Telerilevamento satellitare per la sostenibilità ambientale e la

GEOMATICA – T ELERILEVAMENTO SATELLITARE PER LA SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE E LA MAPPATURA DI DISASTRI
1
TELERILEVAMENTO SATELLITARE PER LA SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE
E LA MAPPATURA DI DISASTRI
GRUPPO DI RICERCA: Gabriele Bitelli, Paolo Conte, Francesca Franci, Alessandro Lambertini, Emanuele Mandanici, Maria
Alessandra Tini, Luca Vittuari, Rossella Casciere, Maurizio Barbarella, Michaela de Giglio
PAROLE CHIAVE: Telerilevamento, sostenibilità, dispersione energetica, monitoraggio ambientale, disastri
Nel progetto europeo EnergyCity si utilizzano
immagini termiche aeree per la mappatura delle
dispersioni degli edifici in sette aree urbane europee, nell’ambito dell'attuazione di pratiche di
efficienza energetica e riduzione delle emissioni
di CO2. Il dato finale, che deriva da un complesso processo di elaborazione di immagini,
viene utilizzato in modelli energetici per confluire infine in un WebGIS a supporto delle decisioni. L’Isola Urbana di Calore (UHI) può essere rilevata con immagini satellitari.
Attraverso immagini satellitari multi- e iperspettrali, in un altro progetto si conduce il monitoraggio ambientale di un'area protetta in Egitto,
con analisi delle acque lacustri del lago Karun
(salinità, clorofilla) e mappatura litologica dell’area tramite classificazione; la ricerca riguarda
inoltre l’analisi di change detection nella regione nell’arco di decenni, usando anche immagini
satellitari declassificate Corona.
Un’altra applicazione è relativa allo studio degli
effetti dell’intrusione del cuneo salino all’interno delle Pinete ravennati. Lo scopo è creare una
procedura operativa per valutare lo stato di salute della vegetazione di aree compromesse, attraverso l’analisi dell’NDVI. La salinizzazione
dell’acquifero influisce infatti sulle piante inducendo cambiamenti nelle proprietà fotosintetiche e nella copertura, osservabili attraverso misure spettrali da satellite. Dal confronto delle
risposte nelle bande del rosso e dell’infrarosso, e
dalla sua valutazione statistica, è possibile riconoscere le aree più stressate e di conseguenza
circoscrivere i successivi monitoraggi di salinità
sul campo e gli interventi di bonifica.
Nel caso di catastrofi, la disponibilità di immagini satellitari multispettrali ad alta risoluzione,
e/o dati radar, consente di ottenere in tempi brevi e con buon livello di precisione la mappatura
di aree molto ampie, per la gestione dell’emergenza e per la valutazione del danno in ambiente
GIS. Esempi significativi affrontati dal gruppo
su vari siti nel mondo sono alluvioni, incendi,
tsunami e terremoti, con la possibilità in questo
caso di ottenere anche una prima valutazione del
livello di danneggiamento degli edifici.
Fig.1 Mappatura delle dispersioni energetiche in
aree urbane: dall’immagine termica notturna, non
elaborata, al sistema WebGIS a supporto delle
decisioni
Fig.2 Concentrazione di Clorofilla-a in acque lacustri (Qarun Lake) ricavata da immagini iperspettrali; effetti della correzione atmosferica
Fig.3 Pinete ravennati: distribuzione spaziale
dell’NDVI con tracciamento delle aree campione;
andamento dell’NDVI medio delle aree campione
Fig.4 Mappatura dei danni del terremoto di Bam
(Iran) mediante classificazione object-oriented di
immagini satellitari ad alta risoluzione
2
PUBBLICAZIONI
Bitelli G., Franci F., Mandanici E. (2013). Monitoring the urban growth of Dhaka (Bangladesh)
by satellite imagery in flooding risk management
perspective. Proc. Workshop “The Role of Geomatics in Hydrogeological Risk”, 6 pp., Padova
Africani P., Bitelli G., Lambertini A., Minghetti
A., Paselli E. (2013). Integration of LIDAR data
into a municipal GIS to study solar radiation. Int.
Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing
and Spatial Information Sciences, Volume XL1/W1, 6 pp., Hannover, Germany
Bitelli G., Conte P. (2011). Techniques, tools and
workflow for remote sensed roof temperature
mapping in some cities across Central Europe. In:
Proc. 17th Int. Conference “Building Services,
Mechanical and Building Industry Days” – Urban Energy Conference, Debrecen, ISBN: 978963-313-039-1, 49-56, BME Budapest
RESEARCH PROJECTS AND ACTIVITIES 2013
Bitelli G., Gusella L. (2008). Remote sensing satellite imagery and risk management: image based
information extraction. In C.A. Brebbia & E. Beriatos (Eds.) Risk Analysis VI, pp. 149-158, WIT
Press, Southampton
Gusella L., Adams B.J., Bitelli G., Huyck C.K.,
Mognol A. (2005). Object Oriented Image Understanding and Post-Earthquake Damage Assessment for the 2003 Bam, Iran, Earthquake.
Earthquake Spectra, 21, S1, pp. 225-238
PROGETTI DI RICERCA
COFIN2003: Tecnologie innovative per la previsione, il controllo e la mitigazione dell'impatto
delle emergenze ambientali. Resp. Scient.: G.
Bitelli
PRIN2005: Analisi, comparazione e integrazione
di immagini digitali acquisite da piattaforma
aerea e satellitare. Resp. Scient.: G. Bitelli
Bitelli G., Curzi P.V., Dinelli E., Mandanici E.
(2011). Empirical model for salinity assessment
on lacustrine and coastal waters by remote sensing. In U. Michel and D.L. Civco (Eds.) Proc.
SPIE Remote Sensing - Earth Resources and Environmental Remote Sensing/GIS Applications,
vol. 8181, pp. 818119-1 - 818119-8
PRIN2007: La Geomatica a supporto delle azioni
di Governo del Territorio. Resp. Scient.: M. Barbarella
Bitelli G., Mandanici E. (2010). Atmospheric correction issues for water quality assessment from
Remote Sensing: the case of Lake Qarun (Egypt).
In U. Michel and D.L. Civco (Eds.), Proc. SPIE
Remote Sensing - Earth Resources and Environmental Remote Sensing/GIS Applications, Vol.
7831, pp. 78311Z1-78311Z8
ASI (Agenzia Spaziale Italiana). Cosmo-SkyMed
AO n. 2248: RAPID RApid Processing for Information on Damage. Contract L/104/09/0. PI:
G. Bitelli (2010-2012)
Conte P., Bitelli G. (2009). Burned areas mapping by multispectral imagery: a case study in
Sicily, Summer 2007. Proc. VII Int. EARSeL
Workshop “Advances in Remote Sensing and GIS
applications in Forest Fire Management”, Matera, ISBN 978-88-904367-0-3, 277-284
Gusella L., Adams B.J., Bitelli G. (2008). Mobile
Mapping technology and integration with Remote
Sensing imagery for post-disaster damage evaluation. Int. Arch. of the Photogrammetry, Remote
Sensing and Spatial Information Sciences,
XXXVI, 5/C55, pp. 150-158, ISSN: 1682-1777
PRIN2008: Mapper - Procedure di acquisizione
ed elaborazione di dati multisorgente per il supporto alle emergenze. Resp. Scient.: G. Bitelli
PRIN 2010-11: Tecniche geomatiche innovative
ed emergenti di rilievo, telerilevamento (da aereo,
satellite, uav) e webgis per la mappatura del rischio in tempo reale e la prevenzione del danno
ambientale. Resp. Scient.: M. Barbarella
EU Central Europe Contract 2CE126P3. ENERGYCITY - Reducing energy consumption and
CO2 emissions in cities across Central Europe.
PI: T. Csoknyai, Resp. Scient. G. Bitelli (20102013) http://www.enercity2013.eu
CONTATTI
[email protected]
[email protected]