Sezione Telerilevamento

Sezione TelerilevamentoSezione Telerilevamento

Responsabile: Dr. Gianfranco FornaroResponsabile: Dr. Gianfranco Fornaro

Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (IREA)(IREA)

Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)via Diocleziano,328 80124 Napolivia Diocleziano,328 80124 Napoli

fornaro.g@irea.cnr.itfornaro.g@irea.cnr.it

Sezione Telerilevamento

Soggetti Partecipanti

Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente IREA-CNR (Dr. G. Fornaro)

Istituto per le Applicazioni del Calcolo IAC-CNR (Dr. U. Amato)

Dipartimento di Scienza ed Ingegneria dello Spazio DSIS-UNINA (Prof. A. Moccia)

Dipartimento di Ingegneria Elettronica e Telecomunicazioni DIET-UNINA (Ing. A. Iodice)

Osservatorio Vesuviano OV-INGV (Dr. G. Ricciardi)

16 Ricercatori e 2 Tecnici

Sezione Telerilevamento

Copertura Spettrale

Sezione Telerilevamento

Obiettivi Primari

Realizzazione di un laboratorio per l’archiviazione ed il trattamento di dati a microonde, ottici e all’infrarosso che funga da “infrastruttura” per le applicazioni del telerilevamento satellitare su scala regionale.

Realizzazione di un prototipo di elaborazione avanzata dei dati satellitari per il monitoraggio delle deformazioni

La messa a punto di uno spettrometro multispettrale aviotrasportabile su aerei UAV (Unmanned Air Veichle) per il monitoraggio del rischio antropico.

Sezione Telerilevamento

Trasferire nuove tecnologie di osservazione satellitare a microonde al monitoraggio del rischio sismico e vulcanico, di supporto ad altri strumenti (e.g., livellazione e GPS) in termini di collocazione dei sensori ed integrazione dei dati per permettere una ottimizzazione del sistema di sorveglianza delle aree critiche.

Utilizzare i sensori ottici e all’infrarosso posti su satellite per la determinazione di parametri di interesse nel rischio idrogeologico quali: il contenuto colonnare di vapore acqueo e la temperatura superficiale.

Utilizzare le immagini a microonde satellitari per il controllo dell’inquinamento marino mediante analisi della risposta da onde capillari e per il controllo dell inondazioni.

Ulteriori Obiettivi delle Attività della Sezione

Sezione Telerilevamento

sviluppare nuove metodologie di osservazione globale e complementare (sensori coerenti ed incoerenti, spettralmente differenziati, day and night, all weather) per l’individuazione di aree di crisi nell’ambito del rischio sismico, vulcanico, idrogeologico ed antropico;

sviluppare nuove metodologie per l’individuazione ed il controllo degli edifici e la previsione dei crolli;

sviluppare metodologie innovative di elaborazione tomografica per l’osservazione del sottosuolo;

sviluppare nuove tecniche application oriented per l’estrazione di informazioni dai dati a microonde;

migliorare gli algoritmi di elaborazione dati esistenti (risoluzione spaziale, rumore, effetti atmosferici, ecc.).

Obiettivi di lungo termine

Sezione Telerilevamento

Importanza della Diversità Spettrale

Radar ERS

Multispettrale MERIS

Sezione Telerilevamento

Importanza della Diversità Spettrale

ASAR

MODIS

Sezione Telerilevamento

Esempio di uso di immagini SAR per il controllo dell’inquinamento marino

Immagine ERS di superficie marina coperta da uno strato di petrolio (Oporto, 1994).

Sezione Telerilevamento

Strumentazione da acquisire nell’ambito del progetto

Cluster di storage e processing (16 nodi biprocessore con capacità di 6 TByte di storage e switch ad alta velocità).

Spettrometro multispettrale pushbroom aviotrasportabile.

Sezione Telerilevamento

Progetto Dimostratore

WP9 Nuove tecnologie di telerilevamento aereo e

satellitare per applicazioni di monitoraggio del rischio ambientale.

