Geoland2 Workshop - 04 - Iasillo

I prodotti definiti da Geoland2 per l'analisi del territorio

Urban Atlas ed i 5 strati tematici a supporto del CORINE LAND COVER

Presented by: Daniela Iasillo, Planetek Italia

pkt222-100-2.0

Workshop Geoland 2 – Asita 2011 216 Novembre 2011

Gli obiettivi del progetto

Organizzare una qualificata rete di produzione per i servizi GMES Land.

Costruire, validare e dimostrare linee di elaborazione dati operativa.

Configurare un processo di controllo della qualità dei prodotti che coinvolga l'utente.

Garantire che i prodotti soddisfino le esigenze degli utenti reali e l’adempimento delle direttive nazionale ed EU.


I benefici di GMES Geoland2 land services

Informazioni geo-spaziali di alta qualità ed armonizzate in modo tale da fornire un prodotto omogeneo a livello EU.

Ampio spettro di applicazioni a livello nazionale ed EU che possono essere usati per:

Cambiamenti di copertura/uso del suolo; Impermeabilità dei suoli; Qualità dell’acqua e sua disponibilità; Pianificazione territoriale; Monitoraggio delle foreste e sicurezza alimentare a livello

globale. Prodotti aggiornati, garantiti e finanziati dall’EU.


Prodotti Geoland2

Come Geoland contribuisce

alle direttive nazionali ed EU


Potenziale uso nelle direttive nazionali ed EU

Theme Directive

Imp

erviou

sne

ss Fo

rest

Ag

ricultu

ral

Wetlan

d

Water

Urb

an A

tlas

Environmental reporting and assessments

EURECA ecosystem service assessment (EEA) 2012 • • • • • • Land and ecosystem accounting (EEA / UNSD) annually • • • • • • Land-cover Change (CORINE / LEAC) 2011 • • • • • • Astana Report (EEA) 2011 • • • • • • SOER (EEA) 2015 • • • • • • UN-GEO-5 (UNEP) 2012 • • • • • •

AgriculturalAgricultural land use change - agri-environment indicators (post IRENA) (DG-AGRI, ESTAT, EEA) end 2010 • HNV (High Natural Value) farmland update (DG-ENV, EEA) • Biofuel Directive • Soil Strategy •

ForestryUNECE State of European Forests (2011) • European Forest Sector Outlook (2011) • MCPFE Forest Europe • FAO – FRA (2015) • UNFF Conventions •


Theme Directive

Imp

erviou

sne

ss Fo

rest

Ag

ricultu

ral

Wetlan

d

Water

Urb

an A

tlas

WaterWFD River Basin Management Plans 2015 good ecological status and pressures from diffuse sources

(MS – DG-ENV) • • • • • •

SOE report on water 2012 (EEA) (see also WISE 2010) • • • Water Accounts (annually) (EEA / UNSD) • • • Flood Directive risk assessment and mapping 2011/2015/2018 • • •

Climate changeClearinghouse on Adaptation (EEA, DG-Climate) 72 • • UNFCCC – LULUCF Land use, land-use change and forestry (MS - UNFCCC) • • GCOS Essential Climate Variables (MS - WMO) annually • •

BiodiversityHabitats and Birds Directive (MS, DG-ENV) • • • Ramsar Convention (wetlands) (MS) • • • CITES Convention (MS) • • • Biodiversity Action Plan (BAP) (DG ENV) • • • SEBI Indicators (EEA) • • •

Regional Policies

CAP Rural development reporting (DG-AGRI & MS) • • EU Territorial Spatial Perspective (Territorial Agenda) (MS) 2011 • • • IUME Towards an Integrated Urban Monitoring in Europe (DG Regio, ESTAT, JRC, ESPON, MS) • •



