Collaborative Project Funded by the European Commission 7th … · Details Í Partnership Í Ambition Í Strategy & Technologies Í Test Sites Í Results Í OUTLINE Future Í Questa

ASI ASI –– Workshop 7th Framework Programme Workshop 7th Framework Programme –– GMES GMES –– Rome Rome –– 27 June 27 June 2012 2012

Collaborative ProjectCollaborative Project Funded by the European Funded by the European Commission 7th Framework ProgrammeCommission 7th Framework Programme

Activity area: Activity area: 9.1.1, Space9.1.1, Space--based applications at the based applications at the service of European Societyservice of European Society

Topic addressed: Topic addressed: Stimulating the development of Stimulating the development of downstream GMES servicesdownstream GMES services

Buongiorno a tutti.Voglio iniziare ringraziando ASI per l’invito a venire a parlare di DORIS. Un invito davvero gradito.DORIS è un acronimo per “Ground Deformations Risk Scenarios: an Advanced Assessment Service”.

DORIS è un progetto finanziato della Commissione Europea nell’ambito del 7° Programma Quadro, e si occupa dello sviluppo di un downstream service che potenzia i servizi del Global Monitoring for Environment and Security, più noto come GMES.

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WWW.DORIS-PROJECT.EU

Details

Partnership

Ambition

Strategy & Technologies

Test Sites

Results

OUTLINE

Future

Questa è la scaletta della mia presentazione.Nella presentazione:- Darò alcuni dettagli sul progetto, - Descriverò il team, - Elencherò quali sono i nostri scopi,- Dirò due parole sulla strategia e le tecnologie utilizzate,- Presenterò le aree di studio e alcuni risultati, e- Concluderò con una slide sul futuro.


DETAILS

• Project Started: 1 October 2010• Project will End: 30 September 2013• Duration: 36 months

• Total Cost: 4.6 M€• EC Funding: 3.4 M€

• Total Effort: > 500 Person × Month

DORIS ha una durata di tre anni, è iniziato nell’ottobre del 2010 e finirà a settembre del 2013.Il costo complessivo è di 4.6 M€, con un finanziamento della commissione europea di 3.4 M€.A fronte del costo, lo sforzo profuso è consistente e misurabile in oltre 500 mesi / persona.


• 13 Partners

• 6 European CountriesCH, DE, ES, HU, IT, PL

• Research organizations,SMEs, enterprises, national agencies, and qualified end users.

PARTNERSHIP

Il team di DORIS è composto da 13 partner in 6 paesi europei (Italia, Polonia, Spagna, Svizzera, Ungheria e Germania).I partner sono enti di ricerca, piccole e media imprese, grandi imprese, agenzie nazionali – fra cui ASI – e una serie di utenti qualificati, fra i quali il Dipartimento della Protezione Civile.

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Largest, public research organization in Italy, with the mission of designing,

executing and promoting research, and of transferring and disseminating knowledge,

to foster scientific, technological, economic, and social development, in Italy.

COORDINATOR

Il coordinatore di DORIS è il Consiglio Nazionale delle Ricerche che, come loro sanno, è il più grande ente di ricerca italiano con la missione di svolgere, promuovere e valorizzare attività di ricerca nei principali settori di sviluppo delle conoscenze e delle applicazioni per lo sviluppo scientifico, tecnologico, economico e sociale del Paese.

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Exploit and integrate Earth observation and ground based data and technologies to improve

our understanding of ground deformations.

AMBITION

Design an advanced downstream service forground deformation detection, mapping,

monitoring, and forecasting.

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Quali sono le ambizioni di DORIS. Sostanzialmente 4.La prima: Integrare dati e tecnologie satellitari e a terra per migliorare la comprensione dei fenomeni deformativi, e in particolare di frane e subsidenza.

La seconda: Disegnare un sistema (un downstream service) per il riconoscimento, la mappatura, il monitoraggio e la previsione di deformazioni del suolo.

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Deliver information and provide products useful for the pre-event, the event, and the

post-event phases of the risk cycle.

AMBITION

Execute research on the application of remote sensing technology to improve the

understanding of ground deformations.

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4

La terza: Produrre informazioni e realizzare prodotti utili nelle tre fasi tipiche del ciclo del rischio: le fasi di pre-evento, evento e post-evento.

La quarta: per noi non marginale, eseguire ricerca innovativa sull’applicazione di tecniche di remote sensing per una migliore comprensione dei fenomeni che producono deformazioni superficiali.

