UTILIZZO DI SISTEMI GIS MOBILE NELLA GESTIONE DELLE EMERGENZE

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1 UTILIZZO DI SISTEMI GIS MOBILE NELLA GESTIONE DELLE EMERGENZE Paolo Ciaccasassi, Maurizio Tesorini Regione Umbria - Centro Regionale Protezione Civile - Foligno (PG) Leonello Artegiani, TEAM Informatica, Via Solitaria, 1 - Deruta (PG) SOMMARIO Nel corso degli ultimi anni, il Servizio Protezione Civile della Regione Umbria ha sviluppato e testato una serie di esperienze finalizzate all innalzamento del livello di utilizzo delle infrastrutture tecnologiche nelle attività legate alla gestione degli eventi emergenziali. Su questa ottica è nato il presente progetto, che si va a configurare come un ulteriore tassello da incastrare nel sistema integrato di Protezione Civile della Regione Umbria. In particolare sono state condotte una serie di esperienze finalizzate all utilizzo di dispositivi tipo smartphone in situazioni di emergenza a supporto delle decisioni sia perquanto riguarda le attività di Sala Operativa sia per gli operatori impegnati direttamente sul campo. L applicazione descritta nel presente lavoro, denominata GPS Tracker for COP (Common Operational Picture), fa parte di un sistema integrato di protezione civile che permette la comunicazione tra dispositivi mobili dislocati sul territorio e Sala Operativa Unica Regionale, in grado di supportare e assistere gli operatori sul campo nell individuazione della posizione, nelle decisioni da prendere e nell invio del proprio itinerario al coordinamento delle operazioni (mobile positioning of the mobile device). INTRODUZIONE La vastità dei territori interessati dalle emergenze sempre più frequenti e l entità della popolazione e dei beni coinvolti dagli eventi obbligano i soggetti che si occupano di Protezione Civile ad avere un organizzazione adeguatamente strutturata, indirizzata alla tutela dell'integrità della vita, dei beni e dell'ambiente ed alla protezione dai danni effettivi o potenziali, derivanti dall'insorgenza di eventi naturali o antropici. Tali finalità sono perseguibili elevando la qualità dell organizzazione preventiva e realizzando un sistema di risposta alle emergenze che permetta a tutti gli attori coinvolti di intervenire con sinergia, tempestività, efficacia ed efficienza. Ciò richiede, alla base, una maggiore sensibilità verso un Sistema regionale di Protezione Civile generato da una nuova cultura di protezione civile che sia propria, indistintamente, del pubblico amministratore come del cittadino, della comunità scientifica e del volontariato, in una parola di tutti coloro che la normativa in vigore, a diverso titolo, elegge quali componenti le strutture operative del Servizio Nazionale di Protezione Civile. Una cultura che tenda a far acquisire, a tutti, la coscienza di essere attori partecipi, per la propria parte, di una stessa rappresentazione, rivolta alla difesa delle popolazioni insediate 1

2 su territori soggetti a rischi, in modo da non subire passivamente i pericoli e le catastrofi come eventi ineluttabili. In Protezione Civile è ben noto Ciclo dei disastri come rappresentazione schematica di ciò che avviene prima, durante e dopo una calamità. In esso le quattro categorie di attività fondamentali che intercorrono tra un evento e un altro sono quelle relative alla Mitigation, alla Preparedness, al Response e, infine, al Recovery. Proprio nella seconda categoria si sono incentrate una serie di esperienze e sperimentazioni condotte dalla Protezione Civile della Regione Umbria, con particolare predilezione allo sviluppo di iniziative volte all adozione di misure ed attività atte a preparare in anticipo una risposta (reazione) efficace all impatto dell evento. Ciò include ad esempio la strutturazione di un efficace sistema di preallarme, di evacuazione della popolazione, di immediato spostamento di beni minacciati lontano dalle aree a rischio. In questo contesto la formazione e la sensibilizzazione della popolazione risultano strategiche e sono quelle attività basilari che concorrono alla determinazione di una abilità di resilienza nella cittadinanza. Le ricerche, gli studi e le analisi progettuali condotte negli ultimi anni dall Amministrazione regionale hanno avuto come linea guida quella di perseguire una serie di esperienze sequenziali, ovvero ogni singolo passo è risultato essere propedeutico e integrato da quello successivo. Nei paragrafi successivi vengono presentati i principali risultati di una metodologia di lavoro che ha permesso, negli ultimi 5 anni, di porre sul campo una