l'osservazione è invece rivolta a fini strategici di intelligence (ovvero alla raccolta di informazioni utili per la gestione delle crisi, la verifica dei trattati internazionali in materia di disarmo e la pianificazione operativa) oppure a fini tattici, a supporto delle operazioni militari in corso. E opportuno ricordare che nel più ampio contesto della sicurezza rientrano anche applicazioni quali la sorveglianza marittima, l'ausilio al monitoraggio ed alla prevenzione dell'immigrazione clandestina e la sorveglianza del territorio in occasione di eventi particolari (vertici, grandi manifestazioni, etc), oltre al coordinamento degli interventi di aiuto umanitario. Per quanto riguarda le applicazioni scientifiche e commerciali, al di là delle opportunità più evidenti - quali ad esempio il monitoraggio e il censimento delle risorse agricole, forestali, minerarie e catastali e lo sviluppo della cartografia bi- e tridimensionale, anche come ausilio al tracciamento di nuove vie di comunicazione, oleodotti e pipeline vi è un 3

4 insieme talmente ampio che i suoi confini sono ancora di fatto in corso di esplorazione, grazie ad iniziative di ricerca scientifica su scala mondiale. Nel marzo 2003 è stato siglato il contratto per la definizione di Cosmo- SkyMed sulla base di requisiti di sicurezza espressi dalle componenti militari italiana e francese, mentre nel dicembre 2004 è stato firmato con l industria il contratto definitivo di realizzazione. In soli due anni e mezzo si è giunti al completamento ed al lancio del primo satellite, avvenuto il 7 Giugno 2007 dalla base di Vandenberg, in California, a mezzo di un vettore Delta II. La costellazione è stata completata con il lancio del quarto ed ultimo satellite nello scorso Novembre Il Sistema COSMO-SkyMed è capace di osservare l intero globo terrestre e di fornire informazioni utilizzabili per le molteplici applicazioni grazie all elevata risoluzione spaziale delle immagini prodotte, ai ridotti tempi di rivisitazione delle aree osservate ed alla rapidità con cui i dati sono resi disponibili alle differenti tipologie di utenti. Nel caso del territorio italiano ogni satellite della costellazione è in grado di effettuare 4-5 osservazioni al giorno, con tempi di disponibilità dei dati dell ordine della decina di ore nei casi di alert per emergenza. Il sistema, basato su tecnologia Radar ad Apertura Sintetica (SAR) in Banda X è in grado di effettuare osservazioni della superficie terrestre con 4

5 qualsiasi condizione di illuminazione (giorno e notte) ed in qualsiasi condizione meteorologica. Concepito come un sistema multi-missione, COSMO-SkyMed è in grado di integrarsi, come citato precedentemente, con altri sistemi spaziali per soddisfare le richieste di una vastissima comunità di utenti nella fusione di dati di natura multisensoriale e multispettrale. La Costellazione ha la capacità di acquisire immagini di diversa tipologia caratterizzate da diverso valore della superficie osservata e differente risoluzione spaziale: Immagine SCANSAR, caratterizzata dalla più estesa superficie osservabile, con area selezionabile tra 100x100 Km e 200x200 Km e con rispettive risoluzioni spaziali pari a 30 e 100 m; Immagine SPOTLIGHT, caratterizzata dalla massima risoluzione spaziale, con area osservata pari a 10x10 Km e risoluzione spaziale pari ad 1 metro per la componente civile (la componente militare dispone di Immagini Spotlight a risoluzione sub-metrica). Ogni satellite è in grado di acquisire 450 Immagini al giorno per un totale a costellazione completa di 1800 Immagini. Oltre al Segmento Spaziale costituito dai 4 satelliti, il Sistema COSMO- SkyMed include un Segmento di Terra che comprende le infrastrutture dedicate alla gestione della costellazione (Centro di Controllo Satelliti e Centro di Controllo e Pianificazione della Missione situati presso il Centro Spaziale del Fucino, antenne di Kiruna-Svezia e Cordoba- 5

