Claudia Giardino

Claudia Giardino

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"Geological Application of Satellite Technologies"

GEOSAT è un progetto di ricerca  per la definizione delle specifiche tecniche ideali di un sensore satellitare dedicato alla ricerca petrolifera. Ruolo di IREA è quello di sperimentare delle tecniche di telerilevamento iperspettrale aereo e satellitare per il riconoscimento di limiti geolitologici e litotipi, collezionando anche dati spettrali a terra e sviluppando appositi algoritmi di classificazione di immagini. 

Oggetto di studio sono: la creazione di un database di firme spettrali di geolitotipi come da misure spettroradiometriche in situ; la mappatura geolitologica da immagini ottiche iperspettrali sia aeree che satellitari; la valutazione dei vincoli tecnologici e metodologici delle capacità di mappatura da remoto di geolitotipi, comprendendo in essa l’integrazione di dati telerilevati attivi (radar e lidar).

Committente: ENI S.p.A., GEBA,  Accordo quadro ENI – CNR

Prime contractor: IREA

Periodo di attività: 2010 -

Finanziamento IREA:  € 267.157

Responsabile IREA:

Monica Pepe

Attività: 

 

 

 

 

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"cyanobacteria assessment in Italian and Swedish waters from space" è un progetto di cooperazione che ha come scopo la comprensione delle dinamiche di comparsa, fioritura, persistenza e declino delle comunità di cianobatteri in ambienti acquatici lacustri e costieri attraverso tecniche di telerilevamento. I temi della ricerca sono: analisi delle caratteristiche spettrali delle acque con cianobatteri, sia da dati in situ sia da simulazioni; implementazione di algoritmi semi-empirici e modelli bio-ottici dedicati; correzione delle immagini ottiche per la mappatura delle concentrazioni e delle dinamiche di fioritura in laghi, lagune e mari in Italia e Svezia; integrazione dati telerilevati a dati metereologici e biogeochimici per analisi ecologiche; attività di scambio e cooperazione.

Le attività vedono coinvolti i seguenti gruppi: per l'Italia: IREA Milano (coordinamento) e ISMAR Venezia; per la Svezia: Università di Stoccoloma (coordinamento), Strömbeck Consulting e Luode Consulting Oy.

Committente: MIUR MAE, Ministero Affari Esteri-Protocollo bilaterale tra Italia e Svezia: “Progetti di grande rilevanza”

Prime contractor: IREA

Periodo di attività: 2010 -2013

Finanziamento IREA: € 170.276

Responsabile Irea: Claudia Giardino

 

Report

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CLAM-PHYM è un progetto di ricerca  che si pone l’obiettivo di verificare le potenzialità dello strumento PRISMA (PRecursore IperSpettrale della Missione Applicativa, lancio previsto nel 2013) nelle applicazioni di qualità dell'acqua. Il progetto si propone di affrontare la complessità e variabilità ottica delle acque costiere ed interne e le loro problematiche con un approccio fisicamente-basato. CLAM-PHYM prevede un'importante attività in campo, quale sorgente di dati di calibrazione e validazione dei dati e dei prodotti. Coordinato da ISMAR Venezia CLAM-PHYM include i partner IREA Milano e IIA Roma.)

 

 

Mariano Bresciani, Mauro Musanti, Giacomo De CarolisCommittente: Agenzia Spaziale Italiana

Prime contractorCNR-ISMAR

Periodo di attività: 2011 - 2015

Finanziamento IREA:  € 130.000

Responsabile IREA: Claudia Giardino

Attività: Interpretazione automatica delle immagini

incendiLa convenzione (2006-2007) fra Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare - Direzione per la Protezione della Natura (DPN) e CNR-IREA è un contributo all’attuazione della Legge n. 353 del 21 novembre 2000, che fornisce il quadro entro cui le autorità competenti devono svolgere le attività di previsione, prevenzione e lotta attiva contro gli incendi boschivi.
Il progetto ha come obiettivo lo sviluppo di un metodo per la delimitazione delle aree percorse dal fuoco entro i confini dei Parchi Nazionali attraverso le immagini da satellite.  Il valore aggiunto è costituito dall' informazione cartografica relativa ad un quinquennio (2001-2005), che va a complemento e completamento delle informazioni già disponibili presso la Direzione per la Protezione della Natura (DPN) del Ministero dell'Ambiente e presso i Parchi Nazionali, anche attraverso l'attività del Corpo Forestale dello Stato (CFS) con i relativi Coordinamenti Territoriali per l'Ambiente (CTA), al fine di una migliore pianificazione antincendi boschivi (AIB) negli stessi Parchi nazionali.

