Progetti

Indietro

 
Ragione sociale
Geophysical Applications Processing (GAP) srl
 
Indirizzo
Via Amendola 173 c/o o Dip. Interateneo di Fisica di Bari "M. Merlin" 70126 BariBA
Riferimento
 
Telefono
 
Fax
 
E-mail
 
Sito web
Web: www.gapsrl.eu
 

PROGETTO “FRANE PUGLIA”
Rilevamento di deformazioni al suolo e di instabilità dei pendii con tecniche satellitari avanzate

Descrizione progetto

Il progetto “FRANE PUGLIA” utilizza tecniche di telerilevamento satellitare per  individuare fenomeni di instabilità dei pendii e determinare la velocità degli spostamenti millimetrici avvenuti negli ultimi dieci anni in aree edificate di 25 paesi del subappennino Dauno. 
Responsabile del progetto è GAP srl, uno spin-off del Politecnico di Bari. 

Azienda

GAP S.r.l. è uno Spin Off del Politecnico di Bari istituito nel Febbraio del 2006 la cui attività si fonda sulle competenze e sui risultati delle ricerche sviluppate negli ultimi 20 anni nell’ambito del Gruppo di Telerilevamento del Dipartimento Interateneo di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari.

GAP ha sede nel Dipartimento di Fisica ove opera in sinergia con il Gruppo di Telerilevamento per cui cura l’ingegnerizzazione e la commercializzazione dei risultati della ricerca.

Soci di GAP sono docenti del Dipartimento di Fisica di Bari, ricercatori del CNR/ISSIA di Bari, giovani ricercatori del Gruppo di Telerilevamento, il Politecnico di Bari e Planetek Italia.

Attualmente operano nello Spin Off anche altri giovani ricercatori precari (Fisici, Ingegneri, Informatici, Geologi) dell’Università e del Politecnico di Bari.

I settori principali di attività riguardano:

SAR: misure interferometriche con dati SAR da satellite per la generazione di mappe topografiche del terreno e per rivelare movimenti millimetrici su archi di tempo pluriennali. Questa tecnologia viene applicata per rivelare movimenti precursori di fenomeni di frana e per il monitoraggio della instabilità di pendii, di manufatti (palazzi, ponti, viadotti), di lenti fenomeni di subsidenza dovuti a cedimenti sotterranei, etc.;

OTTICO: determinazione, da immagini multispettrali acquisite da satellite, dei più rilevanti parametri chimico-fisici delle acque marine costiere per lo studio della qualità delle acque e la identificazione di aree ad elevata pescosità;

METEO: modellistica meteorologica ad alta risoluzione con applicazioni alla previsione dei rischi ambientali; elaborazione di dati meteo-climatologici; tecniche di Nowcasting:

DSP: soluzioni innovative nel campo dell’elaborazione digitale dei segnali e della programmazione di Digital Signal Processors.
 

Dominio riferimento
Ambiente, Sicurezza e Tutela Territoriale
Partner

Le attività sono state sviluppate con la collaborazione:
del Dipartimento Interateneo di Fisica e dell’Istituto ISSIA del CNR per la parte di ricerca e sviluppo;
del Dipartimento della Protezione Civile di Puglia per la parte di selezione dell’area di interesse e di validazione dei risultati;
dell’Autorità di Bacino della Regione Puglia per la parte di confronto dei risultati con dati ottenuti attraverso tecniche di misura tradizionali.
Il progetto utilizza il software SPINUA, brevettato da GAP srl, per elaborare con tecniche avanzate di interferometria radar differenziale multitemporale le immagini SAR acquisite dal satellite ENVISAT dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea) e dal satellite TerraSAR-X della DLR (Agenzia Spaziale Tedesca).

Obiettivi

Il progetto FRANE PUGLIA ha come obiettivo principale lo studio delle potenzialità dei sensori SAR in Banda-X ad alta risoluzione per il monitoraggio dei fenomeni franosi.

A tale scopo, per la sperimentazione è stata selezionata l’area del sub-appenino Dauno che presenta problemi di instabilità dei pendii.

Per tale area sono state prodotte mappe di spostamento con precisione millimetrica. In particolare, sono stati impiegati dati SAR in banda C ed in banda X con una copertura temporale che va dal 2003 fino al 2010.

Risultati

Sperimentazione nei comuni della Regione Puglia Daunia

I risultati ottenuti attraverso le attività del Progetto Frane Puglia sono:

• aggiornamento della catena SPINUA al sensore TerraSAR-X.

• Generazione delle mappe di spostamento in Banda C.

• Generazione delle mappe di spostamento in Banda X.

• Validazione dei risultati ottenuti attraverso raffronti (effettuati da Protezione Civile e Autorità di Bacino della Regione Puglia) con dati ottenuti con tecniche tradizionali.

• Diffusione dei risultati e addestramento dei tecnici dei comuni oggetto del monitoraggio.

Le mappe di spostamento prodotte riguardano un periodo di monitoraggio che va dal 2003 al 2010. I comuni oggetto dello studio, il Servizio di Protezione Civile della Regione Puglia e l’Autorità di Bacino della Regione Puglia hanno dimostrato grande interesse verso questi risultati. Tuttavia, per poter continuare il monitoraggio nei prossimi anni è necessario avviare un nuovo progetto come prosieguo del progetto FRANE PUGLIA.

