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GEOPHYSICAL APPLICATIONS
PROCESSING (GAP) SRL
PROGETTO
FRANE PUGLIA
Rilevamento di deformazioni al suolo e di
instabilit dei pendii con tecniche
satellitari avanzate
Intervento cofinanziato dallU.E.
F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013
Asse I  Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
UNIONE EUROPEA
FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE
REGIONE PUGLIA
AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO
E LINNOVAZIONE
GAP srl
UNIONE EUROPEA
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AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO
E LINNOVAZIONE
GAP S.r.l. 竪 uno Spin Off del Politecnico di Bari istituito nel Febbraio del 2006 la cui
attivit si fonda sulle competenze e sui risultati delle ricerche sviluppate negli ultimi 20
anni nellambito del Gruppo di Telerilevamento del Dipartimento Interateneo di Fisica
dellUniversit e del Politecnico di Bari.
GAP ha sede nel Dipartimento di Fisica ove opera in sinergia con il Gruppo di
Telerilevamento per cui cura lingegnerizzazione 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) dellUniversit e del Politecnico di Bari.
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E LINNOVAZIONE
I settori principali di attivit 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
instabilit 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 pi湛 rilevanti parametri
chimico-fisici delle acque marine costiere per lo studio della qualit delle acque e la identificazione
di aree ad elevata pescosit;
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 dellelaborazione digitale dei segnali e della programmazione
di Digital Signal Processors.
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Referenze
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E LINNOVAZIONE
Principali clienti di GAP sono:
aziende private che operano nei settori Difesa,
Telerilevamento e Monitoraggio Ambientale
Agenzia Spaziale Italiana
Polish Geological Institute
Protezione Civile
CGIAM (Centro di Geomorfologia Integrata per lArea del
Mediterraneo)
IRSA (Istituto di Ricerca sulle Acque)
ASSOCODIPUGLIA
ecc.
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Il Progetto e i Partner
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Il progetto FRANE PUGLIA utilizza tecniche di telerilevamento satellitare per individuare fenomeni di instabilit dei
pendii e determinare la velocit degli spostamenti millimetrici avvenuti negli ultimi dieci anni in aree edificate di 25
paesi del subappennino Dauno.
Responsabile del progetto 竪 GAP srl, uno spin-off del Politecnico di Bari. Le attivit sono state sviluppate con la
collaborazione:
del Dipartimento Interateneo di Fisica e dellIstituto ISSIA del CNR per la parte di ricerca e sviluppo;
del Dipartimento della Protezione Civile di Puglia per la parte di selezione dellarea di interesse e di validazione dei
risultati;
dellAutorit 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 dellESA (Agenzia Spaziale
Europea) e dal satellite TerraSAR-X della DLR (Agenzia Spaziale Tedesca).
FRANE PUGLIA
Il Progetto: Obiettivi e risultati
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E LINNOVAZIONE
Il progetto FRANE PUGLIA ha come obiettivo principale lo studio delle
potenzialit dei sensori SAR in Banda-X ad alta risoluzione per il monitoraggio
dei fenomeni franosi.
A tale scopo, per la sperimentazione 竪 stata selezionata larea del sub-appenino
Dauno che presenta problemi di instabilit 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.
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Il Progetto: Obiettivi e risultati
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Accadia Celenza Valfortore Pietramontecorvino
Alberona Celle di San Vito Roseto Valfortore
Biccari Deliceto San Marco La Catola
Bovino Faeto SantAgata di Puglia
Carlantino Lucera Troia
Casalnuovo Monterotaro Montaguto Volturara Appula
Casalvecchio di Puglia Motta Montercorvino Volturino
Castelluccio Valmaggiore Orsara di Puglia
Castelnuovo della Daunia Panni
Elenco dei comuni oggetto della sperimentazione
Il Progetto: Obiettivi e risultati
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E LINNOVAZIONE
I risultati ottenuti attraverso le attivit 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 Autorit 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 lAutorit di Bacino della Regione Puglia hanno dimostrato grande interesse
verso questi risultati. Tuttavia, per poter continuare il monitoraggio nei prossimi anni 竪 necessario avviare un nuovo progetto come
prosieguo del progetto FRANE PUGLIA.
