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incendioLa stagione estiva 2021 è stata caratterizzata da eventi estremi legati al cambiamento climatico globale, quali le piogge torrenziali che hanno devastato l’Europa continentale, le ondate anomale di calore che hanno interessato il Nord Europa e la Scandinavia e la serie di incendi di vaste proporzioni che stanno interessando l’intero bacino del Mediterraneo. I fenomeni estremi sopra citati potrebbero essere riconducubili agli effetti dei cambiamenti climatici globali, la cui ampia portata è stata confermata dal 6th Assessment Report dell’IPCC.
In questo contesto un incendio di notevole portata si è sviluppato in Sardegna, nella regione del Montiferru tra il 23 e il 29 luglio, distruggendo quasi 12000 ettari di patrimonio forestale e paesaggistico e creando ingenti danni alle proprietà. L’evento è stato talmente esteso e di severità significativa da richiedere l’aiuto di mezzi aerei di diverse nazioni europee per estinguere i fuochi.
Le tecnologie satellitari rappresentano uno strumento fondamentale per monitorare questi fenomeni, fornire informazioni alle unità di intervento durante l’evento di crisi e valutare i danni arrecati al territorio e patrimonio naturale. In tale ambito, ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (IREA) e dell’Istituto per la BioEconomia (IBE) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) hanno elaborato in tempo reale le immagini acquisite dai sensori della costellazione europea Copernicus Sentinel-1 e Sentinel-2, per valutare l’estensione delle aree bruciate e la severità dei fuochi.
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Figura 1. In alto: serie di immagini derivate da dati Sentinel-2 (S-2) e Sentinel-1 (S-1) relative alla zona di Montiferru in Sardegna percorsa da fuochi nel periodo 5 – 30 luglio 2021. Le immagini S-2 sono il risultato di una composizione a falsi colori del segnale riflesso dalle superfici al momento del passaggio del sensore mentre le mappe da S-1 riportano le differenze del segnale radar retro-diffuso dal terreno relative ai periodi di osservazione 18-24 Luglio 2021 e 24-30 Luglio 2021. In basso: distribuzione spaziale dei fuochi attivi come rilevati dal sistema FIRMS (Fire Information for Resource Management System) nell’arco temporale di osservazione.
 
La Figura 1 mostra in alto l’evoluzione dell’area interessata dai fuochi, così come osservata nelle bande del visibile dal sensore Sentinel-2 e nelle microonde dal sensore RADAR Sentinel-1 e, in basso, i fuochi attivi sviluppatesi nella zona come rivelati analizzando i dati messi a disposizione dal “Fire Information for Resource Management System“. Si può notare come i risultati ottenuti dal team del CNR siano in accordo con i dati del FIRMS e forniscano anche informazioni complementari per descrivere la dinamica dell’evento.
 
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Figura 2. In alto: dati satellitari utilizzati per l’analisi dell’evento (Active Fire, immagini Ottiche Sentinel-2 e Sentinel-1). In basso: mappe dei risultati ottenuti (estensione delle aree bruciate e severità dei fuochi 

 

Grazie all’analisi di questi dati è stato possibile realizzare le mappe di estensione delle aree bruciate e severità dei fuochi riportate in Figura 2 e stimare una superficie interessata di più di 11000 ettari con livelli di danno molto intenso e perdita del patrimonio naturale. Lo studio dell'incendio boschivo del Montiferru conferma come l'uso combinato di dati Sentinel 1 e Sentinel 2 rappresenti un potente strumento, ormai maturo, capace di monitorare le aree interessate dal fuoco, mentre l’evento stesso è in corso, e fornendo una rapida valutazione dei danni associati subito dopo che l’evento è terminato. Si noti come in Figura 1 per la data del 25 luglio vi sia un perfetto accordo tra fuochi attivi e mappatura da dati RADAR (le zone più scure sono quelle associate agli incendi). Lo strumento radar si è rivelato in questo caso interessante per lo studio delle fasi di innesco della catena di incendi verificatisi nell’area di interesse e per studiarne i meccanismi di propagazione. Infine, le aree bruciate e le mappe della severità dei fuochi possono fornire preziose informazioni geo spaziali per guidare, ad esempio, indagini sul campo post-evento e quale supporto alla pianificazione delle attività di mitigazione e prevenzione da futuri eventi calamitosi.

