Nuove prospettive del GIS nella gestione dell'ambiente: l'approccio Datacrossing (
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1 Nuove prospettive del GIS nella gestione dell'ambiente: l'approccio Datacrossing ( Pierluigi Cau e Simone Manca Center for Advanced Studies, Research and Development in Sardinia (CRS4) plcau@crs4.it simo@crs4.it - tel
2 Linee di ricerca Le tecnologie informatiche devono essere strutturate per la messa in opera di organizzazioni virtuali con interessi e obiettivi comuni capaci di fornire servizi ad alto valore aggiunto. Il CRS4 sviluppa applicazioni e strumenti informatici avanzati ad alte prestazioni per lo studio di problematiche ambientali, attraverso: - modelli numerici, - sistemi di gestione dati in ambiente distribuito (data( data-grid), - sistemi informativi territoriali (GIS), - sistemi di supporto alle decisioni (DSS).
3 Approccio collaborativo per il GIS Il GIS è lo strumento informatico fondamentale di ogni studio ambientale, servendo questo come: - strumento di gestione e archiviazione dei dati spaziali, - strumento di visualizzazione dinamica, - strumento di calcolo (da semplici algoritmi di elaborazione dei dati spaziali fino a giungere ai modelli numerici più complessi).
4 Crescita delle soluzioni in rete internet Number of Users Internet Viewer Cost Desktop solution Functionality
5 Crescita delle soluzioni GIS Type of Software System Professional Desktop Hand-held Component Viewer Internet Users
6 Il contesto territoriale - il contesto territoriale si presenta costituito da centri operativi polifunzionali decentrati che mantengono la conoscenza del territorio; - necessità sempre maggiore di interconnettere fonti di dati, conoscenze ed esperienze geograficamente distribuiti nel territorio tramite standard unici creando network di enti/professionisti che sposano un approccio collaborativo; - necessità di sviluppare applicazioni distribuite che si avvalgono di risorse di calcolo, modelli e dati eterogenei e di valorizzare una politica del sapere condivisa.
7 Obiettivi del progetto Datacrossing - definire strategie e pianificare le modalità di fornitura di servizi ambientali a enti e cittadini sfruttando le potenzialità del Data-GRID; - progettare in un ambiente GRID applicativi che si avvalgono di codici numerici e archivi informatici distribuiti e renderli accessibili e utilizzabili in maniera semplice e efficace (approccio dummy); - ideare una piattaforma informatica dove realizzare un approccio di tipo collaborativo, nella politica di gestione delle informazioni e delle risorse, il cui fine è la condivisione della conoscenza; - analizzare le potenzialità utilizzati. e i limiti dei sistemi informatici
8 Rete Data-GRID, per lo sviluppo di applicazioni ambientali in Sardegna Partecipano alla sperimentazione del GRID: CRS4- AREA GIS, IPPS e NSM UNICA - DIGITA Tramite la federazioni di enti che mettono in condivisione modelli, applicazioni e banche dati si sviluppa un approccio integrato di tipo collaborativo
9 Come funziona la rete? FRONT END /
10 Applicazione ambientali in ambiente GRID Datacrossing DSS e il caso di Portoscuso Il portale:
11 Datacrossing: un laboratorio ambientale Il presente progetto ha evidenziato la necessità dello sviluppo di una piattaforma open di condivisione delle informazioni e delle procedure di analisi del territorio rivolta a tutti gli enti-soggetti pubblici e privati interessati. Tramite l approccio cooperativo, datacrossing DSS è strumento di pianificazione operativa e ambiente di confronto dove gli strumenti possono migliorare grazie ai suoi utenti. Datacrossing vuole essere un laboratorio per la gestione dell ambiente, dove sperimentare idee e soluzioni innovative.
12 Conclusioni e obiettivi futuri Migliorare e rendere più robuste le reti, le applicazioni e i modelli Applicare Datacrossing Sardegna DSS ai principali acquiferi della Promuovere iniziative di tipo collaborativo per sviluppare sinergie con i gestori del territorio, università e aziende private e RAS.
13 Datacrossing DSS E uno strumento di supporto decisionale per la gestione delle acque sotterranee, basato su codici numerici, tecnologie Data- GRID, e strumenti GIS. E accessibile da web. Tramite l utilizzo di applicativi con interfaccia User friendly lo strumento permette di analizzare le dinamiche di inquinamento, pianificare e gestire porzioni di territorio soggette a forte antropizzazione, dove si rendano necessari degli interventi di ripristino ambientale o di monitoraggio preventivo.
