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RainGis™

Il software di visualizzazione interattiva

dell’accumulata integrata

radar + pluviometri in tempo reale

DESCRIZIONE TECNICA

MANUALE DEL SERVIZIO

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Sommario

1. INTRODUZIONE .......................................................................................................................... 3

2. ELABORAZIONE DEI DATI ........................................................................................................ 5

2.1. CALCOLO DELLA PRECIPITAZIONE ACCUMULATA DAI SOLI DATI RADAR ............... 5

2.2. ACQUISIZIONE DEI DATI DI PRECIPITAZIONE DELLA RETE PLUVIOMETRICA

PRESENTE SUL TERRITORIO ....................................................................................................... 5

2.3. CORREZIONE DELLA STIMA RADAR CON I DATI PLUVIOMETRICI............................... 6

2.4. PRODUZIONE DEGLI OUTPUT DI PRECIPITAZIONE ACCUMULATA ............................. 8

3. VISUALIZZAZIONE DEI DATI ..................................................................................................... 8

3.1. VISUALIZZAZIONE DELL’ULTIMA ELABORAZIONE ...................................................... 13

3.2. VISUALIZZAZIONE DELLE ELABORAZIONI DI ARCHIVIO ............................................ 13

4. ACCESSO ................................................................................................................................. 14

5. REQUISITI MINIMI DI SISTEMA ................................................................................................ 14

6. CONTATTI E ASSISTENZA ...................................................................................................... 14

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1. INTRODUZIONE

Negli ultimi anni, a seguito del cambiamento climatico, è stato osservato un aumento di fenomeni

piovosi intensi e localizzati, nello spazio e nel tempo, i quali apportando accumuli precipitativi rilevanti

sono in grado di causare notevoli criticità sul territorio. Risulta quindi fondamentale avere a disposizione

informazioni accurate e complete, in tempo reale, degli accumuli di precipitazione avvenuti sul territorio

per poter mettere in atto strategie mirate alla mitigazione di eventuali criticità.

Il nuovo approccio, sviluppato nel software RainGis™, mira quindi all’utilizzo integrato di tutti i dati delle

reti pluviometriche e radar meteorologiche presenti sul territorio nazionale, il tutto accompagnato da

una visualizzazione interattiva dei dati su un sistema cartografico GIS. La raccolta dei dati avviene

grazie ad un cluster composto da numerosi server, dislocati in tutta Italia, che operano

contemporaneamente al fine di garantire un’elevata affidabilità e disponibilità dei dati.

Il calcolo della precipitazione accumulata si basa quindi su due fondamentali tipologie di dati:

i dati radar meteorologici presenti sul nord Italia che rappresentano la migliore

rappresentazione areale delle precipitazioni in atto. Ciò consente di ottenere una copertura

completa sul nord Italia che va ad includere anche tutto il Trentino-Alto Adige, parte dell’alta

Toscana e tutta l’Emilia-Romagna (Fig. 1) grazie all’utilizzo dei seguenti radar: Bric della Croce

(TO), Settepani (SV), Linate (MI), Monte Macaion (TN), Valeggio sul Mincio (VR), Teolo (PD),

Concordia Sagittaria (VE), Fossalon (UD), Pasja Ravan (SLO), Lisca (SLO), Gattatico (RE),

San Pietro Capofiume (BO), Livorno (LI), Castiglione della Pescaia (GR);

i dati pluviometrici di tutte le stazioni meteorologiche ufficiali (cioè afferenti ad Enti ed

Organizzazioni governative) e a norma (cioè installate da Associazioni ed Organizzazioni non

governative) del nord Italia che sono raccolti all’interno del primo database nazionale

coordinato creato nell’ambito dello sviluppo del prodotto GisMeteotrigger™ (Fig. 2).

Un altro aspetto fondamentale consiste nella visualizzazione interattiva dei dati che vengono

georeferenziati e sovrapposti ad una cartina geografica nella quale, grazie anche ai numerosi riferimenti

topografici, si riescono a collocare con precisione e chiarezza gli accumuli di precipitazione sul territorio

d’interesse.

