CNR - IREA, sede di Milano
DPN - Direzione Protezione Natura
Un sistema integrato per il
monitoraggio e la mappatura
delle aree percorse da incendio
nei Parchi Nazionali attraverso
l’utilizzo dei dati da satellite
Il patrimonio boschivo nazionale è un bene insostituibile per
la qualità della vita (L. n. 353, 2000)
Il progetto si pone come obiettivo il riconoscimento e la mappatura
delle aree percorse da incendio mediante l’elaborazione di immagini
da satellite. In particolare, esso si basa sulle immagini del sensore
Terra-ASTER per il monitoraggio dei Parchi Nazionali di tutto il
territorio italiano nell’arco del quinquennio 2001-2005.
Immagine ASTER acquisita il 27 luglio 2005 (RGB: 832) sull’Arcipelago della Maddalena e foto degli
incendi in Sardegna del 2006 acquisita del Corpo Forestale dello Stato
Gli incendi nei Parchi
Gli incendi ogni anno danneggiano il patrimonio
forestale italiano e creano nei casi più estremi
condizioni di rischio elevato per la popolazione
residente. Prevenire gli incendi attraverso il
richiamo ad un’attenzione maggiore da parte di
chi fruisce delle risorse boschive ed il controllo
delle autorità non è sufficiente. Il patrimonio
forestale deve essere protetto anche attraverso
una gestione mirata delle aree danneggiate
dagli incendi come indicato dalla legge quadro
n. 353 del 21 novembre 2000.
Parchi Nazionali italiani
Per incendio boschivo si intende un fuoco con
suscettività a espandersi su aree boscate,
cespugliate o arborate, comprese eventuali
strutture e infrastrutture antropizzate poste
all'interno delle predette aree, oppure su
terreni coltivati o incolti e pascoli limitrofi a
dette aree (L. n. 353, 2000)
Immagine ASTER 4 giugno 2003
Il sensore Terra-ASTER
Il sensore ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection
Radiometer) sulla piattaforma NASA-TERRA acquisisce dati nelle regioni dello spettro
dal visibile all’infrarosso termico con una risoluzione spaziale che varia da 15 m a 90
m. Le riprese coprono la stessa area (60 x 60 km) ogni 16 gg (10.30 AM).
Risoluzione
Bande Spettrali
Geometrica
VNIR
15 m
B1: 0.52 – 0.60 µm
B2: 0.63 – 0.69 µm
B3-n: 0.76 – 0.86 µm
B3-b: 0.76 – 0.86 µm
SWIR
30 m
B4:
B5:
B6:
B7:
B8:
B9:
TIR
90 m
1.60 – 1.70 µm
2.145 – 2.185 µm
2.185 – 2.225 µm
2.235 – 2.285 µm
2.295 – 2.365 µm
2.360 – 2.430 µm
B10, B11, B12
B13, B14
(8.125-11.65 µm)
Le immagini da satellite permettono il frequente monitoraggio del territorio a larga
scala diventando uno strumento indispensabile per integrare tecniche più tradizionali
di rilievo. Le proprietà geometriche e radiometriche di ASTER sono particolarmente
adatte per rilevare le aree bruciate a scala regionale e nazionale.
Immagine ASTER 18 agosto 2004
Dati ASTER per i Parchi
I dati acquisiti dal sensore ASTER
vengono processati e archiviati dalla
NASA per derivare i prodotti di
riflettanza al suolo per le bande
VNIR (3 bande, 15 m, 184 Mbyte) e
SWIR (6 bande, 30 m, 77 Mbyte),
corrette per l’effetto atmosferico
(AST07- ASTER On-Demand L2
Surface Reflectance).
L’analisi dei dati archiviati ha
permesso di selezionare le scene
ASTER utili per il progetto che
coprissero una porzione del parco e
fossero libere da nuvole.
Sono state acquisite circa 500
immagini ASTER relative al periodo
2001-2005 per un totale di 125
GByte di dati archiviati.