Le mappe di spostamento in Banda X hanno inoltre evidenziato interessanti potenzialit della tecnica per il monitoraggio della
stabilit di strade, ferrovie e viadotti. La catena di elaborazione di GAP 竪 stata gi impostata per poter monitorare anche queste
strutture, ma si rendono necessarie attivit di analisi della metodologia e di verifica dei risultati. Queste attivit richiedono ulteriori
programmi di ricerca e sviluppo.
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Esempio di monitoraggio dellinstabilit di un
pendio. I punti colorati indicano lentit degli
spostamenti in accordo con la scala di colori
in basso a sinistra
Il Progetto: Obiettivi e risultati
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Il Progetto: Soluzioni identificate
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E LINNOVAZIONE
Limpiego 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;
laumento del costo computazionale degli algoritmi;
laumento della densit di Persistent Scatterers;
il ridotto numero di immagini disponibili sullarea di interesse.
I moduli software sviluppati nellambito del progetto FRANE PUGLIA ottimizzano
lutilizzo delloccupazione di memoria e fanno uso di un approccio multi-
processore in grado di ridurre il tempo di esecuzione delle elaborazioni.
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Il Progetto: Soluzioni identificate
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E LINNOVAZIONE
A titolo di esempio si illustrano le mappe di spostamento generate sul paese di Motta Montecorvino. Si osservi
laumento di densit spaziale dei PS nella mappa in Banda X
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Banda C  Motta Montecorvino Banda X  Motta Montecorvino
Il Progetto: Utilizzabilit dei risultati e brevetti
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E LINNOVAZIONE
I risultati ottenuti con le attivit del Progetto Frane Puglia sono:
 aggiornamento della catena SPINUA al sensore TerraSAR-X: questo risultato 竪 stato gi trasferito in produzione e non
necessita di ulteriore attivit di sviluppo.
 Generazione delle mappe di spostamento in Banda C: questo risultato 竪 definitivo e non necessita di ulteriori attivit di
elaborazione.
Generazione delle mappe di spostamento in Banda X: questo risultato 竪 definitivo e non necessita di ulteriori attivit 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 lAutorit di Bacino della Regione Puglia hanno dimostrato
grande interesse verso questi risultati. Per poter continuare il monitoraggio nei prossimi anni 竪 necessario avviare un nuovo
progetto come prosieguo del progetto FRANE PUGLIA.
Le mappe di spostamento in Banda X hanno inoltre evidenziato interessanti potenzialit della tecnica per il monitoraggio della
stabilit di strade, ferrovie e viadotti (si veda slide successiva). La catena di elaborazione di GAP 竪 stata gi impostata per
poter monitorare anche queste strutture, ma si rendono necessarie attivit di analisi della metodologia e di verifica dei risultati.
Queste attivit richiedono ulteriori programmi di ricerca e sviluppo.
GAP ha gi 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 instabilit dei pendii in regioni scarsamente urbanizzate (EPC:
08425698.1 - 1248).
Uno dei risultati pi湛 importanti del progetto FRANE PUGLIA riguarda la possibilit 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 lacquisto delle immagini SAR. Proprio sulla base
di questi importanti risultati, GAP sta valutando la possibilit di avviare un altra procedura di brevettazione.
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Il Progetto: Utilizzabilit dei risultati e brevetti
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E LINNOVAZIONE
Esempio di monitoraggio di
una strada utilizzando la
tecnica perfezionata
nellambito del Progetto
FRANE PUGLIA.
I punti colorati indicano gli
spostamenti della strada. Il
colore dei punti indica la
velocit media di
spostamento con valori che
si riferiscono dalla barra di
colori riportata in basso a
sinistra. Il monitoraggio 竪
stato effettuato con sole 15
immagini in Banda X.
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Il Progetto: Mercato e ricadute industriali
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AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO
E LINNOVAZIONE
La metodologia dei Persistent Scatterer applicata come servizio commerciale collaudato 竪 patrimonio di sole tre aziende
italiane (di cui una 竪 GAP srl) e di pochissime altre in Europa.
GAP ha avuto in passato commesse anche dallestero (Polonia) e ha recentemente completato un progetto che riguarda la
stabilit dei pendii nellarea di Nazareth in Israele.
Con il progetto FRANE PUGLIA, GAP ha guadagnato un vantaggio competitivo sul piano internazionale che riguarda la
possibilit 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 dallandamento 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,
Autorit di Bacino Regione Puglia e tecnici dei comuni della Daunia sembrano incoraggianti per lavvio di attivit future per
utilizzare proprio sul territorio pugliese queste metodologie avanzate di monitoraggio di instabilit dei pendii.