Theme Directive

Imp

erviou

sne

ss Fo

rest

Ag

ricultu

ral

Wetlan

d

Water

Urb

an A

tlas

Air quality, transport, noise

Effects of air pollution on human health • • Ecosystem effects of air pollution: • • • • • Critical Loads assessments • • Air pollutant emissions: • • Forest cover (e.g. biogenic NMVOC emissions) • • Agricultural land-use (e.g. ammonia emissions) • • Road network in Europe (line source air pollutant emissions) • • Reporting to UNECE CLRTAP • • Air quality modelling / impact modelling • • Noise mapping • •

Natural hazard and technological accidents

Disaster prevention (e.g. Council Conclusion Nov 2009; EP resolution Sept 2010) • • • • • • Seveso II Directive 96/82/EC (EC, 1996a) • • • • • • Directive 85/337/EEC on Environmental Impact Assessment • • • • • • Directive 2001/42/EC on Strategic Environmental Assessment (EC, 2001) • • • • • • The European Spatial Development Perspective (EC, 1999)47. • • • • • •



I servizi

Geoland2 GMES Land:

3 core mapping services

7 core information

servicescontinental and local land use/land cover (5HR layers),

Water

bio-physical vegetation parameters

Agri-Environment

annual monitoring Spatial Planning

Forest

Land Carbon

Global Crop Monitoring

Natural Resource Monitoring in Africa


Geoland2 GMES core mapping services

I 5 strati informativi ad alta risoluzione

Impermeabilità dei suoli Foreste Aree agricole Aree umide Acque

Urban Atlas

I prodotti di GEOLAND2


I prodotti di GEOLAND2 Prodotti continentali

Il metodo1. Impermeabilità dei suoli (HR) 2. Foreste (HR)3. Aree agricole (grassland) (HR)4. Aree Umide (HR)5. Acque (HR)Integrazione dei prodotti (HR)

Prodotti localiUrban Atlas



Il metodo

Catena di elaborazione integrata, con lo scopo di armonizzare l‘implementazione dei prodotti HR.

Approccio uniforme per tutti i prodotti HR.

Processamento dei dati EO altamente automatizzato.

Editing visuale e verifica automatica dei risultati.

Controllo di qualità indipendente.


Dati input utilizzati

Dati satellitari multitemporali

Parametri biofisici

Dati in sito

•IRS-P6 LISS-III, SPOT4-5 (Image2006 -2009)2 coperture temp.20 m risoluz. spaziale

•IRS-P6 AWiFS4-6 coperture temp.60m risoluz. spaziale

•fCover(frazione di superficie di terreno coperto da vegetazione)

•fBrown (frazione non fotosintetica della vegetazione)

•fSoil (frazione del suolo visibile dall’alto)

•CSF(Frazione coperta da ombre della vegetazione)

•LAI (Indice di copertura fogliare)

•Ortofoto

• Immagini VHR

•Google Earth

•DEM, LPIS, Copertura del suolo nazionale (se disponibile)


Cosa si intende per impermeabilità dei suoli?


Impermeabilità dei suoli

Prodotti: mappe di Built-up e Grado di impermeabilità (da 1 a 100%)

Definizione: una superficie impermeabile è una superficie che non può essere penetrata dall’acqua. Un classico esempio di una superficie impermeabile è pavimentazione stradale o i parcheggi. Tetti e altri materiali da costruzione sono anch’essi impermeabili.

Dati input: IRS-P6 LISS-III, SPOT4-5 (Image2006-2009)

Specifiche: • Raster• Pixel level, validati ad 1 ha.

A supporto di:- SOER2010 (State Of Environment Reporting) : Tendenza del consumo di suolo in Europa.- Input per reporting e management (WFD, STS, UTS, ESDP, strategie di sostenibilità nazionale)- Monitoraggio cambiamenti, in estensione ed intensità, delle aree urbane.


Aree mappate


Berlino 2006Berlino 2009

Impermeabilità dei suoli : grado di impermeabilità del suolo


Impermeabilità dei suoli : aree edificate

Sealed: aree con un grado di impermeabilità ≥ 80% (risoluz. spaziale 1ha)


Impermeabilità dei suoli : Usi e benefici (esempi)

EEA usa questo layer come indicatore dello sviluppo urbano.