Garante dell’attuazione della Convenzione è il Comitato Scientifico seguente:
Bruno Petrucci (DPN, Ministero dell'Ambiente, Roma); Danilo Mollicone (Max Planck Institute, Jena, Germany); Jean-Marie Grégoire (Global Environment Monitoring, Joint Research Centre, Ispra) ; Luigi Boschetti (Dept. of Geography, University of Maryland, USA); Sandro Federici (Climate Change Unit, Joint Research Centre, Ispra).

Le Aree Percorse dal Fuoco rilevate da Satellite (APFS) ottenute dall’analisi di più di 500 immagini satellitari ASTER e SPOT nei Parchi Nazionali per gli anni 2001-2005  sono visibili su:
- geoportale IREA-CNR
- Portale Cartografico Nazionale, Progetto Antincendio Boschivi (AIB) del Ministero dell'Ambiente

Sito WEB del progetto "Incendi Parchi"

Committente: Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare, Convenzione Nazionale

Responsabile IREA:

Pietro Alessandro Brivio

Personale coinvolto

Paolo Zaffaroni, Daniela Stroppiana, Mirco Boschetti, Paola Carrara, Monica Pepe

geoland2Towards an operational GMES land Monitoring Core Service

Geoland2 è un Collaborative Project (2008-2012) finanziato dall’Unione Europea nell’ambito del 7° Programma Quadro - SPACE.

Il progetto Geoland2 è coordinato da Astrium GmbH Services (Germania) e conta 51 partner provenienti da 21 nazioni europee.
Geoland2 si propone di costituire un importante passo avanti nella realizzazione del servizio GMES Land Monitoring Core (LMCS) affrontando gli aspetti locali, continentali e globali. L’architettura di geoland2 è formata da due strati: tre Core Mapping Services (CMS) e sette Core Information Services (CIS).

I CMS sono EUROLAND, BioPar (Biogeophysical Parameters) e SATChMo (Seasonal and Annual Change Monitoring). Essi sono responsabili di produrre le informazioni tematiche di base, quali mappe di copertura, dei cambiamenti e dello stato delle superfici, che sono di utilizzo generico o possono essere usate per realizzare altre analisi più approfondite.

I CIS sono un insieme di elementi tematici che si basano sui prodotti forniti dai Core Mapping Services e da altre fonti di dati (comprese le misure in-situ) per la produzione di informazioni di più alto livello per far fronte a specifiche politiche ambientali europee e ai trattati internazionali sui Cambiamenti Climatico, la sicurezza alimentare e lo sviluppo sostenibile dell'Africa. Il Core Information Services sono: Spatial Planning, Agri-Environment Monitoring, Water Monitoring, Forest Monitoring, Land Carbon, Global Crop Monitoring and Natural Resource Monitoring in Africa (NARMA).

CNR-IREA è partner di NARMA, che ha l’obiettivo di sviluppare le capacità di monitoraggio ambientale nei paesi africani fornendo informazioni derivate dai dati di Osservazione della Terra per supportare la formulazione di politiche di sviluppo sostenibile, la loro attuazione e valutazione. Il focus tematico è sulla gestione delle risorse naturali in una prospettiva stagionale e pluriennale e utilizza tipicamente le immagini a bassa risoluzione, con alta frequenza di acquisizione, ricevute dai Core Mapping Services tramite stazioni di ricezione satellitare GEONETCast, per facilitare i processi decisionali e di pianificazione a medio termine. Questo servizio NARMA è confezionato nella cosiddetta "e-station", che automatizza le fasi finali di post-processing dei dati, adattabile alle specifiche aree tematiche e geografiche da coprire, e che fornisce un ambiente di reporting web-based e multi-utente. L’attività di analisi e reporting si basa su competenze locali, al fine di assicurare analisi dei dati da parte di esperti con una profonda conoscenza della realtà locale.
Task manager di NARMA è l’unità GEM dell’IES-JRC e gli altri partner sono l’Università di Leicester (UK), GEOSAT Technology srl. (Francia) e CNR-IREA.

http://www.gmes-geoland.info/

Committente: Unione Europea, 7° Programma Quadro

Prime contractor: EADS Astrium (Germany)

