L'esperienza CORINE Land Cover

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1 L'esperienza CORINE Land Cover ing. Valter Sambucini

2 Il Programma CORINE (COoRdination of Information on the Environment) Nel 1985 il Consiglio delle Comunità Europee ha varato il programma CORINE (COoRdination of INformation on the Environment) per dotare l'unione Europea, gli stati associati e i paesi limitrofi dell'area mediterranea e balcanica di informazioni territoriali omogenee sullo stato dell'ambiente.

3 Il Programma CORINE Dal 1985 al 1990 la Commissione Europea ha sviluppato il programma CORINE, al cui interno è compreso il progetto CORINE-Land Cover specificamente destinato al rilevamento e al monitoraggio, ad una scala compatibile con le necessità comunitarie, delle caratteristiche del territorio, con particolare attenzione alle esigenze di tutela. nel 1991 è stato esteso ai paesi dell Europa Centrale e dell est europeo. In questi anni il progetto CORINE Land Cover (CLC) è stato implementato nella maggior parte degli stati EU;

4 Implementazione del CORINE Sulla base delle indicazioni del Consiglio Europeo ed a seguito della creazione della rete EIONET (European Environment Information and Observation Network), l implementazione del database CORINE è responsabilità dell Agenzia Europea per l Ambiente (AEA).

5 CLC Caratteristiche principali cartografia di uso/copertura del suolo scala 1: ; minima unità cartografabile: -uso 25 h - cambiamenti 5 h ampiezza minima elementi lineari 100m accuratezza 100m affidabilità tematica 85% sistema di nomenclatura standard con una legenda di 44 voci su 3 livelli gerarchici ottimizzazione del rapporto tra i costi ed il dettaglio dell informazione

6 Caratteristiche del CLC 90 CLC1990 Satellite data Landsat- 4/5 TM single date Time consistency Geometric accuracy satellite 50 m images CLC mapping min. mapping 25 ha unit Geometric accuracy CLC 100 m data Thematic accuracy 85% (probably not achieved) Change mapping Production time Documentation Access to the data Number of European countries involved 10 years inc omplete metadata unclear dissemination policy 26

7 Realizzazione del CLC 90 in Italia La prima implementazione in Italia (14 Regioni) è stata realizzata con la supervisione del Centro Interregionale dal 1986 al 1995; Il risultato finale sono state delle coperture non omogenee (tematicamente e geometricamente) a causa anche di mancanza di specifiche stringenti europee; Nel 2002 il Ministero dell Ambiente a finanziato un progetto per l armonizzazione di questi dati e l integrazione con le coperture prodotte dalle altre regioni dal 1998 in poi. E stato aggiornato successivamente nell ambito del progetto I&CLC2000.

8 Componenti del progetto I&CLC2000 IMAGE2000: Acquisizione immagini satellitari orto-rettifica, mosaicatura a livello europeo e nazionale. CLC2000: identificazione e classificazione del Land Use, cambiamenti ed aggiornamento del CLC90, coordinato dall Agenzia Europea dell Ambiente e con il supporto del ETC-TE.

9 IMAGE2000 Il progetto IMAGE2000 ha portato alla creazione di una copertura di immagini Landsat 7 ETM+ ortorettificate acquisite nell estate del su tutto il territorio europeo Queste immagini sono state successivamente mosaicate e la copertura risultante costituisce la base per l aggiornamento del database CLC90 al 2000 Image 2000 (Mosaico) - the Spatial Reference for Europe (

10 Ulteriori Obiettivi CLC 2000 rivisitazione, a livello geometrico e tematico del database del 1990 (CLC90); Produzione del database di uso del suolo al 2000 CLC 2000; produzione del database dei cambiamenti di uso del suolo tra il 1990 ed il 2000 (CLC Changes) unità minima 5 ha; Estensione al IV livello per superfici boscate ed altri ambienti seminaturali (Italia); Sistema di riferimento WGS84 su proiezione UTM, fuso 32N (Italia); Distribuzione gratuita.