Ai fini della valutazione delle ricadute economiche, 竪 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.
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Il Progetto: Mercato e ricadute industriali
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E LINNOVAZIONE
Il progetto prevedeva lassunzione di almeno due tecnici con contratto a progetto; in fase di esecuzione si 竪
proceduto con lassunzione di tre tecnici di cui uno per lintera durata progettuale.
Attualmente lo Spin-off GAP srl 竪 ancora in fase di decollo ed 竪 ospitato nei locali del Dipartimento Interateneo
di Fisica di Bari. GAP ha come operatori tre dipendenti a tempo indeterminato, tutti i soci individuali dello Spin-
off, ed una dozzina di giovani ricercatori con contratti a tempo determinato stipulati con fondi derivati da
contratti acquisiti direttamente dallo Spin-off o mediati tramite il Politecnico di Bari.
Obiettivo occupazionale dello Spin-off 竪 proprio quello di offrire un contratto a tempo indeterminato a tutti gli
attuali operatori che non siano gi inquadrati nellorganico delluniversit o del CNR.
Il raggiungimento di questo obiettivo 竪 correlato con le ricadute economiche descritte nella slide precedente.
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Il Progetto: Scenari Applicativi
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E LINNOVAZIONE
Una delle possibili
applicazioni della tecnica
riguarda il monitoraggio di
frane e subsidenze.
La figura a destra riporta
la mappa degli
spostamenti sullarea del
paese di
Pietramontecorvino con
evidenti movimenti dovuti
alla instabilit del terreno.
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Banda C  Pietramontecorvino
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Il Progetto: Scenari Applicativi
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Una delle possibili
applicazioni della tecnica
riguarda il monitoraggio di
infrastrutture quali strade,
linee ferroviarie, ponti,
dighe, ecc.
La figura a destra riporta
un esempio di mappa di
spostamento con
presenza di numerosi
punti di misura distribuiti
lungo tutta la linea
ferroviaria e su alcuni
tratti (in giallo) essi
mettono in evidenza
movimenti millimetrici
secondo la scala di colori
indicata in basso a
sinistra.
FRANE PUGLIA
Linea ferroviaria
Il Progetto: Diffusione dei risultati
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E LINNOVAZIONE
Pubblicazione dei risultati. Sono stati sottomessi i seguenti lavori a conferenze internazionali:
R. NUTRICATO, D. O. NITTI, M. T. CHIARADIA, F. BOVENGA, A. REFICE, G. PASQUARIELLO, "Rilevamento di deformazioni del suolo in Daunia (Puglia) per mezzo di
tecniche interferometriche SAR". Atti 14a Conferenza Nazionale ASITA, 9-12 Novembre 2010, Fiera di Brescia, Italia.
Wasowski J., Bovenga F., Nitti D., Nutricato R., Investigating landslides with Persistent Scatterers Interferometry: current issues and challenges, Abstract sottomesso al
11th International & 2nd North American Symposium on Landslides - 2012. In questo lavoro saranno illustrati i risultati in Banda X ottenuti nel Progetto FRANE PUGLIA.
Wasowski J., Bovenga F., Nitti D., Nutricato R. C/X-band interferometry applied to slope instability monitoring in the Daunia mountains, Italy Abstract sottomesso al Second
World Landslide Forum, 3-9 Ottobre 2011 - Roma. In questo lavoro saranno illustrati i risultati in Banda X ottenuti nel Progetto FRANE PUGLIA.
Sem 1: seminario rivolto agli organi della Pubblica Amministrazione preposti al monitoraggio di rischi ambientali per illustrare le potenzialit del metodo come utile strumento
per il monitoraggio di subsidenze, frane, stabilit di edifici, e di deformazioni del suolo in genere. Il seminario 竪 stato tenuto il giorno 31 Marzo 2011 presso laula Multimediale
del Dipartimento Interateneo di Fisica di Bari ed ha partecipato personale della Protezione Civile Regione Puglia, Autorit di Bacino Regione Puglia, CNR-ISSIA Bari,
Dipartimento di Fisica di Bari, e GAP srl.
Sem 2: n.4 seminari destinati agli studenti del Master Universitario in Tecnologie per il Telerilevamento per illustrare le metodologie utilizzate e le problematiche affrontate
nellambito del presente progetto. I quattro seminari sono stati tenuti nei giorni 11-14 aprile 2011 presso lAula Master del Gruppo di Telerilevamento del Dipartimento
Interateneo di Fisica di Bari.
