Il telerilevamento a supporto del monitoraggio ambientale e nella gestione degli eventi emergenziali

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1 Arpa Piemonte Il telerilevamento a supporto del monitoraggio ambientale e nella gestione degli eventi emergenziali Incontro pubblico - Polo Universitario Rita Levi-Montalcini, Asti Martedì 10 aprile 2018 Angelo Robotto

2 Earth Observation in Arpa Attività Arpa Piemonte svolge da diversi anni attività di telerilevamento per il monitoraggio ambientale. Tutti i dati telerilevati (satellitari, aerei, SAPR) confluiscono nel Sistema Informativo Geografico Ambientale L archivio di immagini aeree e satellitari copre un arco temporale di circa 30 anni. A questi si aggiungono gli archivi di fotogrammi di voli minori dagli anni 50 agli anni 80

3 Attività realizzate Uso del Suolo Arpa Piemonte: Attività EO/RS Satellite Aereo Drone Landsat 7-8 Voli Regionali AGEA SPOT 5 Carta della Natura Quickbird SPOT 5 Monitoraggio Frane ERS1-2 Radarsat COSMO Voli Regionali Rilievi Crolli Eventi alluvionali SPOT 4 ERS1 Voli Regionali Mappatura Amianto Voli Regionali AGEA Rilievi Aree Critiche LIDAR Edificato 3DEdificato 3D Monitoraggio Consumo Suolo Copernicus Sentinel AGEA Voli Regionali Incendi Boschivi Siti conaminati

4 Esempi: Mappatura amianto con telerilevamento aereo e approfondimenti drone Monitoraggio Consumo Suolo con telerilevamento satellitare Copernicus Sentinel Monitoraggio Incendi con dati MODIS, Sentinel, Landsat e servizi Near Real Time Copernicus Stima Land Surface Temperature con Landsat TIRS Change detection

5 Arpa Piemonte Esempio: Mappatura amianto

6 Progetto di Mappatura Amianto Regionale La scelta delle aree di indagine prioritarie Aree di indagine: Aree comuni > abitanti (68 comuni) Escluse aree >1000 m slm Elevata urbanizzazione e densità abitativa Complessivamente : circa 600 comuni indagati (300 completamente, 300 parzialmente ) Superficie Indagata: Oltre 9000 kmq oltre 40% aree di pianura (<1000 m slm) Popolazione presente nell area: Oltre abitanti Oltre 70% pop. totale regionale

7 Progetto di Mappatura Amianto Regionale Le scelte progettuali Approccio innovativo Rapidità di applicazione Basso costo Classificazione automatica con telerilevamento aereo verifica in campo Indagine su area vasta, tempo max completamento 2-3 anni Utilizzo ortoimmagini già disponibili. Interamente gestito con risorse professionali e strumentali dell Agenzia Definizione metodologia Sperimentazione su area campione Avvio applicazione su scala regionale

8 MAPPATURA COPERTURE MCA - Metodologia Telerilevamento: Preparazione e processamento immagini Ortofoto Regione Piemonte 2009 banda Visibile Immagini utilizzate Ortofoto Volo Regione Piemonte Bande visibile (RGB) Banda Infrarosso vicino (NIR) Risoluzione geometrica 0.4m Image import Image processing Ortofoto Regione Piemonte 2009 banda Infrarosso vicino Circa 4800 immagini Circa 4 TB di spazio disco

9 Telerilevamento Analisi e classificazione automatica delle immagini FASE 1: riconoscimento automatico forme ed oggetti OBJECT ORIENTED SEGMENTATION FASE 2: classificazione automatica coperture (potenzialmente) MCA FASE 3 Creazione Sistema Informativo Geografico

10 Mappatura Amianto : Pubblicazione e divulgazione dei risultati Geoportale Arpa Piemonte webgis.arpa.piemonte.it Attraverso il servizio è possibile consultare: Cartografia Documentazione, Video Sintesi avanzamento attività Download dati, accesso servizi

11 Mappatura Amianto: il monitoraggio Telerilevamento con droni : prospettive Possibilità di monitoraggio in aree inaccessibili Elevata definizione Tempistica contenuta Possibilità di valutare dettagli non visibili da ortoimmagini tradizionali (visione obliqua) Derivazione modelli 3D

12 Esempio: Progetto Monitoraggio Amianto con Prov. Cuneo ( ) Il progetto sperimentale si pone come risultati attesi: -una più rapida e più precisa identificazione dei manufatti delle coperture contenenti cementoamianto con conseguente riduzione del numero delle ispezioni -la possibilità di estendere le verifiche in aree difficilmente raggiungibili ed ispezionabili con sopralluogo tradizionale -una base dati funzionale ad una restituzione tridimensionale e quindi volumetrica delle coperture