Input ad attività nazionali di mapping (es. in Germania per CLC2006 e DLM-DE)


Esempio di applicazione:Cambiamento delle aree impermeabili in Europa (I)

3,3

1,2

3,7

6,0

2,2

5,5

3,5

2,6

6,5

3,5

2,8

2,5

13,4

9,0

3,0

3,7

1,8

3,1

7,7

6,2

2,7

2,1

3,3

4,0

2,4

3,4

6,7

4,2

2,2

1,9

2,2

11,6

2,3

3,8

2,4

2,1

3,1

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0

AT

BA

BE

BG

CH

CY

CZ

DE

DK

EE

ES

FI

FR

GR

HR

HU

IE

IT

LI

LT

LU

LV

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NL

NO

PL

PT

RO

RS

SE

SI

SK

TR

UK & NI

EEA38

Co

un

trie

s

Sealed area change in % (2006 - 2009)

Incremento delle aree impermeab. nel 2009 rispetto al 2006 in % per nazione.157

314

84

254

85

118

208

320

51

95

35

55

741

51

77

59

91

482

133

579

22

26

20

14

7

5

3

1

81

70

100

44

42

69

437

45

0 100 200 300 400 500 600 700 800

AT

BA

BE

BG

CH

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LI

LT

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MT

NL

NO

PL

PT

RO

RS

SE

SI

SK

TR

UK & NI

Co

un

trie

s

Sealed area change in km² (2006 - 2009)

Incremento delle aree impermeab. nel 2009 rispetto al 2006 in km² per nazione.


2,7

5,5

1,2

3,1

3,3

0,9

2,9

2,0

3,7

3,1

9,4

17,1

1,3

1,3

1,5

7,0

2,8

9,7

4,3

2,8

4,1

3,3

1,8

3,8

1,0

1,9

1,2

4,8

6,7

4,4

4,8

2,5

10,0

1,9

3,3

0,4

4,1

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0

AT

BA

BE

BG

CH

CY

CZ

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EE

ES

FI

FR

GR

HR

HU

IE

IT

LI

LT

LU

LV

ME

MK

MT

NL

NO

PL

PT

RO

RS

SE

SI

SK

TR

UK & NI

EEA38

Co

un

trie

s

Sealed area (2009) in % of total country area

Area impermeabile relativa all’area totale della nazione (%)

Esempio di applicazione:Cambiamento delle aree impermeabili in Europa (I)


Impermeabilità dei suoli : Usi e benefici (esempi)

EEA usa questo layer come indicatore dello sviluppo urbano.

Input ad attività nazionali di mapping (es. in Germania per CLC2006 e DLM-DE)


CLC2000

Image2000

CLC2000 + Cambiamenti

Image2006

Cambiamenti

Esempio di Uso 2: Supporto aggiornamento CLC2006 in Germania (I)

Cambiamenti


Area di crescita urbana < 5 ha ignorata!

Nuove aree edificate ricavate ottenute usando HR imperviousness.

Nuove aree edificate ricavate ottenute usando HR imperviousness.

41 ha41 ha

1,7 ha1,7 ha

Area di crescita urbana > 5 ha incluso nei cambiamenti.

11 ha11 ha5,3 ha5,3 ha 8,6 ha8,6 ha

8,9 ha8,9 ha

20,9 ha20,9 ha

1,3 ha1,3 ha

3,4 ha3,4 ha

Area di crescita urbana > 25 ha

Analisi dei poligoni di cambiamento in accordo con le linee guida per l’aggiornamento della CLC2006

Esempio di Uso 2: Supporto aggiornamento CLC2006 in Germania (II)


Che cos’è una foresta?


Foreste

Prodotti primari: Densità della copertura arborea delle foreste, Tipo di foresta (conifere, latifoglie, miste).

Prodotti secondari: Aree di copertura forestale e Aree di cambiamento, usando dati multi-temporali.