Periodo di attività: 2008 - 2012

Finanziamento IREA: 165.014

Responsabile IREAPietro Alessandro Brivio

Personale coinvolto: Mirco Boschetti, Paola Carrara, Daniela Stroppiana, Francesco Nutini

geoland  Integrated GMES Project on Landcover and Vegetation

Geoland - Integrated GMES Project on Landcover and Vegetation (2004-2006) è un Progetto Integrato (FP6 SIP3-CT-2003-502871) finanziato nell’ambito del 6° Programma Quadro della Commissione Europea. 
Geoland è concepito nel contesto di GMES (Global Monitoring of Environment and Security), una iniziativa congiunta della European Commission (EC) e dell’ European Space Agency (ESA). Le attività di Geoland sono focalizzate  per supportare le seguenti priorità dell’iniziativa GMES: "Land Cover Change in Europe", "Environmental Stress in Europe", e "Global Vegetation Monitoring".
Il progetto Geoland, co-ordinato da InfoTerra GmbH (Germania) e da Medias-France (Francia), è un consorzio di 56 partner (aziende ed enti di ricerca privati e pubblici) provenienti da 15 nazioni europee (http://www.fp6.gmes-geoland.info/TEAM/all.php). L’architettura del progetto è costituita da due Core Services, da tre Osservatori Regionali e tre Osservatori Globali.

CNR-IREA (Milano) è Research Partner di uno dei tre Osservatori Globali, l’Observatory on Landcover and Forest Change (OLF). Gli altri partner di OLF sono:
* Joint Research Centre (JRC) GEM unit, Ispra (I)
* Instituto de Investigacao Cientifica Tropical (IICT), Lisbona (P)
* Universitè Catholique de Louvain (UCL), Louvain-la-Neuve (B)
* Centre for Ecology and Hydrology (CEH), Monks-Wood (UK)
* Vlaamse Instelling voor Toegepaste Onderzoek (VITO), Mol (B)
* Remote Sensing Solutions (RSS GmbH), Munchen (D)

CNR-IREA ha il ruolo di studiare lo stato dell’ambiente a scala continentale in Africa mediante l’analisi di dati da satellite. In questo ambito il contributo di CNR-IREA è la definizione di un indicatore sintetico, che integrando con tecniche fuzzy dati multi-sorgente, sia in grado di individuare situazioni di anomalia nello stato della copertura vegetale. Le mappe mensili prodotte per l’Africa nel periodo 1996-2002 mostrano le variazioni nella distribuzioni spaziale di anomalia, che regionalmente appaiono connesse con le variazioni climatiche El-Niño Southern Oscillation (ENSO).

http://www.fp6.gmes-geoland.info/index.php

http://milano.irea.cnr.it/Geoland/geoland_project.htm

Committente: Unione Europea, 6° Programma Quadro

Responsabile
Pietro Alessandro Brivio

Personale coinvolto
Mirco Boschetti, Daniela Stroppiana, Paola Carrara

Alle metodologie che da oltre un secolo permettono di studiare le acque dei laghi, negli ultimi trent’anni si sono affiancate le tecnologie satellitari che consentono di monitorare estese porzioni di territorio, al di là dei confini geo-politici e nelle zone più remote del pianeta, con osservazioni frequenti e continue nel tempo. Il nostro studio è orientato principalmente al monitoraggio dei laghi con alcune recenti esperienze in ambienti lagunari e zone costiere, che essendo aree di transizione tra terre emerse e sommerse  sono luogo di processi e fenomeni biologici, geomorfologici, chimici e fisici complessi e spesso di difficile comprensione. Le attività di ricerca mirano in particolare all’implementazione di algoritmi per la generazione di prodotti di rilevanza sia ecologica e ambientale sia gestionale, nell’ottica di fornire un contributo all’implementazione della direttiva quadro sulle acque della Commissione Europea Water Framework Directive (WFD 2000/60). Ad oggi i parametri derivabili da telerilevamento sono:

  • concentrazione di clorofilla-a (proxy del fitoplancton). Il fitoplancton, composto da micro-alghe, rappresenta la base della catena alimentare acquatica ed è un’importante variabile nella stima dei processi di produzione primaria. L’attività di ricerca riguarderà inoltre lo sviluppo di algoritmi per il riconoscimento dei pigmenti algali, quali le ficocianine presenti nei cianobatteri. Queste alghe sono infatti potenzialmente tossiche con frequenze di occorrenza in costante aumento;
  • concentrazione di solidi sospesi nelle sue componenti organiche ed inorganiche. I solidi sono un tracciante dei fenomeni di immissione ad opera di fiumi e/o tributari, di risospensione per effetto di vento, onde e correnti;
  • concentrazione di sostanze gialle (o CDOM): include sostanze organiche disciolte (acidi fulvici e umici) di origine sia "interna" (per la degradazione del fitoplancton), sia terrestre (per apporto fluviale) ed è un’importante variabile della modellistica del ciclo del carbonio;
  • coefficiente di attenuazione lungo la colonna d’acqua dell’irradianza incidente e profondità del disco di Secchi: indicatori della profondità dello strato eufotico e della trasparenza dell’acqua;
  • copertura del fondale che, se colonizzata da fanerogame, assume un interesse strategico per il ruolo ecologico che esse rivestono;
  • temperatura superficiale,funzione sia della variabili meteorologiche sia di fenomeni di fioritura algale o inquinamento termico.

