Asti, 10/04/2018
Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Arpa Piemonte
Il telerilevamento a supporto del monitoraggio ambientale e nella gestione degli eventi emergenziali
Incontro pubblico - Polo Universitario “Rita Levi-Montalcini”, AstiMartedì 10 aprile 2018
Angelo Robotto
Asti, 10/04/2018
Arpa Piemonte: Attività EO/RS
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
Earth Observation in ArpaAttività
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Satellite Aereo Drone
Uso del Suolo
Carta della Natura
Monitoraggio Frane
Eventi alluvionali
Mappatura Amianto
Edificato 3DEdificato 3D
Monitoraggio Consumo Suolo
Incendi Boschivi
Siti conaminati
Landsat 7-8SPOT 5
AGEAVoli Regionali
Quickbird
AGEA
Voli Regionali
ERS1 -2
Radarsat
ERS1 SPOT 4
LIDAR
Voli Regionali
Rilievi Crolli
Rilievi Aree Critiche
Attività realizzate
SPOT 5
COSMO
Voli Regionali
Copernicus Sentinel AGEA
Voli Regionali
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
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
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Arpa Piemonte
Esempio:Mappatura amianto
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Aree di indagine: Aree comuni >10.000 abitanti (68 comuni)Escluse aree >1000 m slm
Complessivamente : circa 600 comuni indagati (300 completamente, 300 parzialmente )
La scelta delle aree di indagine prioritarie
Superficie Indagata:Oltre 9000 kmqoltre 40% aree di pianura (<1000 m slm)
Popolazione presente nell’area:Oltre 3.000.000 abitanti Oltre 70% pop. totale regionale
Elevata urbanizzazione e densità abitativa
Progetto di Mappatura Amianto Regionale
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Le scelte progettuali
Approccio innovativo
Rapidità di applicazione
Basso costo
Definizione metodologia
Sperimentazione su area campione
Avvio applicazione su scala regionale
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
Progetto di Mappatura Amianto Regionale
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Ortofoto Regione Piemonte 2009 – banda Visibile
Ortofoto Regione Piemonte 2009 – banda Infrarosso vicino
Telerilevamento: Preparazione e processamento immagini
MAPPATURA COPERTURE MCA - Metodologia
Image import
Image processing
Immagini utilizzate Ortofoto Volo Regione Piemonte2009-2010Bande visibile (RGB)Banda Infrarosso vicino (NIR)Risoluzione geometrica 0.4m
Circa 4800 immagini
Circa 4 TB di spazio disco
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
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
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Mappatura Amianto : Pubblicazione e divulgazione dei risultati
Attraverso il servizio è possibile consultare:• Cartografia• Documentazione , Video• Sintesi avanzamento
attività• Download dati, accesso
servizi
Geoportale Arpa Piemonte
webgis.arpa.piemonte.it
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
•Possibilità di monitoraggio
in aree inaccessibili
•Elevata definizione
•Tempistica contenuta
•Possibilità di valutare
dettagli non visibili da orto-
immagini tradizionali (visione
obliqua)
•Derivazione modelli 3D
Mappatura Amianto: il monitoraggio
Telerilevamento con droni : prospettive
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Esempio: Progetto Monitoraggio Amianto con Prov. Cuneo (2016-2018)
Il progetto sperimentale si pone come
risultati attesi:
-una più rapida e più precisa
identificazione dei manufatti delle
coperture contenenti cemento-
amianto 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
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Derivazione ortoimmagini ad elevata risoluzione (5 cm) Classificazione ed integrazione
mappatura regionale
Elaborazione modelli 3D e volumetrie edifici
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Il progettoValutare estensioni del progetto e altri possibili campi applicazione Arpa
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.
Amianto Antropico: estensione esperienza ad altri Comuni o aree critiche
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Arpa Piemonte
Esempio:Monitoraggio Consumo Suolo con telerilevamento satellitare Copernicus Sentinel
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• 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)
Il Monitoraggio del Consumo di Suolo è una delle funzioni del Sistema nazionale
(SNPA ) attribuite dalla Legge 132/2016
Il progetto Monitoraggio Consumo di Suolo
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Monitoraggio Consumo di Suolo:esempio confronto multi-temporale immagini Satellitari Copernicus Sentinel
Sentinel 2A - Torino
2015-2016
Trasformazione area
Stadio Juventus
Composizione bande Infrarosso
in falsi colori:
in rosso vivo le aree vegetate
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Vercelli: Nuovo Polo
Amazon 2017
Nuovo consumo 2016-
2017
Circa 40 ettari
Esempio attività di monitoraggio in corso presentazione maggio 2018
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
2015 2016
Copernicus Sentinel 2: confronto Indici vegetazionali (NDVI) multitemporale
Novi Ligure - 2015-2016: Esempio aree di trasformarzione per lavori Terzo Valico
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Arpa Piemonte
Esempio:Analisi evoluzione incendi boschivie qualità aria
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
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%)
Copernicus: Incendi boschivi & qualità aria
Incendi in Piemonte ottobre 2017
Realizazione di un servizio informativo in condivisione con :• Sala Operativa Protezione Civile Regionale• Corpo forestale – AIB• Centro Funzionale Arpa
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Integrazione dati Copernicus EMSThe Copernicus Emergency Management Service
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
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Arpa Piemonte
Esempio:Altre sperimentazioni in corso:
• modellazione temperatura al suolo
• change detection
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Copernicus
STIMA LST – Land Surface Temperature
Analisi temperature a terra tramite elaborazione dati
del sensore TIRS (Thermal Infrared Sensor) di
Landsat 8
• 2017: 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
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Arpa Piemonte: Attività EO/RS
Change DetectionAvvio prime sperimentazioni di
Change Detection automatico con
dati Sentinel 1 e Sentinel 2
Possibili applicazioni:
•Monitoraggio grandi opere
(cantieri)
•Perimetrazione aree interessate
da incendi
•Consumo di suolo
Copernicus
Sperimentazione
Sentinel 2 – apr 2016
Ortoimmagine 2010
Esempio cantieri Terzo Valico