GEOmedia_2_2024
La prima rivista italiana di geomatica
La prima rivista italiana di geomatica
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Rivista bimestrale - anno XXVIII - Numero - 2/<strong>2024</strong> - Sped. in abb. postale 70% - Filiale di Roma<br />
TERRITORIO CARTOGRAFIA<br />
GIS<br />
CATASTO<br />
3D CITY<br />
INFORMAZIONE GEOGRAFICA<br />
FOTOGRAMMETRIA EDILIZIA<br />
URBANISTICA DIGITAL TWIN<br />
LASER SCANNING<br />
REMOTE SENSING<br />
GNSS<br />
SPAZIO<br />
RILIEVO AMBIENTE TOPOGRAFIA<br />
LiDAR<br />
GEOBIM<br />
BENI CULTURALI<br />
SMART CITY<br />
anno XXVIII - N°2 <strong>2024</strong><br />
Intelligenza<br />
Artificiale<br />
e New Space<br />
Economy<br />
TRACKING CINEMATICO<br />
DI ATLETI<br />
RILEVAMENTO A<br />
FIBRE OTTICHE<br />
FOTOMONITORAGGIO
Our in-field geographical data is on again!<br />
StudioSit SA is a swiss, former italian company, operating in<br />
geographical data in-field detection activities. We believe our<br />
main goals will affect the eventuality of achieving the full territorial<br />
mapping coverage of southern european countries, one day.<br />
Urban<br />
3D<br />
Model<br />
Deep map<br />
Toponymy<br />
and house<br />
numbers<br />
SOS<br />
Urban sense<br />
of security<br />
Parking<br />
areas<br />
for urban<br />
comfort<br />
Urban 3D MOdel, geolocated addresses, spot by spot parking lots, together they represent 100% of<br />
our geodatabases and business. Our creed bring us to a deep respect for the three elements qualifying<br />
a value added geographical data: Accuracy, Completeness and Updating.<br />
With this focus on our mind, we travel towns, cities and countries, and we survey and detect all we can<br />
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Potenzialità della<br />
Geomatica nello Sport<br />
Si è recentemente aperto un nuovo interessante campo di interesse per la geomatica, il settore<br />
dello sport, ove la fusione delle tecniche di posizionamento satellitare con la geolocalizzazione e<br />
le possibilità di simulazione e sovrimpressione di informazioni tipiche della Mixed Reality stanno<br />
portando interessanti contributi. Inoltre nel campo della certificazione della misura, l’analisi statistica<br />
avanzata, effettuata tramite le recenti evoluzioni della teoria degli errori, resa possibile dal grande<br />
numero di misure disponibili, come quelle effettuate dai satelliti GNSS, ben si adatta alla necessità<br />
dello sport. La misura del tempo, alla base della misura della posizione nel sistema di riferimento<br />
globale, ha raggiunto livelli fino a poco tempo fa impensabili, ove, ad esempio, con la costellazione<br />
Galileo si giunge a misurare il tempo con una accuratezza che si spinge fino a 10 miliardesimi di<br />
secondo.<br />
Il primo contributo è nei dispositivi wearable: utilizzando dispositivi GPS integrati negli indumenti<br />
o negli accessori sportivi, è possibile raccogliere informazioni dettagliate sul movimento degli atleti<br />
durante l'allenamento o la competizione. Questi dati possono essere utilizzati per analizzare le<br />
prestazioni, ottimizzare l'allenamento e prevenire infortuni.<br />
Un secondo aspetto riguarda la pianificazione di percorsi e itinerari: nella pratica di attività all'aperto<br />
come il trail running, il ciclismo, l'escursionismo o l’alpinismo, la geomatica è utilizzata per pianificare<br />
e creare percorsi su mappe digitali interattive che mostrano altimetria, dislivelli e altre informazioni<br />
utili.<br />
Un terzo impatto è nella gestione degli impianti sportivi: i sistemi di informazione geografica<br />
(GIS) possono essere impiegati per gestire in modo efficiente gli impianti sportivi e le infrastrutture<br />
connesse, inclusi campi da gioco, palestre, piste ciclabili e altri luoghi di allenamento.<br />
Il quarto è quello del monitoraggio ambientale ove la geomatica è utilizzata per monitorare<br />
l'inquinamento atmosferico, idrico o acustico negli stadi o nelle aree dove si svolgono eventi sportivi<br />
al fine di garantire condizioni salutari per gli atleti e gli spettatori.<br />
In ultimo è da citare quello che ormai è sotto gli occhi di tutti: la visualizzazione di eventi sportivi con<br />
la Mixed Reality (MR) tramite la quale è possibile visualizzare informazioni geospaziali sovrapposte<br />
agli eventi sportivi in corso, offrendo agli spettatori una nuova esperienza immersiva e interattiva.<br />
In conclusione, oggi, non è troppo azzardato dire che la geomatica sta contribuendo in maniera<br />
significativa a migliorare le prestazioni degli atleti, ottimizzare gli allenamenti, facilitare la gestione<br />
degli impianti sportivi e arricchire l'esperienza degli sportivi. La tecnologia geospaziale è anche<br />
ampiamente utilizzata nelle situazioni di emergenza per la localizzazione ed il soccorso degli atleti<br />
che praticano sport estremi.<br />
Senza la geomatica, un quantitativo di attività sportive remote sarebbero oggi impossibili, se<br />
consideriamo quanto siano fondamentali le adeguate conoscenze geotopografiche per qualsiasi<br />
operazione di posizionamento, orientamento, localizzazione e soccorso in fase di emergenza.<br />
Si continua a sperimentare molto in questo settore e in questo numero vi riportiamo un contributo<br />
che illustra una nuova piattaforma prototipale per il tracking dei movimenti precisi degli atleti,<br />
finalizzata a misurare il passo e la falcata con grande precisione durante le fasi di allenamento.<br />
Buona lettura,<br />
Renzo Carlucci
FOCUS<br />
In questo<br />
numero...<br />
FOCUS<br />
REPORT<br />
AEROFOTOTECA<br />
GUEST PAPER<br />
L'intelligenza<br />
artificiale nello spazio:<br />
un catalizzatore dello<br />
sviluppo della<br />
New Space Economy<br />
di Marco Lisi<br />
6<br />
ALTRE<br />
RUBRICHE<br />
24 ESA<br />
38 RECENSIONE<br />
42 MERCATO<br />
46 AGENDA<br />
PhotoMonitoring:<br />
la fotografia digitale<br />
18<br />
come strumento di<br />
monitoraggio<br />
di Antonio Cosentino,<br />
Alessandro Brunetti,<br />
Paolo Mazzanti<br />
In copertina una immagine<br />
del monitoraggio<br />
multitemporale del<br />
ghiacciao del Miage<br />
(Monte Bianco)<br />
attraverso l'uso di<br />
Cartografia Storica.<br />
Nello specifico si<br />
osserva una Visualizzazione<br />
della perdita di quota tra il<br />
modello del<br />
1957/58 e il 2008.<br />
La tecnologia<br />
di rilevamento a<br />
fibre ottiche<br />
A cura della Redazione<br />
26<br />
4 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong><br />
<strong>GEOmedia</strong>, bimestrale, è la prima rivista italiana di geomatica.<br />
Da oltre 25 anni pubblica argomenti collegati alle tecnologie dei<br />
processi di acquisizione, analisi e interpretazione dei dati,<br />
in particolare strumentali, relativi alla superficie terrestre.<br />
In questo settore <strong>GEOmedia</strong> affronta temi culturali e tecnologici<br />
per l’operatività degli addetti ai settori dei sistemi informativi<br />
geografici e del catasto, della fotogrammetria e cartografia,<br />
della geodesia e topografia, del telerilevamento aereo e<br />
spaziale, con un approccio tecnico-scientifico e divulgativo.
INSERZIONISTI<br />
30<br />
REMOT – gnSS<br />
e IMU per il<br />
tracking della<br />
cinematica di atleti<br />
di Tiziano Cosso,<br />
Guglielmo Formichella,<br />
George Kurshakov<br />
AVT 41<br />
Codevintec 43<br />
Epsilon 45<br />
Esri 23<br />
Gter 33<br />
NAIS 2<br />
Planetek 48<br />
Stonex 47<br />
Teorema 46<br />
Monitoraggio<br />
Multitemporale del<br />
Ghiacciaio del Miage<br />
(Monte Bianco)<br />
attraverso<br />
l’utilizzo di<br />
cartografia storica<br />
di Luigi Perotti, Francesco<br />
34<br />
Parizia, Giacomo Zulato<br />
40<br />
State-of-theart<br />
technology<br />
revolutionises<br />
downhill training<br />
of the Austrian Skiing<br />
Federation<br />
By Sabrina Fischer<br />
una pubblicazione<br />
Science & Technology Communication<br />
<strong>GEOmedia</strong>, la prima rivista italiana di geomatica.<br />
ISSN 1128-8132<br />
Reg. Trib. di Roma N° 243/2003 del 14.05.03<br />
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Numero chiuso in redazione il 24 maggio <strong>2024</strong>.