11 Prodotti Derivati a livello europeo Mosaico europeo della copertura Landsat7 IMAGE 2000 Mosaico europeo del CLC2000 Mosaico europeo del CLC90 corretto Mosaico europeo del CLC Change Corine land cover a 100 e 250 m Corine land cover changes 100 m Corine land cover changes generalizzato utilizzando varie griglie di riferimento (1 Km, 5 Km and 10 Km) Metadati a livello europeo

12 Legenda al IV livello Derivata dal progetto ConSCN250 MATT LANDSAT TM scala 1: mmu di 50 ha (40 ha per i poligoni ad andamento lineare)

13 Caratteristiche del CLC 2000 CLC2000 Satellite data Time consistency Geometric accuracy satellite images CLC mapping min. mapping unit Geometric accuracy CLC data Thematic accuracy Change mapping Production time Documentation Access to the data Number of European countries involved Landsat- 7 ETM single date /- 1 year 25 m 25 ha better than 100 m 85% (achieved, see Büttner- Mauc ha, 2006) change area for existing polygons 5 ha; isolated changes 25 ha 4 years standard metadata dissemination policy agreed from the start 28

14 In Italia, anche se non richiesto dagli standard europei del progetto I&CLC2000, si è deciso di valutare l accuratezza tematica della copertura CLC2000 VALIDAZIONE MULTIFASE aree di controllo di primo livello fotointerpretazione sulla base delle ortofoto digitali IT aree di controllo di secondo livello verifica a terra

15 Analisi della variazione della copertura/uso del suolo in Italia, eseguita al I livello gerarchico della legenda CLC, a scala nazionale durante il periodo 1990 e Codice CLC Uso del suolo CLC I livello 2000 (km 2 ) 1990 (km 2 ) (km 2 ) (%) 1 Superfici artificiali , ,4 826,8 6,13 2 Superfici agricole utilizzate , ,9-1434,0-0,91 3 Territori boscati ed ambienti seminaturali , ,9 598,8 0,47 4 Zone umide 690,8 690,7 0,1 0,02 5 Corpi idrici 3.131, ,0 8,7 0,28 7,00% 6,00% Superfici artificiali 5,00% 4,00% 3,00% 2,00% 1,00% Territori boscati ed ambienti seminaturali Zone umide Corpi idrici 0,00% -1,00% -2,00% Superfici agricole utilizzate Superfici artificiali Superfici agricole utilizzate Territori boscati ed ambienti seminaturali Zone umide Corpi idrici Cambiamenti nell uso del suolo (I livello CORINE) tra gli anni 1990 e 2000, espressi in percentuale rispetto alla superficie di ciascuna categoria [( )/1990].

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17 Il progetto CLC 2006 È sviluppato nell ambito del programma GMES (FTSP Land Monitoring); È una diretta continuazione del CLC 2000; Obiettivo principale è la produzione del LCC tra il 2000 ed il 2006; Produrrà Image 2006 e deriverà il CLC 2006 Partecipano 38 paesi

18 OBSERVATION INFRASTRUCTURE GMES Overall Architecture Space Infrastructure In Situ Infrastructure Added Value Chain CORE SERVICES DOWNSTREAM SERVICES Marine Land XXX.. Emergency Atmosphere Air quality Farming ICZM Users

19 Agreed scope GMES FTS Land* *«Fast Track» Service on land monitoring to deliver from 2008 onwards a first set of regular operational services, aiming to achieve costeffective, more frequent, better quality and more coherent information on land cover from global to local scales (GAC, June 2005)

20 GMES FTS Land first set of core land cover data products CLC 2006 Built-up up area / sealing CLC Changes

21 Partecipanti al GMES FTSP Land Monitoring Albania Austria Belgium Bosnia Herzegovina Bulgaria Croatia Cyprus Czech Republic Denmark Estonia Finland France Germany Greece Hungary Iceland Ireland Italy Latvia Liechtenstein Lithuania Luxemburg Macedonia, Malta Montenegro Netherlands Norway Poland Portugal Romania Serbia Slovakia Slovenia Spain Sweden Switzerland Turkey United Kingdom

22 technical flow chart of the project Image2006 * Image2000 CLC2000 Quality check Is quality satisfactory? Image2006 checked CD to photointerpreters DEM Digital orthophoto Digital IGM maps Back to JRC and Image2006 team Revised CLC2000 Photointerpretation CLC2006 change Quality check *Spot 4 & IRS Liss III CLC 2006