serie di strumenti utili alla creazione di un sistema strutturato, efficacie ed efficiente nella risposta alla gestione delle emergenze. Come accennato, sono oramai molti anni che la Regione Umbria sta lavorando su sistemi tecnologici in grado di ottimizzare gli interventi emergenziali di protezione civile supportando sia gli operatori sia tutta la catena di comando e controllo del Sistema di Protezione Civile. Nei paragrafi che seguono verranno brevemente presentate una serie di esperienze significative che hanno permesso di mettere a punto anche il sistema GPS Tracker for COP (Common Operational Picture) attualmente utilizzato in svariate applicazioni nel campo di interesse della Protezione Civile regionale. Va sottolineato che alcune delle esperienze illustrate sono state riconosciute dalla comunità scientifica mediante premi e pubblicazioni anche in ambiente extra-europeo. PROGETTO S.I.S.M.A. Risale all anno 2006 un importante esperienza basata sull utilizzo di sistemi GIS Mobile per la gestione di eventi emergenziali a supporto diretto della popolazione colpita, testata nel corso della fase esercitativa di un progetto europeo denominato S.I.S.M.A. (System Integrated for Security Management Activities to safeguard and protecthistoric centres from risks).obiettivo di questo progetto era la definizione di un nuovo approccio 2

3 d intervento a fronte di un evento calamitoso, passando da un inquadramento metodologico di mero ripristino del danno subito a uno in cui la prevenzione era il termine strategico fondamentale. Essa però non doveva essere intesa solo come un insieme di azioni finalizzate a rendere idonea la risposta del tessuto edilizio storico al verificarsi di un evento sismico ma, soprattutto, al coinvolgimento attivo della popolazione nella gestione dell emergenza. Per raggiungere tale obiettivo, cioè la partecipazione dei cittadini come fattore di riduzione significativa del rischio in termini di perdite di vite umane, le attività di formazione e sensibilizzazione risultarono essere conditio sine qua non.per questi motivi parte integrante dell esercitazione sono state tutte quelle attività di formazione e addestramento tese a sviluppare e consolidare l immagine del cittadino quale primo soccorritore di se stesso (Citizen as first rescuer), sia per elevare il livello di sicurezza di ciascuna persona sia per assicurare la collaborazione attiva della cittadinanza con le strutture operative preposte alla Protezione Civile. Per quanto riguarda le procedure di evacuazione, esse hanno avuto la particolarità di essere svolte mediante la collaborazione dei capozona, cioè dei cittadini, con alto senso di responsabilità, che si sono proposti come referenti e il cui compito è stato quello di accertarsi del corretto e sicuro svolgimento dell evacuazione, dello stato generale di salute dei cittadini appartenenti alla relativa zona di referenza e di trasmettere le informazioni raccolte alla sala operativa del COC (Centro Operativo Comunale), nel frattempo attivato dal Sindaco, per permettere l aggiornamento dello scenario di evento.questa innovativa metodologia di coinvolgimento della cittadinanza è stata rafforzata e integrata da altri tre aspetti innovativi: in primis da un analisi GIS per la determinazione dei percorsi sicuri per il raggiungimento delle aree di attesa e di raccolta; dall adozione per queste ultime di una chiara simbologia (sia in cartografia sia per le strade dell abitato); infine dall adozione di una tecnologia GIS a supporto dei capozona e della sala operativa. La tecnologia GIS adottata nell esercitazione Montone 2006 ha permesso di rendere efficienti gli sforzi di attivazione e rafforzamento delle capacità di resilienza del sistema. In questo senso nella sperimentazione è stato possibile verificare un sistema integrato di tecnologie GIS e Mobile (componenti del sistema AZIMUT) a supporto di un approccio metodologico partecipativo alla gestione dell emergenza con la popolazione. A tal fine è stato creato un sistema completamente autonomo da infrastrutture esistenti di comunicazione dati (compreso internet) con un architettura basata su una rete WLAN, con apparati server e client (PC Server, Notebook, Tablet PC e PDA) e software ArcGIS Desktop, ArcSDE, ArcIMSe applicazioni mobile. Il core del sistema è stato un semplice PC con funzioni di server, posizionato nella sala operativa del COC, con all interno un Geodatabase (un database specializzato per dati geografici su tecnologia ArcSDE) e un Web Service. Il primo ha permesso la memorizzazione di tutte le caratteristiche geometriche (entità cartografiche) e alfanumeriche descrittive (loro attributi) del centro storico di Montone (edifici, strade, numeri civici, ecc.), delle risorse di protezione civile 3