RainGis™ è ora disponibile e consente di visualizzare:

le mappe di precipitazione accumulata in tempo reale, utili nelle fasi operative, con la

visualizzazione di diversi intervalli temporali (1h, 3h, 6h, 12, 24h);

le mappe di archivio di precipitazione accumulata, utili nella gestione degli eventi ex-post

con la visualizzazione di diversi intervalli temporali (1h, 3h, 6h, 12, 24h);

le aree interessate da precipitazione, in modo semplice e veloce, le quali possono essere

ulteriormente identificate con layer personalizzabili;

le stazioni utilizzate nel calcolo della precipitazione accumulata con la possibilità di

visualizzare i dati delle stesse per le ultime 24h.

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Figura 1. Copertura operativa del mosaico radar utilizzato per la generazione delle mappe di precipitazione accumulata.

Figura 2. Stazioni facenti parte del nuovo database nazionale delle reti di stazioni meteorologiche implementato da

Radarmeteo.

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2. ELABORAZIONE DEI DATI

2.1. CALCOLO DELLA PRECIPITAZIONE ACCUMULATA DAI SOLI DATI RADAR

Ogni 10 minuti vengono raccolti i dati delle reti radar meteorologiche i quali sono processati per

eliminare echi non appartenenti a precipitazione (clutter). Successivamente viene elaborato il mosaico

di tutti i radar utilizzati dal quale si ottiene un’immagine complessiva delle precipitazioni in atto su tutte

le aree entro i range di operatività dei radar. Infine, la riflettività (dBZ) viene convertita in intensità di

precipitazione (mm/h) mediante la formulazione di Marshall and Palmer. In questo modo si ottiene la

precipitazione accumulata nei 10 minuti: la somma di scansioni successive consente la stima degli

accumuli negli intervalli temporali desiderati (1, 3, 6 ore ecc.).

Figura 3. Schema rappresentativo del processo di calcolo della precipitazione accumulata da radar meteorologico.

2.2. ACQUISIZIONE DEI DATI DI PRECIPITAZIONE DELLA RETE PLUVIOMETRICA

PRESENTE SUL TERRITORIO

Vengono raccolti i dati rilevati delle stazioni pluviometriche disponibili sul territorio nazionale tramite

una complessa infrastruttura informatica: tutte le stazioni presenti sul territorio nazionale vengono

suddivise in cluster sui quali operano contemporaneamente almeno due server per la raccolta dati ed

il successivo accentramento nel database nazionale (Fig. 4). Grazie a questo sofisticato sistema di

raccolta e di elaborazione, composto da server ridondanti, si ottiene un’elevata affidabilità del servizio.

Utilizzando quindi i dati raccolti viene calcolato l’accumulo, sui diversi intervalli, il quale viene poi

utilizzato per la taratura dei dati di precipitazione stimata da radar meteorologico.

Raccolta dati dati radar

Elaborazione mosaico

Calcolo precipitazione

istantanea

Calcolo precipitazione

accumulata nell'intervallo di

interesse

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Figura 4. Esempio di funzionamento del sistema cluster di raccolta dati.

2.3. CORREZIONE DELLA STIMA RADAR CON I DATI PLUVIOMETRICI

I dati raccolti precedentemente vengono quindi analizzati da algoritmi standard, riportati nella letteratura

scientifica, che consentono di tarare il campo di precipitazione ricavato dal radar con le misure puntuali

effettuate dai pluviometri.

Questo procedimento si rende necessario in quanto entrambi gli strumenti utilizzati presentano dei

vantaggi e degli svantaggi (Fig. 5):

il radar meteorologico consente di ottenere un’elevata rappresentatività spaziale, cioè riesce a

rappresentare con elevata copertura e dettaglio tutto il territorio, ma è caratterizzato da

un’accuratezza della misura inferiore a quella del pluviometro a causa di numerosi fattori;

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il pluviometro è invece caratterizzato da una limitata rappresentatività spaziale, in quanto la

misura non è areale ma puntuale, alla quale però si contrappone un’elevata accuratezza della

misura.