6 Argentina) e le infrastrutture finalizzate alla pianificazione delle richieste degli utenti ed alla raccolta, archiviazione, processamento e distribuzione dei dati acquisiti (Centro di Geodesia Spaziale ASI di Matera per la Componente Civile, Centro Telerilevamento Satellitare presso Pratica di Mare per la Componente Difesa). La realizzazione del sistema COSMO-SkyMed ha già consentito all Italia di attuare importanti accordi internazionali nel campo dell osservazione della Terra, in particolare con la Francia e con l Argentina. Primo Contraente del Programma è Thales Alenia Spazio Italia, responsabile della fornitura chiavi in mano dell intero Sistema, mentre Telespazio S.p.A. è responsabile della realizzazione e fornitura del Segmento di Terra civile e militare, oltre che della infrastruttura di controllo della costellazione. In aggiunta il Programma, sviluppato nel quadro di una politica industriale finalizzata alla più ampia e qualificata partecipazione e valorizzazione delle migliori competenze nazionali, ha visto coinvolte un numero significativo di Piccole e Medie Imprese nazionali. 6

7 Esempi di Applicazioni Prevenzione e gestione dei disastri ambientali I dati e i prodotti forniti dal sistema COSMO SkyMed rappresentano un valido e importante strumento per condurre studi sulle cause e sui fenomeni precursori dei disastri ambientali e per migliorare la capacità di monitoraggio e di valutazione dei danni nel caso ad esempio di frane, alluvioni, terremoti ed eruzioni vulcaniche. L osservazione continua nel tempo di una determinata area, di giorno e di notte, in qualsiasi condizione meteorologica, consente di valutare le deformazioni superficiali del territorio anche di pochi millimetri, fornendo agli enti preposti alla gestione del rischio un nuovo e valido strumento di prevenzione e controllo. Controllo delle Risorse Agricole e Forestali Il sistema offre un valido aiuto per l agricoltura fornendo fondamentali contributi, ad esempio, a rilevare la qualità dei prodotti agricoli permettendo di decidere il tempo del raccolto ed i cicli di trattamento con fertilizzanti e pesticidi. Inoltre COSMO-SkyMed è in grado di effettuare un monitoraggio continuo del patrimonio forestale e boschivo, supportando la valutazione dei danni in caso di incendio e tenendo sotto controllo la deforestazione. Controllo degli Oceani e delle Coste I satelliti di COSMO-SkyMed permettono di ottenere informazioni in maniera continua e precisa sullo stato delle coste, dei mari e delle acque interne al fine di valutare fenomeni di erosione costiera e di inquinamento. Il sistema rappresenta inoltre un importante elemento di aiuto per il controllo del traffico marittimo. Controllo Urbano degli Edifici La capacità di operare con continuità garantisce un controllo costante ed accurato delle aree urbane e rurali offrendo un potente strumento per monitorare la presenza di nuovi insediamenti o opere e per tenere sotto controllo ed osservazione il fenomeno della subsidenza e prevenire tutte quelle situazioni di pericoloso abbassamento del suolo o sottosuolo, anche di pochi millimetri, che sono frequente causa di cedimenti strutturali e crolli. Cartografia Una nuova cartografia tecnica e tematica ad alta risoluzione può essere realizzata grazie alle caratteristiche di alta risoluzione delle immagini fornite dal Sistema COSMO-SkyMed. Di 7

8 particolare rilievo risulta la realizzazione di un modello digitale tridimensionale del suolo ad elevata precisione che può essere utilizzato in una molteplicità di applicazioni. 8

