L’osservazione dallo spazio può migliorare le infrastrutture? Intervista a Giovanni Sylos Labini (EARSC)

Le attività spaziali assumono sempre più un ruolo determinante non solo per comprendere certi processi ambientali ma anche per monitorare le infrastrutture. I lenti e millimetrici spostamenti del suolo possono essere rilevati e si possono tracciare mappe di conoscenza attraverso i satelliti e l’elaborazione dei dati. Anche il confronto tra immagini satellitari pre e post evento in un determinato luogo può rivelarsi utile per avere diverse informazioni anche ai fini del controllo, del ripristino o per meglio pianificare azioni da mettere in atto.

 Per avere una panoramica generale e una migliore conoscenza su questi strumenti e sui servizi, abbiamo raggiunto Giovanni Sylos Labini, Vice Chairman dell’European Association of Remote Sensing Companies (EARSC) e del Distretto Aerospaziale Pugliese di farci chiarezza e guidarci sugli ambiti di applicazione possibile.

Monitoraggio satellitare: i vantaggi per le imprese e le PA

Quali sono i benefici che derivano dall’utilizzare le immagini satellitari piuttosto che altre informazioni?

Le immagini satellitari sono un modo semplice per avere una informazione di tipo geografico direttamente utilizzabile per le attività su vari ambiti anche molto diversi ma che si possono integrare per fornire un quadro esatto. Oltre a consentire una conoscenza più immediata sono migliori come qualità ed hanno un costo competitivo rispetto ad altri sistemi.

“Informazioni cartografiche e topografiche integrate a dati socioeconomici creano le basi per un design moderno nella progettazione. Gli ambiti di utilizzo delle informazioni satellitari sono innumerevoli: dall’analisi del territorio per l‘individuazione della qualità delle acque finalizzata alla verifica delle attività di depurazione, all’analisi multi-temporale con change detection per analizzare i cambiamenti nel territorio in gestione, il monitoraggio dell’abusivismo, per individuare eventuali allacci illegali alle condotte, fino al monitoraggio della subsidenza e della stabilità delle infrastrutture”.

Le soluzioni proposte sul mercato oggi sono verticali anche per chi opera nella progettazione, realizzazione e manutenzione delle reti delle utilities.

• Idriche
• Fognarie
• del Gas

EARTH OBSERVATION: gli strumenti di osservazione della Terra

Quali sono le Sintesi iniziative/strumenti di maggior rilievo per l’Osservazione della Terra?

Copernicus che è un programma della Commissione Europea raccoglie dati e informazioni da molteplici fonti. L’obiettivo è rendere le soluzioni basate sull’osservazione della Terra accessibili a tutti e sfruttare il potere di questi dati per promuovere cambiamenti positivi e preservare il nostro pianeta. Le informazioni e i dati vengono elaborati per produrre servizi rivolti sia al settore pubblico che a quello privato in sei aree tematiche:

• suolo;
• mare;
• atmosfera;
• cambiamenti climatici;
• gestione delle emergenze;
• sicurezza.

L’ESA (Agenzia Spaziale Europea), nell’ambito di Copernicus, sta sviluppando una serie costellazioni di satelliti per l’Osservazione della Terra, denominati Sentinels,. Il 12 aprile presso la sede di ESA ESRIN si è svolto l’evento di presentazione di IRIDE, uno tra i più importanti programmi spaziali satellitari europei di Osservazione della Terra.

Nel 2021 il nostro governo ha affidato all’agenzia spaziale italiana lo sviluppo di IRIDE una costellazione all’avanguardia nello scenario delle Osservazioni della Terra.
Realizzata grazie alle risorse del PNRR, IRIDE sarà completata entro il 2026 sotto la gestione dell’ESA – European Space Agency – e con il supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). IRIDE ha come obiettivo quello di servire le Amministrazioni Pubbliche, quali la Protezione Civile e molte altre, per monitorare le infrastrutture critiche ma anche per contrastare il dissesto idrogeologico e le condizioni meteorologiche, gli incendi, la qualità dell’aria, la mobilità.
Le applicazioni sono davvero tante e IRIDE è anche un’opportunità perché fornirà dati analitici per lo sviluppo di applicazioni commerciali da parte di startup, piccole e medie imprese e industrie di settore.

Per Labini “IRIDE è uno tra i più importanti programmi spaziali satellitari europei di Osservazione della Terra e il suo approccio è basato sul costante dialogo con gli utenti istituzionali e la Pubblica Amministrazione italiana. Lo scopo è garantire l’inserimento armonioso ed efficace dei servizi satellitari nei processi già esistenti il programma IRIDE contribuirà significativamente alla crescita del segmento spaziale italiano e sta già favorendo la creazione di numerose opportunità occupazionali per i giovani talenti, ricercatori e professionisti con competenze in varie discipline scientifiche come aerospazio, informatica, telerilevamento, scienze della Terra, fisica, matematica, agraria, scienze naturali, ingegneria.
Planetek Italia ha messo in campo un piano di sviluppo per trasformare IRIDE in una opportunità per il territorio, per il comparto aerospaziale e per le nuove generazioni”.