FOCUS<br />
L'intelligenza artificiale nello spazio:<br />
un catalizzatore dello sviluppo della<br />
New Space Economy<br />
di Marco Lisi<br />
Questo articolo indaga<br />
l'intersezione dell'Intelligenza<br />
Artificiale (IA) con l'economia<br />
spaziale e le sue profonde<br />
implicazioni geopolitiche.<br />
L'intelligenza artificiale sta<br />
alimentando sempre più<br />
le missioni spaziali, le reti<br />
satellitari e l'utilizzo delle risorse,<br />
rimodellando così il panorama<br />
globale dell'industria spaziale.<br />
I progressi guidati dall'intelligenza<br />
artificiale stanno alimentando<br />
le opportunità economiche e<br />
la concorrenza tra le nazioni<br />
nei settori legati allo spazio e i<br />
conseguenti effetti geopolitici. Dai<br />
servizi satellitari all'esplorazione<br />
lunare e marziana, l’IA è pronta<br />
a diventare una forza trainante<br />
nel plasmare l'equilibrio di potere<br />
nell'arena spaziale, rendendola<br />
un argomento critico per i<br />
responsabili politici, gli strateghi e<br />
i leader del settore.<br />
Fig. 1 - Costo per chilogrammo di carico utile consegnato in orbita terrestre bassa<br />
(Fonte: FutureTimeline.net, 2018).<br />
L'<br />
Intelligenza Artificiale<br />
sta giocando un<br />
ruolo essenziale<br />
nell'aprire un nuovo panorama<br />
alle attività spaziali, quella che<br />
viene comunemente definita<br />
"New Space Economy".<br />
Questa tecnologia si è<br />
integrata perfettamente in vari<br />
aspetti delle attività spaziali,<br />
diventando un catalizzatore<br />
per un cambiamento senza<br />
precedenti nell'economia<br />
spaziale.<br />
Le nazioni, le organizzazioni e<br />
le industrie sfruttano sempre<br />
più l'intelligenza artificiale<br />
per migliorare le operazioni<br />
satellitari, elaborare i “big<br />
data” raccolti dallo spazio,<br />
migliorare la progettazione dei<br />
veicoli spaziali e rivoluzionare<br />
l'esplorazione spaziale.<br />
Allo stesso tempo, l'IA<br />
introduce dinamiche<br />
geopolitiche che stanno<br />
profondamente rimodellando<br />
il panorama geopolitico delle<br />
attività spaziali.<br />
La nuova economia spaziale<br />
La New Space Economy (NSE),<br />
nota anche come Spazio 4.0,<br />
è un termine che si riferisce<br />
alla commercializzazione<br />
e alla democratizzazione<br />
dell'esplorazione spaziale. Si<br />
tratta di colmare il divario<br />
tra l'esplorazione spaziale e<br />
gli investimenti in capitale<br />
di rischio, in modo che<br />
questa nuova economia apra<br />
opportunità per i soggetti<br />
privati di investire e fare affari<br />
6 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
FOCUS<br />
nelle attività spaziali.<br />
Tradizionalmente, l'esplorazione<br />
spaziale era appannaggio delle<br />
agenzie spaziali governative,<br />
alimentata dalle ambizioni<br />
delle superpotenze e guidata<br />
dal perseguimento della<br />
conoscenza scientifica, ma gli<br />
ultimi decenni hanno visto<br />
uno spostamento verso una<br />
maggiore commercializzazione.<br />
Questo cambiamento è in gran<br />
parte guidato dai progressi<br />
tecnologici che hanno ridotto<br />
i costi di accesso allo spazio<br />
e ridotto le dimensioni e la<br />
massa dei satelliti (piccoli,<br />
micro e nano satelliti, o<br />
CubeSat), rendendo fattibile<br />
la partecipazione delle aziende<br />
private.<br />
A titolo di esempio, negli<br />
ultimi anni i costi per i lanci<br />
in orbita terrestre bassa (LEO)<br />
sono scesi da 65.000 dollari al<br />
chilogrammo a 1.500 dollari<br />
al chilogrammo (in dollari<br />
del 2021), una diminuzione<br />
superiore al 95%.<br />
Questa drastica riduzione dei<br />
costi è andata di pari passo con<br />
l'emergere di nuovi fornitori di<br />
lanci commerciali (ad esempio,<br />
Space X) che danno priorità<br />
all'efficienza e hanno sviluppato<br />
componenti riutilizzabili per i<br />
veicoli di lancio.<br />
Per quanto riguarda l'hardware,<br />
la progettazione assistita da<br />
computer, la stampa 3D e altre<br />
innovazioni (tra cui la stessa<br />
intelligenza artificiale) hanno<br />
contribuito alla riduzione dei<br />
costi semplificando il processo<br />
di produzione e migliorando le<br />
catene di approvvigionamento.<br />
Sono ben noti alcuni esempi<br />
notevoli di successo e di<br />
innovazione tecnologica aventi<br />
come protagonisti aziende<br />
private.<br />
SpaceX (Space Exploration<br />
Technologies Corp.), fondata<br />
da Elon Musk, è un pioniere<br />
del settore aerospaziale privato<br />
Fig. 2 - Riduzione dei costi di lancio con lanciatori riutilizzabili (Fonte: https://www.eversana.com/insights/a-spacex-philosophy-to-launching-in-pharma/).<br />
Fig. 2 - Riduzione dei costi<br />
di lancio con lanciatori riutilizzabili (Fonte: https://www.eversana.com/insights/a-spacexphilosophy-to-launching-in-pharma/).<br />
e una società di trasporto<br />
spaziale. È nota per i suoi razzi<br />
Falcon e Starship, la navicella<br />
spaziale Dragon e lo sviluppo<br />
della costellazione di satelliti<br />
Starlink per la copertura<br />
Internet a banda larga globale.<br />
SpaceX ha raggiunto traguardi<br />
significativi, come il primo<br />
veicolo spaziale finanziato<br />
privatamente a raggiungere<br />
l'orbita, il primo veicolo spaziale<br />
finanziato privatamente ad<br />
attraccare alla Stazione Spaziale<br />
Internazionale (ISS) e la prima<br />
azienda privata a lanciare<br />
astronauti nello spazio.<br />
Un concorrente in qualche<br />
modo diretto di SpaceX è Blue<br />
Origin, fondata da Jeff Bezoz,<br />
un produttore aerospaziale<br />
privato e una società di servizi<br />
di volo spaziale. Si concentra<br />
sullo sviluppo di tecnologie<br />
missilistiche riutilizzabili per<br />
ridurre i costi di accesso allo<br />
spazio. Il razzo suborbitale<br />
New Shepard di Blue Origin<br />
è progettato per il turismo<br />
spaziale, mentre il suo razzo<br />
Fig. 3 - Due booster riutilizzabili Falcon Heavy di SpaceX effettuano un atterraggio simultaneo dopo<br />
aver lanciato il primo razzo Falcon Heavy in orbita il 6 febbraio 2018 (Fonte: Space.com).<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 7
FOCUS<br />
Fig. 4 - Previsione<br />
di crescita del mercato<br />
della Space<br />
Economy.<br />
orbitale New Glenn è destinato<br />
al lancio di satelliti commerciali<br />
e ad altre missioni.<br />
Un'altra società coinvolta<br />
nel turismo spaziale è Virgin<br />
Galactic, fondata da Sir Richard<br />
Branson, che mira a fornire<br />
voli spaziali suborbitali per i<br />
clienti paganti, consentendo<br />
loro di sperimentare l'assenza<br />
di gravità e vedere la curvatura<br />
della Terra.<br />
Due aziende, tra le tante, che<br />
si occupano rispettivamente<br />
di telecomunicazioni e<br />
Osservazione della Terra:<br />
OneWeb e Planet Labs.<br />
OneWeb è una società di<br />
comunicazioni globale<br />
focalizzata sulla costruzione di<br />
una costellazione di satelliti in<br />
orbita terrestre bassa (LEO)<br />
per fornire servizi Internet ad<br />
alta velocità e bassa latenza.<br />
L'obiettivo è colmare il divario<br />
digitale e offrire connettività in<br />
regioni remote e scarsamente<br />
servite. OneWeb ha lanciato<br />
finora numerosi satelliti come<br />
parte della sua rete a banda<br />
larga, ed è probabilmente<br />
il concorrente più diretto<br />
della costellazione Starlink di<br />
SpaceX.<br />
Planet Labs è specializzata<br />
nell'imaging della Terra<br />
attraverso la sua flotta di<br />
piccoli satelliti. Questi CubeSat<br />
catturano immagini ad alta<br />
risoluzione della superficie<br />
Fig. 5 - L'incredibile quantità di oggetti spaziali che circondano il pianeta (Fonte:<br />
HPC Wire, 2022).<br />
terrestre, rendendole disponibili<br />
a pagamento a tutti i potenziali<br />
utenti. L'azienda mira a creare<br />
una mappa "vivente" della Terra<br />
aggiornata quotidianamente.<br />
La NSE sta assistendo a<br />