 
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MMT-logoIl 24 settembre 2021 torna l’appuntamento con la European Researchers' Night (ERN), promossa dalla Commissione Europea. Nel progetto “Meet Me Tonight”, coordinato dall’Università FEDERICO II di Napoli, in Campania sono coinvolti oltre 50 soggetti pubblici e privati come Atenei, Enti di ricerca, Musei, impegnati nella divulgazione della scienza per una giornata “Faccia a faccia” con la ricerca.
L’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell'Ambiente (IREA) afferente a CREO-CNR (Campania REteOutreach), la neonata rete di divulgazione scientifica di 24 Istituti campani e del Comitato Unico di Garanzia del Consiglio Nazionale delle Ricerche, partecipa in prima linea all’evento nell'ambito della tematica Planet Earth e propone le sue attività in presenza dalle ore 10.00 alle 20.00 presso il Chiostro del Complesso Monumentale Santi Marcellino e Festo nel cuore del centro storico di Napoli.
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Mercoledì, 29 Settembre 2021 14:15

L’Irea a Expo Dubai 2020

padiglione ItaliaMancano ormai pochi giorni all’avvio di Expo Dubai 2020, l’Esposizione Universale che si terrà negli Emirati Arabi Uniti dal 1 ottobre 2021 al 31 marzo 2022, la prima a svolgersi in un Paese arabo.
All’interno del Padiglione Italia, che mostrerà al mondo le eccellenze del nostro Paese, sarà presente un’ area destinata all’innovazione, l’Innovation Space, un orizzonte sulle ultime frontiere della ricerca italiana. Attraverso filmati riprodotti in loop sugli schermi, gli enti di ricerca, le università e le aziende italiane racconteranno il loro contributo nei due settori fondamentali per uno sviluppo sostenibile e circolare: l’Acqua e lo Spazio.
Tra i 24 video, selezionati dal Commissariato Generale dell'Italia per Expo Dubai e dal CNR, ci sarà anche un filmato realizzato dall’IREA sull’Osservazione della Terra, una disciplina che permette di migliorare le conoscenze del nostro Pianeta per la salvaguardia del suo ambiente e dei suoi abitanti. Il video racconta le innovazioni tecnologiche in ambito spaziale e l’interferometria SAR differenziale, una tecnica all’avanguardia utilizzata per l’elaborazione dei dati satellitari per la quale l’IREA è un centro di riconosciuta eccellenza in ambito internazionale. Tale tecnica consente di misurare le deformazioni del suolo con la precisione del millimetro e ha numerosi campi di applicazione, dalla misura dello spostamento del terreno a seguito di un evento sismico, allo studio delle deformazioni in aree vulcaniche, al monitoraggio di infrastrutture e di edifici, alla salvaguardia del patrimonio artistico.
Il 21 ottobre, nella settimana dedicata allo Spazio, è poi in calendario l'evento "L’Osservazione della Terra dallo Spazio: dai Principi Fisici alle Applicazioni Avanzate". Ricercatori dell’IREA-CNR, insieme a quelli delle Università di Napoli Parthenope, di Pavia e di Trento e della United Arab Emirates University, illustreranno le tecnologie moderne di Osservazione della Terra dallo Spazio approfondendo i principi di funzionamento di sensori radar ed ottici, ed analizzando le applicazioni con particolare riferimento alle aree dell’Italia e degli Emirati Arabi.
 
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marteIl Focus dell’ultimo numero del 2021 dell’Almanacco della Scienza, quindicinale del Consiglio Nazionale delle Ricerche, riporta le attività di ricerca più significative dell’anno per i sette Dipartimenti del Consiglio Nazionale delle Ricerche. Il Dipartimento di Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e i Trasporti (DIITET) ha indicato quale risultato più rilevante nel 2021 gli ultimi sviluppi delle attività di ricerca riguardanti la scoperta di acqua su Marte.

La presenza di acqua liquida presente sotto la calotta polare meridionale di Marte, in particolare nella regione di Ultimi Scopuli, rilevata a partire da osservazioni del radar Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding (Marsis) è stata oggetto di una prima pubblicazione su “Science” nel 2018. La scoperta, da parte di un team di ricerca interamente italiano del quale faceva parte anche l'Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell'Ambiente, ha riacceso il dibattito sull'origine e la stabilità di acqua liquida nel sottosuolo marziano. In seguito, il lavoro “Multiple subglacial water bodies below the South Pole of Mars unveiled by new Marsis data” pubblicato su “Nature Astronomy” ha riguardato la scoperta di ulteriori laghi di acqua salata nel sottosuolo del polo sud marziano, rafforzando l'ipotesi della presenza di acqua liquida.