Scarica la borchure sul "Telerilevamento per la qualità delle acque"

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"European Lakes Under Environmental Stressors", è un progetto di ricerca da svilupparsi nel triennio 2010-2012 nell'ambito "Intereg IV" Central Europe Programme. Coordinato dalla Comunità del Garda, EULAKES vede coinvolti 9 partner tra agenzie per l'ambiente, centri di ricerca e università di cui 4 italiani, 2 ungheresi, 2 austriaci, 1 polacco. Oggetto di studio sono alcuni grandi laghi europei: il Garda in Italia, il Balaton in Ungheria, il Neusiedl in Austria e il Charzykowskie in Polonia. EULAKES stanzia circa tre milioni di euro per migliorare i sistemi di monitoraggio integrando le misure in situ alle osservazioni satellitari, fare simulazioni dei cambiamenti climatici volti a valutare la vulnerabilità delle acque, definire una strategia d'intervento comune di gestione.

Il progetto EULAKES è svolto in collaborazione con APPA Trento (Agenzia Provinciale per la Protezione dell’Ambiente del Trentino), la Fondazione E. Mach (Istituto di San Michele all’Adige), il CNR-IREA, l'Istituto Austriaco di Tecnologia, l’ente locale del Burgenland (dipartimento di gestione idrica), l’Università di Pannonia (Istituto di Limnologia, Scienze analitiche e ambientali), l’agenzia di coordinamento dello sviluppo del lago Balaton e l’Istituto Polacco di Meteorologia e gestione delle acque (IMGW).

http://www.eulakes.eu/
 
Committente: Unione Europea, EU Central Europe Programme

Prime contractor: Comunità Garda

Periodo di attività: 2010 -2013

Finanziamento IREA: € 73.125

Responsabile IREAClaudia Giardino

Attività: Modellistica di estrazione di parametri bio-geofisici

 

fotoI gas atmosferici, gli aerosol ed i vapori contribuiscono infatti ad assorbire, diffondere (scattering) e rifrangere la radiazione solare incidente e riflessa dalla superficie terrestre. Questo insieme di fenomeni, variabili in funzione della lunghezza d'onda, viene denominato “effetto atmosferico” e può essere di intralcio alle osservazioni con i sensori remoti, perché:
  • offusca l’immagine riducendo il contrasto tra gli oggetti osservati a terra;
  • ostacola il confronto temporale dei dati fisici di radianza in quanto contaminati dalla variabilità delle proprietà ottiche dell’atmosfera nel momento di ripresa;
  • rende difficile la derivazione della firma spettrale delle superfici osservate.
In molte applicazioni che richiedono un’interpretazione fisica dell’immagine, si rende quindi spesso necessaria un’opportuna correzione degli effetti atmosferici. I metodi di correzione degli effetti atmosferici si possono raggruppare in:
  • modelli di trasferimento radiativo;
  • metodi semplificati basati sull’immagine.
La prima categoria comprende i modelli che risolvono analiticamente le equazioni di trasferimento radiativo dell’energia elettromagnetica attraverso l’atmosfera. Per descrivere accuratamente la propagazione della radiazione, questi modelli richiedono di dati sulle proprietà ottiche dell’atmosfera. Queste informazioni possono essere reperite da misure in situ contemporanee al momento di ripresa o, nel caso di missioni operative (es. MODIS) da informazioni reperibili dall’immagine medesima. Il secondo raggruppamento include una serie di metodologie che semplificano le equazioni di propagazione della radiazione nell’atmosfera e ricavano le informazioni sulle caratteristiche dell’atmosfera direttamente dall’immagine.

Per "change detection" si intende il processo di identificazione dei cambiamenti in un oggetto o in un fenomeno, che avvengono in un particolare intervallo temporale. Presupposto fondamentale delle analisi di change detection effettuate con dati telerilevati è che un cambiamento di copertura del suolo o della superficie osservata da un sensore corrisponda a un cambiamento di risposta spettrale radiometrica, e che questo cambiamento spettrale sia sensibilmente più rilevante rispetto ai cambiamenti dovuti ad altri fattori, quali le condizioni atmosferiche al momento delle acquisizioni, o l'umidità dei suoli o ancora differenze nelle condizioni di acquisizione dei dati telerilevati.

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Change Detection e danno alluvionale: il Nord-est del Bangladesh sommerso dalle alluvioni monsoniche del 2001; a sinistra,: prima dell'alluvione; al centro: post alluvione. A destra la mappa dei cambiamenti che permette l'identificazione delle aree alluvionate e delle infrastrutture colpite.

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