un'espansione globale, con un<br />
numero record di paesi e attori<br />
commerciali che investono in<br />
programmi spaziali. L'aumento<br />
dell'interesse è evidente dal<br />
fatto che i satelliti di oltre 80<br />
nazioni sono ora registrati in<br />
orbita.<br />
Questo crescente interesse per le<br />
attività spaziali sta stimolando<br />
investimenti economici che si<br />
estendono oltre le infrastrutture<br />
spaziali tradizionali, con<br />
ricadute su molti settori<br />
dell'economia mondiale.<br />
Secondo un rapporto del<br />
2022, il valore della nuova<br />
economia spaziale è di almeno<br />
469 miliardi di dollari, per<br />
lo più generati abilitando o<br />
migliorando le attività sulla<br />
Terra, ma un valore futuro<br />
significativo potrebbe derivare<br />
da funzioni che si svolgono<br />
interamente in orbita, come<br />
la manutenzione in orbita,<br />
la ricerca e lo sviluppo, la<br />
produzione e l'estrazione di<br />
minerali dagli asteroidi.<br />
Le opportunità economiche<br />
all'interno della space economy<br />
si stanno espandendo in<br />
modo esponenziale. Al<br />
centro di queste opportunità<br />
ci sono i servizi satellitari.<br />
I satelliti, sia in orbita<br />
terrestre bassa che in orbita<br />
geostazionaria, sono diventati<br />
strumenti indispensabili<br />
per le telecomunicazioni,<br />
le trasmissioni televisive, il<br />
posizionamento globale e<br />
l'osservazione della Terra.<br />
Consentono connessioni<br />
Internet ad alta velocità in<br />
regioni remote, forniscono dati<br />
meteorologici in tempo reale<br />
e facilitano la navigazione di<br />
precisione.<br />
8 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
FOCUS<br />
I dati e le immagini satellitari<br />
hanno rivoluzionato settori<br />
come l'agricoltura, la<br />
silvicoltura e la gestione<br />
dei disastri. Offrono<br />
approfondimenti sui<br />
cambiamenti ambientali,<br />
sulla salute delle colture e<br />
sulla gestione delle risorse,<br />
rendendoli strumenti preziosi<br />
per i responsabili delle decisioni<br />
di tutto il mondo. I vantaggi<br />
economici di tali servizi sono<br />
sostanziali, offrendo una<br />
migliore efficienza e allocazione<br />
delle risorse, riducendo al<br />
contempo costi e rischi.<br />
Anche l'industria spaziale<br />
commerciale si sta<br />
avventurando nel turismo<br />
spaziale, con aziende che<br />
sviluppano attivamente<br />
l'infrastruttura per offrire viaggi<br />
suborbitali e, in futuro, orbitali,<br />
ai turisti spaziali. Il turismo<br />
spaziale rappresenta un mercato<br />
nascente ma potenzialmente<br />
redditizio, con il potenziale di<br />
rendere lo spazio più accessibile<br />
a una gamma più ampia di<br />
persone.<br />
Uno degli aspetti chiave della<br />
NSE è la democratizzazione<br />
dello spazio. In passato, solo<br />
una manciata di paesi aveva<br />
le risorse e la tecnologia<br />
per intraprendere missioni<br />
spaziali. Oggi una gamma<br />
molto più ampia di attori, tra<br />
cui le economie emergenti, le<br />
aziende private e persino gli<br />
individui, possono contribuire<br />
all'esplorazione spaziale. Ciò<br />
ha portato a un aumento del<br />
numero di satelliti in orbita,<br />
sonde spaziali verso pianeti<br />
lontani e piani per missioni<br />
con equipaggio sulla Luna<br />
e su Marte e la creazione di<br />
avamposti permanenti nello<br />
spazio e nelle colonie fuori dalla<br />
Terra.<br />
Una caratteristica essenziale<br />
della New Space Economy è la<br />
collaborazione internazionale:<br />
governi e industrie private<br />
si uniscono per sviluppare e<br />
commercializzare tecnologie<br />
spaziali, con l'obiettivo<br />
comune di fare affari.<br />
Queste partnership portano<br />
a investimenti, tecnologie<br />
e opportunità condivise.<br />
Gli sforzi congiunti sono<br />
essenziali non solo per<br />
la condivisione dei costi,<br />
ma anche per sfruttare le<br />
competenze e le esperienze<br />
collettive. Tale collaborazione<br />
promuove anche la<br />
diplomazia nella governance<br />
spaziale, poiché le nazioni<br />
cercano di creare un ambiente<br />
spaziale stabile e prevedibile per<br />
le attività economiche.<br />
L'NSE presenta anche diverse<br />
sfide, come la quantità di detriti<br />
spaziali in orbita attorno alla<br />
Terra, che secondo la NASA<br />
è ora nell'ordine di 9.000<br />
tonnellate. I detriti spaziali,<br />
a causa del crescente numero<br />
di satelliti in orbita attorno<br />
alla Terra e dell'avvento<br />
delle cosiddette "Mega<br />
Costellazioni", potrebbero<br />
rappresentare una minaccia<br />
sia per i veicoli spaziali con<br />
equipaggio che per quelli senza<br />
equipaggio.<br />
Fig. 6 - Intelligenza Artificiale, machine<br />
learning e Deep Learning (Fonte: Nadia<br />
Berchane, M2 IESCI 2018).<br />
Altre potenziali questioni<br />
da considerare sono legali e<br />
normative, in quanto l'attuale<br />
quadro politico e giuridico<br />
internazionale non è stato<br />
progettato tenendo conto della<br />
NSE.<br />
Nel contesto della New Space<br />
Economy, l'Intelligenza<br />
Artificiale sta emergendo come<br />
un catalizzatore chiave per le<br />
future attività spaziali.<br />
L'unione dell'intelligenza<br />
artificiale e dell'esplorazione<br />
spaziale sta aprendo nuovi<br />
orizzonti, accelerando<br />
l'innovazione e migliorando<br />
l'efficienza delle missioni<br />
spaziali.<br />
Fig. 7 - Evoluzione dell'IA (Fonte: https://www.embedded-vision.com/)<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 9
FOCUS<br />
Fig. 8 - Veicolo spaziale robotico OSAM-1 (On-orbit Servicing, Assembly, and Manufacturing<br />
1) basato sull'intelligenza artificiale (Fonte: NASA).<br />
Intelligenza artificiale<br />
Prima di descrivere il ruolo<br />
dell'Intelligenza Artificiale, è<br />
utile fornire alcune definizioni<br />
di base e concordare una<br />
tassonomia comune.<br />
L'intelligenza artificiale (IA)<br />
si riferisce allo sviluppo di<br />
sistemi informatici o software<br />
in grado di eseguire compiti che<br />
simulano le funzioni cognitive<br />
umane e si adattano a diverse<br />
situazioni, il che richiede<br />
tipicamente l'intervento<br />
umano.<br />
L'IA come disciplina non è<br />
nuova e la ricerca su di essa si<br />
è sviluppata nel corso di più di<br />
cinquant'anni.<br />
Il primo approccio all'IA è stato<br />
quello dei Rule-Based Systems<br />
(definiti anche Expert Systems),<br />
sistemi che operano su regole<br />
e logiche predefinite, ovvero<br />
istruzioni esplicite, per prendere<br />
decisioni ed eseguire compiti.<br />
Per superare i limiti dei Sistemi<br />
Esperti, principalmente<br />
la necessità di un set di<br />
definizioni molto dettagliato ed<br />
esaustivo per ogni dominio di<br />
applicazione, è stato sviluppato<br />
un approccio più flessibile ed<br />
evoluto, il Machine Learning<br />
(ML).<br />
Il machine learning prevede<br />
l'addestramento di un<br />
modello attraverso dati<br />
reali per svilupare modelli<br />
e fare previsioni o decisioni<br />
senza essere esplicitamente<br />
programmato. La fase di<br />
addestramento può essere<br />
supervisionata, cioè con<br />
l'intervento umano, o non<br />
supervisionata.<br />
Un sottoinsieme del Machine<br />
Learning e della sua ulteriore<br />
evoluzione è il Deep Learning<br />
(DL).<br />
DL utilizza reti neurali con più<br />
livelli (reti neurali profonde)<br />
per analizzare e apprendere<br />
dai dati. Nella rete neurale,<br />
le due fasi di addestramento<br />
dai dati e della definizione<br />
del modello avvengono<br />
contemporaneamente, a scapito<br />
però di una maggiore potenza<br />
di calcolo, di un set più ampio<br />
di dati di input e di un periodo<br />
di apprendimento più lungo.<br />
Rispetto ai sistemi esperti, gli<br />
approcci di Machine Learning<br />
(e Deep Learning) richiedono<br />
meno struttura: semplificando<br />
eccessivamente, inseriamo i dati<br />