Definizione (FAO): Aree con una densità della Copertura arborea dal 10 % al 100 % e con una altezza minima di 5 m alla maturità. (Compatibile con Corine Land Cover)

Dati input: IRS-P6 e AWiFS / Image2006-2009

Specifiche: • Raster• Pixel level, validato a 1 ha (MMU adattata a 0.5 ha)

A supporto di: • Livello EU: EEA State of Environment Report, SEBI2010 indicators, EU Forest Action Plan implementation.• Livello nazionale: Inventario e monitoraggio delle foreste nazionali.• Convenzioni ONU (UN Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) and its Kyoto Protocol; The

UN Convention on Biological Diversity (UNCBD).


Foreste: siti mappati in Geoland2

Siti demo – completati (verde) e programmati (rosso)


HR Crown Cover Density

Value

High : 100

Low : 0

[%]

Foreste: Densità della copertura arborea delle foreste

La densità della Copertura arborea varia con continuità dal 10% al 100%

E’ definita come la proiezione sulla superficie terrestre della copertura arborea degli alberi.


Una mappa tematica che mostra la distribuzione spaziale dei vari tipi di foresta (conifere, latifoglie e miste), come una variazione continua del rapporto tra latifoglie e conifere.

Foreste: Tipo di foresta


HR Forest Area

Forest

No Forest

Questo prodotto è una maschera foresta/non foresta.

Aree disboscate, strade forestali, linee taglia fuoco, vivai ecc. Sono incluse se più piccole della MMU, al contrario sono mappate come non foresta.

Foreste: Area copertura forestale


Foreste: Usi e benefici (esempi)

Prodotti di qualità e consistenti a livello europeo.

Supporto per la redazione di report obbligatori a livello europeo ed internazionale.

Conversione flessibile tra dati nazionali ed internazionali, (es. CLC, FAO)


Frammentazione di grandi complessi forestali dovuto alle strade principali

- UNEP* CBD**

EU05 – Alpine Transect

* United Nations Environment Programme* *Convention on Biological Diversity

Esempio di uso: Calcolare indicatori

(Direttive EU & convenzioni internazionali)

Workshop Geoland 2 – Asita 2011 3616 Novembre 201109th March 2011

Quali sono le aree agricole (grassland) ?


Informazioni: Prodotto primario: Indicatore di superfici erbacee

Prodotti secondari: Maschera di superfici erbacee, Maschera dei seminativi, Indicatore di alberi e arbusteti, Densità di vegetazione erbacea, Aree di taglio. Sono basati su immagini multi-temporali e parametri biofisici.

Dati input: IRS-P6 e AWiFS multitemporali

Specifiche: • Raster• Pixel level, validati a 1 ha.

A supporto di:• Direttiva Habitat, CAP* (conversione agricolo-forestale, agricoltura rispettosa

dell'ambiente, manutenzione di prati)• Monitoraggio dell’impatto del riscaldamento globale (desertificazione nel Sud,

diffusione di prati umidi nel Nord)

*Common Agricultural Policy

Aree agricole (Grassland)


Aree agricole (Grassland) : siti mappati


Indicatore di superfici erbacee

L’indicatore di superfici erbacee riguarda le aree con vegetazione caratterizzata da un comportamento fenologico (totale o parziale) di tipo erbaceo (dipendente dal sito), e che non appartengono a foreste o aree edificate.Questo indicatore ha valori continui (1-100%) che indica la

probabilità che la superficie sia coperta da prati.



Maschera delle aree erbacee

Maschera delle aree erbacee comprende: le superfici coperte principalmente da erba (> 30%), pascoli, prati coltivati, prati utilizzati per lo sport, superfici in erba con arbusti e alberi.La maschera delle aree erbacee è derivata come un dato binario dalla mappa delle superfici erbacee attraverso i livelli di soglia di probabilità.



Maschera aree seminativi

Questo prodotto è una maschera binaria dei seminativi,e comprende le aree prevalentemente coperte da colture annuali (> 70%), sia con irrigazione naturale che artificiale.



Indicatore di alberi e arbusteti

Questo indicatore mostra la distribuzione spaziale di arbusti, alberi e altra vegetazione alta non erbosa, all'interno della maschera delle superfici erbacee. Assume valori che vanno da 0 a 100 (frazioni relative).