23 GMES FTS Land first set of core land cover data products CLC Changes 2006 CLC 2006

24 Evoluzione dei progetti CLC CLC1990 CLC2000 CLC2006 Satellite data Landsat-4/5 TM Landsat-7 ETM SPOT-4 and / or IRS LISS III single date single date dual date Time consistency /- 1 year 2006+/- 1 year Geometric accuracy satellite 50 m 25 m 25 m images CLC mapping min. mapping 25 ha 25 ha 25 ha unit Geometric accuracy CLC 100 m better than 100 m better than 100 m data Thematic accuracy 85% (probably not achieved) 85% (achieved, see Büttner- Maucha, 2006) 85% Change mapping change area for existing polygons all changes > 5 ha have to be 5 ha; isolated changes 25 ha mapped Production time 10 years 4 years 1,5 years (planned) Documentation incomplete metadata standard metadata standard metadata Access to the data unclear dissemination policy dissemination policy agreed from the start free access for all kind of users (CLC data) Number of European countries involved

25 Prodotti rilasciati nel Immagini satellitari Ortorettificate al 2006 (+/- 1 year); 2. Mosaico Europeo basato sulle immagini relative al punto 1 (IMAGE2006); 3. Cambiamenti tra il 2000 ed il 2006; 4. Mappatura al 2006 in base alla legenda Corine (CLC2006); 5. Strato ad alta risoluzione relativo al grado di impermeabilizzazione (2006); 6. Strato ad alta risoluzione Forest (2006).

26 GMES FTS Land first set of core land cover data products Built-up up area / sealing

27 Caratteristiche dello strato impermeabilizzazione del suolo Sensore utilizzato: principalmente Spot 4 IRS Liss III Risoluzione al pxl (20m) 4 bande (n 2 visibile - n 2 infrarosso vicino) Algoritmo di classificazione sviluppato da ESA.

28 Validazione qualitativa e quantitativa Errori di commissione (accuratezza 85% +/- 2%) 500 celle 100x100m sulla parte classificata impermeabilizzata Errori di omissione (accuratezza 85% +/- x%) 2000 celle 100x100m sulla parte classificata non impermeabilizzata

29 Classified data Reference data Sum User s accuracy B O Built-up (B) ,56% Other (O) ,55% Sum Producer s accuracy 97,81% 95,35% Overall accuracy 95,76% Kohen (K) Coefficient 0,86 Accuratezza raggiunta Statistical results of the validation of the Italian HR built-up database (n 1,n 2 ) = (500,2000), P class = 4%, P exlc =0%, α 0 =α 1 =5% Error type Number of all samples Number of wrong samples p 0 P 1 (p min ) (p max ) Statistical results of the validation Mean error Confidenc e interval Probability of having more than 15% error real in the database Commission % % % 2.92 % 99.7 % Omission % % % 6.24 % % Risultati statistici

30 HR layer Forest Map Forest/Non-Forest Minimum Mapping Unit full pixel resolution Map Specification Map Classes 1 - forest 2 - non-forest 3 - clouds 0 - no data Thematic Accuracy > 85% (against FAO definition, reference data LUCAS 2001) Format GeoTIFF 8-bit LZW compressed. Data Basis Satellite Imagery Landsat ETM+ Source - Global Land Cover Facility (GLCF) Spatial Resolution Geometric Accuracy Map Projection - Image Acquisition date original 30m resolution resampled to 25m (proposed INSPIRE standards) RMS error less than 25m ETRS89 Lambert Azimuthal Equal Area (ETRS-LAEA) Ancillary data CORINE Land Cover 2000 (seamless Vector layer rasterized to 25m) Coverage EU27 plus BA, CH, CS, HR, MK, LI Validation data - independent dataset (ortho-photos, googleearth) - LUCAS data 2001 (EU15) - national forest inventories (NFI) (where available)

31 Chi fa cosa? X

32 The FRA 2010 Remote Sensing Survey Statistical sampling Grid of blocks at 1x1 deg intersect 13,500 samples 10 km x 10 km 1% of the global land surface Landsat (EU image 2006) 229 Paesi Dating Annual global full coverage mapping of tree cover and tree cover change using MODIS 250 m vegetation continuous fields (VCF).

33 FOREST

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