4 (punti delle aree di attesa, di raccolta, di accoglienza, ecc.) e infine dell anagrafe comunale. Il Web Service invece ha permesso d interfacciare i dati del Geodatabase con l applicazione client mobile del sistema installata su palmari dotati di wi-fi. Quest ultima è stata concepita in base alla funzione operativa strategica, cioè alla sua capacità di far acquisire direttamente sul territorio, dai cittadini capozona, quelle informazioni indispensabili alla sala operativa (stato edifici, routine utenze, salute abitanti, richieste intervento VVFF e 118). La trasmissione delle informazioni, per diverse ragioni, non è stata prevista in modo automatico e continuo ma lasciando facoltà all utente capozona di decidere quando e dove sincronizzare i dati sul palmare con il core del sistema. Per quanto riguarda la sala operativa, per mappare i dati del Geodatabase, è stata sperimentata un altra applicazione di tipo client, connessa con una WLAN al core del sistema e basata su una personalizzazione del software Esri ArcGIS Desktop. Grazie a questo client è stato possibile verificare in tempo reale la situazione con le informazioni raccolte dai capozona ma anche attivare le unità dei VVFF e del 118 lì dove era richiesto un loro intervento indicando il modo migliore per arrivarci. Oltre a ciò l applicazione è stata dotata di ulteriori funzioni di analisi e di report tipiche dei GIS. Come componente aggiuntiva è stato predisposto un Internet Map Server, con la tecnologia Esri di ArcIMS, capace di pubblicare in tempo reale su web e sulla rete wireless WAN di emergenza la situazione così come osservata in sala operativa. In questo modo è stato possibile informare sul campo, in piena emergenza, tutti gli operatori forniti di Tablet PC o chiunque fosse stato in grado di accedere ad internet una volta ristabilita la connettività. Questa esperienza è stata presentata alla comunità di operatori ed è stato possibile esporre i risultati dell esperienza durante la Conferenza Italiana Utenti Esri dell anno 2006 ed alla Esri User Conference di San Diego (California) nell anno WEB-GIS: SISTEMA INTEGRATO DI PROTEZIONE CIVILE Sulla scorta dell esperienza maturata durante l esercitazione di Montone e con l arrivo della nuova tecnologia Esri di ArcGIS Server 9.2e l attuale versione 10, è stato possibile avviare un percorso finalizzato all evoluzione della rete di comunicazione presente in Umbria. Già da tempo, infatti, la Regione Umbria ha realizzato un sistema di comunicazione denominato AZIMUT mediante il quale la Regione, le Province ed i Comuni, possono collaborare con strumenti di facile utilizzo permettendo di gestire efficacemente l informazione geografica di base e tematica sia durante l emergenza, sia in tempo ordinario. Per mantenere un buon livello di aggiornamento dei dati e aumentare la qualità dei contenuti, la banca dati specifica denominata SRD è stata progettata per 4

5 essere non solo un mero contenitore di informazioni ma in grado di consentire, in particolare ai Comuni, di contribuire direttamente all implementazione del database. Essendo questi ultimi il livello istituzionale più vicino al territorio, sono di conseguenza in grado di fornire un dato qualitativamente migliore perché meglio rispondente alla realtà dei fatti sotto il profilo di protezione civile.la pubblicazione delle informazioni cartografiche e del SRD è stata affidata alla tecnologia Web Gis in grado, attraverso un browser internet, di mettere a disposizione degli utenti più fonti dati contemporaneamente e quindi conoscere, ad es.la popolazione potenzialmente esposta ad un evento, calcolata con tecniche di dasymetricmapping. La politica legata allo sviluppo di processi e procedure ha permesso, oggi, di disporre di un oramai consolidato sistema Web-GIS che permette alla due provincie Umbre di raccogliere, censire e gestire i dati provenienti dalla pianificazione comunale di emergenza e condividere le informazioni con la struttura centrale regionale. Attualmente è in corso di elaborazione un progetto che porterà alla realizzazione, entro pochi mesi, di un sistema sinergico in grado di mantenersi costantemente sincronizzato con i dati provenienti da tutto il territorio regionale. Tale sistema sarà corredato dalle informazioni di base contenute nel Geo-portale regionale ed arricchito con tutte le informazioni provenienti direttamente