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… to improve the preparednessand response capacity of

civil protection authorities

STRATEGY

Exploit Earth observation and ground based technologies to foster our understanding of the phenomena that cause ground deformations …

La strategia di DORIS è semplice. Integrare osservazioni e tecnologie da satellite e da terra per migliorare la nostra comprensione dei fenomeni deformativi …

… allo scopo di migliorare le capacità dei sistemi e delle agenzie di protezione civile di prepararsi e di rispondere a eventi calamitosi.


STRATEGY

Transform Transform ““raw dataraw data”” captured by different captured by different sensors into information sensors into information accessible accessible and and relevant relevant to the user through the to the user through the integrationintegration of multiple of multiple technologies technologies andand expertisesexpertises..

System Architecture

EOsensor

EOsensor

EOsensor

Non-EOsensor

Non-EOsensor

Raw data and information

In altre parole, intendiamo trasformare “dati grezzi”ottenuti da diversi sensori – ed in particolare da quelli satellitari – in informazioni rilevanti per un sistema di protezione civile, attraverso l’integrazione di tecnologie e capacità differenti.Facile a dirsi, un po’ più complicato a farsi.


TECHNOLOGY

Space borne Synthetic Aperture RadarGround deformation maps and related time series

Space borne Optical Sensors (VHR, HR, MR)Inventory, susceptibility, vulnerability and thematic maps

Ground based Synthetic Aperture RadarGround deformation maps and time series

Electrical Resistivity TomographyImaging to characterize the subsoil

In termini di tecnologie, utilizziamo prevalentemente dati SAR da satellite, e dati ottici a tutte le risoluzioni. I dati SAR li usiamo per produrre mappe e serie storiche di deformazioni. I dati ottici per produrre carte inventario, carte di suscettibilità da frana, e carte tematiche.

Le tecnologie a terra comprendono radar, SAR e tomografie geo-elettriche. Le tecnologie a terra sono utilizzate prevalentemente per confronto e validazione del dato satellitare.


SATELLITE DATA USED

ESA ERS 1&2 > 600 images (1992 to 2011)

ESA Envisat > 600 images (2002 to 2010)

JAXA ALOS-Palsar > 50 images (2009 to 2010)

DLR TerraSAR-X > 250 images (2009 to 2012)

ASI COSMO-SkyMed > 190 images (2009 to 2012)

ASTER, LANDSAT, WorldView-2, QuickBird, GeoEye 12 images (2001 to 2011)

Per quanto riguarda i dati SAR utilizziamo quello che ci mette a disposizione la Data Warehouse di ESA, ed in particolare dati ERS e Envisat, ALOS, TerraSAR-X e COSMO-SkyMed.I numeri nella diapositiva danno loro una idea del numero delle immagini processate, che non sono davvero poche considerando che siamo nell’ambito di un progetto di ricerca. Abbiamo processato oltre 1000 immagini SAR.

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Umbria

Sicily

Budapest

Palma de Mallorca

Zermatt

Saint Moritz

Silesian Basin

TEST SITES

Operiamo in Europa.Abbiamo 7 aree di studio in cinque paesi europei. Da ovest verso est, in Spagna, Svizzera, Italia, Ungheria e Polonia.Le aree coprono le maggiori, anche se non tutte, le aree fisiografiche nelle quali si hanno deformazioni del suolo per frana o subsidenza in Europa.In questo senso, sono abbastanza rappresentative degli scenari europei.

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Test sites: Palma de Mallorca (ES), Hungarian Lowland (HU) ALTAMIRA: Landslides and subsidence monitoring using DInSAR

Test sites: Zermatt & Saint Moritz (CH) GAMMA: Alpine slope stability monitoring using DInSAR

Test sites: Messina (IT), Silesian basin (PL) TRE: Ground deformation monitoring through P.S. analysis

Test site: Umbria (IT)E-GEOS & IREA: Ground deformation monitoring using DInSAR

Test sites: All sitesE-GEOS: Ground deformation services based on optical data

HOW DOES WHAT & WHERE

Nella diapositiva ho riassunto chi fa cosa, in quale area di studio.Quello che mi interessa dire è che per ogni area di studio abbiamo una unità di processamento di dati SAR, e almeno un utente esperto delle informazioni e dei problemi a terra.In aggiunta c’è un partner che si occupa del processamento dei dati ottici.

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LO

S V

elo

city [m

m/yr]

> 7.5

< - 7.5

Ascending Orbits

Descending Orbits

Vertical Component

E-W Component

BEVAGNA, UMBRIA, IT

MONITORING SUBSIDENCE

No ho modo di presentare tutti i risultati del progetto, e mostro solo alcuni dei risultati più recenti.