14 Datacrossing DSS consente di: - accedere ai dati ed alle risorse di calcolo all'interno dell'ambiente distribuito; - riprodurre le caratteristiche idrodinamiche del bacino idrogeologico; - identificare la posizione di una sorgente puntuale o diffusa di inquinamento attraverso l'interpretazione di misurazioni effettuate in situ; - supportare i gestori a pianificare le reti di monitoraggio; - individuare gli utenti impattati dai fenomeni di contaminazione degli acquiferi e supportare le decisioni riguardo alle misure di intervento.
15 Datacrossing dal di dentro Gli strumenti utilizzati sono: - GNU/Linux - CODESA3D -Javascript - Apache - SRB - Perl - PHP - Mapserver Ci si è appoggiati principalmente a tecnologie di tipo Free software aggirando così le maggiori limitazioni dei prodotti commerciali stand-alone (limiti di licenza, di architettura hardware e soprattutto tutti quei vincoli tipici di un software chiuso)
16 Area in studio DEM m. s. l. m Area modello Fiumi Bacini idrologici
17 Inquinamento a Portoscuso L agglomerato industriale si estende su circa 350 ettari. La produzione di rifiuti tossico-nocivi in Sardegna supera le centinaia di migliaia di tonnellate/anno, di queste più della metà deriva proprio dall area area industriale di Portovesme. Il 30 Novembre 1990, con una delibera della Presidenza del Consiglio dei Ministri, l'area investigata è stata dichiarata ad elevato rischio di crisi ambientale'' E approvato il piano per il disinquinamento del territorio del Sulcis iglesiente (decreto del Presidente dei ministri, ) L area è inserita nella lista dei siti da bonificare di interesse nazionale
18 Inquinamento a Portoscuso Nella piana sono presenti tre sistemi acquiferi differenti il primo (freatico) e il secondo, detti entrambi superficiali, sono impostati su sedimenti sabbiosi quaternari di potenza variabile e separati da uno strato di argilla, di potenza limitata, posto ad una profondità media di 10/15 metri rispetto al piano di campagna; l'acquifero profondo è impostato nelle fratture della formazione ignimbritica ad una profondità variabile da 110 a 170 m dal piano di campagna; i primi due sistemi acquiferi sono interessati da un forte inquinamento e per le evidenti interconnessioni idrauliche, nelle applicazioni modellistiche sono stati trattati come un unico sistema multistrato.
19 Dominio computazionale
20 Problematiche nello studio del Sito Non perfetta conoscenza del territorio (gli attori coinvolti nello studio, nella ricerca, nella gestione e pianificazione del territorio hanno conoscenze non condivise); Assenza di strumenti per pianificare le reti e scegliere le frequenze di monitoraggio adeguate a descrivere le dinamiche di inquinamento e le trasformazioni territoriali; Altissima complessità delle problematiche ambientali (Necessità di avere modelli efficaci, grande potenza di calcolo, dati alla opportune scale con sistemi di gestione dati distribuiti e un ambiente di confronto tra tutti gli specialisti del settore).
21 Qualche numero Senza il gestore Montecarlo Sim Spazio Spazio Totale (1 fonte) MB/sim 100 GB Montecarlo Sim Tempo CPU Tempo Totale (1 fonte) min-6 ore 2 mesi Con il gestore Montecarlo Sim (1 fonte) 2238 Spazio Totale 3 GB Tempo Totale 5 giorni
22 Fine Ringraziamenti: Laura Muscas Ernesto Bonomi Gianluigi Zanetti
23 Fine Ringraziamenti: Laura Muscas Ernesto Bonomi Gianluigi Zanetti
24 Come funziona il Source analyst? Per ogni simulazione nei pozzi di campionatura si interpolano i valori simulati e si ricavano le seguenti grandezze statistiche: r 1. ( mis J c J Ti ) = cr cr ( T i ) misura la differenza tra la concentrazione simulata e quella misurata in ogni pozzo della Statistiche significative rete ad ogni tempo T i r J 2 ( c ) mis r 2. varj [ C, C J ( Ti )] = scostamento, misura la differenza M complessiva tra il campione delle concentrazioni misurate e quelle simulate ad ogni di tempo Ti essendo r, j, Ti rispettivamente l id del pozzo, della simulazione e del timestep
25 Statistiche
26
27 Andamento dello scostamento
28 Mappa dello scostamento (T = 1 mese)
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