nella macchina e vediamo quali<br />
informazioni essa ottiene.<br />
In altre parole, gli algoritmi<br />
di Machine Learning hanno<br />
una caratteristica peculiare:<br />
superano il paradigma di<br />
Fig. 9 - Tabella di<br />
marcia dell'ESA per<br />
l'applicazione dell'IA<br />
alle operazioni delle<br />
missioni spaziali<br />
(Fonte: ESA).<br />
10 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
FOCUS<br />
Fig. 10 - Mars Perseverance Rover della<br />
NASA basato sull'intelligenza artificiale<br />
(Fonte: NASA).<br />
programmazione standard<br />
poiché il programmatore<br />
non deve pensare a tutte le<br />
eventualità in cui la macchina<br />
può trovarsi per farla agire in<br />
situazioni diverse. La macchina<br />
viene, invece, addestrata e<br />
quindi diventa capace di<br />
adattarsi da sola a diversi<br />
contesti, acquisendo una<br />
certa autonomia e mostrando<br />
alcuni comportamenti che<br />
assomigliano all'intelligenza di<br />
un essere umano.<br />
Le applicazioni dell'IA stanno<br />
esplodendo in vari settori, tra<br />
cui sanità, finanza, istruzione,<br />
sicurezza, produzione e altro<br />
ancora.<br />
Tuttavia, se da un lato l'IA<br />
presenta enormi opportunità<br />
per l'innovazione e l'efficienza,<br />
dall'altro solleva anche<br />
preoccupazioni etiche e sociali,<br />
come gli effetti del mercato<br />
del lavoro, i pregiudizi negli<br />
algoritmi e i problemi di<br />
privacy.<br />
L'IA nello spazio: abilitare<br />
l'economia spaziale<br />
La sinergia dinamica tra IA<br />
e space economy è evidente<br />
principalmente in cinque<br />
diversi settori:<br />
1. operazioni e comunicazioni<br />
satellitari;<br />
2. robotica ed esplorazioni<br />
spaziali;<br />
3. analisi dei dati in tempo reale<br />
e off-line;<br />
4. progettazione, collaudo e<br />
approvvigionamento di veicoli<br />
spaziali;<br />
5. sicurezza.<br />
Nei sottoparagrafi seguenti ogni<br />
singolo settore verrà analizzato<br />
nel dettaglio.<br />
Operazioni e comunicazioni<br />
satellitari basate sull'IA (1)<br />
L'intelligenza artificiale sta<br />
dotando i satelliti della capacità<br />
di gestire autonomamente<br />
vari compiti, dalle regolazioni<br />
dell'orbita alla prevenzione delle<br />
collisioni e alla trasmissione dei<br />
dati.<br />
L'intelligenza artificiale ha<br />
rivoluzionato le operazioni<br />
satellitari, rendendole più<br />
agili, adattabili e resilienti. I<br />
processi decisionali autonomi<br />
sono al centro di questa<br />
trasformazione. I satelliti<br />
sono ora dotati di algoritmi<br />
di intelligenza artificiale che<br />
consentono loro di eseguire una<br />
moltitudine di compiti con un<br />
intervento umano minimo, ad<br />
esempio regolazioni dell'orbita,<br />
prevenzione delle collisioni e<br />
gestione delle risorse.<br />
Gli algoritmi decisionali<br />
autonomi consentono ai<br />
veicoli spaziali di identificare<br />
gli ostacoli, adattarsi a sfide<br />
impreviste e navigare nei<br />
complessi campi gravitazionali<br />
dei corpi celesti. Questo livello<br />
di autonomia riduce la necessità<br />
di una supervisione e di un<br />
intervento umano costanti,<br />
consentendo missioni più<br />
ambiziose ed economiche.<br />
Particolarmente efficace<br />
è l'adozione dell'IA<br />
nell'ottimizzazione della<br />
traiettoria. Nello spazio, ogni<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 11
FOCUS<br />
goccia di propellente è<br />
importante.<br />
Gli algoritmi di intelligenza<br />
artificiale considerano più<br />
variabili, come le forze<br />
gravitazionali, la dinamica<br />
orbitale e gli obiettivi della<br />
missione, per calcolare i<br />
percorsi più efficienti in<br />
termini di consumo di<br />
propellente.<br />
I rischi della missione sono<br />
sostanzialmente ridotti<br />
aumentando il livello di<br />
conoscenza della situazione<br />
intorno al veicolo spaziale.<br />
Le tecniche di intelligenza<br />
artificiale utilizzate per<br />
fondere i dati provenienti da<br />
più sensori, come telecamere,<br />
radar e spettrometri, possono<br />
identificare potenziali<br />
collisioni con altri veicoli<br />
spaziali o detriti spaziali,<br />
fornendo allarmi precoci.<br />
Un cambio di paradigma<br />
è necessario anche<br />
quando si considerano le<br />
operazioni a terra: mentre<br />
la miniaturizzazione della<br />
tecnologia ha già consentito<br />
una significativa riduzione<br />
del costo del segmento<br />
spaziale, il costo del segmento<br />
di terra non scala con le<br />
dimensioni e la massa del<br />
satellite. Ancora una volta,<br />
l'intelligenza artificiale può<br />
semplificare i sistemi di<br />
terra e ridurre il numero di<br />
Fig. 11 - Deep learning per le immagini satellitari (Fonte: Deepsense.ai).<br />
operatori dedicati e altamente<br />
qualificati, che lavorano a turni<br />
24 ore su 24, 7 giorni su 7.<br />
Il risultato è un'infrastruttura<br />
spaziale che opera in modo<br />
efficiente anche negli scenari<br />
più complessi e dinamici.<br />
Inoltre, l'IA migliora la spina<br />
dorsale stessa delle reti di<br />
comunicazione spaziale. La<br />
velocità e l'efficienza con<br />
cui i dati vengono trasmessi<br />
tra la Terra e lo spazio sono<br />
aumentate negli ultimi anni,<br />
anche grazie all'adozione di<br />
tecnologie avanzate, come<br />
le comunicazioni ottiche.<br />
Gli algoritmi di intelligenza<br />
artificiale ottimizzano la<br />
ricezione del segnale, regolano<br />
i modelli del fascio in tempo<br />
reale e allocano le risorse<br />
di comunicazione in modo<br />
intelligente. Ciò garantisce<br />
che le velocità di trasmissione<br />
dati siano massimizzate, che la<br />
latenza sia ridotta al minimo e<br />
che la comunicazione rimanga<br />
affidabile, anche in caso di<br />
interferenze o condizioni<br />
ambientali mutevoli. Questo<br />
livello di sofisticazione della<br />
comunicazione è fondamentale<br />
per consentire non solo<br />
l'osservazione della Terra e la<br />
ricerca scientifica, ma anche<br />
servizi critici come le previsioni<br />
meteorologiche e la connettività<br />
Internet globale.<br />
Progressi nell’esplorazione spaziale<br />
guidati dall’IA (2)<br />
Nel campo dell'esplorazione<br />
spaziale, i contributi dell'IA<br />
sono impressionanti.<br />
L'esplorazione spaziale<br />
richiede livelli molto elevati<br />
di autonomia e automazione.<br />
Il controllo remoto completo<br />
dalla Terra è difficile se non<br />
impossibile da ottenere, a<br />
causa dei rigidi vincoli di<br />
comunicazione: finestre di<br />
comunicazione limitate, lunghe<br />
latenze di comunicazione e<br />
larghezza di banda limitata.<br />
Ad esempio, un segnale radio<br />
impiega dai 5 ai 20 minuti<br />
per percorrere la distanza tra<br />
Marte e la Terra, a seconda delle<br />
posizioni dei pianeti.<br />
L'intelligenza artificiale<br />
consente ai veicoli spaziali<br />
di gestire compiti di routine<br />
e prendere decisioni senza<br />
una comunicazione costante<br />
con la Terra, riducendo<br />
così la dipendenza dalla<br />
comunicazione.<br />
Le esplorazioni dello spazio<br />
profondo possono essere di tre<br />
tipi:<br />
1. prevedibili (ma spesso<br />
estremamente complesse);<br />
2. imprevedibili;<br />
3. che richiedono una risposta<br />
in tempo reale.<br />
La navigazione autonoma,<br />
abilitata da algoritmi di<br />
intelligenza artificiale, consente<br />
ai veicoli spaziali di navigare<br />
lontano dalla Terra, atterrare<br />
su corpi celesti e affrontare e<br />
adattarsi a situazioni inaspettate<br />
con un alto grado di sicurezza.<br />
Le missioni robotiche<br />
beneficiano dell'intelligenza<br />
artificiale, in quanto consente<br />
ai rover e ai lander di esplorare<br />
autonomamente le superfici<br />
planetarie, eseguendo compiti<br />
complessi come la raccolta e<br />
l'analisi di campioni. Questi<br />
12 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