Questo procedimento (Fig. 6), chiamato merging, consente quindi di sfruttare a pieno le potenzialità dei

dati radar che sono caratterizzati da una copertura areale, utilizzando successivamente i dati puntuali

per ottenere una stima di accumulo più accurata.

Figura 5. Confronto delle principali caratteristiche dei radar meteorologici e dei pluviometri.

Figura 6. Diagramma di flusso del merging tra i dati radar e i dati pluviometrici.

Merging

Pluviometr

i

Precipitazione accumulata

Radar

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2.4. PRODUZIONE DEGLI OUTPUT DI PRECIPITAZIONE ACCUMULATA

A seguito dell’elaborazione, a cadenza oraria, si producono i seguenti output per l’utente finale:

tempo reale: mappa di precipitazione accumulata sul nord Italia a partire dalle 24 precedenti

all’elaborazione fino all’ora attuale su diversi intervalli temporali (1h, 3h, 6h, 12h e 24h);

archivio giornaliero: mappa di precipitazione accumulata sul nord Italia a partire dalle 24

precedenti all’elaborazione fino all’ora attuale su diversi intervalli temporali (1h, 3h, 6h, 12h e

24h).

Su richiesta, il software è inoltre in grado di fornire i dati numerici di precipitazione accumulata,

predisposti su formato dati standard (CSV, XML, NETCDF, GRIB, ecc.) per la visualizzazione su propri

sistemi GIS o per l’inizializzazione di modelli idrogeologici e/o idraulici. Le modalità di fornitura saranno

accordate in funzione delle richieste specifiche.

3. VISUALIZZAZIONE DEI DATI

La visualizzazione avviene su di una mappa interattiva del territorio che consente all’utente di interagire

e visualizzare in dettaglio i dati georeferenziati (Fig. 7 e 8).

Il display di visualizzazione è composto dalle seguenti sezioni:

1) Menu di selezione dell’ultima mappa di precipitazione o delle mappe di archivio.

2) Mappa del territorio con sovrapposte le mappe di precipitazione accumulata.

3) Titolo della pagina con indicazioni dell’ultimo aggiornamento (orario in UTC).

4) Pannello di selezione degli intervalli di precipitazione

5) Pannello di selezione dei layer.

6) Legenda colorata relativa ai quantitativi in mm visualizzati sulla mappa.

Indipendentemente dalla visualizzazione dell’ultima mappa o delle mappe di archivio è possibile

utilizzare:

il menu di selezione dei diversi intervalli temporali (Fig. 10) per visualizzare la precipitazione

accumulata nelle ultime 1h, 3h, 6h, 12h, 24h rispetto all’ora indicata dall’indicatore di

aggiornamento (Fig. 9); è possibile visualizzare solo un intervallo alla volta;

il menu di selezione dei layer (Fig. 10) consente invece di attivare o disattivare, cliccando sulla

corrispondente spunta con il tasto sinistro del mouse, la visualizzazione dei diversi layer

disponibili; è possibile visualizzare più di un layer contemporaneamente.

Tra i layer disponibili è inoltre possibile visualizzare tutte le stazioni meteorologiche utilizzate per

l’elaborazione (Fig. 11): esse compaiono come dei puntini rossi sui quali è possibile cliccare (con il

tasto sinistro del mouse) per ottenere le seguenti informazioni di dettaglio:

Nome Stazione;

Radarmeteo ID;

Coordinate (latitudine, longitudine).

Sul box è inoltre presente un link (“Visualizzare i dati delle ultime 24h”) dal quale, su una nuova pagina,

si può consultare il grafico delle precipitazioni delle ultime 24h, rilevate dalla stazione, per analizzare in

dettaglio l’andamento della precipitazione oraria e cumulata totale (Fig. 12).