Densità di vegetazione erbacea

La densità di vegetazione erbacea è derivato dal parametro biofisico ricavato da dati EO chiamato LAI (Leaf Area Index - m2/m2), che differenzia la vegetazione in base alla loro copertura fogliaria. Viene considerato il massimo del LAI, durante il periodo vegetativo, e solo per le aree all'interno della maschera delle superfici erbacee.



Aree di taglio

Questo indicatore fornisce informazioni sulle aree soggette al taglio di erba e/o a pascolo. La scala è relativa e va da 0 a 100%. La mappa è derivata all'interno della maschera delle superfici erbacee.Questo indicatore è derivato da parametri multi-temporale derivati da immagini EO, che mostrano i cambiamenti biomassa durante il periodo vegetativo principale.



Aree agricole (Grassland): usi e benefici

Supporto per una agricoltura sostenibile all’interno della CAP (Common Agricultural Policy)

Input per report obbligatori per convenzioni ecc.

Importante per le attività legate alla conservazione della biodiversità (Natura 2000, infrastrutture ecosostenibili, ecc.)

Supporto ad attività di protezione dei suoli, qualità delle acque ecc.

Workshop Geoland 2 – Asita 2011 4716 Novembre 2011 4747

Che cos’è un’area umida?


Informazioni:Prodotti primari: Maschera Aree Umide, Indicatore di umidità;

Prodotti secondari: Copertura del suolo della zona umida, Indicatore di pressione, usando dati EO multi-temporali e gli altri layer HR.

Le aree umide sono mappate in accordo con la definizione RAMSAR*

(* “zone paludose, paludi, torbiere o acqua, siano essi naturali o artificiali, permanenti o temporanee, con acqua che scorre o statica, dolce o salata. Sono incluse le zone di acqua marina la cui profondità, durante la bassa marea, non supera i sei metri”)

Dati input: immagini IRS-P6 e AWiFS multi-temporali

Specifiche: Raster Pixel level, validate a 1 ha.

A supporto di: Preparazione del primo dataset pan-europeo delle aree umide (per ora disponibile nei siti dimostrativi)

Aree Umide


Aree umide: siti mappati

Workshop Geoland 2 – Asita 2011 5016 Novembre 2011 5050

Mappa delle aree umide

Questo prodotto mostra è una maschera di aree umide definite secondo la convenzione RAMSAR. Sono inclusi anche i corpi d’acqua > 1 ha.


Indicatore di umidità

Image2006Aree UmideIndicatore di umidità

È una mappa tematica con valori continui (espressi in percentuale) di umidità, derivati interamente da dati EO ad alta risoluzione.


Aree Umide: Esempi

52

Immagine EO Aree Umide Umidità


Indicatore di pressione antropica sull‘area umida

Image2006Wetland AreaIndicatore di pressione

La pressione sulle zone umide dovuta all'agricoltura e alle aree urbane.

Mappa della pressione sulle zone umide espressa in percentuale di superficie artificiale e seminativi entro un km dal confine della zona umida. Queste informazioni vengono memorizzate in un layer puntuale nei cui attributi è indicata: la percentuale dei seminativi (Arable_pressure), quella delle superfici impermeabili (seal_press)e la somma delle due.


Migliorare dati nazionali per RAMSAR, Direttiva uccelli, dati CDDA, Habitat e siti NATURA 2000.

Monitoraggio zone umide.

Sviluppare dataset armonizzati a livello europeo delle aree umide.

Per ottenere dataset rilevanti per la gestione della conservazione, valutazione del cambiamento e reporting per UNFCCC.

Aree umide: usi e benefici


Definizione: Questo layer contiene tutti i corpi d'acqua permanenti sia interni che aperti, sia di acque dolci che salate o salmastre. In una classe separata, contiene le aree coperte da marea se queste sono visibili in almeno una immagine EO. Inoltre contiene piccoli corpi d'acqua interni come laghi, serbatoi d'acqua, fiumi, torrenti.

