Droni per il monitoraggio ambientale: opportunità e complessità (Andrea Spisni e Vittorio Marletto)

Monitoraggio incendio delle torbiere ferraresi, settembre 2015, con videocamera termografica e camera GoPro, http://www.flightlab.unibo.it/

Telerilevamento in Arpa ER Il laboratorio di telerilevamento di Arpa

svolge attività nelle seguenti materie:

• Individuazione e misure superfici innevate

• Anomalie Ndvi per monitoraggio della siccità e diffusione della zanzara tigre

• Classificazione zone agricole di pianura per la stima dei fabbisogni irrigui di pianura

• Elaborazioni di dati satellitari a supporto della Protezione Civile

• Gestione dell’archivio regionale di immagini da satellite

• …

Campi agricoli e bonifica in pianura bolognese

Innevamento e macro aree di protezione civile

(in azzurro)

Possibili campi applicativi per i droni in Arpa

Monitoraggio siti industriali

Applicazioni legate al Centro Funzionale e Protezione Civile Frane

Alluvioni

Esondazioni

Mareggiate

Incendi

Sversamenti di idrocarburi

Mucillagini in mare

Stato della costa

Applicazioni agricole e forestali Bilanci idrici dei terreni coltivati

Stato fitosanitario delle colture e delle foreste

Attualmente Arpa ER non dispone di droni

Tipo di sensori utilizzabili

Video e fotocamere nel visibile ed infrarosso

Blu, verde e rosso (0.4-0.7 μm)

Vicino infrarosso (0.7-1 μm)

Infrarosso termico (10-12 μm)

Tamponi/sensori per sostanze chimiche e qualità dell’aria

GPS

Un esempio: torbiera in fiamme, monitoraggio IR termico

Incendio della torbiera Boschetto bonifica Valle del Mezzano, ex valli di Comacchio, Ferrara agosto/settembre 2015

Contesto agricolo Boschetto sulla sinistra sulla destra campi di soia

Un esempio: torbiera in fiamme, monitoraggio IR termico

Drone attrezzato con gps camera IR termica e videocamera gopro 1. Trasporto in auto 2. Allestimento 3. Volo

Committente ArpaER Esecuzione UniBO

1

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Vantaggi

Agilità di spostamento del mezzo e del gruppo di lavoro

Capacità di adattare la sensoristica al caso di studio

Tempo reale nella visualizzazione del dato ripreso Questo aspetto è determinante per tutte le applicazioni

che richiedono un supporto diretto. Nel caso di incendi la possibilità di vedere subito le zone che ancora presentano anomalie termiche permette ai tecnici impiegati nelle opere di contenimento di intervenire in modo localizzato

Limiti tecnici

Tempo di volo molto breve

Area coperta di ridotta estensione

Altezza di volo modesta

Presenza di vento e limiti nel controllo

Rischio di perdita del drone in ambienti ostili

Autorizzazioni di volo in ambiente urbano

…

Possibile integrazione dei droni: il progetto S3T (Por Lazio) S3T pone le basi per il contesto operativo dei droni

nell’ambito del monitoraggio ambientale.

Scopo del progetto è la definizione di standard e protocolli di scambio dati tra unità in campo, in ufficio, droni e altre fonti, come stazioni fisse di misura.

L’ipotesi di intervento sviluppata da Arpa ER è stato lo sversamento di idrocarburi in ambiente fluviale

Zone di studio: il fiume Po

E’ stato fornito supporto anche per altre applicazioni di competenza Arpa come monitoraggi regolari ed altre emergenze in cui l’Agenzia può intervenire

S3T è in fase di sviluppo e non è operativo

S3T: sversamento petroli in fiume Po

Esempio di analisi sviluppato durante l’evento di febbraio 2010 dopo lo sversamento di oli minerali nel Lambro Immagini a colori reali (Aisa Eagle iperspettrale)

Pietrapertosa C., Spisni A., Pancioli V., Sterzai P., Pavan A., Paganini P., Monni A., Coren C., 2010, Utilizzo di immagini iperspettrali per il monitoraggio di sversamento di idrocarburi nel fiume Po, Atti 14a Conferenza Nazionale ASITA, 9 – 12 novembre 2010, Fiera di Brescia

S3T: aree test Al consorzio S3T sono state fornite specifiche tecniche

richieste per il monitoraggio di eventi simili e possibili aree di studio per casi sperimentali

Pontelagoscuro (Fe) Zona del Po con presa d’acqua per l’acquedotto di Ferrara

Torricelle di Sissa (Pr) Presenza di un pontile usato per campionamenti dell’acqua

Isola Serafini (Pc) Presenza di impianti idroelettrici Enel

Ogni area presenta delle caratteristiche peculiari in grado di permettere l’integrazione dei dati telerilevati con altre fonti, ad esempio campionamenti di laboratorio, misure idrometriche, facilità di accesso al punto

S3T: un esempio di flusso dati Si riporta un esempio di flusso dati che il sistema S3T deve poter gestire in caso di emergenza legata a

sversamento di idrocarburi. I dati raccolti devono fluire attraverso tutte le unità collocate sul territorio. L’accesso deve avvenire tramite sia tramite pc che smartphone/tablet.

Dati idrometrici fluviali:

portata

livelli

velocità

altezza dell'alveo

supporto modellistica idrologica per stima diffusione degli inquinanti

supporto a terra per rilievi sia a sponda che su natante

monitoraggio in tempo reale dell'evoluzione del fenomeno

condizioni meteo previste

informazioni sullo stato attuale degli interventi di contenimento

analisi di campioni

Dati telerilevati da droni (video ed immagini)

Video per valutazione degli interventi di contenimento dell’inquinante in tempo reale

Immagini per analisi a posteriori per la stima degli spessori e dei quantitativi sversati

Arpa e telerilevamento Per informazioni

Vittorio Marletto, vmarletto@arpa.emr.it

Andrea Spisni, aspisni@arpa.emr.it

V.le Silvani 6, 40122 Bologna

Laboratorio di telerilevamento

tinyurl.com/ArpaERTelerilevamento