Sem 3: addestramento di operatori delle amministrazioni pubbliche interessate ad adottare il nuovo strumento di monitoraggio ambientale per verificarne limpiego operativo,
organizzato come segue:
1 incontro con il personale dellAutorit di Bacino della Regione Puglia in cui sono state descritte le modalit di impiego dei dati e le potenzialit del metodo. Nel medesimo
incontro sono state discusse anche le possibili evoluzioni della catena di elaborazione e i futuri test da effettuare su aree di interesse dellAutorit di Bacino.
1 Seminario tenuto dal dott. Fabio Bovenga del CNR-ISSIA destinato agli operatori dellAutorit di Bacino e della Protezione civile della Regione Puglia in cui sono stati
presentati i risultati preliminari del Progetto Frane Puglia e le metodologie da impiegare per interpretare i risultati ottenuti.
Invio di documentazione sul progetto Frane Puglia agli uffici tecnici dei comuni della Daunia oggetto dello studio. Oltre allinvio della documentazione, GAP ha attivato, nel
periodo 22-29 Aprile 2011, un servizio gratuito di supporto tecnico per telefono o direttamente in sede per fornire ulteriori indicazioni agli operatori delle amministrazioni
pubbliche e ai consulenti tecnici interessati a valutare il nuovo strumento di monitoraggio ambientale e ad acquisire le procedure per il suo impiego operativo.
Seminario destinato alladdestramento dei tecnici dei comuni oggetto dello studio. Il seminario 竪 stato tenuto da GAP presso la sede della Provincia di Foggia.
Sem 4: seminario rivolto alla Protezione Civile Regione Puglia per illustrare le metodologie utilizzate e le problematiche affrontate nellambito del presente progetto. Il seminario
竪 stato tenuto il giorno 30 Marzo 2011 presso la sede della Protezione Civile della Regione Puglia.
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Il Progetto: Riferimenti
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GAP S.r.l.
Via Amendola 173 - 70126 Bari
c/o Dipartimento Interateneo di Fisica di Bari "M. Merlin"
Web: www.gapsrl.eu
Referente tecnico:
Raffaele Nutricato
Tel: +39-080-544 23 96
Fax: +39-080-544 31 44
E-mail: raffaele.nutricato@gapsrl.eu
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Gap

  • 1. GEOPHYSICAL APPLICATIONS PROCESSING (GAP) SRL PROGETTO FRANE PUGLIA Rilevamento di deformazioni al suolo e di instabilit dei pendii con tecniche satellitari avanzate Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE
  • 2. GAP srl UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE GAP S.r.l. 竪 uno Spin Off del Politecnico di Bari istituito nel Febbraio del 2006 la cui attivit si fonda sulle competenze e sui risultati delle ricerche sviluppate negli ultimi 20 anni nellambito del Gruppo di Telerilevamento del Dipartimento Interateneo di Fisica dellUniversit e del Politecnico di Bari. GAP ha sede nel Dipartimento di Fisica ove opera in sinergia con il Gruppo di Telerilevamento per cui cura lingegnerizzazione 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) dellUniversit e del Politecnico di Bari. Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA
  • 3. GAP srl UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE I settori principali di attivit 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 instabilit 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 pi湛 rilevanti parametri chimico-fisici delle acque marine costiere per lo studio della qualit delle acque e la identificazione di aree ad elevata pescosit; 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 dellelaborazione digitale dei segnali e della programmazione di Digital Signal Processors. Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA
  • 4. Referenze UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE Principali clienti di GAP sono: aziende private che operano nei settori Difesa, Telerilevamento e Monitoraggio Ambientale Agenzia Spaziale Italiana Polish Geological Institute Protezione Civile CGIAM (Centro di Geomorfologia Integrata per lArea del Mediterraneo) IRSA (Istituto di Ricerca sulle Acque) ASSOCODIPUGLIA ecc. FRANE PUGLIA Logo Azienda Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  • 5. Il Progetto e i Partner UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 Il progetto FRANE PUGLIA utilizza tecniche di telerilevamento satellitare per individuare fenomeni di instabilit dei pendii e determinare la velocit degli spostamenti millimetrici avvenuti negli ultimi dieci anni in aree edificate di 25 paesi del subappennino Dauno. Responsabile del progetto 竪 GAP srl, uno spin-off del Politecnico di Bari. Le attivit sono state sviluppate con la collaborazione: del Dipartimento Interateneo di Fisica e dellIstituto ISSIA del CNR per la parte di ricerca e sviluppo; del Dipartimento della Protezione Civile di Puglia per la parte di selezione dellarea di interesse e di validazione dei risultati; dellAutorit 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 dellESA (Agenzia Spaziale Europea) e dal satellite TerraSAR-X della DLR (Agenzia Spaziale Tedesca). FRANE PUGLIA
