CNR - IREA, sede di Milano DPN - Direzione Protezione Natura Un sistema integrato per il monitoraggio e la mappatura delle aree percorse da incendio nei Parchi Nazionali attraverso l utilizzo dei dati da satellite Il patrimonio boschivo nazionale è un bene insostituibile per la qualità della vita (L. n. 353, 2000) Il progetto si pone come obiettivo il riconoscimento e la mappatura delle aree percorse da incendio mediante l elaborazione di immagini da satellite. In particolare, esso si basa sulle immagini del sensore Terra-ASTER per il monitoraggio dei Parchi Nazionali di tutto il territorio italiano nell arco del quinquennio 2001-2005. Immagine ASTER acquisita il 27 luglio 2005 (RGB: 832) sull Arcipelago della Maddalena e foto degli incendi in Sardegna del 2006 acquisita del Corpo Forestale dello Stato
Gli incendi nei Parchi Gli incendi ogni anno danneggiano il patrimonio forestale italiano e creano nei casi più estremi condizioni di rischio elevato per la popolazione residente. Prevenire gli incendi attraverso il richiamo ad un attenzione maggiore da parte di chi fruisce delle risorse boschive ed il controllo delle autorità non è sufficiente. Il patrimonio forestale deve essere protetto anche attraverso una gestione mirata delle aree danneggiate dagli incendi come indicato dalla legge quadro n. 353 del 21 novembre 2000. Parchi Nazionali italiani Per incendio boschivo si intende un fuoco con suscettività a espandersi su aree boscate, cespugliate o arborate, comprese eventuali strutture e infrastrutture antropizzate poste all'interno delle predette aree, oppure su terreni coltivati o incolti e pascoli limitrofi a dette aree (L. n. 353, 2000) Immagine ASTER 4 giugno 2003
Il sensore Terra-ASTER Il sensore ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) sulla piattaforma NASA-TERRA acquisisce dati nelle regioni dello spettro dal visibile all infrarosso termico con una risoluzione spaziale che varia da 15 m a 90 m. Le riprese coprono la stessa area (60 x 60 km) ogni 16 gg (10.30 AM). Risoluzione Geometrica VNIR 15 m SWIR 30 m Bande Spettrali B1: 0.52 0.60 µm B2: 0.63 0.69 µm B3-n: 0.76 0.86 µm B3-b: 0.76 0.86 µm B4: 1.60 1.70 µm B5: 2.145 2.185 µm B6: 2.185 2.225 µm B7: 2.235 2.285 µm B8: 2.295 2.365 µm B9: 2.360 2.430 µm TIR 90 m B10, B11, B12 B13, B14 (8.125-11.65 µm) Le immagini da satellite permettono il frequente monitoraggio del territorio a larga scala diventando uno strumento indispensabile per integrare tecniche più tradizionali di rilievo. Le proprietà geometriche e radiometriche di ASTER sono particolarmente adatte per rilevare le aree bruciate a scala regionale e nazionale. Immagine ASTER 18 agosto 2004
Dati ASTER per i Parchi I dati acquisiti dal sensore ASTER vengono processati e archiviati dalla NASA per derivare i prodotti di riflettanza al suolo per le bande VNIR (3 bande, 15 m, 184 Mbyte) e SWIR (6 bande, 30 m, 77 Mbyte), corrette per l effetto atmosferico (AST07- ASTER On-Demand L2 Surface Reflectance). L analisi dei dati archiviati ha permesso di selezionare le scene ASTER utili per il progetto che coprissero una porzione del parco e fossero libere da nuvole. Sono state acquisite circa 500 immagini ASTER relative al periodo 2001-2005 per un totale di 125 GByte di dati archiviati. PARCO NAZIONALE Sup (ha) 2001 2002 2003 2004 2005 totale Gran Paradiso 70318 4 6 3 12 1 26 Val Grande 11340 1 2 2 1 2 8 Stelvio 133325 5 9 6 4 6 30 Dolomiti Bellunesi 15132 1 4 10 2 1 18 Cinque Terre 3860 3 4 8 4 2 21 Arcipelago Toscano 16856 4 2 6 3 3 18 Appennino Tosco Emil 22792 4 10 7 5 1 27 Foreste Casentinesi 31038 1 1 9 