Infrastrutture: a cosa servono i dati da Satellite

Perché è importante integrare le varie fonti di conoscenza e le tecnologie?

L’utilizzo sinergico di dati da satellite ma anche di quelli che provengono da altre fonti come le indagini aeree, immagini da droni, i rilievi realizzati a terra attraverso l’utilizzo di sensori di varia natura (camere fotogrammetriche e multispettrali, sensori LiDAR e radar), permette di progettare meglio e di creare basi informative precise e che possono essere aggiornate anche in un secondo momento.

“Questo significa che è possibile ottenere un miglioramento significativo del rapporto tra qualità del contenuto informativo e costi, a vantaggio degli utenti finali. Direi anche che è indispensabile mantenere sempre un costante dialogo con gli utenti istituzionali e la pubblica amministrazione italiana. Lo scopo è quello di garantire un inserimento armonioso ed efficace dei servizi satellitari nei processi già esistenti adattando la funzionalità alla necessità effettiva degli utenti per migliorare prestazioni e la qualità”.

Primo step: analisi e mappatura

L’analisi dei fabbisogni è una fase importante e molto delicata perché migliora l’impegno di contribuire allo sviluppo di prodotti utili, con la componente geospaziale. Attraverso l’osservazione satellitare è possibile valutare i rischi e adattare i progetti stradali e infrastrutturali al fine di ridurre il pericolo di successivi problemi per autostrade, gallerie e ponti.

Possiamo avere un esempio concreto di applicazione?

“Per esempio progettare e costruire strade significa considerare anche i movimenti in atto nel terreno che possono influenzare l’opera. Si sa che il nostro paese è particolarmente soggetto a movimenti imprevisti del suolo, tra cui frane, terremoti e smottamenti. Evitare o attenuare le conseguenze di tali eventi pone sfide significative per la progettazione, la costruzione e la manutenzione delle infrastrutture stradali. Un esempio importante riguarda l’ANAS che sta utilizzando un nuovo servizio di rilevamento dei movimenti del suolo che utilizza i dati satellitari di Copernicus per rilevare e monitorare il terreno instabile, contribuendo a migliorare la sicurezza delle infrastrutture stradali a livello nazionale.

Si tratta di Rethicus, dal nome dell’unico allievo di Copernico, che è stato sviluppato proprio per fornire mappe nazionali del movimento del suolo aggiornate a intervalli regolari basate sui dati della missione Copernicus Sentinel-1.

Il radar ad apertura sintetica (SAR) trasportato su Sentinel-1 consente di generare mappe su larga scala che mostrano movimenti millimetrici del terreno da rilevare. Le misurazioni estremamente accurate dei movimenti del suolo consentiranno ai progettisti e ai costruttori stradali di individuare il rischio di instabilità del terreno. “

Progettare le infrastrutture con l’obiettivo di ridurre i costi di investimento e di manutenzione ma occhio all’Ambiente

Informazioni cartografiche e topografiche integrate a dati socioeconomici creano le basi per un design moderno nella progettazione. Gli ambiti di utilizzo delle informazioni satellitari sono innumerevoli: dall’analisi del territorio per l‘individuazione della qualità delle acque finalizzata alla verifica delle attività di depurazione, all’analisi multi-temporale con change detection per analizzare i cambiamenti nel territorio in gestione, il monitoraggio dell’abusivismo, per individuare eventuali allacci illegali alle condotte, fino al monitoraggio della subsidenza e della stabilità delle infrastrutture.

Le soluzioni proposte sul mercato oggi sono verticali anche per chi opera nella progettazione, realizzazione e manutenzione delle reti delle utilities.

• Idriche;
• Fognarie;
• del Gas;

“Oggi è indispensabile più che mai coniugare il rispetto dell’ambiente, sia in fase di realizzazione dell’intervento che nella operatività dell’opera. Ma la situazione si complica in aree remote dove la disponibilità di dati accurati ed aggiornati non sempre è garantita e l’utilizzo di tecniche tradizionali di rilievo può risultare complesso. Condizioni socio-politiche rischiose che possono determinare pericoli per gli operatori, disponibilità di tempo e budget limitato, possono rendere difficile l’adozione di rilievi a terra o con mezzi aerei”.

Come fare in questi casi?

Adottare l’utilizzo di immagini satellitari è una soluzione efficace. I moderni sensori satellitari offrono la possibilità di ottenere immagini aggiornate con continuità e con caratteristiche, precisioni e costi che possono variare in base alle esigenze del progetto.

I satelliti, quindi, sono una grande opportunità e, integrati con altre fonti informative, rappresentano un fattore di successo nella messa in esercizio anche di sistemi complessi di monitoraggio continuo delle infrastrutture e del territorio.

“La scelta del tipo di immagine satellitare per un determinato fine o progetto di monitoraggio, è una attività fondamentale che va decisa subito perché ha conseguenze sulle successive fasi del lavoro. L’utilizzo integrato di dati acquisiti con satelliti, indagini aeree, droni e rilievi a terra utilizzando sensori di varia natura permette la progettazione migliore ma anche consente di creare basi informative che possono essere consultate e aggiornate continuamente. Questo significa un miglioramento significativo del rapporto tra qualità del contenuto informativo e costi”.