13 Derivazione ortoimmagini ad elevata risoluzione (5 cm) Classificazione ed integrazione mappatura regionale Elaborazione modelli 3D e volumetrie edifici

14 Il progetto Valutare estensioni del progetto e altri possibili campi applicazione Arpa Amianto Antropico: estensione esperienza ad altri Comuni o aree critiche Qualità acque: scarichi con camere termiche; Dissesti : analisi strutturali e volumetriche frane, aree valanga etc. Corpi idrici: morfologia fluviale di dettaglio, torbiere, mesohabitat fluv. Discariche: monitoraggio volumetria e stato; Siti industriali / siti contaminati: monitoraggio evoluzione Grandi opere: monitoraggio evoluzione opera, cantieri etc.

15 Arpa Piemonte Esempio: Monitoraggio Consumo Suolo con telerilevamento satellitare Copernicus Sentinel

16 Il progetto Monitoraggio Consumo di Suolo Il Monitoraggio del Consumo di Suolo è una delle funzioni del Sistema nazionale (SNPA ) attribuite dalla Legge 132/2016 Monitoraggio annuale delle aree di cambiamento (consumo/recupero) Completamente realizzato con sole risorse umane, tecnologiche, economiche interne ad SNPA (ISPRA e ARPA) Totalmente basato su Telerilevamento Satellitare con dati Copernicus (Sentinel 2)

17 Monitoraggio Consumo di Suolo: esempio confronto multi-temporale immagini Satellitari Copernicus Sentinel Sentinel 2A - Torino Trasformazione area Stadio Juventus Composizione bande Infrarosso in falsi colori: in rosso vivo le aree vegetate

18 Esempio attività di monitoraggio in corso presentazione maggio 2018 Vercelli: Nuovo Polo Amazon 2017 Nuovo consumo Circa 40 ettari

19 Copernicus Sentinel 2: confronto Indici vegetazionali (NDVI) multitemporale Novi Ligure : Esempio aree di trasformarzione per lavori Terzo Valico

20 Arpa Piemonte Esempio: Analisi evoluzione incendi boschivi e qualità aria

21 Copernicus: Incendi boschivi & qualità aria Incendi in Piemonte ottobre 2017 In concomitanza con gli eventi calamitosi dell ottobre 2017 è stata avviata la raccolta, organizzazione, trattamento e messa a disposizione dell utenza interna ed esterna dei dati e dei servizi disponibili Valutazione evoluzione aree percorse da fuoco Valutazione del contributo delle emissioni sulla qualità dell aria (PM10 e PM2.5) (stima circa il 40%) Realizazione di un servizio informativo in condivisione con : Sala Operativa Protezione Civile Regionale Corpo forestale AIB Centro Funzionale Arpa

22 Copernicus: Incendi boschivi & qualità aria Sviluppo servizio WebGIS Incendi ultime 24-48h (MODIS FIRMS e ultimi 7 giorni (VIIRS) Perimetrazione incendi ultimi 30 giorni (Copernicus EMS EFFIS, VIIRS) Temperature e direzione del Vento in tempo reale, aggiornamento ogni 10 min (Arpa) Stazioni qualità dell'aria (Arpa) Immagini satellitari MODIS Terra e Aqua con aggiornamento giornaliero (NASA/Esri) Altre immagini satellitari Copernicus Sentinel e Landsat 8 Integrazione dati Copernicus EMS The Copernicus Emergency Management Service

23 Arpa Piemonte Esempio: Altre sperimentazioni in corso: modellazione temperatura al suolo change detection

24 Copernicus STIMA LST Land Surface Temperature Analisi temperature a terra tramite elaborazione dati del sensore TIRS (Thermal Infrared Sensor) di Landsat : Sperimentazione su area Torinese e 2018: messa a punto modelli automatici ed avvio elaborazione in continuo (estate) Confronto ed analisi con stazioni a terra Possibili applicazioni Mappatura Ondate di calore Analisi Incendi Supporto metodologico alla spazializzazione dati meteo

25 Copernicus Sperimentazione Change Detection Avvio prime sperimentazioni di Change Detection automatico con dati Sentinel 1 e Sentinel 2 Esempio cantieri Terzo Valico Ortoimmagine 2010 Possibili applicazioni: Monitoraggio grandi opere (cantieri) Perimetrazione aree interessate da incendi Consumo di suolo Sentinel 2 apr 2016