Dopo gli eventi di formazione sull’impiego delle immagini satellitari di PRISMA per lo studio delle isole urbane di calore, il team ASI del programma I4DP_SCIENCE continua gli incontri con la comunità degli utenti per esplorare come i prodotti applicativi satellitari in corso di sviluppo possono essere impiegati a supporto di attività scientifiche e istituzionali.

Nel corso di due User Workshop dedicati, ASI ha illustrato i progetti:

• SatellOmic, incentrato sul monitoraggio e tutela dei bacini idrici, con l’Istituto Superiore di Sanità (ISS) e la Scuola di Ingegneria Aerospaziale di Sapienza Università di Roma;

• GEORES focalizzato sulla gestione dei rischi naturali (alluvioni, incendi, movimenti del terreno), con l’Università degli Studi di Bari "Aldo Moro" e l’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IREA).

Entrambi i progetti sono stati avviati da ASI nell’ambito della Prima Call for Ideas dedicata al tema delle “Città Sostenibili” di I4DP_SCIENCE.

Rappresentanti e tecnici di enti istituzionali come le ARPA, dipartimenti regionali di protezione civile, città metropolitane, riserve naturali ed enti pubblici di ricerca hanno quindi avuto modo di conoscere le attività progettuali e di esprimere i propri fabbisogni in termini di supporto al processo decisionale. Il confronto costruttivo ha aiutato ASI e i team di progetto a consolidare i requisiti utente dei prodotti, piattaforme e applicazioni per telefonia mobile in corso di sviluppo.

Prossima tappa: Bologna, 14° Workshop Tematico AIT-ENEA | Telerilevamento applicato alla gestione delle risorse idriche.

SatellOmic User Workshop – 07/05/2024, Sede dell'ASI (Roma)

Il progetto “SatellOmic – Integrazione di sistemi satellitari e metagenomici per il monitoraggio e la tutela di bacini idrici”, avviato il 31 luglio 2023 e compartecipato da ASI, Istituto Superiore di Sanità (ISS) e Scuola di Ingegneria Aerospaziale (SIA) dell'Università di Roma La Sapienza, ha come obiettivo il monitoraggio e la valutazione della qualità delle acque.

La direttiva 2000/60/CE (Direttiva Quadro sulle Acque – DQA) istituisce un quadro per l'azione comunitaria in materia di acque, con l'obiettivo di prevenirne il deterioramento qualitativo e quantitativo, migliorarne lo stato e assicurarne un utilizzo sostenibile, basato sulla protezione a lungo termine delle risorse idriche disponibili. Un rilevamento complesso e rapido dell'eventuale presenza di agenti contaminanti nei bacini idrici, quali ad esempio biotossine da fioriture algali o idrocarburi totali da sversamenti di petrolio, consentirebbe dunque di rivelare tempestivamente gli ambienti potenzialmente danneggiati e pianificare delle misure di ripristino rapide e appropriate. Tuttavia, controlli di routine estesi e approfonditi degli ecosistemi acquatici sono spesso costosi e di difficile realizzazione, specie in bacini idrici interessati da tali contaminazioni. In questo contesto, il dato satellitare, opportunamente elaborato mediante algoritmi e metodologie dedicate, può fornire un ulteriore strumento di monitoraggio delle riserve idriche e del loro stato di salute.

A questo proposito il progetto SatellOmic sta integrando il dato satellitare con la metagenomica, ovvero lo studio del materiale genetico presente in un determinato ambiente, in grado di fornire informazioni complesse sullo stato degli ecosistemi esistenti nei bacini idrici. Attraverso l'utilizzo congiunto di questi due strumenti, SatellOmic sta realizzando algoritmi che permetteranno di ottenere informazioni sulla qualità delle acque direttamente dall'analisi delle immagini satellitari. Queste informazioni verranno poi inserite all'interno di un'applicazione per telefonia mobile, in corso di realizzazione con il supporto della ditta TRICE s.r.l., che permetterà di visualizzare lo stato e la qualità delle acque dei bacini idrici situati sul territorio nazionale. L'identificazione e lo studio delle acque contaminate possono inoltre consentire l'isolamento di possibili microrganismi in grado di nutrirsi delle sostanze nocive, che possono essere quindi utilizzati per bonificare in modo ecosostenibile i bacini idrici inquinati attraverso la tecnica del biorimedio.