1 1 13 Monti Sibillini 69722 2 7 5 2 2 18 G. Sasso e M. Laga 141341 4 9 7 3 6 29 Majella 62838 2 6 4 3 3 18 Abruzzo Lazio Molise 49680 2 1 4 4 1 12 Circeo 5616 3 2 3 1 3 12 Vesuvio 7259 2 4 2 5 4 17 Cilento e V. di Diano 178172 5 3 11 13 4 36 Gargano 118144 4 4 8 10 1 27 Pollino 171132 5 8 21 10 1 45 Sila 73695 2 2 8 2 2 16 Aspromonte 76053 6 6 10 4 0 26 Asinara 5170 2 1 1 1 2 7 La Maddalena 5100 2 2 7 1 2 14 TOTALE 1268583 71 106 156 103 53 489 I dati ASTER sono stati messi a disposizione dal Dept. of Geography, University of Maryland, USA. La metodologia utilizzata per l individuazione e la mappatura delle aree bruciate si basa sul calcolo di due indici spettrali (Normalized Burn Ratio, NBR e Burned Area Index, BAI) ricavati dalle bande ASTER nel visibile e nell infrarosso vicino (VNIR) ed a onde corte (SWIR). Agli indici, pixel per pixel, sono state applicate delle soglie e le aree che soddisfano le condizioni per entrambi sono state classificate come bruciate.
Parco del Pollino Risultati La tabella riporta il numero di poligoni e la superifice bruciata, per ogni parco e anno di studio, ricavati dalla classificazione delle immagini ASTER. Ogni scena ASTER è classificata per perimetrare le aree bruciate di superficie superiore a 1 ha. Un database delle aree bruciate costruito in ambiente GIS permette di visualizzare i Parco del Vesuvio perimetri delle aree nei parchi per gli anni 2001-2005 e di interrogare il sistema per ottenere informazioni sulla distribuzione spazio-temporale Parco del Cilento degli incendi. Parco del Gargano Validazione. La mappe delle aree bruciate ottenute dalle immagini satellitari sono state confrontate con i dati a terra (puntuali e perimetrali) per valutare l accuratezza del prodotto, ove tali dati fossero disponibili. Questa fase di validazione ha messo in evidenza la necessità di integrare le due fonti di dati (rilievi CFS e immagini da satellite) in modo da ottenere un informazione più completa.
Collaborazioni: Il Department of Geography (University of Maryland, USA) nel contesto del progetto "Refinement & Maintenance of the MODIS fire product suite per l accesso ai dati ASTER. Il programma OASIS (Optimising Access to Spot Infrastructure for Science) finanziato dalla Commissione Europea per l accesso ai dati SPOT. Il Corpo Forestale dello Stato per i dati dei rilievi a terra delle aree percorse dal fuoco nei Parchi Nazionali. Parco Nazionale del Cilento Links DPN Direzione Protezione Natura, Min. Ambiente: www.minambiente.it Consiglio Nazionale delle Ricerche: www.cnr.it IREA-CNR Milano: http://milano.irea.cnr.it/ Corpo Forestale dello Stato: www.corpoforestale.it ASTER web page: http://asterweb.jpl.nasa.gov OASIS Programme: http://medias.obs-mip.fr/oasis/ Comitato Scientifico: Petrucci B. (Direzione per la Protezione della Natura, Min. Ambiente), Mollicone D. (Max Plank Institute, Jena, Germania), Grégoire J.-M. (Global Environmental Monitoring-JRC, Ispra), Boschetti L. (Università del Maryland, USA), Federici S. (Climate Change Unit-JRC), e Brivio P.A. (CNR-IREA Milano). Contatti: P. A. Brivio - CNR-IREA Milano (brivio.pa@irea.cnr.it), D. Stroppiana - CNR-IREA Milano (stroppiana.d@irea.cnr.it), B. Petrucci - DPN (Petrucci.Bruno@minambiente.it). Un sistema integrato per il monitoraggio e la mappatura delle aree percorse da incendio nei Parchi Nazionali attraverso l utilizzo dei dati da satellite Convenzione fra Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare - Direzione per la Protezione della Natura (DPN) ed il Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell Ambiente (CNR-IREA)