Marsis è un radar che assicura una risoluzione nel ghiaccio puro di circa 50 metri e che investiga il sottosuolo fino alla profondità (per le calotte polari) di circa 3,7 km. Le osservazioni di Marsis sono state analizzate adattando le procedure comunemente utilizzate per l'elaborazione di dati da un radar terrestre al fine di discriminare tra condizioni basali subglaciali umide e secche. Infatti, in Antartide e Groenlandia la combinazione di analisi qualitative (morfologia del substrato roccioso nell'immagine radar) e quantitative (caratteristiche del segnale) viene utilizzata proprio per rilevare la presenza di acqua subglaciale. Va inoltre sottolineato come la metodologia di elaborazione impiegata in tale lavoro sia completamente diversa da quella utilizzata in quello pubblicato su “Science” nel 2018 e rende confidenti nell'affidabilità dei risultati riportati in entrambi gli articoli.

L'analisi ha confermato la presenza del lago già individuato nel 2018 e fornito risultati inaspettati, che mostrano la presenza di tre nuove aree caratterizzate da pozze liquide. È quindi ragionevole supporre che acqua liquida possa essere presente in maniera diffusa alla base del SPLD (South Polar Layered Deposits), anche se potrebbe essere molto difficile rivelarla.

Per quanto riguarda le possibili cause della presenza di acqua liquida, in assenza di dati sul flusso di calore o di prove geologiche, sono state fatte diverse ipotesi in gran parte speculative e che non tengono in conto adeguatamente le osservazioni planetarie fino a oggi effettuate. L'ipotesi presentata nel lavoro si basa sull'esistenza di acqua ipersalina, cioè acqua con un'elevata concentrazione di sali disciolti. La possibilità di estesi corpi idrici ipersalini su Marte è particolarmente eccitante a causa della potenziale esistenza di vita microbica, come organismi estremofili, anaerobi e aerobi. I corpi di acqua alla base del Polo Sud marziano rappresentano quindi aree di potenziale interesse astro-biologico e sarebbe auspicabile che future missioni su Marte si focalizzino su questa regione.

Vai al sito dell’Almanacco della Scienza per leggere l’articolo completo

 

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Logo GRSSLo scorso 3 marzo si è svolta la cerimonia di premiazione del Premio tesi IEEE-GRS29-Italy 2020-21. Il concorso, organizzato anche quest’anno congiuntamente dai Chapter IEEE Geoscience Remote Sensing Central-North Italy (GRS29-CNI) e South Italy (GRS29-SI), ha visto la premiazione delle 3 migliori tesi di dottorato e delle 3 migliori tesi di laurea magistrale, su tematiche di geoscienze e telerilevamento, discusse nel periodo dal 1° giugno 2020 al 31 maggio 2021.

Tra i candidati di quest’anno, è risultata vincitrice Marina Ranghetti, per la tesi di laurea magistrale dal titolo “Hybrid approaches for the estimation of biophysical variables of agronomic interest from hyperspectral and multispectral data: applications for maize crops”, svolta presso IREA e discussa al Politecnico di Milano nell’aprile 2021.

La tesi svolta da Marina ha riguardato l’utilizzo di approcci ibridi per la stima di variabili biofisiche da dati iperspettrali e multispettrali.schema Tra le variabili biofisiche di interesse, sono state scelte l’indice di area fogliare (LAI), nonché il contenuto di clorofilla e azoto nella chioma (CCC e CNC, rispettivamente). Più in dettaglio, un approccio ibrido consiste nell’integrare modelli di trasferimento radiativo (RTM) con algoritmi di machine learning (ML), sfruttando le proprietà di generalizzazione tipiche dei metodi fisicamente basati, come gli RTM, con la flessibilità e l’efficienza computazionale dei ML. Durante la tesi Marina ha utilizzato l’RTM PROSAIL-PRO per simulare un database composto da migliaia di spettri di vegetazione del mais, facendo variare i parametri di input del PROSAIL-PRO per considerare diverse condizioni della vegetazione. Le relazioni tra spettri (input) e parametri biofisici di interesse (output) sono quindi state modellate utilizzando diversi algoritmi di ML: Gaussian Processing Regression, Neural Network, Random Forest, Partial Least Square Regression, Support Vector Regression. I diversi modelli addestrati sono stati testati con dati simulati in configurazione PRISMA e Sentinel-2 a partire da dati aerei iperspettrali. Le performance dei modelli sono state valutate con dati in-situ raccolti durante le campagne di misura contemporanee ai sorvoli aerei. I migliori algoritmi in configurazione Sentinel-2, per ciascuna variabile di interesse (LAI, CCC e CNC), sono stati applicati a dati reali per la creazione delle relative mappe.

Marina, è attualmente borsista di ricerca presso la sede IREA di Milano, dove sta continuando la sua attività di ricerca nell’ambito del telerilevamento ottico applicato all’agricoltura di precisione.