Sezione Telerilevamento

Progetto Dimostratore: Obiettivo 1

Messa a punto di un prototipo algoritmico di elaborazione di segnali radar acquisiti in tempi diversi per il monitoraggio delle deformazioni mediante la generazione di mappe storiche di deformazione con accuratezza centimetrica/subcentimetrica (sistema di archiviazione e trattamento dati del laboratorio).

L’algoritmo si basa su una metodologia avanzata di elaborazione SAR Interferometrica Differenziale Multipassaggio (M-DIFSAR) recentemente sviluppata dai ricercatori dell’IREA ed unica al mondo nell’ambito del monitoraggio su larga scala delle deformazioni mediante sensori attivi a microonde. I risultati, ottenuti nel contesto della sperimentazione della tecnica, sono stati ripresi anche da Science.

Sezione Telerilevamento

ERS Data IREA ProcessingERS Data IREA Processing Areal deformation around Naples Areal deformation around Naples

Left: temporal rms value (in color scale) of the 3-D (space-time) deformation matrix. Larger values of the rms identify “hot” deformation areas. Right: temporal evolution of the point A (in the Campi Flegrei caldera) and of the point B (in the Vomero area).

Sezione Telerilevamento

ERS Data IREA ProcessingERS Data IREA Processing Downtown Coherent Point Deformations Downtown Coherent Point Deformations

Sezione Telerilevamento

ERS Data – ERS Data – Deformations Related to Thermal Deformations Related to Thermal ExpansionExpansion

Sezione Telerilevamento

Progetto Dimostratore: Obiettivo 2

E’ legato all’acquisizione dello spettrometro per lo approntamento di un sensore aviotrasportato su aerei UAV (Unmanned Aerial Veichle) operante nell’ambito del monitoraggio del rischio antropico.

Nelle fattispecie nel:

controllo degli incendi,controllo dell’inquinamento atmosferico,inquinamento delle acque, agricoltura e foreste, ecologia, valutazione della biomassa.

Sezione Telerilevamento

Fire Control with Airborne Multispectral DataFire Control with Airborne Multispectral Data

Pancromathic (left), Middle-Infrared (Middle) and Far Infrared (Right) of a fire

Sezione Telerilevamento

Trasferimento Tecnologico

Il supporto alle altre sezioni del centro in termini di disponibilità di dati e trasferimento di tecnologie altamente innovative;

prodotti ad elevato valore aggiunto di interesse per gli enti locali e nazionali, per i Comuni, per la Protezione Civile e per tutti gli enti ed organismi deputati al controllo del territorio, nonché per società di servizi sul territorio (riprese aeree, restituzioni cartografiche, sviluppo software, e terziario avanzato) e ad aziende operanti nel settore aerospaziale, sensoristico e HW/SW;

la promozione di spin-off d’impresa per le applicazioni avanzate dell’osservazione da satellite e/o aereo;

la formazione di personale altamente qualificato partendo da laureati di 1° e 2° livello.

Realizzazione, in primis, di un organismo che, a conclusione del triennio previsto, possa rappresentare un riferimento regionale e nazionale nell’ambito dell’osservazione aerea e satellitare e quindi fornire:

Sezione Telerilevamento

Contesto dei Programmi Nazionali ed Internazionali

Nei programmi dell’ESA l’osservazione della Terra costituisce una delle maggiori linee di investimento (GMES e lancio del satellite ENVISAT del Febbraio 2002)

10 Strumenti radar, radiometri, laser, spettrometro ed altimetro per lo studio di: oceani, aree costiere, atmosfera, vulcani, ecc.

Tempi di rivisitazione:35 giorni (orbita)3 giorni (scena)

Sezione Telerilevamento

Contesto dei Programmi Nazionali ed Internazionali

Programma COSMO/SKYMED dell’ASI/CNES ad elevata priorità nel Piano Spaziale Nazionale 2003-2005 approvato dal Parlamento.

4 satelliti radar e 2 satelliti ottici per l’osservazione della Terra su scala Nazionale

Tempi di rivisitazione:3 giorni (orbita)12 ore (scena)