Il progetto ERESIA (Environment Remote Sensing Interregional Agency), attivato nell’ambito di attuazione del Programma Interreg IIIA Grecia Italia, si propone la sperimentazione della durata di 18 mesi di un centro di monitoraggio ambientale, con particolare riferimento all’ambiente marino e costiero, mediante la raccolta e la elaborazione di prodotti telerilevati (da satellite e da terra). L’area di interesse si estende dall’Europa del Nord sino all’Africa settentrionale ed dagli Stati del Bacino del Mediterraneo sino al Medio Oriente, con particolare riferimento all’area individuata dall’Italia, la Grecia e la fascia di mare che separa i due Stati. Il Progetto inoltre si propone di verificare la possibilità di definire sistemi di allerta centralizzati in occasione di emergenza e di disastri terrestri e marini che possano causare situazioni pericolose e dannose per l’ambiente interessato. Il Progetto nasce da un’iniziativa promossa e condivisa da un partenariato composto da: – Ufficio di Presidenza ed Assessorato alle Politiche Agricole Ufficio Pesca della Regione Puglia; – CNR/ISAC Istituto Nazionale di Scienze dell’Atmosfera e del Clima; – Agenzia di sviluppo territoriale Isola Salento.
L’Agenzia Isola Salento svolge il ruolo di lead partner con compiti di coordinamento del progetto mentre il coordinamento scientifico delle attività di progetto nella fase di realizzazione e attivazione del progetto stesso e dei relativi sottoprogetti è curato dal CNR/ISAC Sezione di Lecce, con il compito di elaborare e sviluppare i progetti relativi ai sistemi per il monitoraggio delle variabili ambientali, per il miglioramento della qualità della vita, la più efficace prevenzione e gestione di rischi ed emergenze ambientali ed aumento della competitività delle attività produttive e dei servizi presenti sul territorio. Per la durata del progetto le apparecchiature infotelematiche e la ground station prevista sono ospitate c/o alcuni locali messi a disposizione gratuitamente dall’Amministrazione Comunale di Vernole. La ultimazione prevista del progetto: 08/11/2008 Dettagli Il progetto ERESIA attraverso un set di attrezzature ed apparecchiature di altissima avanguardia che saranno noleggiate per tuta la durata del progetto è in grado di acquisire ed elaborare i dati provenienti da alcune delle più importanti missioni satellitari per il controllo ambientale. Tra esse riportiamo di seguito alcune delle più prestigiose: – TERRA (NASA) – AQUA (NASA) – METOP – FY1 – NOAA POES – SEASTAR I prodotti che possono essere ottenuti mediante l’elaborazione dei dati provenienti dai sensori satellitari sono numerosi e potenzialmente impiegabili sia in ambito scientifico che meteorologico ma in particolar modo per il monitoraggio ambientale. Di seguito si elencano alcuni dei prodotti disponibili per il monitoraggio ambientale: – Sea Surface Temperature, – Cloud Top Temperature, – Cloud Classification, – Cloud Top Height, – Cloud Top Pressure, – Cloud Amount, – Cloud Mask, – Cloud Image, – Cloud Type, – Hot Spot Detection, – Precipitation Index, – Vegetation Index, – Aerosol/ash detection, – Precipitable Water Product, – Atmosferic profile product (total-hozone burden, atmosferic stability, temperature and moisture profiles, atmosferic water vapor), – Surface reflectance product, – Snow cover product, – Thermal anomalies product (fire detection, fire occurrence, fire location), – Ocean colour product, – Sea Ice product (sea ice extent, ice surface tempereature), – Fire detection, fire occurrence, fire location. Il monitoraggio avviene attraverso l’elaborazione dei dati, ricevuti direttamente dalle antenne, ed acquisiti dai sensori montati a bordo dei satelliti: sensori multispettrali a media risoluzione (MODIS – Terra ed Aqua, sensori di varia tipologia a bordo della costellazione di satelliti MetOP, FY1, NOAA POESS, SEAstar). La ground Station opera in banda X ed L, è dotata di un’antenna del diametro di circa 3,2 metri con movimento su due assi, collocata sul lastrico solare dell’edificio attraverso un’adeguata piattaforma di stabilizzazione. La Ground Station è dotata di uno scheduler (sistema computerizzato) che gestisce automaticamente l’aggancio e l’inseguimento dei satelliti, il movimento in azimuth e in elevazione delle antenne e la demodulazione dei segnali. Ogni volta che un satellite compare all’orizzonte (ossia entra nell’area ‘coperta’ da ERESIA), l’antenna lo aggancia e lo segue fino a quando non tramonta ovvero scompare dal suo raggio d’azione. Terminato l’inseguimento e l’acquisizione, l’antenna torna al proprio posto fino al passaggio successivo. In ERESIA opera un cluster di computer bi-processore per il parallel processing. Il centro può, poi, contare su di un sistema di elaborazione in linea dei dati, su diverse workstation, e su un sistema di archiviazione veloce a medio (su disco) e a lungo (su nastro) termine. La ground station garantisce l’acquisizione delle piattaforme citate in modo da garantire la ricezione dei dati da satellite sulle aree che coprono, in prima analisi, la regione