  • 6. Il Progetto: Obiettivi e risultati UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE Il progetto FRANE PUGLIA ha come obiettivo principale lo studio delle potenzialit dei sensori SAR in Banda-X ad alta risoluzione per il monitoraggio dei fenomeni franosi. A tale scopo, per la sperimentazione 竪 stata selezionata larea del sub-appenino Dauno che presenta problemi di instabilit 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. Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA
  • 7. Il Progetto: Obiettivi e risultati UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA Accadia Celenza Valfortore Pietramontecorvino Alberona Celle di San Vito Roseto Valfortore Biccari Deliceto San Marco La Catola Bovino Faeto SantAgata di Puglia Carlantino Lucera Troia Casalnuovo Monterotaro Montaguto Volturara Appula Casalvecchio di Puglia Motta Montercorvino Volturino Castelluccio Valmaggiore Orsara di Puglia Castelnuovo della Daunia Panni Elenco dei comuni oggetto della sperimentazione
  • 8. Il Progetto: Obiettivi e risultati UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE I risultati ottenuti attraverso le attivit 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 Autorit 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 lAutorit di Bacino della Regione Puglia hanno dimostrato grande interesse verso questi risultati. Tuttavia, per poter continuare il monitoraggio nei prossimi anni 竪 necessario avviare un nuovo progetto come prosieguo del progetto FRANE PUGLIA. Le mappe di spostamento in Banda X hanno inoltre evidenziato interessanti potenzialit della tecnica per il monitoraggio della stabilit di strade, ferrovie e viadotti. La catena di elaborazione di GAP 竪 stata gi impostata per poter monitorare anche queste strutture, ma si rendono necessarie attivit di analisi della metodologia e di verifica dei risultati. Queste attivit richiedono ulteriori programmi di ricerca e sviluppo. Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA
  • 9. Esempio di monitoraggio dellinstabilit di un pendio. I punti colorati indicano lentit degli spostamenti in accordo con la scala di colori in basso a sinistra Il Progetto: Obiettivi e risultati UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA
  • 10. Il Progetto: Soluzioni identificate UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE Limpiego 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; laumento del costo computazionale degli algoritmi; laumento della densit di Persistent Scatterers; il ridotto numero di immagini disponibili sullarea di interesse. I moduli software sviluppati nellambito del progetto FRANE PUGLIA ottimizzano lutilizzo delloccupazione di memoria e fanno uso di un approccio multi- processore in grado di ridurre il tempo di esecuzione delle elaborazioni. Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA
  • 11. Il Progetto: Soluzioni identificate UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE A titolo di esempio si illustrano le mappe di spostamento generate sul paese di Motta Montecorvino. Si osservi laumento di densit spaziale dei PS nella mappa in Banda X Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA Banda C Motta Montecorvino Banda X Motta Montecorvino
  • 12. Il Progetto: Utilizzabilit dei risultati e brevetti UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE I risultati ottenuti con le attivit del Progetto Frane Puglia sono: aggiornamento della catena SPINUA al sensore TerraSAR-X: questo risultato 竪 stato gi trasferito in produzione e non necessita di ulteriore attivit di sviluppo. Generazione delle mappe di spostamento in Banda C: questo risultato 竪 definitivo e non necessita di ulteriori attivit di elaborazione. Generazione delle mappe di spostamento in Banda X: questo risultato 竪 definitivo e non necessita di ulteriori attivit 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 lAutorit di Bacino della Regione Puglia hanno dimostrato grande interesse verso questi risultati. Per poter continuare il monitoraggio nei prossimi anni 竪 necessario avviare un nuovo progetto come prosieguo del progetto