dai comuni o dalle strutture operative impegnate sia in tempo di pace che in situazioni emergenziali. L approccio finalizzato all utilizzo di questi sistemi informativi ha permesso di contribuire con un concreto valore aggiunto anche durante l emergenza sismica del 2009 che ha colpito la Regione Abruzzo. E proprio in un contesto verificatosi al di fuori del territorio regionale di competenza che è stato possibile testare e confermare la capacita di erogazione di servizi cartografici a supporto della catena di comando e controllo che si attiva nel Sistema Nazionale di Protezione Civile. Nel contesto abruzzese, infatti, pur non disponendo di cartografia ufficiale proveniente dalla Regione o altro Ente, è stato possibile reperire delle carte di base messe a disposizione della collettività subito dopo l emergenza e iniziare il progetto di un sistema che fosse in grado di supportare l attività della Funzione Censimento Danni del COM (Centro Operativo Misto) il cui coordinamento era affidato alla Regione Umbria. L esigenza era quella di poter organizzare l attività di censimento degli edifici ed avere un quadro sinottico condiviso in grado di rappresentare gli edifici censiti, l esito della verifica di agibilità e contenere una serie di ulteriori informazioni, tra le quali, il numero dei nuclei familiari e delle persone evacuate. Oltre a ciò è stata messa a disposizione degli operatori la possibilità di elaborare dei report automatici contenenti le informazioni su base ISTAT sia degli edifici presenti nella sezione di censimento sia della popolazione esposta all evento. Dal punto di vista operativo, essendo il sistema disponibile on-line, i tecnici incaricati di procedere alle verifiche di agibilità avevano la possibilità di interrogare il sistema per avere 5

6 informazioni circa eventuali esiti di agibilità di edifici limitrofi direttamente dal campo, con conseguente incremento della capacità organizzativa della macchina dei soccorsi, oltre che, chiaramente, ottimizzare il sistema di gestione delle richieste di sopralluogo. Anche questo sistema, utilizzato durante l emergenza sismica che ha colpito la Regione Abruzzo, è stato presentato alla comunità scientifica ed ha ricevuto un riconoscimento nel corso della 12 Conferenza Italiana utenti Esri, tenutasi a Roma nel 2009, durante la quale è stato assegnato, tra l altro, alla Regione Umbria il premio Mondo d'oro per l'uso efficace della conoscenza territoriale. Il premio istituito dalla ''Geoknowledge Foundation'' è stato consegnato ''per l'efficienza e la tempestività mostrate sul campo nelle attività di censimento danni durante l'emergenza del terremoto in Abruzzo''. Si tratta di un riconoscimento assegnato a soggetti istituzionali, professionali o sociali che si sono distinti per la qualità nell'uso della conoscenza del territorio e che hanno favorito lo sviluppo della conoscenza geografica secondo i paradigmi della società della comunicazione. L'uso ottimale dei sistemi informativi geografici, consolidato negli anni nell ambito delle attività di previsione e prevenzione attuate dalsistema di Protezione Civile, ha permesso di rendere velocemente operativo un avanzato strumento di supporto alle attività di rilievo e censimento danni causati dal terremoto anche in un territorio non proprio, quale quello abruzzese. Lo strumento utilizzato consiste in un applicazione browser-based estremamente flessibile, capace di fornire ai singoli soggetti coinvolti nelle operazioni di rilievo un quadro operativo condiviso e caratterizzato da un interfaccia intuitiva. Questo ha consentito di organizzare rapidamente le modalità di censimento e di coordinare le diverse squadre impiegate, monitorando costantemente lo stato di avanzamento del lavoro attraverso la visualizzazione in tempo reale del numero di edifici rilevati, classificati per Comune ed esito di agibilità. Il sistema utilizzato per il censimento danni è basato su tecnologia GIS di Esri, ed è stato realizzato da Team Informatica, Business Partner di Esri Italia. Lato server è stato utilizzato ArcGIS Server, mentre dal lato client ArcGIS Engine. Il sistema vive basandosi su un solido Geodatabase centrale che funge da collettore dei dati (data fusion) sia di quelli raccolti dagli operatori sia di quelli provenienti da molteplici provider privati, nazionali e internazionali. I client cartografici trasmettono le schede degli edifici censiti al repository centrale attraverso una componente software costruita ad hoc per consentire l aggiornamento disconesso, con protocollo SSL. I dati raccolti possono essere visualizzati in un applicazione web intuitiva che permette di creare un quadro operativo condiviso per tutti i soggetti del sistema. Attraverso questo Web GIS è possibile consultare i dati degli edifici censiti ed effettuare report sullo stato di avanzamento del censimento danni, sia per sezione sia per località ISTAT. 6