FOCUS<br />
robot utilizzano l'intelligenza<br />
artificiale per l'analisi del<br />
terreno, il riconoscimento<br />
degli oggetti e la navigazione,<br />
consentendo loro di prendere<br />
decisioni in base all'ambiente<br />
circostante.<br />
Inoltre, l'analisi dei dati basata<br />
sull'intelligenza artificiale<br />
accelera il processo di scoperta<br />
scientifica, poiché setaccia<br />
l'enorme volume di dati raccolti<br />
durante le missioni e aiuta gli<br />
scienziati a decifrare i fenomeni<br />
cosmici.<br />
L'intelligenza artificiale<br />
ha lasciato il segno anche<br />
nell'ambito dell'utilizzo delle<br />
risorse e della sostenibilità.<br />
Attraverso l'utilizzo delle<br />
risorse in situ (ISRU),<br />
l'IA svolge un ruolo<br />
fondamentale nell'estrazione e<br />
nell'elaborazione delle risorse<br />
sui corpi celesti, sbloccando<br />
potenzialmente una grande<br />
quantità di risorse per future<br />
missioni sulla Luna, su Marte<br />
e oltre. Questo è fondamentale<br />
per sostenere l'esplorazione<br />
umana a lungo termine e gli<br />
sforzi di colonizzazione nello<br />
spazio.<br />
Il concetto di utilizzo delle<br />
risorse in situ (ISRU) è in<br />
prima linea in questi sviluppi.<br />
La robotica e le tecnologie<br />
minerarie basate sull'intelligenza<br />
artificiale sono pronte a<br />
rivoluzionare l'estrazione<br />
delle risorse sui corpi celesti,<br />
fornendo potenzialmente<br />
le materie prime necessarie<br />
per l'esplorazione umana a<br />
lungo termine e l'abitazione.<br />
La Luna e Marte, con la loro<br />
abbondanza di risorse, sono<br />
obiettivi primari per l'ISRU.<br />
Intelligenza artificiale e analisi<br />
dei dati spaziali (3)<br />
L'Intelligenza Artificiale mostra<br />
tutto il suo potenziale come<br />
strumento per l'elaborazione<br />
e l'analisi dei dati di<br />
telerilevamento satellitare.<br />
L'osservazione satellitare della<br />
Terra era già fortemente basata<br />
su tecniche di elaborazione<br />
digitale delle immagini per<br />
analizzare i dati, ad esempio<br />
da sensori ottici o radar ad<br />
apertura sintetica (SAR), ma<br />
la fotointerpretazione, la fase<br />
a maggior valore aggiunto del<br />
processo, era ancora il regno<br />
dell'esperienza umana fino a<br />
pochi anni fa.<br />
Le tecniche di IA rendono<br />
fattibile un'efficace "Data<br />
Integration and Fusion",<br />
ovvero l'integrazione di dati<br />
provenienti da più sensori<br />
satellitari e la combinazione di<br />
dati satellitari con osservazioni<br />
da terra o altre fonti,<br />
migliorando l'accuratezza e la<br />
pertinenza delle informazioni<br />
estratte dalle immagini<br />
satellitari.<br />
L'elaborazione dei dati satellitari<br />
con tecniche di AI permette<br />
un'estrazione più efficiente e<br />
accurata delle informazioni<br />
e un'analisi dei dati quasi in<br />
tempo reale, aprendo nuove<br />
applicazioni in diversi campi,<br />
quali:<br />
• Riconoscimento e<br />
classificazione delle immagini,<br />
in cui gli algoritmi di<br />
intelligenza artificiale vengono<br />
impiegati per identificare<br />
e classificare oggetti,<br />
caratteristiche e modelli nelle<br />
immagini di osservazione<br />
della Terra, compresa<br />
l'identificazione automatica<br />
dei tipi di copertura del<br />
suolo, delle aree urbane, della<br />
vegetazione, dei corpi idrici e<br />
dei cambiamenti nel tempo;<br />
• Change and Anomaly<br />
Detection, ovvero il<br />
rilevamento dei cambiamenti<br />
nella superficie terrestre<br />
nel tempo. Confrontando<br />
immagini satellitari o altri<br />
dati di osservazione della<br />
Terra in momenti diversi, i<br />
modelli di apprendimento<br />
automatico possono<br />
identificare cambiamenti come<br />
la deforestazione, l'espansione<br />
urbana, i cambiamenti<br />
nell'uso del suolo, gli effetti di<br />
disastri naturali o identificare<br />
eventi come fuoriuscite di<br />
petrolio, incendi o condizioni<br />
ambientali anomale che<br />
potrebbero richiedere<br />
un'attenzione immediata;<br />
• Land Cover Mapping, per<br />
creare mappe dettagliate della<br />
copertura del suolo e dell'uso<br />
del suolo. Gli algoritmi di<br />
intelligenza artificiale possono<br />
classificare i tipi di copertura<br />
del suolo nelle immagini<br />
satellitari, distinguendo tra<br />
categorie come foreste, aree<br />
urbane, corpi idrici e terreni<br />
agricoli. Queste informazioni<br />
sono fondamentali per il<br />
monitoraggio ambientale, la<br />
gestione delle risorse, l'uso del<br />
territorio e la pianificazione<br />
urbana, la gestione dei trasporti<br />
e il monitoraggio delle attività<br />
umane. Inoltre, le stesse<br />
tecniche aiutano a rilevare<br />
e analizzare i cambiamenti<br />
dell'ambiente nel tempo, come<br />
la deforestazione, l'espansione<br />
urbana o le alterazioni dei<br />
corpi idrici;<br />
• Monitoraggio delle colture<br />
e agricoltura di precisione: in<br />
questo caso l'AI viene applicata<br />
nel monitoraggio e nella<br />
gestione delle attività agricole.<br />
I dati satellitari e dei droni,<br />
combinati con algoritmi di<br />
apprendimento automatico,<br />
consentono l'agricoltura<br />
di precisione fornendo<br />
informazioni sulla salute delle<br />
colture, prevedendo i raccolti e<br />
ottimizzando l'allocazione delle<br />
risorse;<br />
• Atmospheric and Climate<br />
Research, dove l'IA viene<br />
utilizzata nell'analisi dei dati<br />
atmosferici e climatici ottenuti<br />
dai satelliti di osservazione<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 13
FOCUS<br />
della Terra, consentendo così<br />
un monitoraggio ambientale<br />
efficace e reattivo.<br />
Inteligenza artificiale<br />
e progettazione, test e<br />
procurement di veicoli<br />
spaziali<br />
L'IA estende la sua influenza<br />
sulla progettazione e sul<br />
collaudo dei veicoli spaziali<br />
e sull'approvvigionamento<br />
di parti attraverso la rete dei<br />
subappaltatori, contribuendo<br />
ad aumentare l'efficienza,<br />
l'economicità e l'innovazione.<br />
Il design generativo, basato<br />
su algoritmi di intelligenza<br />
artificiale, può esplorare<br />
numerose possibilità di<br />
progettazione e ottimizzare i<br />
componenti dei veicoli spaziali<br />
in base a obiettivi e vincoli<br />
predefiniti. Ad esempio,<br />
applicata alle strutture dei<br />
veicoli spaziali, l'IA può<br />
ottimizzarne la progettazione,<br />
migliorando l'integrità<br />
strutturale e riducendo al<br />
minimo il peso e i costi.<br />
La simulazione basata<br />
sull'intelligenza artificiale<br />
viene utilizzata per simulare<br />
e modellare aspetti distinti<br />
della progettazione di veicoli<br />
spaziali, come l'analisi termica,<br />
l'integrità strutturale, la<br />
compatibilità elettromagnetica<br />
(EMC) e l'aerodinamica.<br />
Ciò consente agli ingegneri<br />
di prevedere e ottimizzare il<br />
comportamento del veicolo<br />
spaziale in varie condizioni.<br />
Più in generale, l'IA semplifica<br />
lo sviluppo di "Digital Twins",<br />
modelli digitali sofisticati e<br />
completi che possono essere<br />
utilizzati per simulare il<br />
comportamento di un veicolo<br />
spaziale in una missione<br />
fuori Terra nella sicurezza e<br />
nel comfort di un centro di<br />
controllo missione.<br />
Una fase essenziale, ma<br />
tradizionalmente lunga e<br />
costosa, del processo di sviluppo<br />
di un veicolo spaziale è quella<br />
del collaudo e della validazione.<br />
L'ambiente commerciale<br />
competitivo della New Space<br />
Economy richiede che i<br />
prodotti siano sul mercato al<br />
momento giusto e al giusto<br />
prezzo. Per raggiungere questo<br />
obiettivo, sono necessarie<br />
riduzioni dei tempi di sviluppo<br />
e implementazione.<br />
D'altra parte, la realizzazione di<br />
grandi costellazioni satellitari<br />
per comunicazioni mobili<br />
o multimediali richiede<br />
la produzione di molti<br />