PARCO NAZIONALE
Gran Paradiso
Val Grande
Stelvio
Dolomiti Bellunesi
Cinque Terre
Arcipelago Toscano
Appennino Tosco Emil
Foreste Casentinesi
Monti Sibillini
G. Sasso e M. Laga
Majella
Abruzzo Lazio Molise
Circeo
Vesuvio
Cilento e V. di Diano
Gargano
Pollino
Sila
Aspromonte
Asinara
La Maddalena
TOTALE
Sup (ha)
70318
11340
133325
15132
3860
16856
22792
31038
69722
141341
62838
49680
5616
7259
178172
118144
171132
73695
76053
5170
5100
2001
4
1
5
1
3
4
4
1
2
4
2
2
3
2
5
4
5
2
6
2
2
2002
6
2
9
4
4
2
10
1
7
9
6
1
2
4
3
4
8
2
6
1
2
2003
3
2
6
10
8
6
7
9
5
7
4
4
3
2
11
8
21
8
10
1
7
2004
12
1
4
2
4
3
5
1
2
3
3
4
1
5
13
10
10
2
4
1
1
2005
1
2
6
1
2
3
1
1
2
6
3
1
3
4
4
1
1
2
0
2
2
totale
26
8
30
18
21
18
27
13
18
29
18
12
12
17
36
27
45
16
26
7
14
1268583
71
106
156
103
53
489
I dati ASTER sono stati messi a disposizione dal
Dept. of Geography, University of Maryland, USA.
La metodologia utilizzata per l’individuazione e la mappatura delle aree bruciate si
basa sul calcolo di due indici spettrali (Normalized Burn Ratio, NBR e Burned Area
Index, BAI) ricavati dalle bande ASTER nel visibile e nell’infrarosso vicino (VNIR) ed a
onde corte (SWIR). Agli indici, pixel per pixel, sono state applicate delle soglie e le
aree che soddisfano le condizioni per entrambi sono state classificate come bruciate.
Ogni scena ASTER è classificata per perimetrare le
aree bruciate di superficie superiore a 1 ha. Un
database delle aree bruciate costruito in ambiente
GIS
permette
di
visualizzare
i
perimetri delle aree nei parchi per gli
anni 2001-2005 e di interrogare il
sistema per ottenere informazioni
distribuzione spazio-temporale
La tabella riporta il numero di poligoni
e la superifice bruciata, per ogni parco
e anno di studio, ricavati dalla
classificazione delle immagini ASTER.
degli incendi .
Parco del Gargano
sulla
Parco del Cilento
Parco del Vesuvio
Parco del Pollino
Risultati
Validazione. La mappe delle aree bruciate ottenute dalle immagini satellitari sono
state confrontate con i dati a terra (puntuali e perimetrali) per valutare l’accuratezza
del prodotto, ove tali dati fossero disponibili. Questa fase di validazione ha messo in
evidenza la necessità di integrare le due fonti di dati (rilievi CFS e immagini da
satellite) in modo da ottenere un’informazione più completa.
Collaborazioni:
Il Department of Geography (University of Maryland, USA) nel contesto del progetto "Refinement
& Maintenance of the MODIS fire product suite” per l’accesso ai dati ASTER.
Il programma OASIS (Optimising Access to Spot Infrastructure for Science) finanziato dalla
Commissione Europea per l’accesso ai dati SPOT.
Il Corpo Forestale dello Stato per i dati dei rilievi a terra delle aree percorse dal fuoco nei Parchi
Nazionali.
Parco
Nazionale
del Cilento
Links
DPN Direzione Protezione Natura, Min. Ambiente: www.minambiente.it
Consiglio Nazionale delle Ricerche: www.cnr.it
IREA-CNR Milano: http://milano.irea.cnr.it/
Corpo Forestale dello Stato: www.corpoforestale.it
ASTER web page: http://asterweb.jpl.nasa.gov
OASIS Programme: http://medias.obs-mip.fr/oasis/
Comitato Scientifico: Petrucci B. (Direzione per la Protezione della Natura, Min. Ambiente),
Mollicone D. (Max Plank Institute, Jena, Germania), Grégoire J.-M. (Global Environmental
Monitoring-JRC, Ispra), Boschetti L. (Università del Maryland, USA), Federici S. (Climate Change
Unit-JRC), e Brivio P.A. (CNR-IREA Milano).
Contatti: P. A. Brivio - CNR-IREA Milano ([email protected]), D. Stroppiana - CNR-IREA Milano
([email protected]), B. Petrucci - DPN ([email protected]).
Un sistema integrato per il monitoraggio e la
mappatura delle aree percorse da incendio nei
Parchi Nazionali attraverso l’utilizzo dei dati
da satellite
Convenzione fra Ministero dell’Ambiente e della Tutela del
Territorio e del Mare - Direzione per la Protezione della Natura
(DPN) ed il Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto per il
Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (CNR-IREA)