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Sezione Telerilevamento

Sezione Telerilevamento. Responsabile: Dr. Gianfranco Fornaro Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (IREA) Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) via Diocleziano,328 80124 Napoli fornaro.g@irea.cnr.it. Soggetti Partecipanti.

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  1. Sezione Telerilevamento Responsabile: Dr. Gianfranco FornaroIstituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (IREA)Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)via Diocleziano,328 80124 Napolifornaro.g@irea.cnr.it

  2. Soggetti Partecipanti • Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente IREA-CNR (Dr. G. Fornaro) • Istituto per le Applicazioni del Calcolo IAC-CNR (Dr. U. Amato) • Dipartimento di Scienza ed Ingegneria dello Spazio DSIS-UNINA (Prof. A. Moccia) • Dipartimento di Ingegneria Elettronica e Telecomunicazioni DIET-UNINA (Ing. A. Iodice) • Osservatorio Vesuviano OV-INGV (Dr. G. Ricciardi) • 16 Ricercatori e 2 Tecnici

  3. Copertura Spettrale IREA IAC DIET DSIS

  4. Obiettivi Primari • Realizzazione di un laboratorio per l’archiviazione ed il trattamentodi dati a microonde, ottici e all’infrarosso che funga da “infrastruttura” per le applicazioni del telerilevamento satellitare su scala regionale. • Realizzazione di un prototipo di elaborazione avanzata dei dati satellitari per il monitoraggio delle deformazioni • La messa a punto di uno spettrometro multispettrale aviotrasportabile su aerei UAV (Unmanned Air Veichle) per il monitoraggio del rischio antropico.

  5. Ulteriori Obiettivi delle Attività della Sezione • Trasferire nuove tecnologie di osservazione satellitare a microonde al monitoraggio del rischio sismico e vulcanico, di supporto ad altri strumenti (e.g., livellazione e GPS) in termini di collocazione dei sensori ed integrazione dei dati per permettere una ottimizzazione del sistema di sorveglianza delle aree critiche. • Utilizzare i sensori ottici e all’infrarosso posti su satellite per la determinazione di parametri di interesse nel rischio idrogeologico quali: il contenuto colonnare di vapore acqueo e la temperatura superficiale. • Utilizzare le immagini a microonde satellitari per il controllo dell’inquinamento marino mediante analisi della risposta da onde capillari e per il controllo dell inondazioni.

  6. Obiettivi di lungo termine • sviluppare nuove metodologie di osservazione globale e complementare (sensori coerenti ed incoerenti, spettralmente differenziati, day and night, all weather) per l’individuazione di aree di crisi nell’ambito del rischio sismico, vulcanico, idrogeologico ed antropico; • sviluppare nuove metodologie per l’individuazione ed il controllo degli edifici e la previsione dei crolli; • sviluppare metodologie innovative di elaborazione tomografica per l’osservazione del sottosuolo; • sviluppare nuove tecniche application oriented per l’estrazione di informazioni dai dati a microonde; • migliorare gli algoritmi di elaborazione dati esistenti (risoluzione spaziale, rumore, effetti atmosferici, ecc.).

  7. Importanza della Diversità Spettrale Radar ERS Multispettrale MERIS

  8. Importanza della Diversità Spettrale Ikonos ASAR Envisat MODIS

  9. Esempio di uso di immagini SAR per il controllo dell’inquinamento marino Immagine ERS di superficie marina coperta da uno strato di petrolio (Oporto, 1994).

  10. Strumentazione da acquisire nell’ambito del progetto • Cluster di storage e processing (16 nodi biprocessore con capacità di 6 TByte di storage e switch ad alta velocità). • Spettrometro multispettrale pushbroom aviotrasportabile.

  11. Progetto Dimostratore WP9 Nuove tecnologie di telerilevamento aereo e satellitare per applicazioni di monitoraggio del rischio ambientale.

  12. Progetto Dimostratore: Obiettivo 1 Messa a punto di un prototipo algoritmico di elaborazione di segnali radar acquisiti in tempi diversi per il monitoraggio delle deformazioni mediante la generazione di mappe storiche di deformazione con accuratezza centimetrica/subcentimetrica (sistema di archiviazione e trattamento dati del laboratorio). L’algoritmo si basa su una metodologia avanzata di elaborazione SAR Interferometrica Differenziale Multipassaggio (M-DIFSAR) recentemente sviluppata dai ricercatori dell’IREA ed unica al mondo nell’ambito del monitoraggio su larga scala delle deformazioni mediante sensori attivi a microonde. I risultati, ottenuti nel contesto della sperimentazione della tecnica, sono stati ripresi anche da Science.

  13. ERS Data IREA Processing Areal deformation around Naples Left: temporal rms value (in color scale) of the 3-D (space-time) deformation matrix. Larger values of the rms identify “hot” deformation areas. Right: temporal evolution of the point A (in the Campi Flegrei caldera) and of the point B (in the Vomero area).

  14. ERS Data IREA Processing Downtown Coherent Point Deformations

  15. ERS Data – Deformations Related to Thermal Expansion

  16. Progetto Dimostratore: Obiettivo 2 • E’ legato all’acquisizione dello spettrometro per lo approntamento di un sensore aviotrasportato su aerei UAV (Unmanned Aerial Veichle) operante nell’ambito del monitoraggio del rischio antropico. • Nelle fattispecie nel: • controllo degli incendi, • controllo dell’inquinamento atmosferico, • inquinamento delle acque, • agricoltura e foreste, • ecologia, valutazione della biomassa.

  17. Fire Control with Airborne Multispectral Data Pancromathic (left), Middle-Infrared (Middle) and Far Infrared (Right) of a fire

  18. Trasferimento Tecnologico Realizzazione, in primis, di un organismo che, a conclusione del triennio previsto, possa rappresentare un riferimento regionale e nazionale nell’ambito dell’osservazione aerea e satellitare e quindi fornire: • Il supporto alle altre sezioni del centro in termini di disponibilità di dati e trasferimento di tecnologie altamente innovative; • prodotti ad elevato valore aggiunto di interesse per gli enti locali e nazionali, per i Comuni, per la Protezione Civile e per tutti gli enti ed organismi deputati al controllo del territorio, nonché per società di servizi sul territorio (riprese aeree, restituzioni cartografiche, sviluppo software, e terziario avanzato) e ad aziende operanti nel settore aerospaziale, sensoristico e HW/SW; • la promozione di spin-off d’impresa per le applicazioni avanzate dell’osservazione da satellite e/o aereo; • la formazione di personale altamente qualificato partendo da laureati di 1° e 2° livello.

  19. Contesto dei Programmi Nazionali ed Internazionali • Nei programmi dell’ESA l’osservazione della Terra costituisce una delle maggiori linee di investimento (GMES e lancio del satellite ENVISAT del Febbraio 2002) 10 Strumenti radar, radiometri, laser, spettrometro ed altimetro per lo studio di: oceani, aree costiere, atmosfera, vulcani, ecc. Tempi di rivisitazione: 35 giorni (orbita) 3 giorni (scena)

  20. Contesto dei Programmi Nazionali ed Internazionali • Programma COSMO/SKYMED dell’ASI/CNES ad elevata priorità nel Piano Spaziale Nazionale 2003-2005 approvato dal Parlamento. 4 satelliti radar e 2 satelliti ottici per l’osservazione della Terra su scala Nazionale Tempi di rivisitazione: 3 giorni (orbita) 12 ore (scena)

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