Maria Consiglia Rasulo
L’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (IREA) ha per missione lo sviluppo di metodologie e tecnologie per l'acquisizione, l'elaborazione, la fusione e l’interpretazione di immagini e dati ottenuti da sensori di tipo elettromagnetico - operanti da satellite, aereo e in situ - e la diffusione delle informazioni estratte, finalizzate al monitoraggio dell'ambiente e del territorio, alla diagnostica non invasiva ed alla valutazione del rischio elettromagnetico. Inoltre, vengono sviluppate metodologie e tecnologie per la realizzazione di infrastrutture di dati geo-spaziali e per applicazioni biomedicali dei campi elettromagnetici.
L’Istituto ha al suo interno consolidate competenze nei settori del telerilevamento a microonde ed ottico della superficie terrestre, della diagnostica elettromagnetica, dell'informatica per la gestione ed il trattamento di dati geo-spaziali, dell'elettromagnetismo per applicazioni in ambito medico, del bioelettromagnetismo per la valutazione del rischio dell’esposizione ai campi elettromagnetici ma anche per nuove possibili applicazioni cliniche, che rendono l'IREA una realtà fortemente multi-disciplinare.
Il cluster dedicato all’elaborazione di dati Radar ad Apertura Sintetica (SAR) è stato progettato e realizzato presso l’IREA con l’obiettivo di ottimizzare le prestazioni in funzione del particolare tipo di applicazione. L’elaborazione dei dati radar, infatti, richiede l’utilizzo un notevole spazio su disco ed un numero elevato di operazioni di accesso ai dati. Il sistema presenta un alto grado di scalabilità e di ridondanza ed è, pertanto, intrinsecamente resistente ai fault, cioè alla parziale rottura di suoi componenti.
L’architettura è composta da 2 nodi di front end in heartbeat e 22 nodi di elaborazione a 64 bit basati su doppio processore intel Xeon ad otto core, per un totale di 352 unità hyperthreading di elaborazione (core) e 8448 GB di memoria RAM. Ogni nodo di elaborazione, su cui è installato la versione a 64 bit del sistema operativo Linux, è equipaggiata con un’unità dischi in modalità Direct Attached Storage (DAS) ed in configurazione RAID 5. Lo spazio su disco complessivamente disponibile, anche mediante l'uso di un parallel file system, è di più di 1 PByte.
Internazionali
AMISS - Active and Passive Microwaves for Security and Subsurface imaging, FP7 Marie Curie Actions People, 2011-2014
CyanIsWas- CYanobacteria AssessmeNt in Italian and Swedish WAters from Space, Bilateral agreement Italy-Sweden, MIUR, 2010-2011
Clean-Sky FOSAS, FP7 Collaborative Project, 2010
ISTIMES - Integrated System for Transport Infrastructures surveillance and Monitoring by Electromagnetic Sensing, FP7 Collaborative Project, 2009-2012
LakeWatch-Lake WATer CHaracterisation with optical remote sensing, AO ISRO-ASI, 2009-2011
GEOLAND2 - Towards an operational GMES Land Monitoring Core Service, EC FP7 Collaborative Project, 2008-2012
Development of a Framework for Data Harmonisation and Service Integration, CEE / FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT, 2006-2010
MELINOS-Monitoring European Lakes by means of an Integrated Earth Observation System, ESA-AO ID553, 2003 - in corso
DORIS, FP7 European Downstream Service
Nazionali
CLAM PHYM - Coasts and Lake Assessment and Monitoring by PRISMA HYperspectral Mission, ASI, 2011-2014
Sviluppo di metodologie per l’estrazione e l’integrazione delle informazioni diagnostiche finalizzate a definire percorsi clinici terapeutici personalizzati in patologie ad elevato impatto sociale, MEdical Research in ITaly - MERIT 2008, 2011-2014
QUEBEC - Quantitative Evaluation of Belaym Contaminated Soils, ENI, 2010-2012
Detection and mapping submerged vegetation in coastal zones, ISPRA-Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, 2010-2011
Geosat, ENI, 2009-2012
Analisi delle funzioni ecosistemiche e delle caratteristiche ecologiche degli ambiti perifluviali, Provincia di Mantova, 2009-2010
CARE-Change Analysis of River and wetland Ecological functionality, Provincia di Mantova, 2009-2010
MORFEO - MOnitoraggio e Rischio da Frane con dati EO, Carlo Gavazzi Space, 2008-2011
RESTO-REmote Sensing for Trasimeno lake Observatory, Environmental Protection Agency of Umbria Region, 2008-2010
Sviluppo e caratterizzazione di un microcitofluorimetro integrato (MCFI) per analisi in situ, Regione Campania, 2008-2010
Effetti dei campi elettromagnetici su cellule neurali, MIUR, 2008-2010
Analisi e sviluppo di tecniche innovative per la diagnostica a microonde del tumore al seno basate sulla rilevazione di anomalie magnetiche artificiali indotte mediante nano particelle, MIUR, 2008-2010
SIGRIS - Sistema di osservazione spaziale per la Gestione del Rischio Sismico, ACS Advanced Computer Systems - Roma, 2008-2010
Intesa Operativa tra
Monitoraggio dei canneti del basso Garda, Province di Brescia e Verona, 2007-2011
Convenzione Canneti, CRA e Stazione Sperimentale E.Z. Sirmione, 2007- in corso
LIMES - Land and Sea Integrated Monitoring for European Security, Telespazio, 2006-2010
Sviluppo di Metodologie Aerospaziali Innovative di Osservazione della Terra a Supporto del Settore Agricolo in Lombardia, finanziato da Regione Lombardia nell’ambito dall’Accordo Quadro Regione Lombardia – CNR.