9 APPLICAZIONI NEL CAMPO DELLE RISORSE AGRICOLE E FORESTALI I servizi applicativi derivabili dall utilizzo della Costellazione di Satelliti COSMO-SkyMed contribuiscono in modo particolarmente significativo alla gestione delle risorse naturali in campo sia agricolo che forestale. Grazie infatti alla capacità del Sistema di utilizzare sia in trasmissione che in ricezione segnali di diversa polarizzazione è possibile migliorare la classificazione dei terreni ed effettuare il monitoraggio specifico delle colture durante il ciclo di crescita, rilevando la qualità dei prodotti agricoli così da decidere il tempo del raccolto, i cicli di trattamento di fertilizzanti, pesticidi ed altro al fine di ottimizzare i raccolti stessi che ne derivano. Inoltre di particolare interesse risulta la possibilità del controllo del patrimonio forestale e boschivo, supportando la valutazione dei danni in caso di incendio, raccogliendo informazioni utili relative alla biodiversità e, in particolare, monitorando con continuità le attività di deforestazione il cui progressivo aumento causa notevoli danni all ambiente ed alla qualità dell aria del nostro pianeta. Nel seguito sono mostrati alcuni esempi nella gestione, controllo e classificazione in ambito agricolo e forestale, con riferimento specifico a: o Risorse Agricole e Monitoraggio delle Aree Coltivate o Classificazione delle coltivazioni (come alberi da frutto, coltivazioni, ecc.) o Controllo della Deforestazione 1) RISORSE AGRICOLE E MONITORAGGIO DELLE AREE COLTIVATE Figura 1) Immagine multi-temporale a falsi colori della Piana del Fucino (Abruzzo Italia) ottenuta dalla combinazione del contenuto informativo di due immagini acquisite dai Satelliti COSMO- SkyMed in date diverse. La prima immagine è stata acquisita nel Settembre 2008 mentre la seconda nel Novembre dello stesso anno. 9

10 Le singole immagini sono state colorate all origine in modo diverso: verde per l immagine del Settembre 2008, rosso per quella del Novembre 2008 in modo che, una volta combinate in una singola immagine multi-temporale, i colori e le diverse tonalità di colore risultanti evidenzino i cambiamenti avvenuti nel periodo temporale coperto dalle diverse acquisizioni. Il colore blu è correlabile a zone non soggette a variazioni significative Dall analisi dei dati acquisiti è possibile effettuare le seguenti valutazioni sulla copertura agricola della zona: Figura 2) Immagine multi-temporale a falsi colori della zona agricola di Kumagaya (Giappone) ottenuta dalla combinazione del contenuto informativo di tre immagini acquisite dai Satelliti COSMO-SkyMed in date diverse. La prima immagine è stata acquisita il 25 Maggio 2008, la seconda il 26 Giugno 2008 e la terza il 28 Luglio Le singole immagini sono state colorate all origine in modo diverso: blu (25 Maggio), verde (26 Giugno) e rosso (28 Luglio) in modo che, una volta combinate in una singola immagine multitemporale, i colori e le diverse tonalità di colore risultanti evidenzino i cambiamenti avvenuti nel periodo temporale coperto dalle diverse acquisizioni. 10

11 In particolare: 2) CLASSIFICAZIONE DELLE COLTIVAZIONI Di seguito sono mostrati due diversi esempi di classificazione della vegetazione ottenute dall analisi della morfologia delle singole piante e dalla loro disposizione Figura 3) Esempio di Classificazione della Vegetazione 11

12 Figura 4) Esempio di Classificazione della Vegetazione 3) CONTROLLO DELLA DEFORESTAZIONE Di seguito sono mostrati due diversi esempi di monitoraggio delle attività di deforestazione in Sud America ed in Europa dall analisi della morfologia delle singole piante e dalla loro disposizione Figura 5) Esempio di monitoraggio della deforestazione nella zona di Kourou (Guyana francese) nelle vicinanze della Base di Lancio ESA. L immagine COSMO-SkyMed è stata acquisita nella modalità STRIPMAP-HIMAGE. 12

13 Figura 5) Esempio di monitoraggio della deforestazione in Germania nella zona di Bad Salzunghen. L immagine COSMO-SkyMed è stata acquisita nella modalità STRIPMAP-HIMAGE. 13

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