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Figura 7. Visualizzazione del prodotto nella piattaforma SMMeSD.

Figura 8. Visualizzazione di dettaglio dell’immagine.

Figura 9. Indicatore di aggiornamento della mappa con orario in UTC.

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Figura 10. In alto menu di selezione degli intervalli di precipitazione; in basso menu di selezione dei layer.

Figura 11. Esempio di visualizzazione delle stazioni utilizzate (pallini rossi) e del popup di dettaglio con i dati stazione ed il

link per la visualizzazione del grafico delle ultime 24 ore.

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Figura 12. Grafico di precipitazione delle ultime 24h con visualizzazione della precipitazione oraria e della cumulata totale

(mm).

Il grafico di dettaglio della stazione è interattivo e consente all’utente di:

abilitare o disabilitare la visualizzazione della variabile cliccando con il tasto sinistro del mouse

sulla variabile (Fig. 13).

Figura 13. Esempio di disabilitazione nella visualizzazione della precipitazione oraria.

visualizzare le informazioni di dettaglio delle variabili graficate (Fig. 14) scorrendo il puntatore

sull’area del grafico.

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Figura 14. Esempio di visualizzazione delle informazioni di dettaglio.

stampare o scaricare in locale il grafico visualizzato (Fig. 15) cliccando sul tasto in alto a

destra.

Figura 15. Opzioni per lo scaricamento in locale del grafico visualizzato.

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3.1. VISUALIZZAZIONE DELL’ULTIMA ELABORAZIONE

Il software consente di visualizzare di default le ultime mappe di precipitazione elaborate dal sistema

per i ogni intervallo temporale di interesse (1h, 3h, 6h, 12h, 24h); il riferimento dell’orario è riportato

nell’indicatore di aggiornamento.

Questa tipologia di prodotto si aggiorna ogni ora, per visualizzare l’ultima mappa è necessario

aggiornare la pagina cliccando nuovamente sulla voce “Ultima mappa” sul menu di sinistra.

3.2. VISUALIZZAZIONE DELLE ELABORAZIONI DI ARCHIVIO

Oltre alla visualizzazione dell’ultima mappa è possibile consultare i dati di archivio utilizzando l’apposito

selezionatore nel menu di sinistra del display (Fig. 16): esso consente di selezionare la data (giorno,

mese e anno) e l’ora (in UTC) dell’elaborazione di interesse. Ad esempio se si seleziona “19-11-2016

06” si caricherà l’elaborazione del 19 novembre 2016 alle ore 06:00 UTC dalla quale si potranno

visualizzare le precipitazioni delle ultime 24h, 12h, 6h, 3h, 1h.

Figura 16. Selezionatore della data e ora delle mappe di archivio.

L’archivio è attualmente disponibile a partire da inizio dicembre 2016 ma è possibile richiedere,

direttamente a Radarmeteo, mappe relative a periodi antecedenti.

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4. ACCESSO

L’accesso al prodotto avviene tramite il login alla piattaforma SMMeSD – Versione Desktop. Il

prodotto è quindi raggiungibile cliccando sulla voce “RainGis™” presente nel menu grigio in alto.

5. REQUISITI MINIMI DI SISTEMA

L’applicazione non richiede dei requisiti minimi di sistema per i componenti hardware in quanto viene

visualizzato tramite browser installato sul proprio sistema operativo.

Lato software, la piattaforma è compatibile ed è stata testata sui seguenti browser:

Internet Explorer dalla versione 9 alle più recenti;

Firefox dalla versione 47 alle più recenti.

6. CONTATTI E ASSISTENZA

Per segnalare qualsiasi problema o per richiedere assistenza, è possibile contattare Radarmeteo

attraverso i seguenti canali di comunicazione:

Email: assistenza@radarmeteo.com (preferibile),

Telefono: 049 9125902.