Monitoraggio e Rischio da Frana mediante dati EO
MORFEO è un progetto pilota finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana con lo scopo di sviluppare un prodotto applicativo di “Protezione Civile dalle Frane” che sfrutti dati e tecnologie “EO”, integrandole con quelle “non-EO”. MORFEO fornisce prodotti che supportino la Protezione Civile nelle decisioni relative al rischio da frana integrando nelle metodologie tradizionali l’utilizzo di tecnologie e dati di Osservazione della Terra.
Gli obiettivi principali sono:
-
Sviluppare un sistema prototipale a supporto delle decisioni di protezione civile dalle frane Integrare informazioni, dati e tecnologie di osservazione della Terra con tecnologie tradizionali e dati raccolti al suolo per migliorare le attuali capacità di mappare, monitorare e prevedere le frane.
-
Sperimentare l’utilizzo di dati di osservazione della Terra innovativi, come quelli messi a disposizione dalla costellazione di COSMO-Skymed.
L’IREA si è occupata dell’elaborazione dei dati SAR per applicazioni d’interferometria differenziale per la generazione di mappe e serie storiche di deformazione utilizzate all’interno del sistema prototipale sviluppato nel progetto MORFEO. Inoltre, l'attività si è incentrata sull’interpretazione di immagini satellitari ottiche per la valutazione della suscettibilità alle frane.
Il progetto è svolto in collaborazione con
Committente: Agenzia Spaziale Italiana
Prime contractor: CGS
Periodo di attività: 2008 - 2012
Responsabile IREA:
Personale coinvolto:
Gianfranco Fornaro, Giovanni Zeni, Diego Reale
Mediante una interfaccia basata sulla tecnologia di GoogleMaps, tutti possono consultare, in maniera semplice ed intuitiva, le misure della deformazione del suolo ottenute utilizzando i dati satellitari.
Nelle mappe di deformazione i punti verdi rappresentano le zone stabili, mentre quelli che vanno verso il rosso o verso il viola indicano le zone che si deformano. Cliccando su ogni puntino colorato, si può vedere un grafico che mostra l’andamento della deformazione nel tempo (ricorda di sbloccare i popups!)
Segui questo link per vedere i risultati di alcune zone di cui abbiamo elaborato i dati: http://webgis.irea.cnr.it
Attivi
| Dottorando | Tutor IREA | Anni | |
|---|---|---|---|
| Algoritmi per dati ottici di ultima generazione per la stima di parametri bio-geofisici | Ilaria Cazzaniga | Claudia Giardino | 2015-2018 |
| Telerilevamento radar da aereo | Giuseppe Jackson | Stefano Perna | 2014-2016 |
| Sviluppo di codici di elaborazione di dati Envisat | Simona Verde | Gianfranco Fornaro | 2012-2014 |
| Telerilevamento ottico a supporto dei Sistemi di Produzione del Riso |
Giacinto Manfron | M. Boschetti | 2014-2016 |
|
Svolti | |||
| Dottorando | Tutor IREA | Anni | |
| Integration of Optical and Radar Satellite Data for Natural Resources Monitoring | Ramin Azar | P.A. Brivio | 2013-2015 |
| Sviluppo di codici avanzati per l'analisi di dati SAR interferometrici con particolare riguardo agli algoritmi di srotolamento della fase | Yang Yang | Antonio Pepe | 2010-2013 |
| Sviluppo di tecniche di interferometria SAR da piattaforma aerea e satellitare | Virginia Zamparelli | Gianfranco Fornaro | 2011-2013 |
| Sviluppo di strategie per la diagnostica a microonde del tumore al seno | Rosa Scapaticci | Lorenzo Crocco | 2010-2013 |
| Analisi e sviluppo di metodologie innovative di inverse scattering | Loreto Di Donato | Lorenzo Crocco | 2009-2012 |
| Vulnerabilità ambientale e risposta ai cambiamenti climatici: applicazioni di geomatica e modellistica per lo studio delle risorse naturali e foraggere nel Sahel | Francesco Nutini | M. Boschetti | 2011-2014 |
| Caratterizzazione ecologica dei cianobatteri in acque interne con tecniche in situ e da telerilevamento | Mariano Bresciani | C. Giardino | 2010-2013 |
| Sviluppo e caratterizzazione di sensori ottici in fibra | Roberto Gravina | Romeo Bernini | 2009-2011 |
| High voltage, nanosecond electric pulses for bioelectrics. Pulse generators and exposure systems set up | Stefania Romeo | Luigi Zeni M.R. Scarfì |
2008-2011 |
| Valutazione dell'induzione di risposta adattativa a mutageni in colture cellulari di mammifero in seguito ad esposizioni a campi elettromagnetici non ionizzanti | Anna Sannino | M.A. Belisario M.R. Scarfì |
2008-2012 |
L’analisi dei dati relativi ai finanziamenti e alla produzione scientifica dell’IREA nel quadriennio 2016-2019 mostra sia una significativa capacità di reperimento di risorse finanziarie esterne, derivanti dalla partecipazione a progetti di ricerca europei e nazionali, dalla cooperazione con il mondo industriale e da altre analoghe "fonti esterne", sia una elevata produzione scientifica dell’IREA, caratterizzata da pubblicazioni sulle più prestigiose riviste nei settori di riferimento.
