2 Bando PMI Osservazione della Terra Progetto CATARSI. ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI 1
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- Renzo Casali
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1 2 Bando PMI Osservazione della Terra Progetto CATARSI ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI 1
2 Cap and Trade Assessment by Remote Sensing Investigation CATARSI Obiettivo generale del progetto: Sviluppare e sperimentare metodi e strumenti, basati sull Osservazione della Terra, per sostenere lo sviluppo dei meccanismi di scambio di crediti di CO2 (a varie scale) e per favorire la produzione sostenibile di biocarburanti ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI 2
3 Cap and Trade Assessment by Remote Sensing Investigation CATARSI Quadro scientifico: L aumento di CO2 nell atmosfera costituisce un elemento di grande allarme Il contrasto a questo innalzamento costituisce una priorità ampiamente condivisa per la salvaguardia dell ambiente Il telerilevamento è uno strumento efficace ed economico per individuare gli elementi capaci di assorbire anidride carbonica (carbon sink), stimarne l efficacia e valutarne le variazioni ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI 3
4 Cap and Trade Assessment by Remote Sensing Investigation CATARSI Metodologia di Osservazione: Gli strumenti ottici multispettrali e iperspettrali costituiscono uno strumento molto efficace per valutare la capacità dei carbon sink La missione PRISMA appare estremamente promettente a questo proposito, in termini di risoluzione spettrale e geometrica L uso combinato di dati iperspettrali e dati SAR ad alta risoluzione può aumentare fortemente la capacità di discriminare le varie coperture boschive ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI 4
5 Cap and Trade Assessment by Remote Sensing Investigation CATARSI Metodologia di Osservazione: L uso combinato di dati iperspettrali e dati SAR (COSMO e poi PRISMA e Earth Explorer Biomass) consente anche di effettuare un monitoraggio continuo delle coltivazioni Questo permetterà di Stimare l estensione delle coltivazioni esistenti e la produzione attesa Valutare la vocazione di un territorio a produrre efficacemente biocarburante ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI 5
6 Cap and Trade Assessment by Remote Sensing Investigation CATARSI Strategia di sfruttamento del progetto: Sviluppare servizi di consulenza per gli attori economici (pubblici e privati) che intendano - Avviare o incrementare coltivazioni di biocarburanti - Ri-forestare zone che hanno subito danni o impiantare nuovi boschi o colture che aumentino la cattura di CO2 ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI 6
7 Team Proponente Advanced Computer Systems (ACS) S.p.A. (PRIME) coordinamento generale del progetto sottosistema ottico e SAR Terradue Infrastruttura dati Quadro normativo B-Open Interfaccia WebGIS Consulenze: Istituto IFAC-CNR (consulenza su algoritmi per l estrazione di informazioni agricole e forestali da SAR) Prof. Luigi Rossi (consulenza su metodologie di monitoraggio ambientale) Sipcam (utente target dei servizi di monitoraggio) ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI 7
8 ACS Overview Advanced Computer Systems A.C.S. S.p.A. È una software house fondata nel 1979, con sedi a Roma e a Matera ACS possiede una solida esperienza nella realizzazione di sistemi per l'acquisizione, l'archiviazione e l'elaborazione di dati satellitari di Osservazione della Terra Numerose applicazioni del telerilevamento (biomasse, desertificazione, inquinamento) ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI 8
9 Terradue Nasce nel 2006 come Spin Off di ESA Sviluppo di applicazioni basate su GRID e Cloud Computing Numerosi progetti di ricerca internazionali Membro di OGC dal 2009 Sviluppa soluzioni software geo-spaziali utilizzando SW Open Source GIS e WebGIS B-Open SW per il monitoraggio ambientale ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI 9
10 Caratteristiche del Progetto CATARSI Durata 24 Mesi Aree principali di attività Definizione requisiti di sistema Sottosistema SAR Sottosistema ottico Modelli di previsione Infrastruttura dati Intefaccia WebGIS Studio quadro normativo Definizione delle prospettive commerciali ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI 10
11 WBS ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI KOM 21 Dicembre
12 Decomposizione logica del sistema Infrastruttura (terradue) Processori (ACS C& IFAC CNR) WebGIS (B-Open) ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI
13 Processori Processori Sottosistema SAR Sottosistema Ottico Modelli di Previsione ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI
14 Output Description Type of Data Algorithm Interest for CATARSI Prodotti LU/LC Land Cover/Land Use SAR + Opt/IR A Classifier based on a object oriented not-parametric algorithm exploiting both optical/ir and SAR data Agricolture LU and Changes Forest discrimination and trend Input for other parameter Fire Map Burnt-areas Map Opt/IR Algorithm based on the Normalized Burnt Ration and Ground truth SMC Soil Moisture SAR (+Opt) Inversion algorithms based on different ANN (Artificial Neural Network), trained with e.m. models (AIEM, Oh, RTT) and experimental archive datasets WV Woody Volume SAR Inversion algorithm based on an empirical statistical regression, calibrated on highly detailed ground truth measurements PWC Plant Water Content SAR Inversion algorithm based on an empirical statistical regression, calibrated on highly detailed ground truth measurements, and ANN trained with e.m. models (AIEM, Oh, RTT) LAI Leaf Area Index Opt/IR Inversions of the physicalbased model LC alteration CO2 emission (Carbon Cicle) Agriculture activities yield forecast water management irrigation schedule hydrological cycle Biomass estimation in term of Woody Volume of forest Agriculture activities Proxy for plant biomass Yield estimate erosion processes investigation hydrological cycle Vegetation health F APAR Fraction of photosynthetically active radiation (PAR) absorbed by a vegetation canopy Opt/IR Inversions of the physicalbased model Vegetation health Important in the energy balance of ecosystems and in the estimation of the carbon balance ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI
15 Forest Managment Activity Biomass: WV Vegetation Health: LAI FAPAR PWC Forest Changes: LC/LU Fire Map Vegetation health: hight, medium,low Biomass indicators: high, medium,low Local, regional, national scale Forest Changes: increase, stable, descrease Burnt-area extension, number of fires Forest Management User ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI
16 Bio-fuel Production Activity Soil Moisture: SMC Vegetation Health: LAI FAPAR PWC Land Use Changes: LC/LU Vegetation health: hight, medium,low Attitude for coltivation: high, medium,low Changes in Land Use: Increase, stable, descrease Local, regional, national scale Bio-Fuels Production User ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI
17 CATARSI Data Infrastructure Earth Observation (EO) satellites generate huge amounts of data that are not easily integrated into processing chains outside the space agencies ground segments. Scientists or small and medium enterprises do not have access to computing and storage capacity to handle the amount of data required to implement, test and deliver end-user services based on EO data CATARSI Data Infrastructure aims at: Providing a specialized Sandbox Service with tools and development/validation platforms where developers are able to implement and test their applications EO Sandbox Platform Providing means to tap into a distributed pool of Cloud Computing resources when ready for the application exploitation phase Runtime Environment (RTE) These goals combined provide a hosted processing platform ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI
18 Context and Objectives The CATARSI Data Infrastructure builds on top of the existing ESA G-POD project extending it to support the concept of the EO Sandbox and the Cloud Computing based Runtime Environment (RTE) ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI
19 CATARSI Platform CATARSI will offer an EO platform for the full application development cycle: use the concept of EO Sandbox Service where scientists or companies will be provided with a Cloud based application development environment to implement and test their applications. ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI KOM 21 Dicembre 2011
20 High-level Architecture ASI Bando Osservazione della Terra, CATARSI KOM 21 Dicembre 2011
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