veicoli spaziali in un tempo<br />
notevolmente breve. I concetti<br />
tradizionali per la produzione<br />
spaziale non sono più adeguati<br />
a soddisfare le esigenze di questi<br />
progetti innovativi.<br />
È necessario un cambio di<br />
paradigma nel modo in cui<br />
i satelliti sono progettati e<br />
prodotti, con l'obiettivo di<br />
fornire un prodotto migliore e<br />
più flessibile, a costi inferiori e<br />
in tempi più brevi (il time-tomarket<br />
la fa da padrone).<br />
Per quanto riguarda i metodi<br />
di assemblaggio, integrazione<br />
e collaudo/verifica (AIT/<br />
AIV), è richiesto uno stile<br />
di produzione in catena di<br />
montaggio, insieme a impianti<br />
di produzione espressamente<br />
progettati per la produzione di<br />
massa.<br />
Qui l'intelligenza artificiale<br />
viene in soccorso, contribuendo<br />
all 'automazione dei processi<br />
di test, consentendo la<br />
valutazione rapida e completa<br />
dei componenti e dei sistemi<br />
dei veicoli spaziali. Ciò include<br />
test funzionali, stress test e test<br />
delle prestazioni, garantendo<br />
l'affidabilità prima del lancio.<br />
Inoltre, durante i test, l'IA<br />
può identificare anomalie o<br />
comportamenti imprevisti<br />
nei sistemi dei veicoli spaziali.<br />
Questo rilevamento precoce<br />
aiuta gli ingegneri a risolvere<br />
prontamente i problemi<br />
e migliora l'affidabilità<br />
complessiva del veicolo spaziale.<br />
L'IA viene applicata in modo<br />
efficace all'evoluzione dei<br />
sottosistemi a bordo di un<br />
oggetto spaziale (ad esempio,<br />
un satellite). Un esempio<br />
rappresentativo è quello<br />
dei sistemi di monitoraggio<br />
autonomi dei veicoli spaziali.<br />
I sistemi di monitoraggio dello<br />
stato di salute (HM) dei veicoli<br />
spaziali, noti anche come<br />
sistemi FDIR (Fault, Detection,<br />
Isolation and Recovery), sono<br />
essenziali per raggiungere<br />
gli obiettivi di disponibilità,<br />
affidabilità e sicurezza del<br />
veicolo spaziale.<br />
La tecnologia precedente si<br />
basava su Expert Knowledge,<br />
verificando se i valori di<br />
telemetria rientravano nei limiti<br />
predefiniti o si allontanavano al<br />
di fuori di essi (tecnica "Outof-Limits",<br />
OOL).<br />
Rispetto ai sistemi esperti,<br />
l'FDIR basato sull'intelligenza<br />
artificiale è in grado di<br />
apprendere continuamente<br />
da nuovi dati ed esperienze,<br />
migliorando le capacità di<br />
rilevamento e ripristino dei<br />
guasti nel tempo. L'intelligenza<br />
artificiale può integrare la<br />
conoscenza del dominio e le<br />
regole degli esperti con i nuovi<br />
dati raccolti durante la vita<br />
operativa e quindi utilizzare il<br />
ragionamento diagnostico per<br />
determinare la causa principale<br />
di un guasto. Ciò può essere<br />
particolarmente utile nei sistemi<br />
complessi in cui la relazione tra<br />
sintomi e cause principali non è<br />
sempre semplice.<br />
Intelligenza artificiale e<br />
sicurezza dei sistemi spaziali<br />
L'IA svolge un ruolo<br />
significativo nel migliorare la<br />
sicurezza dei sistemi spaziali.<br />
Con l'evolversi della tecnologia,<br />
i sistemi spaziali stanno<br />
diventando sempre più<br />
complessi, interconnessi e<br />
14 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
FOCUS<br />
vulnerabili a varie minacce.<br />
Le tecnologie spaziali, con il<br />
loro ruolo nella localizzazione<br />
e nella temporizzazione,<br />
nel telerilevamento e nelle<br />
comunicazioni, sono essenziali<br />
per la fornitura di servizi digitali<br />
in tutto il mondo e vitali per le<br />
prestazioni e la sopravvivenza<br />
delle nostre infrastrutture<br />
critiche. Per questi motivi i<br />
sistemi spaziali devono essere<br />
garantiti e protetti da attacchi<br />
intenzionali e non intenzionali,<br />
in termini di riservatezza,<br />
disponibilità, integrità,<br />
continuità e qualità del servizio.<br />
La convergenza tra difesa e<br />
spazio era già tra i temi più<br />
dibattuti in tutto il mondo.<br />
La guerra in Ucraina ha<br />
drammaticamente dimostrato<br />
in tutte le sue evidenze che le<br />
preoccupazioni e le disposizioni<br />
in materia di sicurezza<br />
devono essere estese a tutte le<br />
risorse spaziali. La percezione<br />
comunemente condivisa è che<br />
lo Spazio rischia di diventare lo<br />
scenario di una guerra futura, se<br />
non lo è già diventata.<br />
Oltre agli attacchi informatici,<br />
diretti principalmente contro<br />
le infrastrutture del segmento<br />
di terra (centri di controllo,<br />
stazioni di terra di controllo,<br />
strutture di lancio), sono oggi<br />
possibili diverse minacce fisiche,<br />
che vanno dalle "armi antisatellite<br />
ad energia cinetica" alle<br />
"armi ad energia diretta" e al<br />
disturbo delle radiofrequenze.<br />
Un'arma cinetica antisatellite<br />
può essere un missile lanciato<br />
dalla terra nello spazio fino<br />
a intercettare un satellite già<br />
in orbita e distruggerlo per<br />
impatto, oppure un satellite<br />
"killer" che viene messo in<br />
orbita e rimane lì in attesa di<br />
essere utilizzato, modificando la<br />
sua orbita.<br />
In entrambi i casi, un attacco<br />
ad "energia cinetica", basato<br />
sull'impatto fisico con un<br />
satellite "bersaglio" e sulla sua<br />
distruzione, è seguito anche<br />
dall'inevitabile conseguenza<br />
della produzione di "detriti",<br />
che continuano a rimanere<br />
in orbita, aumentando la già<br />
preoccupante quantità di detriti<br />
spaziali intorno alla Terra.<br />
Le armi a energia diretta sono<br />
solitamente rivolte contro<br />
mezzi in orbita e possono<br />
essere realizzate come raggi<br />
laser o a radiofrequenza ad<br />
alta energia generati a terra,<br />
in grado di "accecare" i<br />
satelliti e danneggiare le loro<br />
apparecchiature elettroniche.<br />
"Lampi" distruttivi di energia a<br />
radiofrequenza possono anche<br />
essere generati dall'esplosione<br />
di piccole bombe nucleari nella<br />
ionosfera ("Electro-Magnetic<br />
Pulse", EMP).<br />
L'integrazione dell'IA nella<br />
sicurezza dei sistemi spaziali<br />
potrebbe diventare essenziale<br />
per garantire la resilienza e la<br />
protezione di questi sistemi<br />
contro un'ampia gamma di<br />
minacce intenzionali e non<br />
intenzionali, tra cui attacchi<br />
informatici, accessi non<br />
autorizzati, attacchi fisici e<br />
rischi ambientali.<br />
Un'area chiave in cui l'IA può<br />
fornire un miglioramento<br />
sostanziale è quella del<br />
rilevamento e dell'analisi delle<br />
minacce.<br />
Gli algoritmi di intelligenza<br />
artificiale possono analizzare<br />
set di dati di grandi dimensioni<br />
per identificare anomalie o<br />
modelli insoliti che potrebbero<br />
indicare una minaccia alla<br />
sicurezza. Ciò è particolarmente<br />
importante per rilevare accessi<br />
non autorizzati o potenziali<br />
attacchi informatici ai sistemi<br />
spaziali. Inoltre, i sistemi di<br />
intelligenza artificiale sono in<br />
grado di riconoscere i modelli<br />
associati ad attività dannose,<br />
aiutando a rilevare e rispondere<br />
agli incidenti di sicurezza in<br />
modo più rapido ed efficace.<br />
Per quanto riguarda la sicurezza<br />
informatica, gli algoritmi di<br />
intelligenza artificiale aiutano<br />
a identificare le vulnerabilità<br />
all'interno del software e<br />
dell'infrastruttura di rete del<br />
sistema spaziale. Ciò consente<br />
di adottare misure proattive<br />
per affrontare potenziali<br />
debolezze prima che possano<br />
essere sfruttate. L'intelligenza<br />
artificiale viene utilizzata anche<br />
Fig. 12 - Attacco fisico cinetico ad ascesa diretta anti-satellite (A-SAT) (Fonte: Centro<br />
Studi Strategici e Internazionali).<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 15
FOCUS<br />
per sviluppare sistemi avanzati<br />
di rilevamento e prevenzione<br />
delle intrusioni, in grado di<br />