Dati input: dati multi temporali IRS-P6 e AWiFS

Specifiche: • Raster

• Pixel level, validati a 1 ha.

A supporto di: • Management e reporting di vario tipo (WFD, Direttiva alluvioni, Cambiamenti climatici,

Convenzione Aarhus, CAP)

Acque


Acque: siti mappati


include aree con bassa vegetazione acquatica galleggiante (es. Nuphar spp. Nymphaea spp. Potamageton spp. Lemna spp.), arcipelago di laghi, superfici acquatiche utilizzate per l'allevamento di pesci di acqua dolce, e bacini idrici temporaneamente senza acqua (mancanza d'acqua stagionali, manutenzione)


Transetto alpino Monaco-Verona Image2006 (dati IRS and SPOT5) oltre che dati AWiFS

Prima produzione integrata dei 5 layer HR

HR-Layer

Imperviousness

Grassland

Forest

Wetlands

Water

Other

AWiFS 12-09-2006Image2006

Forest Type: Coniferous

100 %

0 %

Forest Crown Density

100 %

10 %

Crown Density


Integrazione 5 HR layer sul transetto alpino a supporto dell’aggiornamento della Corine Land Cover


Urban Atlas

Informazioni: Dati di uso del suolo ad altissima risoluzione spaziale per gli agglomerati urbani > 100.000 abitanti a supporto dell’urban audit della DG Regional Policy.

Dati input: SPOT5

Specifiche:

– 19 classi tematiche.

– Vettoriale.

– MMU:

• 0.25 ha per le classi urbane

• 1 ha per le classi non-urbane.

Benefici: Sviluppo di una metodologia (economicamente efficiente) per aggiornare i dati Urban Atlas esistenti.


Esempio di Urban Atlas

Roma

Colosseo e Fori Imperiali

Villa Borghese

Villa Doria Pamphilj


Urban Atlas: metodo di aggiornamento

Change detection basata sul grado di impermeabilità dei suoli (imperviousness layer)

MMU 0.25 e 1 ha Solo change detection

(principalmente per l'espansione urbana)

Classificazione tematica Aggiornamento di 27 città Completamente automatico

Aggiornamento rapido

Change detection con MMU 0.1 or 0.25

Classificazione ad oggetti Automatico + editing manuale Classificazione dei cambiamenti

manuale e delineazione manuale.

Aggiornamento completo

Obbiettivo:

Produrre rapidamente dati dell'area urbana.

Obbiettivo:

Produrre un aggiornamento completo con i dettagli circa le aree modificate.


Urban Atlas: aggiornamento rapido

Urban Atlas 2005SPOT data 2009Imperviousness layer 2009Detected changesUrban Atlas 2009


SPOT 2005SPOT 2009

Urban Atlas: aggiornamento completo


Sono una collezione di indicatori che riguardano vari aspetti della qualità della vita nelle città europee. L'audit è il risultato di uno sforzo congiunto da parte delle città partecipanti, gli uffici statistici nazionali appartenenti al sistema statistico europeo e la Commissione europea direttorato generale per le politiche regionali.

Più di 300 indicatori sono stati definiti e calcolati, che coprono molti aspetti della qualità della vita.

Urban Atlas: applicazione per Urban Audit

Urban Atlas come input per gli indicatori di Urban Audit dell’Eurostat


Da Urban Atlas (2006):

1. L'aggregazione di diversi classi di "verde" per creare una nuova classe denominata "area verde urbano"

2. Calcolo della percentuale di verde urbano rispetto alla superficie totale come indicatore di urban audit.(Published by SOER 2010, EEA)

Urban Atlas: Indicatori Urban Audit

Aree verdi urbane nelle città europee , 2006


Le attività future di Geoland2

• Il progetto ha dato inizio ad un programma di 22 workshop a livello europeo che si concluderà nei primi mesi del 2012 per la promozione e divulgazione delle attività realizzate.

Geoland2 Workshop - 04 - Iasillo

Technology

Transcript of Geoland2 Workshop - 04 - Iasillo