La mappa mostra le deformazioni al suolo in Umbria centrale. Il cluster di punti rossi individua (e misura) la subsidenza indotta da un campo pozzi ad uso potabile nell’area di Bevagna.

Le serie temporali indicano il trend della deformazione nel periodo compreso fra il 1992 e il 2001.

separare le E-O e verticale delle

deformazioni. Fra il 1992 e il 2011 le deformazioni verticali al suolo hanno superato i 6 cm. Un valore non irrilevante, e che ha causato danni locali. 14


MONITORING LANDSLIDES

ERS 1&2 + Envisat (1992-2011)COSMO-SkyMed (2010-2012)

IVANCICH, ASSISI, IT

LO

S V

elo

city [m

m/yr]

> 7.5

< - 7.5

ERS 1&2 + Envisat(1992-2011)

Sempre in Umbria, l’immagine mostra le deformazioni in linea di vista osservate dai satelliti ERS e Envisat di ESA nel periodo 1992-2011. Le deformazioni individuano e contornano molto bene un’area in frana nota. Si tratta della frana di Ivancich, ad Assisi.

E’ interessante il confronto con i dati COSMO-SkyMed (nel periodo 2010-2012) che confermano l’andamento spaziale delle deformazioni, ma con un numero di scatteratori al suolo decisamente superiore, facilitando l’interpretazione dell’andamento spaziale delle deformazioni.

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MONITORING LANDSLIDESC

SK

20

09

-11

EN

VIS

AT

20

03

-10

CS

K 2

00

9-1

1

AL

OS

Ju

n-S

ep

20

09

S. MORITZ, CH

LO

S V

elo

city [c

m/yr]

20

0

LO

S V

elo

city [c

m/yr]

1

0

Nell’area di S. Moritz, in Svizzera, FOEN e Gamma hanno confrontato dati SAR ripresi da diversi sensori (a diverse frequenze, bande X, C e L), e in diversi periodi, per il monitoraggio di deformazioni superficiali anche non particolarmente lente. Si tratta prevalentemente di frane. Qui sono mostrati confronti fra dati COSMO a sinistra e dati Envisat (in alto) e ALOS (in basso), per periodi diversi. I risultati sono complessi e interessanti.

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MONITORING LANDSLIDES

GPRI 10-16 Aug 2011 TSX 2008-2011

LO

S V

elo

city [c

m/yr]

30

0

ZERMATT, CH

Nell’area di Zermatt, sempre i colleghi di FOEN e Gamma confrontano analisi fatte con dati satellitari in banda X (in questo caso TerraSAR-X) con il monitoraggio a terra effettuato da un radar proprietario di Gamma per il monitoraggio di deformazioni veloci. Si noti che l’immagine a destra si riferisce a soli 7 giorni di misure nell’agosto del 2011, con deformazioni medie annue decimetriche, confrontabili con le misure satellitari.

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MAPPING LANDSLIDES

BORGETTO DI VARA, LIGURIA, IT

In DORIS ci occupiamo anche di mappatura di frane d’evento a partire da immagini ottiche.Questo è un esempio a Borgetto di Vara, in Liguria, colpito dall’alluvione dell’ottobre del 2011. Le aree rosse sono le are inondate, mentre le aree gialle sono le aree sorgenti di alcune delle molte frane superficiali innescate dalle piogge particolarmente intense.Per noi è di grande interesse l’accuratezza e la completezza della mappatura che riusciamo ad ottenere. Una cosa che, così bene, riesce a pochi in questo momento.

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CONCLUDING REMARKS

Concludo con una nota generale. DORIS è, dal mio punto di vista, una storia di successo, e lo è anche perché non siamo partirti da zero.

DORIS è figlio di MORFEO, un progetto di ASI per lo sviluppo di un sistema prototipale per il monitoraggio del rischio da frana con dati e tecnologie EO. Senza MORFEO, DORIS non sarebbe stato vincente in Europa.

A sua volta DORIS ha permesso a una nuova proposta, LAMPRE, di essere vincente. LAMPRE, in via di negoziazione, estenderà le capacitàdi cartografare e modellare i fenomeni franosi, prevalentemente utilizzando dati e tecnologie ottiche.

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www.doriswww.doris--project.euproject.eu

partners@[email protected]

[email protected]@irpi.cnr.it

Se vogliono altre informazioni su DORIS e i suoi risultati, possono visitare il sito web del progetto, scrivere ai partner, o al sottoscritto.

Grazie per l’attenzione.

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