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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Arpa Piemonte: Attività EO/RS

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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Arpa Piemonte: Attività EO/RS

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: Attività EO/RS

Arpa Piemonte

Esempio:Monitoraggio Consumo Suolo con telerilevamento satellitare Copernicus Sentinel

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Arpa Piemonte: Attività EO/RS

• 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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Arpa Piemonte: Attività EO/RS

Vercelli: Nuovo Polo

Amazon 2017

Nuovo consumo 2016-

2017

Circa 40 ettari

Esempio attività di monitoraggio in corso presentazione maggio 2018

Asti, 10/04/2018

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: Attività EO/RS

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