di interesse del progetto Interreg IIIA Italia Grecia (Italia Meridionale, Grecia Occidentale e la zona d’acqua che divide i due territori). La ground station è composta da un sistema di ricezione (antenna mobile e ricevitore) e da un sistema di telemetria, prima elaborazione e memorizzazione temporanea dei prodotti in attesa di essere trasferiti sul sottosistema di post-elaborazione. Ciò si rende necessario in quanto di fatto la ground station può essere remotata rispetto al centro di calcolo e pertanto la trasmissione dei dati avverrà in near-realtime, secondo la disponibilità di larghezza di banda del collegamento. L’antenna ed il sistema di ricezione sono multi-banda, con particolare riferimento alle bande X ed L in quanto per traguardare gli obiettivi di progetto si rende necessaria l’acquisizione di satelliti il cui sistema di trasmissione a terra opera sulle due bande indicate (banda X per Terra ed Aqua, banda L per Metop e NOAA). L’antenna ha tre assi di movimento ed è dotata di ricevitore ad elevato guadagno e bit syncronizer al fine di permettere il tracking dei satelliti LEO. Il sistema di telemetria e prima elaborazione permette la schedulazione e l’acquisizione automatica dei prodotti individuati e la preparazione automatica nei livelli da L0 ad L1/2, il salvataggio sullo storage temporaneo in formati tali da essere ingestiti, oltre che dal successivo sottosistema di post-elaborazione, anche da altri sistemi di uso futuro. Ciò si rende necessario in quanto l’acquisizione dei satelliti individuati dovrà avvenire in maniera automatica senza intervento in loco ed anche nelle ore notturne. a ground station è equipaggiata con workstations che permettono, oltre che il monitoraggio delle acquisizioni e la diagnosi del sistema, la prima visualizzazione dei prodotti preparati. Tale postazione dovrà erogare le opportune funzionalità necessarie nelle fasi di set-up, gestione delle acquisizioni e diagnostica, permettendo una agevole configurazione a manutenzione del sistema. In maggiore dettaglio si riportano le principali caratteristiche tecniche e prestazionali della ground station : – antenna diametro 3,2 m in banda X con feed e downconverter per bande L ed X; – guadagno 46 dB; – mobilità su assi (X/Y); – range di frequenza 8000MHz – 8400MHz, 1695-1710 MHz; – ricevitore per NOAA/METOP; – ricevitore per TERRA ed AQUA; – workstation con processore Intel Xeon 3 GHz, RAM 2 Gbyte, monitor 19’’ flat screen; – scheda frame synchronizer con velocità di acquisizione 50 MBps; Per quanto concerne la dotazione software la stazione è corredata di software applicativo di prima elaborazione in grado di erogare le seguenti funzionalità: – pre-processing dei prodotti provenienti dai satelliti Terra ed Aqua; – elaborazione a valore aggiunto dei prodotti provenienti dai satelliti Terra ed Aqua con particolare riferimento alla individuazione di copertura nuvolosa, profili atmosferici, mappe di vegetazione, profili termici; – pre-processing dei prodotti provenienti dai satelliti della NOAA; – elaborazione a valore aggiunto dei prodotti provenienti dai satelliti NOAA con particolare riferimento a temperatura di superficie del mare, mappe di vegetazione, individuazione di aerosol ed incendi; – pre-processing dei prodotti provenienti dai satelliti della costellazione MetOp; L’infrastruttura di calcolo utilizzata nella fase sperimentale di progetto è composta da elaboratori di elevate capacità che permettono l’elaborazione in near-realtime dei prodotti acquisisti secondo gli algoritmi individuati. Tale elaboratore è dimensionato in maniera da garantire la produzione dei prodotti a valore aggiunto secondo gli algoritmi individuati e partendo dai dati pre-elaborati dalla ground station e progettato in maniera da essere facilmente esteso nel caso di futuro incremento del carico. L’infrastruttura di calcolo è inoltre dotata di uno storage di adeguata capacità di memorizzazione, di un nodo di front-end che ospita le utility per la ricerca, l’accesso ed il delivering degli stessi prodotti (applicazione web), un database server contenente le statistiche estratte dai dati elaborati ed organizzate in archivi relazionali e/o multidimensionali. La capacità di calcolo è dimensionata in funzione dei passaggi dei satelliti e della tipologia di prodotti che sono elaborati. Per quanto concerne la capacità di memorizzazione dello storage, essa è dimensionata in funzione dei prodotti di primario interesse che si intendono mantenere in archivio per indagini statistiche, esclusi quelli la cui funzione è prettamente di diagnosi in near-realtime (individuazione degli incendi, degli sversamenenti di inquinanti sulla superficie marina ecc). In particolare, con riferimento al sensore MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) presente a bordo dei satelliti AQUA e TERRA, la capacità di storage è di 2,5 TByte. I servizi di calcolo e storage sono erogati in alta disponibilità e quindi la piattaforma è equipaggiata dei necessari dispositivi di protezione e sicurezza che ne garantiscono l’implementazione.