Tali dati dimostrano le notevoli capacità di autofinanziamento e di produzione scientifica dell'Istituto che si confermano nel tempo, come evidenziato dalle due tabelle di seguito riportate che sono relative all'evoluzione dei finanziamenti e delle pubblicazioni nel periodo 2016-2019.
Emerge un quadro certamente positivo per quanto riguarda il funzionamento ed il clima dell'Istituto, la capacità di valorizzare la sua specifica multi-disciplinarietà e di interagire con la realtà scientifica e socio-economica, la motivazione e produttività dei ricercatori.
L’IREA è pienamente inserito nel contesto della ricerca nazionale ed internazionale, con forti collaborazioni con molte Università e Centri di Ricerca sia nazionali che esteri, nonché con Aziende e Istituzioni locali, soprattutto in Campania, Lombardia e Puglia, in un quadro di forte integrazione con la realtà economica ed istituzionale del paese.
Ampio e prestigioso è l’insieme dei soggetti committenti delle attività di ricerca e sviluppo realizzate dall’Istituto, fra i quali ci sono la Commissione Europea, l’Agenzia Spaziale Europea, l’Agenzia Spaziale Italiana, il Dipartimento della Protezione Civile, Regioni e Amministrazioni Locali, varie imprese nazionali ed estere. L’IREA è centro di competenza per il Dipartimento della Protezione Civile (DPC) per il monitoraggio satellitare delle deformazioni del suolo, partecipa al Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni (CNIT) e al Centro Interuniversitario sulle Interazioni tra Campi ElettroMagnetici e Biosistemi (ICEMB). Sempre in ambito nazionale, l’Istituto fa parte della piattaforma SPIN-IT, la piattaforma Tecnologica Nazionale dedicata allo Spazio, e partecipa alle attività della piattaforma Tecnologica Nazionale della Sicurezza SERIT (SEcurity Research in ITaly). Infine, l’Istituto ha contribuito attivamente alle attività del Cluster Tecnologico Nazionale Aerospazio (CTNA).
L’IREA è anche molto ben radicato sul territorio dove partecipa al Centro di competenza della Regione Campania sull’ICT (CeRICT) al Distretto Aerospaziale Campano (DAC) ed al Distretto ad Alta Tecnologia per i Beni Culturali (Databenc). In Lombardia partecipa alle attività del Distretto Aerospaziale Lombardo (DAL), del cluster regionale Tecnologie per le Smart Communities e fornisce supporto tecnico-scientifico alla Regione nell’ambito del Network of European Regions Using Space Technologies (NEREUS), piattaforma europea portavoce delle strategie regionali sulle tematiche spaziali. In Puglia aderisce al Distretto Tecnologico Aerospaziale (DTA).
L’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (IREA) fu costituito in via sperimentale il 18 aprile 2001 e in via definitiva il 12 aprile 2002 nell’ambito del processo di razionalizzazione della rete degli Istituti di Ricerca del CNR prevista dal decreto legislativo 30 gennaio 1999, dall'unione dei reparti di Elettromagnetismo e Bioelettromagnetismo dell'ex Istituto di Ricerca per l'Elettromagnetismo e i Componenti Elettronici (IRECE) di Napoli e del reparto di Telerilevamento dell'ex Istituto di Ricerca per il Rischio Sismico (IRRS) di Milano.
In tali Istituti era già consolidata, con un significativo riconoscimento a livello nazionale ed internazionale, un’attività di ricerca incentrata sul telerilevamento, la diagnostica elettromagnetica, nonché sul controllo del rischio ambientale, con particolare riferimento a quello elettromagnetico.
La fusione delle competenze acquisite in questi settori ha prodotto una realtà nuova in ambito CNR che, nel corso degli anni, ha dimostrato la sua valenza nel panorama internazionale e nazionale della ricerca.
Nel giugno 2018 l’IREA si è ampliata con la costituzione di una nuova Sede secondaria a Bari dove è confluito il gruppo di Osservazione della Terra dell’Istituto sui Sistemi Intelligenti per l’Automazione (ISSIA).
