Applicazioni di telerilevamento da satellite in Emilia-Romagna

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1 Applicazioni di telerilevamento da satellite in Emilia-Romagna Andrea Spisni e Vittorio Marletto 20/11/2005

2 Laboratorio di telerilevamento Il Laboratorio di telerilevamento dell Arpa è stato istituito nel 2002 a seguito dei fenomeni mucillaginosi di quell anno. Il laboratorio afferisce all area Agrometeorologia, territorio e clima del Servizio Idro-Meteo-Clima di Arpa EmiliaRomagna. Il principale obbiettivo del laboratorio è lo sviluppo di applicazioni pratiche e rapide dei dati satellitari per il controllo ambientale.

3 Archivio Satellite/Sensor ( ) Terra Dmsp/Ols Metop/Avhrr/3 Terra-Aqua/Modis Landsat series Eo-1/Hyperion Spot 5 Eo-1/Ali Terra/Aster Spot 5/Hrg1-2 Quickbird Envisat/Asar

4 Applicazioni operative La maggior parte delle applicazioni sono eseguite tramite dati da satellite poiché presentano caratteristiche migliori per gli obbiettivi prefissati: visione sinottica, multibanda e multitemporalità I campi d intervento riguardano: Anomalie Ndvi in estate Individuazione neve e stima Swe in inverno Individuazioni colture agraria in tempo reale Urbanizzazione e sua evoluzione Monitoraggio aree protette Verde urbano Applicazioni forestali Monitoraggio dei fenomeni mucillaginosi in Adriatico Monitoraggio scarichi fognari in Adriatico Inquinamento luminoso notturno

5 Attività Near real time e monitoraggio climatico Individuazione della copertura o dell'uso del suolo ai fini di bilancio idrico, modellistica ambientale ed espansione urbana 5

6 Individuazione della neve Dal 2005 viene prodotto il bollettino dell innevamento dell EmiliaRomagna a cadenza variabile in relazione a copertura nuvolosa e necessità operative del Centro Funzionale della Protezione Civile. I dati utilizzati sono: Modis (L1B o quicklook a falsi colori, Avhrr\3). L individuazione è compiuta o con classificazione spettrale o ad oggetti. I dati da satellite devono essere disponibili entro 24 h. Picco di portata sul fiume Po a seguito dello scioglimento

7 Individuazione della neve Dal 2008 nel bollettino viene integrata la simulazione del contenuto equivalente in acqua della neve calcolata tramite modello a partire da dati orari di T, P e RAD. L integrazione permette di sopperire alla copertura nuvola e corregge le imprecisioni del modello 29/01/2009

8 Individuazione mucillagini L individuazione delle mucillagini è compiuta tramite dati Modis L1b a 250 o 500 m risoluzione geometrica. Visto le difficoltà di definire firme spettrali a causa del sun glint ed altri effetti orbitali, la procedura è basata sull interpretazione a video assistita da rapporti tra bande. Le mucillagini devono comunque essere affioranti Il servizio è operativo principalmente in estate anche se l impatto delle mucillagini è sia sul turismo che sulla pesca. Anche in questo caso è importante disporre di immagini in tempo quasi reale (max 24 h). La disponibilità di dati iperspettrali potrebbe facilitare l individuazione di questi fenomeni. July 2004

9 Anomalie Ndvi L anomalia Ndvi è calcolata a partire da dati MOD13A1 data (15 gg Ndvi a 500 m di risoluzione geometrica) e climatologia di riferimento Modis L anomalia è poi estratta in basa alla copertura forestale dell uso del suolo 2003 (Regione Emilia-Romagna) A livello comunale in zona agricola è stata compiuta una sperimentazione nella primavera 2006, durante un periodo siccitoso che ha determinato lo stato di calamità naturale

10 Individuazione colture agricole 2007/8 Area sperimentale su scena Spot /9 tutta pianura con UK-DMC

11 Individuazione colture agricole Aree di controllo Un esempio di catena di elaborazione. Per ogni coltura sono necessarie più aree di interesse per rappresentare al meglio la variabilità sul territorio. Classificazione In questo caso si mostra un esempio sulla medica errore

12 Individuazione colture agricole Colt 2007/8: Spot 5 10 m Colt 2008/9: UK-DMC 32 m Area 400 x 400 pixel dei due satelliti, altra differenza oltre alla risoluzione è la mancanza della banda a 1.6 micron nel satellite DMC

13 Inquinamento luminoso notturno Defense Meteorological Satellite Program e un progetto del Dipartimento della Difesa (DoD) gestito dalla struttura Air Force Space and Missile Systems Center (SMC). I satelliti hanno orbita polare. Il progetto, concepito negli anni 60 e con i primi satelliti in orbita da inizio anni '70, attualmente dispone di 4 satelliti, denominati F13 (in orbita dal 1995) F16 (in orbita dal 2003). Ognuno di questi e dotato di vari sensori, in particolare il sistema Operational Linescan System (OLS) registra la radiazione nel visibile ed infrarosso. Lo strumento PMT di OLS permette l'acquisizione notturna nello spettro μm. I dati elaborati sono stati poi messi in relazione all uso del suolo 2003 (Regione Emilia-Romagna)

14 Inquinamento luminoso notturno

15 Espansione urbana Progetto di integrazione tra dati da satellite ed aereo Skyarrow per il monitoraggio delle zone urbanizzate (CNES-OASIS) al fine di valutare i migliori strumento di analisi in termini di costi/benefici. La disponibilità di dati VNIR e termici su ambienti urbani migliora la discriminazione della vegetazione e delle coperture artificiali, rispetto ai soli VNIR da satelliti ad alta risoluzione.

16 Individuazione del verde urbano La classificazione del verde urbano riveste particolare importanza nello studio delle isole di calore e mitigazione delle massime estive. In questo caso si mostra un applicazione sull area urbana di Bologna e studi di dettaglio su unità urbanistiche e numero di residenti

17 Aree protette Estensione del progetto CNESOASIS sull area SIC dei Meandri del fiume Ronco. Anche in questo caso c è stata una integrazione tra voli storici aerei e dati da satellite per valutare le potenzialità di discriminazione dello stato della vegetazione tramite variazioni Ndvi multitemporali/multisensore

18 Applicazioni forestali Progetto nazione Carta della Natura sul Parco dei Gessi Romagnoli Applicazioni in via di sviluppo: Spazializzazione dei risultati di inventario forestale del 1987 per stima biomasse su immagini contemporanee

19 Scarichi fognari Progetto di monitoraggio appena avviato per il monitoraggio degli sfioramenti in mare sulla riviera adriatica a seguito di eventi temporaleschi. Il progetto mira all individuazione dell estensione degli scarichi fognari in mare ai fini dei divieti di balneazione. La parte satellitare viene eseguita su immagini a risoluzione metrica con dati d archivio e possibili nuove acquisizioni. Interesse anche per CosmoSkyMed SpotLight e StripMap Foto da Associazione Basta Merda in Mare 15/08/2008

20 Conclusioni Molto utile lo sviluppo di sistemi iperspettrali Ottimali le risoluzioni m Passaggi frequenti, se non giornalieri Ampie strisciate????!!!! Dal punto di vista operativo un buon esempio di alta duttilità di piattaforme satellitari è rappresentato dalla costellazione DMC, anche se un po carente a livello spettarle (solo 3 bande)

21 Grazie dell attenzione Andrea Spisni