7 IL SISTEMA GIS MOBILE NELLA GESTIONE DELLE EMERGENZE La Regione Umbria, nel corso degli ultimi anni ha sviluppato una serie di esperienze finalizzate all utilizzo di dispositivi smartphone in situazioni di emergenza a supporto delle decisioni sia per la Sala Operativa che per gli operatori sul campo. L applicazione descritta nel presente lavoro, denominata GPS Tracker for COP (Common Operational Picture), fa parte di un sistema integrato di protezione civile che permette la comunicazione tra dispositivi mobili dislocati sul territorio e Sala Operativa Unica Regionale, in grado di supportare e assistere gli operatori sul campo nell individuazione della posizione, nelle decisioni da prendere, nell invio del proprio itinerario al coordinamento delle operazioni (mobile positioning of the mobile device). Oltre alla normale comunicazione telefonica, l applicazione consente anche l invio di messaggi georeferenziati. E inoltre prevista la possibilità, per la Sala Operativa, di inviare ai dispositivi mobili nuovi obiettivi o nuovi eventi georeferenziati, così che l attività sul campo e in sala assuma una valenza strategica e cooperativa all interno dell unico Quadro Operativo Condiviso (COP). In tale contesto il sistema di tracciamento (mobile positioning of the mobile device) può essere configurato sia per un singolo operatore di campo sia per intere squadre. L indirizzamento e la memorizzazione delle posizioni degli apparati mobili confluisce in un unico Data Base che colloquia attraverso un web service e alimenta la web application COP gestita da ArcGis Server. L architettura del sistema è suddivisa in tre parti: dispositivi smartphone per l acquisizione ed invio dei dati GPS; data base centralizzato per la memorizzazione delle posizioni GPS di tutti gli operatori in campo; ArcGis Server ed applicazione WebGis-COP per la gestione dello scenario condiviso 7

8 Il primo utilizzo concreto di questo sistema è stato effettuato durante la Marcia per la Pace Perugia-Assisi del In questo evento si rendeva necessario avere informazioni in tempo reale sulla posizione di determinati settori del corteo che si muoveva lungo gli oltre 22 km del percorso. Il valore aggiunto che il Sistema di Protezione Civile ha portato all evento è stato proprio quello di condividere il sistema GPS Tracker fo COP con tutti i soggetti e le istituzioni interessate a vigilare sul corretto svolgimento della manifestazione. E, infatti, per la prima volta che le Sale Operative di Regione, Prefettura, Forze dell Ordine, Comuni e Polizie Municipali disponevano di un sistema comune condiviso nel quale venivano fornite tutte le informazioni utili al monitoraggio. Come detto, il sistema dava la possibilità alle istituzione di monitorare l avanzamento del corteo, ma allo stesso tempo era possibile inviare messaggi e informazioni agli operatori e ricevere messaggi georeferenziati direttamente dal campo. Questa esperienza, risultata efficace, è stata più volte replicata in eventi che coinvolgevano sia il Sistema Regionale di Protezione Civile sia il meccanismo dell Ordine e la Sicurezza Pubblica dando vita ad una proficua ed efficace collaborazione tra le varie istituzioni. Anche in questo caso, il sistema si è rivelato efficace in territorio esterno alla Regione Umbria, difatti durante gli eventi alluvionali che hanno interessato il Nord-Italia lo scorso novembre 2011, la Sala Operativa Unica Regionale era in grado di guidare gli operatori dislocati sul territorio della Regione Liguria mediante invio di informazioni comuni e monitorando, costantemente, la posizione dei caposquadra che operavano sul territorio. Le esperienze maturate, stanno dando la possibilità di sviluppare e realizzare una infrastruttura basata sugli operatori di Protezione Civile in grado di far pervenire in Sala Operativa tutte le informazioni utili alla corretta gestione dell emergenza e ottimizzare il sistema di scambio di informazioni tra gli operatori impegnati sul campo. Riferimenti Autori: Paolo Ciaccasassi, Maurizio Tesorini: Regione Umbria - Centro Regionale Protezione Civile, Via Romana Vecchia Foligno (PG) sour@regione.umbria.it Leonello Artegiani: TEAM Informatica, Via Solitaria, Deruta (PG) info@teaminformatica.it 8