 

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Martedì, 29 Marzo 2022 15:26

Scuola Nazionale Biosensori Ottici e Biofotonica

BiOBSi terrà a Ischia dal 6 al 10 giugno la Quarta Scuola Nazionale Biosensori Ottici e Biofotonica (Bio&B), un'iniziativa italiana per stabilire una piattaforma di istruzione, discussione e scambio fra i giovani ricercatori che lavorano nel settore dei biosensori e della fotonica.

Durante la Scuola saranno descritti i principali tipi di biosensori, i biorecettori più innovativi e le diverse tecniche di immobilizzazione. Saranno anche descritti alcuni metodi ottici basati sull’interazione tra fotoni e materia biologica per applicazioni biomedicali, agroalimentari e ambientali.

La Scuola è rivolta a dottorandi, borsisti ed assegnisti afferenti ad Università, enti pubblici di ricerca e laboratori privati (fino a un massimo di 35 partecipanti). Per partecipare è necessario compilare il modulo di iscrizione entro il 26 Aprile 2022.

Direttori: Ambra Giannetti (IFAC-CNR), Maria Grazia Manera (IMM-CNR), Ilaria Rea (ISASI-CNR), Genni Testa (IREA-CNR).

Programma

Flyer

Per tutti i dettagli clicca qui

 

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IEEE Trans. Medic. Imag

Un importante riconoscimento è stato conferito a Rosa Scapaticci, ricercatrice presso il CNR-IREA, selezionata come Associate Editor della rivista IEEE Transactions on Medical Imaging (IF 10.048), in qualità di esperta del settore “Microwave imaging for medical applications”. L'obiettivo della rivista è dare una visione unificante delle scienze della medicina, della biologia e dell'imaging ed enfatizzare la sinergia tra strumentazione, hardware, software, matematica, fisica, biologia e medicina attraverso nuovi metodi di analisi.

Maggiori dettagli sulla rivista sono disponibili a questo link.

A questo link il gruppo editoriale completo

 

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Remote Sensing cover

L’articolo “Evaluation of Hybrid Models to Estimate Chlorophyll and Nitrogen Content of Maize Crops in the Framework of the Future CHIME Mission” pubblicato dai ricercatori IREA Gabriele Candiani e Mirco Boschetti, in collaborazione con colleghi dell’Università di Miano-Bicocca, dell’Università di València, del CREA e del Consiglio Nazionale di Scienza e Tecnologia del Messico, è stato selezionato dagli editori di Remote Sensing per la copertina del volume 14, Issue 8, pubblicato ad aprile 2022.

Le missioni iperspettrali spaziali previste nei prossimi anni forniranno una quantità senza precedenti di dati spettroscopici, consentendo nuove possibilità di ricerca in diversi campi delle risorse naturali, compreso il settore Agricolture and Food Security. Per sfruttare in modo efficiente questo flusso di dati, al fine di estrarre informazioni utili per applicazioni di agricoltura sostenibile, è necessario studiare e implementare nuovi metodi di elaborazione delle immagini iperspettrali da satellite.

Lo studio ha valutato l’utilizzo dei recenti modelli ibridi, per la stima di parametri biofisici in colture di mais, a partire da dati simulati di CHIME, il sensore iperspettrale satellitare dell’Agenzia Spaziale Europea, attualmente in fase di studio. I modelli ibridi, oggi sempre più popolari, utilizzano codici di trasferimento radiativo (RTM) per generare delle look-up-table (LUT) contenenti migliaia di spettri simulati di riflettanza della vegetazione e i relativi parametri biofisici di interesse; queste LUT vengono quindi utilizzate come coppie input-output (riflettanza-parametro biofisico) per l’addestramento di algoritmi di Machine Learning (ML). La popolarità dei modelli ibridi è dovuta al fatto di poter sfruttare le proprietà di generalizzazione dei metodi fisicamente basati con la flessibilità e l’efficienza computazionale dei metodi di Machine Learning. Lo studio si è focalizzato sull’analisi delle performance dei modelli ibridi in funzione di diverse combinazioni di dimensionality reduction, sia a livello spettrale, considerando diverse componenti della PCA, sia a livello di numero di campioni input-output utilizzati per l’addestramento dell’algoritmo di ML (Gaussian Process Regression).

I risultati promettenti ottenuti in questo studio supportano l’utilizzo della spettroscopia da satellite e dei modelli ibridi, per la stima dei parametri biofisici delle colture.