identificare e neutralizzare gli<br />
attacchi informatici in tempo<br />
reale.<br />
Per quanto riguarda il<br />
segmento spaziale, l'IA<br />
migliora innanzitutto la Space<br />
Situational Awareness. Come<br />
già accennato, l'IA è in grado di<br />
tracciare in modo efficiente gli<br />
oggetti spaziali, prevedendone<br />
le traiettorie e identificando<br />
potenziali collisioni o anomalie.<br />
Questo è fondamentale per<br />
prevenire collisioni in ambienti<br />
orbitali affollati, ma anche<br />
potenziali "attacchi cinetici".<br />
Più in generale, i sistemi di<br />
IA di bordo possono essere<br />
programmati per rispondere in<br />
modo autonomo alle minacce,<br />
riducendo al minimo i tempi<br />
di risposta ed il rischio di<br />
errore umano. Questi sistemi<br />
possono adattarsi alle minacce<br />
in evoluzione imparando e<br />
aggiornando continuamente<br />
i loro meccanismi di difesa.<br />
Questa adattabilità è<br />
essenziale per stare al passo<br />
con le sofisticate minacce<br />
informatiche.<br />
Un ultimo, ma non meno<br />
importante, contributo dell'IA<br />
alla sicurezza spaziale è il suo<br />
contributo allo sviluppo di<br />
protocolli di comunicazione<br />
sicuri, tecniche di crittografia e<br />
meccanismi di autenticazione<br />
per proteggere l'integrità e la<br />
riservatezza dei dati trasmessi<br />
tra i sistemi spaziali.<br />
L'IA può essere impiegata<br />
per sviluppare e migliorare<br />
algoritmi di crittografia,<br />
comprese tecniche<br />
crittografiche avanzate, e per<br />
stabilire sistemi di gestione<br />
delle chiavi adattando<br />
dinamicamente le chiavi di<br />
crittografia, rendendo così<br />
più difficile per gli avversari<br />
compromettere la sicurezza<br />
dei canali di comunicazione<br />
satellitare.<br />
Conclusioni<br />
Da quanto presentato finora,<br />
è evidente come l'IA abbia<br />
il potenziale per impattare<br />
radicalmente sul futuro delle<br />
attività spaziali e per diventare<br />
un potente catalizzatore<br />
di profondi cambiamenti<br />
geopolitici nell'economia<br />
spaziale.<br />
Man mano che le nazioni<br />
sfruttano sempre più le capacità<br />
dell'IA per l'esplorazione<br />
spaziale, le operazioni<br />
Fig. 13 - Panorama delle minacce dell'IA. (Fonte: Agenzia dell'Unione europea per la<br />
cibersicurezza - ENISA).<br />
satellitari e gli sforzi strategici, si<br />
sono aperte nuove opportunità<br />
di competizione, collaborazione<br />
e innovazione, rafforzando<br />
ulteriormente il progresso della<br />
New Space Economy.<br />
È probabile che le nazioni<br />
con capacità avanzate di<br />
intelligenza artificiale ottengano<br />
un vantaggio strategico, non<br />
solo nell'esplorazione del<br />
cosmo, ma anche nel garantire<br />
i loro interessi nazionali<br />
attraverso capacità spaziali<br />
potenziate. La confluenza<br />
dell'IA e delle tecnologie<br />
spaziali sta rimodellando le<br />
tradizionali dinamiche di potere<br />
e promuovendo una nuova<br />
corsa allo spazio in cui l'abilità<br />
tecnologica nell'IA potrebbe<br />
diventare sinonimo di influenza<br />
geopolitica.<br />
Le implicazioni geopolitiche<br />
dell'IA sono ancora più evidenti<br />
a livello strategico. Man<br />
mano che lo spazio diventa<br />
sempre più militarizzato,<br />
l'importanza strategica di<br />
proteggere le risorse spaziali<br />
attraverso tecnologie basate<br />
sull'intelligenza artificiale<br />
diventa di fondamentale<br />
importanza. Le nazioni<br />
stanno investendo molto nella<br />
consapevolezza dell'ambiente<br />
spaziale, nella sicurezza<br />
informatica e nei sistemi<br />
autonomi per proteggere le<br />
loro infrastrutture spaziali.<br />
Lo sviluppo e la diffusione<br />
dell'IA in questo contesto<br />
contribuiscono a un crescente<br />
dominio della sicurezza<br />
nazionale che si estende oltre i<br />
confini terrestri.<br />
Insieme ai numerosi vantaggi,<br />
l'IA solleva anche molti dubbi<br />
e introduce nuovi potenziali<br />
rischi, anche nelle attività<br />
spaziali.<br />
Il problema principale dei<br />
sistemi basati sull'IA è che<br />
rischiano di diventare "scatole<br />
nere", sistemi di cui possiamo<br />
conoscere i dati in input e i<br />
16 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
FOCUS<br />
Fig. 14 - L'IA nello spazio: rischi e opportunità (Fonte: Frontiers, https://doi.org/10.3389/frspt.2023.1199547).<br />
conseguenti risultati o decisioni,<br />
con nessuna o poca visibilità sul<br />
processo decisionale. In questa<br />
situazione, è anche difficile, se<br />
non impossibile, convalidare<br />
un processo e correggerne gli<br />
errori, o migliorarlo, perché<br />
la diagnosi di un problema<br />
è difficile da eseguire. Di<br />
conseguenza, questa mancanza<br />
di trasparenza potrebbe ridurre<br />
la fiducia nei sistemi basati<br />
sull'IA, soprattutto nelle<br />
applicazioni, come nello spazio,<br />
dove la sicurezza, l'affidabilità e<br />
la responsabilità sono essenziali,<br />
sollevando problemi etici e<br />
normativi. Più in generale, la<br />
necessità di spiegabilità nell'IA<br />
è fondamentale in tutte le<br />
applicazioni in cui le decisioni<br />
hanno un impatto sugli<br />
individui o sulla società.<br />
È per fare un po' di luce sul<br />
processo decisionale degli<br />
algoritmi di intelligenza<br />
artificiale che XAI è in fase di<br />
sviluppo.<br />
XAI è l'acronimo di Explainable<br />
Artificial Intelligence. Si<br />
riferisce a un insieme di<br />
tecniche e approcci nell'ambito<br />
dell'intelligenza artificiale (AI) e<br />
dell'apprendimento automatico<br />
(ML) che mirano a rendere i<br />
processi decisionali dei sistemi<br />
di IA più comprensibili e<br />
interpretabili dagli esseri umani.<br />
XAI si concentra sullo<br />
sviluppo di modelli di IA<br />
che producano risultati<br />
facilmente comprensibili e<br />
interpretati dagli esseri umani,<br />
rendendo più trasparente il<br />
funzionamento interno del<br />
sistema di IA.<br />
I futuri quadri normativi<br />
spaziali dovranno includere<br />
requisiti legali per la trasparenza<br />
e la spiegabilità nei processi<br />
decisionali, soprattutto quando<br />
i sistemi di IA hanno un<br />
impatto sulla vita delle persone,<br />
pesanti passività economiche e<br />
grandi rischi finanziari.<br />
In generale, il rischio più<br />
elevato associato all'IA deriva<br />
dalla sopravvalutazione delle<br />
sue potenzialità o dalla loro<br />
sottovalutazione.<br />
I sistemi di intelligenza<br />
artificiale non saranno mai<br />
un'alternativa completa al<br />
pensiero umano: sono come<br />
"sapienti idioti", con capacità<br />
e competenze formidabili,<br />
derivanti dall'addestramento<br />
e dall'elaborazione di enormi<br />
quantità di dati.<br />
Cambieranno radicalmente le<br />
nostre vite, la nostra società e lo<br />
scenario geopolitico, sulla Terra<br />
e nello spazio, ma, come ogni<br />
altro strumento tecnologico,<br />
sta a noi usarli con saggezza e<br />
tenerli sotto controllo.<br />
KEYWORDS<br />
New Space Economy; Intelligenza Artificiale;<br />
geospatial; servizi; dati; immagini<br />
satellitari<br />
ABSTRACT<br />
This article investigates the intersection of Artificial<br />
Intelligence (AI) with the space economy<br />
and its profound geopolitical implications.<br />
Artificial intelligence is increasingly powering<br />
space missions, satellite networks and resource<br />
utilization, thereby reshaping the global landscape<br />
of the space industry.<br />
AI-driven advances are fueling economic opportunities<br />
and competition among nations in<br />
space-related sectors and the resulting geopolitical<br />
effects. From satellite services to lunar and<br />
Martian exploration, AI is poised to become a<br />
driving force in shaping the balance of power<br />
in the space arena, making it a critical topic for<br />
policymakers, strategists and industry leaders.<br />