Visione schematica dell'uso sinergico di dati satellitari e metagenomica nel caso di sversamenti di petrolio (oil spill) in un bacino idrico. Le immagini satellitari, opportunamente elaborate mediante appositi algoritmi, consentono una tempestiva identificazione della contaminazione in atto. La caratterizzazione metagenomica condotta in situ fornisce invece informazioni sull'ambiente microbico presente nelle acque contaminate, consentendo l'isolamento di possibili microrganismi utilizzabili per tecniche di biorimedio volte alla bonifica del bacino idrico (Credits: D'Ugo et al., 2024, Environmental Advances)

Il primo User Workshop del progetto si è tenuto presso la sede ASI di Roma lo scorso 7 Maggio. L'evento ha visto la partecipazione di rappresentanti di: ARPA Lazio, ARPA Emilia Romagna, l'Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) e la Riserva Naturale Selva del Lamone. Durante il workshop è stato illustrato il progetto ed è stato presentato un primo mock-up dell'applicativo per telefonia mobile, che costituirà il prodotto finale del progetto. Il mock-up è stato presentato dalla ditta TRICE s.r.l., contrattualizzata per la realizzazione dell'applicazione. Durante questo evento si sono potuti raccogliere una serie di feedback preliminari sull'app da parte dei partecipanti, che permetteranno di consolidare i requisiti utente rispetto ai quali l’applicativo viene sviluppato.

GEORES User Workshop – 05/03/2024, Modugno (BA)

Il progetto “GEORES – Applicativo GEOspaziale a supporto del miglioramento della sostenibilità ambientale e RESilienza ai cambiamenti climatici nelle aree urbane”, avviato il 1 settembre 2023 e compartecipato da ASI, Università degli Studi di Bari "Aldo Moro" e CNR-IREA, è invece finalizzato allo studio del contesto urbano per l'identificazione di zone ad alto rischio di incendi, inondazioni e degradazione del suolo.

L'urbanizzazione sostenibile costituisce una delle sfide principali del nuovo millennio ed è uno dei temi fondamentali toccati dalle attuali politiche europee (European Green Deal) ed internazionali (SDG), così come dalla strategia per lo sviluppo sostenibile nazionale (SNSvS). L'obiettivo è quello di rendere le città più sostenibili e sicure dal punto di vista ambientale, anche attraverso la riduzione dei livelli di rischio legati a fenomeni naturali e antropici, quali inondazioni, incendi e dissesto idrogeologico. Studi recenti sembrano infatti suggerire un intensificarsi di tali fenomeni non soltanto in relazione al cambiamento climatico e al riscaldamento globale, ma anche all'aumento del processo di urbanizzazione. La complessità dei sistemi urbani e dei fattori predisponenti i disastri ambientali richiede un approccio al problema di tipo interdisciplinare, nel quale le moderne tecnologie satellitari di Osservazione della Terra possono fornire un contributo innovativo e fondamentale nell'individuazione e nella gestione del territorio e delle zone di rischio.

Partendo da questi presupposti, il progetto GEORES sta sviluppando un applicativo in grado di fornire un servizio di tipo web-based per l'analisi di rischi naturali e antropici nell'ambito di vaste aree metropolitane. A questo scopo sono in corso di mappatura le zone ad alto rischio (hot-spot) presenti sul territorio e di identificazione gli indicatori specifici sui fattori di criticità, che potranno essere usati a supporto delle politiche di prevenzione, intervento e mitigazione dei rischi, in un'ottica di sostenibilità e resilienza dei sistemi urbani. Il progetto si basa sull'impiego sinergico delle tecnologie satellitari di Osservazione della Terra (in particolar modo i satelliti della costellazione COSMO-SkyMed e SAOCOM e il satellite PRISMA) e prevede l'integrazione di dati, algoritmi e modelli di calcolo sviluppati da UNIBA (Dipartimenti DiSSPA, DIF e DISTEGEO), in collaborazione con il CNR-IREA e GAP s.r.l., congiuntamente con ASI.