 

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mappatura piante di ulivo

È iniziata a Montalbano di Fasano, nella tenuta “Masseria Mozzone”, grazie alla collaborazione con Unaprol, PugliaOlive e Coldiretti, la campagna di raccolta dati per l’anno 2022 per l'individuazione precoce e la mappatura delle piante di ulivo colpite da Xylella fastidiosa in Puglia, nell’ambito del Progetto REDoX “Remote Early Detection of Xylella”, finanziato dal MiSE.

Il progetto vede coinvolti 4 istituti del CNR (IREA; IRSA; IPSP; ISPA), assieme al Distretto Tecnologico Aerospaziale Pugliese (DTA S.C.a.r.l.), con Planetek Italia ed ENAV come partner aziendali.

L’IREA coordina la campagna di acquisizione dei dati ad altissima risoluzione, effettuata attraverso sensori iperspettrali e termici, tra cui quelli messi a disposizione dal Dipartimento di Ingegneria dell’Università degli Studi di Palermo, montati su piattaforma UAV. L’IREA si occupa, inoltre, della messa a punto della metodologia per l’individuazione automatica delle piante infette da Xylella a partire dai dati iper-spettrali e termici, acquisiti a differenti risoluzioni spaziali, sia dai sensori montati su UAV sia da sensori montati su aereo, questi ultimi messi a disposizione dal CNR-IRSA e acquisiti anche grazie alla collaborazione tra CNR e GdF.

 

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logo heritage

La rivista open access "Heritage" nasce alla fine del 2018 da un’idea di Nicola Masini, dirigente di ricerca dell'Istituto di Scienze del Patrimonio Culturale (CNR-ISPC) e Francesco Soldovieri, direttore dell'Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell'Ambiente (CNR-IREA). L’obiettivo era colmare un vuoto nell’ambito delle riviste dedicate al settore dei beni ambientali e culturali grazie a un approccio olistico che mescolasse conoscenza, conservazione e gestione/protezione dei beni culturali e naturali, mediante una strategia multidisciplinare basata non solo sulle tecnologie ma anche su best practices e aspetti legati alle scienze sociali.

L’obiettivo principale della rivista è, pertanto, quello di incoraggiare lo sviluppo di connessioni sinergiche tra diverse discipline, tecnologie, tematiche, approcci (dal multidisciplinare al trans disciplinare), valorizzando gli ambiti del patrimonio culturale e naturale che rappresentano sempre più un’area di frontiera per nuovi avanzamenti metodologici e tecnologici di interesse anche in altri settori della conoscenza.

Queste le sezioni tematiche:

- Tecnologie di sensing e data analysis per la diagnostica e il monitoraggio del patrimonio architettonico ed artistico;
- Soluzioni innovative e buone pratiche per la protezione del patrimonio culturale e naturale;
- Innovazione e ricerca nel campo della conservazione e recupero dei beni archeologici e architettonici;
- Geoscienze e tecnologie di osservazione della terra per la valutazione e mitigazione del rischio e lo studio del passato umano;
- ICT per la gestione e la fruizione del CH;
- Politiche e contributi delle scienze umane per migliorare il ruolo sociale ed economico del patrimonio culturale.

Il carattere multidisciplinare di "Heritage" si esplicita attraverso la collaborazione di diversi dipartimenti dell'Ente, principalmente Cnr-Diitet e Cnr-Dsu, non solo attraverso la presenza dei due EIC ma anche grazie alla partecipazione attiva di più di dieci ricercatori CNR all’Editorial Board.

A quattro anni dalla sua nascita, il successo della rivista, completamente open access, è testimoniato da diversi importanti risultati:

- circa 670 lavori pubblicati su circa 1200 sottomissioni (al 21.08.2022), con un forte incremento delle sottomissioni nel biennio 2021-2022;
- oltre un milione di full text views - (precisamente 1.077.027 al 21.08.2022);
- la rivista è stata indicizzata SCOPUS col primo Citescore ottenuto per l’anno 2021 e pari a 1.8, che pone "Heritage" nel quartile Q1 per le aree “Conservation” e “Archeology”;
- "Heritage" ha risultati simili a quelli di Scopus per lo SCImago Journal Rank, dove risulta in Q1 per le aree “Conservation” e “Archaeology”;
- in relazione a ISI WoS, "Heritage" è indicizzata come ESCI e ha ricevuto nel 2022 il suo primo Journal Citation Indicator (JCI) pari a 4.17, che lo pone in Q1 nelle categorie HUMANITIES, MULTIDISCIPLINARY (JCI percentile 98.38%) e MULTIDISCIPLINARY SCIENCES (JCI percentile 97.39%).

Infine, la rivista riceverà il suo primo Impact Factor nel 2023 (Giugno 2023).

 
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