FRANE PUGLIA. Le mappe di spostamento in Banda X hanno inoltre evidenziato interessanti potenzialit della tecnica per il monitoraggio della stabilit di strade, ferrovie e viadotti (si veda slide successiva). La catena di elaborazione di GAP 竪 stata gi impostata per poter monitorare anche queste strutture, ma si rendono necessarie attivit di analisi della metodologia e di verifica dei risultati. Queste attivit richiedono ulteriori programmi di ricerca e sviluppo. GAP ha gi 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 instabilit dei pendii in regioni scarsamente urbanizzate (EPC: 08425698.1 - 1248). Uno dei risultati pi湛 importanti del progetto FRANE PUGLIA riguarda la possibilit 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 lacquisto delle immagini SAR. Proprio sulla base di questi importanti risultati, GAP sta valutando la possibilit di avviare un altra procedura di brevettazione. Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA
  • 13. Il Progetto: Utilizzabilit dei risultati e brevetti UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE Esempio di monitoraggio di una strada utilizzando la tecnica perfezionata nellambito del Progetto FRANE PUGLIA. I punti colorati indicano gli spostamenti della strada. Il colore dei punti indica la velocit media di spostamento con valori che si riferiscono dalla barra di colori riportata in basso a sinistra. Il monitoraggio 竪 stato effettuato con sole 15 immagini in Banda X. Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA
  • 14. Il Progetto: Mercato e ricadute industriali UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE La metodologia dei Persistent Scatterer applicata come servizio commerciale collaudato 竪 patrimonio di sole tre aziende italiane (di cui una 竪 GAP srl) e di pochissime altre in Europa. GAP ha avuto in passato commesse anche dallestero (Polonia) e ha recentemente completato un progetto che riguarda la stabilit dei pendii nellarea di Nazareth in Israele. Con il progetto FRANE PUGLIA, GAP ha guadagnato un vantaggio competitivo sul piano internazionale che riguarda la possibilit 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 dallandamento 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, Autorit di Bacino Regione Puglia e tecnici dei comuni della Daunia sembrano incoraggianti per lavvio di attivit future per utilizzare proprio sul territorio pugliese queste metodologie avanzate di monitoraggio di instabilit dei pendii. Ai fini della valutazione delle ricadute economiche, 竪 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. Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA
  • 15. Il Progetto: Mercato e ricadute industriali UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE Il progetto prevedeva lassunzione di almeno due tecnici con contratto a progetto; in fase di esecuzione si 竪 proceduto con lassunzione di tre tecnici di cui uno per lintera durata progettuale. Attualmente lo Spin-off GAP srl 竪 ancora in fase di decollo ed 竪 ospitato nei locali del Dipartimento Interateneo di Fisica di Bari. GAP ha come operatori tre dipendenti a tempo indeterminato, tutti i soci individuali dello Spin- off, ed una dozzina di giovani ricercatori con contratti a tempo determinato stipulati con fondi derivati da contratti acquisiti direttamente dallo Spin-off o mediati tramite il Politecnico di Bari. Obiettivo occupazionale dello Spin-off 竪 proprio quello di offrire un contratto a tempo indeterminato a tutti gli attuali operatori che non siano gi inquadrati nellorganico delluniversit o del CNR. Il raggiungimento di questo obiettivo 竪 correlato con le ricadute economiche descritte nella slide precedente. Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA
  • 16. Il Progetto: Scenari Applicativi UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE Una delle possibili applicazioni della tecnica riguarda il monitoraggio di frane e subsidenze. La figura a destra riporta la mappa degli spostamenti sullarea del paese di Pietramontecorvino con evidenti movimenti dovuti alla instabilit del terreno. Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 Banda C Pietramontecorvino FRANE PUGLIA
  • 17. Il Progetto: Scenari Applicativi UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 Una delle possibili applicazioni della tecnica riguarda il monitoraggio di infrastrutture quali strade, linee ferroviarie, ponti, dighe, ecc. La figura a destra riporta un esempio di mappa di spostamento con presenza di numerosi punti di misura distribuiti lungo tutta la linea ferroviaria e su alcuni tratti (in giallo) essi mettono in evidenza movimenti millimetrici secondo la scala di colori indicata in basso a sinistra. FRANE PUGLIA Linea ferroviaria