Schema del progetto GEORES. I dati satellitari, integrati con dati e modelli di calcolo di UNIBA, CNR-IREA e GAP s.r.l., fungono da input per la piattaforma GEORES, che li utilizza per condurre un'analisi multi-rischio attraverso algoritmi dedicati e Intelligenza Artificiale. Il prodotto finale (mappe multi-rischio) può quindi essere fornito all'Utente finale, a supporto delle politiche di prevenzione, intervento e mitigazione dei rischi naturali (schema a cura del Prof. Raffaele Lafortezza, coordinatore progetto GEORES per UNIBA).

Uno degli aspetti innovativi del progetto GEORES è quello di condurre un'analisi "multi-rischio", in cui vengono valutati in parallelo, e con l'ausilio dell'Intelligenza Artificiale, diversi fattori di rischio, quali Land Displacement, Sediment Connectivity, Flood e Urban Wildfire. Recenti studi hanno infatti dimostrato come questi fattori di rischio, apparentemente disgiunti tra di loro, possano in realtà essere spesso interconnessi: una tempestiva identificazione sul territorio di uno di questi hot-spot può permettere dunque di prevenire ulteriori eventi calamitosi ad essi collegati. Target principale di GEORES sono la Città di Bari e la sua Area Metropolitana. Le prime fasi del progetto stanno inoltre comprendendo un'analisi estensiva dell'area del Gargano, territorio caratterizzato da numerose zone a rischio frana, alluvione e incendio, che possono essere studiate nel dettaglio e utilizzate per testare e validare gli algoritmi prodotti dal progetto da impiegare poi sull'Area Metropolitana di Bari.

Un momento dell'evento GEORES End-Users Workshop

Il primo user workshop del progetto si è tenuto a Modugno (BA) il 5 Marzo 2024, presso la sede di Sfera Informatica s.r.l. L'evento ha visto la partecipazione di numerosi utenti, tra i quali esponenti di: Protezione Civile Regione Puglia, Città Metropolitana di Bari, Regione Puglia, Parco Nazionale del Gargano, Polizia Metropolitana di Bari, Università di Bari, Politecnico di Bari e altri enti scientifici e istituzionali. Durante il workshop sono stati raccolti una serie di feedback preliminari sul prototipo di piattaforma GEORES da parte dei partecipanti presenti all'evento, allo scopo di consolidare i requisiti utente rispetto ai quali l'applicativo verrà sviluppato e valutando quali applicazioni possa esso fornire nella pratica corrente. Al termine del workshop è stata poi organizzata una tavola rotonda per discutere le prospettive di impiego di servizi basati sulle immagini satellitari a supporto del controllo del territorio e del monitoraggio e gestione dei rischi naturali e antropici.

Entrambi i progetti entrano adesso nelle loro fasi di sviluppo degli applicativi, il cui completamento è previsto per la fine dell'estate. SatellOmic e GEORES prevedono inoltre eventi dimostrativi e formativi da svolgersi nelle rispettive fasi finali dei progetti (fine 2024 - inizio 2025), con la possibilità per l'utente finale di contribuire alla fase di testing e validazione dei prodotti e degli applicativi.

Per ulteriori informazioni sul programma I4DP_SCIENCE contattare:

Deodato Tapete, Responsabile di Procedimento ASI: deodato.tapete@asi.it

Alessandro Ursi, Responsabile di Progetto ASI: alessandro.ursi@asi.it