Le mappe di spostamento in Banda X hanno inoltre evidenziato interessanti potenzialità della tecnica per il monitoraggio della stabilità di strade, ferrovie e viadotti. La catena di elaborazione di GAP è stata già impostata per poter monitorare anche queste strutture, ma si rendono necessarie attività di analisi della metodologia e di verifica dei risultati. Queste attività richiedono ulteriori programmi di ricerca e sviluppo.
 

Soluzioni identificate

L’impiego di dati SAR in Banda X ad alta risoluzione per il monitoraggio dei fenomeni franosi ha richiesto lo sviluppo di moduli in grado di gestire:
il nuovo formato di dati;
la maggiore occupazione di memoria dei dati;
l’aumento del costo computazionale degli algoritmi;
l’aumento della densità di Persistent Scatterers;
il ridotto numero di immagini disponibili sull’area di interesse.
I moduli software sviluppati nell’ambito del progetto FRANE PUGLIA ottimizzano l’utilizzo dell’occupazione di memoria e fanno uso di un approccio multi-processore in grado di ridurre il tempo di esecuzione delle elaborazioni.

Utilizzabilità dei risultati e dei brevetti

I risultati ottenuti con le attività del Progetto Frane Puglia sono:
• aggiornamento della catena SPINUA al sensore TerraSAR-X: questo risultato è stato già trasferito in produzione e non necessita di ulteriore attività di sviluppo.
• Generazione delle mappe di spostamento in Banda C: questo risultato è definitivo e non necessita di ulteriori attività di elaborazione.
•Generazione delle mappe di spostamento in Banda X: questo risultato è definitivo e non necessita di ulteriori attività di elaborazione.
Le mappe di spostamento prodotte riguardano un periodo di monitoraggio che va dal 2003 al 2010. I comuni oggetto dello studio, il Servizio di Protezione Civile della Regione Puglia e l’Autorità di Bacino della Regione Puglia hanno dimostrato grande interesse verso questi risultati. Per poter continuare il monitoraggio nei prossimi anni è necessario avviare un nuovo progetto come prosieguo del progetto FRANE PUGLIA.
Le mappe di spostamento in Banda X hanno inoltre evidenziato interessanti potenzialità della tecnica per il monitoraggio della stabilità di strade, ferrovie e viadotti (si veda slide successiva). La catena di elaborazione di GAP è stata già impostata per poter monitorare anche queste strutture, ma si rendono necessarie attività di analisi della metodologia e di verifica dei risultati. Queste attività richiedono ulteriori programmi di ricerca e sviluppo.
GAP ha già avviato nel passato una procedura di brevettazione che prende il nome di SPINUA (Stable Points INterferometry over Un-urbanised Area) specializzata per il monitoraggio delle instabilità dei pendii in regioni scarsamente urbanizzate (EPC: 08425698.1 - 1248).
Uno dei risultati più importanti del progetto FRANE PUGLIA riguarda la possibilità di ridurre il numero di immagini in Banda X necessarie per generare le mappe di spostamento. Questo introduce due vantaggi: una riduzione del tempo di attesa per costruire il data-set da elaborare e una riduzione dei costi da sostenere per l’acquisto delle immagini SAR. Proprio sulla base di questi importanti risultati, GAP sta valutando la possibilità di avviare un’ altra procedura di brevettazione.

Mercato e ricadute industriali

La metodologia dei Persistent Scatterer applicata come servizio commerciale collaudato è patrimonio di sole tre aziende italiane (di cui una è GAP srl) e di pochissime altre in Europa.
GAP ha avuto in passato commesse anche dall’estero (Polonia) e ha recentemente completato un progetto che riguarda la stabilità dei pendii nell’area di Nazareth in Israele.
Con il progetto FRANE PUGLIA, GAP ha guadagnato un vantaggio competitivo sul piano internazionale che riguarda la possibilità di poter operare con acquisizioni ad alta risoluzione in Banda X. Gli algoritmi sviluppati consentono inoltre di ridurre i costi di acquisto delle immagini e i tempi di attesa per la costruzione dei data-set. I risultati ottenuti in Banda X hanno dimostrato inoltre i vantaggi introdotti dalla migliore risoluzione spazio-temporale in termini di precisione del monitoraggio dei pendii e delle strutture instabili.
Le ricadute economiche ed industriali del progetto dipendono principalmente dall’andamento dei mercati, senza tralasciare il fatto che il know-how sviluppato si rivolge principalmente alle amministrazioni pubbliche, con particolare riferimento a quelle che vedono il loro territorio particolarmente esposto al rischio di frana, infatti anche quando queste si verificano lontano dalle aree abitate, esse rappresentano un rischio significativo e possono avere un grave impatto economico.
Va inoltre osservato che i primi dialoghi avviati con Agenzia Spaziale Italiana, Servizio di Protezione Civile Regione Puglia, Autorità di Bacino Regione Puglia e tecnici dei comuni della Daunia sembrano incoraggianti per l’avvio di attività future per utilizzare proprio sul territorio pugliese queste metodologie avanzate di monitoraggio di instabilità dei pendii.
Ai fini della valutazione delle ricadute economiche, è interessante osservare infine che le medesime metodologie possono essere applicate non solo al monitoraggio di pendii instabili, ma anche al monitoraggio di strutture quali edifici, strade, ponti, dighe, ferrovie, etc.