Sistemi Complessi e Telerilevamento per l Ambiente

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1 Orientamento Sistemi Complessi e Telerilevamento per l Ambiente N. Pierdicca - [email protected] V. Ferrara - [email protected]

2 Sistemi complessi per l ambiente Monitoraggio ambientale / Gestione attività Telerilevamento Sensori distribuiti Comunicazione GIS /TIS Un efficace monitoraggio ambientale può essere alla base di un miglioramento della qualità della vita. In particolare un efficace controllo dell ambiente può garantire rapide risposte di intervento in situazioni di particolare degrado o alterazione dell ambiente (e fra essi le catastrofi naturali), risultando un punto chiave dello sviluppo sostenibile. Si fa in particolare riferimento a situazioni di rischi quali: inquinamento atmosferico inquinamento elettromagnetico inquinamento acustico incendi boschivi inquinamento delle acque controllo dei movimenti franosi controllo dei bacini fluviali Monitoraggio ambientale e Gestione delle risorse!

3 Sistemi complessi per l ambiente Monitoraggio ambientale / Gestione attività Telerilevamento Sensori distribuiti Comunicazione GIS /TIS Le caratteristiche principali di un sistema basato su sensori distribuiti sono: real time informazioni sono georeferenziate utilizza tecnologie SoC (Systems-on-chip) e SiP (System in Package) / Chip Stack MCM. microsistemi contenenti anche più di un sensore basso costo unitario per uso in grande scala Basso consumo potenza (Tecniche harvesting / scavenging) ridotte dimensioni (meno invasive) a basso o nullo impatto ambientale.

4 Sistemi complessi per l ambiente multisensori distribuiti sul terrritorio Sensor Connessioni in rete Wireless Standard: WiFi, WiMax, ZigBee, LAN Local Network Converter GPS Access Point

5 Collaborazioni: Classificazione iperspettrale Laboratorio LARA (Airborne Laboratory for Environmental Research) MIVIS è una piattaforma aerea

6 Sistemi complessi per l ambiente Monitoraggio ambientale / Gestione attività Telerilevamento Sensori distribuiti Comunicazione GIS /TIS Sviluppo dei sistemi di controllo e comunicazione. architetture di acquisizione dati software per acquisizione dati e per i sistemi di controllo strumenti di analisi strumenti software di interazione utente per la gestione e la conseguente fruizione dei dati.

7 Sistemi complessi per l ambiente

8 Sistemi complessi per l ambiente

9 Sistemi complessi per l ambiente

10 Sistemi complessi per l ambiente tecnologie elettroniche Soluzioni tecnologiche RadHard

11 Sistemi complessi per l ambiente tecnologie elettroniche Vdc RF input Envelope detector Phase detector Amplitude Modulator PA RF output

12 Laboratori Dipartimento di Ingegneria Elettronica Fotoallineatore Sputtering Balzer

13 Laboratori Dipartimento di Ingegneria Elettronica Lab. micro e nano tecnologie

14 Laboratori Dipartimento di Ingegneria Elettronica Lab. Circuiti a Radiofrequenza Lab. Elettronica per l Ambiente

15 Telerilevamento Il telerilevamento (remote sensing) è la tecnologia che permette di misurare le caratteristiche di un oggetto senza entrare in contatto fisico con esso L'oggetto può essere l'ambiente terrestre (telerilevamento ambientale) nelle sue componenti di terra solida, idrosfera, criosfera, atmosfera, biosfera I sensori di telerilevamento misurano le variazioni indotte dall'oggetto su un campo di forze, solitamente il campo elettromagnetico (eventualmente il campo acustico) L'informazione è "trasportata" dalla radiazione elettromagnetica (e.m.) che, dopo aver interagito con l'oggetto (riflessione, diffusione, assorbimento, rifrazione, ecc.) si propaga verso il sensore

16 Missioni spaziali

17 Sensori per telerilevamento Radiometri ottici a scansione Multispettrali Iperspettrali Radiometri a microonde Radar Scatterometri Radar Altimetro Radar ad Apertura Sintetica

18 Gestione ed elaborazione dei dati Monitoraggio e Controllo del satellite Acquisizione dei dati Archiviazione dei dati Elaborazione dei dati Interpretazione dei dati Distribuzione all utente

19 Applicazioni Atmosfera e clima Pianificazione Rischi DEM Risorse terrestri Cartografia e Geographical Information System (GIS)

20 Interpretazione dei dati Fondata sulla comprensione meccanismi interazione radiazione con i mezzi naturali Modelli elettromagnetici diretti Metodi di inversione Spettro elettromagnetico Es.: frequenze VIS/NIR Es.: Microonde

21 Radiometro orbita GEO

22 Radiometro a MW orbita LEO Special Sensor Microwave /Imager piattaforme DMSP

23 Radar polarimetro Stromboli, 1991 NASA/JPL AIRSAR, Banda L, HH, VV, HV

24 Radiometro MS, media risol., orbita LEO Roma Fusione dati SPOT e LANDSAT

25 Radiometro PAN e MS Alta Risol., orbita LEO Immagine Ikonos Immagine Quickbird

26 Comparto industriale EO Settori industriale che attingono al mercato EO come da studio JRS (non include industria aerospaziale finanziata da fondi pubblici) Ref. JRC/ESYS RPT-02

27 Proiezioni di mercato EO Settore pubblico per la richiesta di informazioni sull ambiente (es. CEE, Amministrazioni, Enti) Aziende/attività ad impatto ambientale Enti preposti alla gestione territoriale Enti/aziende gestori/produttori di risorse rinnovabili, etc. non include finanziamenti pubblici industria aerospaziale Ref. JRC/ESYS RPT-02

28 Ripartizione mercato EO Ref. JRC/ESYS RPT-02 Enti pubblici e governativi Organizz. internazionali Infrastrutture, trasporti, comm. Energia e risorse natuali. Servizi Agroalim., pesca, foreste

29 Sbocchi professionali Enti pubblici di promozione industriale (ASI, ESA, etc.) Aziende manifatturiere elettroniche (ThalesAlenia,.. Aziende di engineering e servizio (Telespazio, ACS,.) Aziende di fornitura dati (Telespazio, Eurimage,..) Ricerca Enti o amministrazioni locali Società di servizio nel settore ambientale e GIS...

30 Un modulo a scelta fra: Calcolo numerico (1 mod.) o Geometria e algebra (1 mod.) : o Metodi matematici per l ingegneria (1 mod.) o Modelli di programmazione matematica o Sistemi elettronici UDI composta dai due moduli Elettronica a radiofrequenza Architetture di sistemi integrati (1 mod.) Telerilevamento UDI composta dai due moduli Telerilevamento e diagnostica elettromagnetica Propagazione Elettromagnetica Elettronica per l ambiente UDI composta dai due moduli Elettronica per l ambiente Radiotecnica terrestre e satellitare Elettronica analogica con applicazioni Microonde I Comunicazioni elettriche (2 mod.) Reti di telecomunicazioni Sistemi microelettromeccanici Sistemi Embedded Fisica superiore Basi dati Laboratorio di elettronica e telecomunicazioni 12 crediti a scelta dello studente

31 Contatti e collaborazioni per tesi CNR-IFAc (Firenze) ACS S.r.l. Roma Kell S.r.l. - Roma Casaccia - Roma Serco. Frascati ESA-ESRIN - Frascati INGV - Roma Telespazio S.p.a - Roma)