  • 18. Il Progetto: Diffusione dei risultati UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE Pubblicazione dei risultati. Sono stati sottomessi i seguenti lavori a conferenze internazionali: R. NUTRICATO, D. O. NITTI, M. T. CHIARADIA, F. BOVENGA, A. REFICE, G. PASQUARIELLO, "Rilevamento di deformazioni del suolo in Daunia (Puglia) per mezzo di tecniche interferometriche SAR". Atti 14a Conferenza Nazionale ASITA, 9-12 Novembre 2010, Fiera di Brescia, Italia. Wasowski J., Bovenga F., Nitti D., Nutricato R., Investigating landslides with Persistent Scatterers Interferometry: current issues and challenges, Abstract sottomesso al 11th International & 2nd North American Symposium on Landslides - 2012. In questo lavoro saranno illustrati i risultati in Banda X ottenuti nel Progetto FRANE PUGLIA. Wasowski J., Bovenga F., Nitti D., Nutricato R. C/X-band interferometry applied to slope instability monitoring in the Daunia mountains, Italy Abstract sottomesso al Second World Landslide Forum, 3-9 Ottobre 2011 - Roma. In questo lavoro saranno illustrati i risultati in Banda X ottenuti nel Progetto FRANE PUGLIA. Sem 1: seminario rivolto agli organi della Pubblica Amministrazione preposti al monitoraggio di rischi ambientali per illustrare le potenzialit del metodo come utile strumento per il monitoraggio di subsidenze, frane, stabilit di edifici, e di deformazioni del suolo in genere. Il seminario 竪 stato tenuto il giorno 31 Marzo 2011 presso laula Multimediale del Dipartimento Interateneo di Fisica di Bari ed ha partecipato personale della Protezione Civile Regione Puglia, Autorit di Bacino Regione Puglia, CNR-ISSIA Bari, Dipartimento di Fisica di Bari, e GAP srl. Sem 2: n.4 seminari destinati agli studenti del Master Universitario in Tecnologie per il Telerilevamento per illustrare le metodologie utilizzate e le problematiche affrontate nellambito del presente progetto. I quattro seminari sono stati tenuti nei giorni 11-14 aprile 2011 presso lAula Master del Gruppo di Telerilevamento del Dipartimento Interateneo di Fisica di Bari. Sem 3: addestramento di operatori delle amministrazioni pubbliche interessate ad adottare il nuovo strumento di monitoraggio ambientale per verificarne limpiego operativo, organizzato come segue: 1 incontro con il personale dellAutorit di Bacino della Regione Puglia in cui sono state descritte le modalit di impiego dei dati e le potenzialit del metodo. Nel medesimo incontro sono state discusse anche le possibili evoluzioni della catena di elaborazione e i futuri test da effettuare su aree di interesse dellAutorit di Bacino. 1 Seminario tenuto dal dott. Fabio Bovenga del CNR-ISSIA destinato agli operatori dellAutorit di Bacino e della Protezione civile della Regione Puglia in cui sono stati presentati i risultati preliminari del Progetto Frane Puglia e le metodologie da impiegare per interpretare i risultati ottenuti. Invio di documentazione sul progetto Frane Puglia agli uffici tecnici dei comuni della Daunia oggetto dello studio. Oltre allinvio della documentazione, GAP ha attivato, nel periodo 22-29 Aprile 2011, un servizio gratuito di supporto tecnico per telefono o direttamente in sede per fornire ulteriori indicazioni agli operatori delle amministrazioni pubbliche e ai consulenti tecnici interessati a valutare il nuovo strumento di monitoraggio ambientale e ad acquisire le procedure per il suo impiego operativo. Seminario destinato alladdestramento dei tecnici dei comuni oggetto dello studio. Il seminario 竪 stato tenuto da GAP presso la sede della Provincia di Foggia. Sem 4: seminario rivolto alla Protezione Civile Regione Puglia per illustrare le metodologie utilizzate e le problematiche affrontate nellambito del presente progetto. Il seminario 竪 stato tenuto il giorno 30 Marzo 2011 presso la sede della Protezione Civile della Regione Puglia. Logo Azienda Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA
  • 19. Il Progetto: Riferimenti UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E LINNOVAZIONE GAP S.r.l. Via Amendola 173 - 70126 Bari c/o Dipartimento Interateneo di Fisica di Bari "M. Merlin" Web: www.gapsrl.eu Referente tecnico: Raffaele Nutricato Tel: +39-080-544 23 96 Fax: +39-080-544 31 44 E-mail: raffaele.nutricato@gapsrl.eu Logo Azienda Intervento cofinanziato dallU.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I Linea 1.1 Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 FRANE PUGLIA