AUTORE<br />
Marco Lisi<br />
ingmarcolisi@gmail.com<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 17
REPORT<br />
PhotoMonitoring: la fotografia<br />
digitale come strumento<br />
di monitoraggio<br />
di Antonio Cosentino, Alessandro Brunetti, Paolo Mazzanti<br />
Fig. 1 – Differenti piattaforme di rilievo per la produzione di immagini digitali, ovvero matrici<br />
numeriche che possono essere utilizzate come strumento di osservazione e monitoraggio.<br />
Poco meno di cinque lustri fa<br />
sembrava impossibile poter utilizzare<br />
una semplice e già diffusa<br />
macchina fotografica come<br />
strumento di monitoraggio attendibile<br />
per un tecnico progettista.<br />
Oggi grazie ai passi da gigante<br />
che ha fatto la tecnologia<br />
ed all’evoluzione informatica,<br />
non è più così e ciò che prima<br />
sembrava fantascienza oggi,<br />
grazie all’innovativa tecnica del<br />
Photomonitoring è realtà. Ma<br />
come si possono ottenere informazioni<br />
attendibili attraverso<br />
due semplici immagini? Il presente<br />
articolo illustra i principi<br />
generali del Photomonitoring<br />
ed i principali criteri di applicabilità<br />
di tale metodo, anche<br />
attraverso esempi applicativi<br />
di successo.<br />
Premessa<br />
Quando si parla di monitoraggio<br />
si intende “l’osservazione,<br />
a scopo di controllo, di una<br />
grandezza variabile eseguita<br />
mediante appositi strumenti”<br />
[cfr. Vocabolario Treccani],<br />
con applicazione in vari campi<br />
scientifici. Nel campo ingegneristico,<br />
diversi sensori, strumenti<br />
e tecniche sempre più evoluti<br />
sono stati sviluppati ed applicati<br />
nel corso degli anni per finalità<br />
di monitoraggio geotecnico e<br />
strutturale. Tra le tecniche di<br />
telerilevamento più originali ad<br />
oggi disponibili sul mercato, il<br />
PhotoMonitoring riveste certamente<br />
un ruolo chiave grazie a<br />
peculiari caratteristiche che lo<br />
rendono complementare a molte<br />
altre tecniche e sistemi.<br />
Il PhotoMonitoring è un’innovativa<br />
soluzione di monitoraggio<br />
che sfrutta l’enorme<br />
diffusione di sensori ottici con<br />
l’intento di eseguire, tramite<br />
un approccio non invasivo ed a<br />
distanza, il controllo delle deformazioni<br />
o dei cambiamenti<br />
dell’oggetto di interesse, qualsiasi<br />
esso sia. Lo sfruttamento<br />
dei sensori ottici in applicazioni<br />
scientifiche prima, ed ingegneristiche<br />
poi, diventa possibile<br />
grazie all’evoluzione tecnologica<br />
della fotografia ed al passaggio<br />
dalla fotografica analogica,<br />
che sfruttava una pellicola<br />
foto sensibile (Rullino fotografico)<br />
alla fotografia digitale.<br />
L’evoluzione della tecnologia, la<br />
miniaturizzazione dei chip e la<br />
sempre maggiore diffusione di<br />
Smartphone e Tablet, ha portato,<br />
solamente nel 2019, alla<br />
produzione di oltre 15 milioni<br />
di sensori ottici e solo nel 2021<br />
sono stati scattate circa 1,44 trilioni<br />
di foto digitali, un vero e<br />
proprio patrimonio fotografico<br />
che racchiude enormi potenzialità.<br />
Oltre alla grande diffusione<br />
dei sensori fotografici, anche a<br />
costi relativamente accessibili,<br />
un altro importante vantaggio<br />
del PhotoMonitoring è rappresentato<br />
dall'ampio numero di<br />
piattaforme su cui è possibile<br />
installare i sensori ottici, come<br />
ad esempio satelliti, piattaforme<br />
UAV (Droni) e sistemi terrestri<br />
(statici e mobili). L’ampia<br />
disponibilità di piattaforme<br />
differenti rende la tecnica del<br />
PhotoMonitoring applicabile in<br />
diversi contesti, dall'osservazione<br />
della Terra, al monitoraggio<br />
di strutture ed infrastrutture<br />
(Figura 1).<br />
Principi Generali del<br />
PhotoMonitoring<br />
Il PhotoMonitoring si basa<br />
sul concetto di "Digital Image<br />
Processing", ovvero l’elaborazione<br />
di immagini digitali con<br />
lo scopo di ottenere dati ed<br />
informazioni per scopi di teleri-<br />
18 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
REPORT<br />
levamento. Fondamentalmente,<br />
il PhotoMonitoring si basa<br />
sull'estrazione di informazioni<br />
attraverso il confronto di diversi<br />
tipi di immagini (ad esempio,<br />
immagini satellitari, aeree o terrestri)<br />
raccolte in tempi diversi<br />
sulla stessa area e scena.<br />
In particolare, la tecnica consente<br />
di effettuare le seguenti<br />
analisi principali:<br />
• Change Detection (CD)<br />
- Analisi in grado di identificare<br />
la posizione e l'entità dei<br />
cambiamenti tra una coppia di<br />
immagini acquisite in tempi diversi.<br />
Questa analisi può essere<br />
effettuata attraverso una semplice<br />
differenza di immagini pixel<br />
per pixel, oppure attraverso algoritmi<br />
più specifici in grado di<br />
effettuare analisi a tutto campo<br />
(Figura 2).<br />
• Digital Image Correlation<br />
(DIC) - Misurazione otticonumerica<br />
in grado di misurare<br />
spostamenti o deformazioni<br />
superficiali 2D a tutto campo<br />
di qualsiasi tipo di oggetto nella<br />
scena di ripresa fotografica. Le<br />
deformazioni vengono calcolate<br />
confrontando ed elaborando<br />
immagini digitali della superficie<br />
dello stesso "oggetto" raccolte<br />
prima e dopo l'evento di<br />
deformazione/spostamento grazie<br />
ad un processo di “pattern<br />
tracking” (Figura 2).<br />
Applicabilità del Metodo<br />
Lo sfruttamento del massimo<br />
potenziale del<br />
PhotoMonitoring, come innovativa<br />
tecnica di monitoraggio,<br />
dipende da alcuni aspetti e<br />
prerequisiti generali relativi al<br />
sensore e alla piattaforma utilizzati<br />
ed alla scena/oggetto che<br />
si intende studiare. Per meglio<br />
comprendere ed apprezzare l’applicabilità<br />
del metodo è essenziale<br />
chiarire il concetto di “risoluzione”<br />
delle immagini digitali,<br />
in quanto essa rappresenta uno<br />
dei prerequisiti chiave da considerare<br />
in fase di pianificazione<br />
del monitoraggio e può incidere<br />
in modo non trascurabile sul<br />
risultato finale.<br />
Secondo l’Enciclopedia Treccani<br />
la Risoluzione è “la separazione<br />
minima tra due punti molto<br />
prossimi tra loro per la quale essi<br />
possano essere presi come risultati<br />
di misure individuali e distinte”.<br />
Nell'ambito delle immagini digitali<br />
esistono quattro differenti<br />
tipologie di risoluzione:<br />
4 Risoluzione Geometrica<br />
- Viene comunemente riferita<br />
al numero di pixel (celle della<br />
matrice) che costituiscono l'immagine<br />
digitale. In tal senso,<br />
maggiore è il numero dei pixel,<br />
maggiore sarà la risoluzione e<br />
minore sarà la dimensione minima<br />
degli oggetti ripresi che può<br />
essere rilevata.<br />
4 Risoluzione Radiometrica<br />
- Rappresenta la minima differenza<br />
di intensità che un sensore<br />
può rilevare tra due valori di<br />
energia. Maggiore è la risoluzione<br />
radiometrica di un sensore,<br />
più sensibile è nel registrare<br />
piccole differenze nell'energia<br />
riflessa o emessa.<br />
4 Risoluzione Spettrale -<br />
Rappresenta il numero di bande<br />
spettrali di acquisizione e la loro<br />
ampiezza. Può essere anche definita<br />
come la capacità di risolvere<br />
le caratteristiche di un oggetto<br />
nel campo elettromagnetico.<br />
4 Risoluzione Temporale -<br />
Viene definita come il periodo<br />
di tempo che intercorre tra due<br />
riprese successive di una stessa<br />
area, detta comunemente anche<br />
“frequenza di campionamento”.<br />
Bisogna tenere in considerazione<br />
che, in funzione di questi<br />
requisiti, è possibile individuare<br />
le caratteristiche del sistema (es.<br />
tipologia di sensore e ottica,<br />
ubicazione del sistema) tali da<br />
raggiungere le condizioni ottimali<br />
richieste per effettuare il<br />
monitoraggio ed il controllo del<br />
fenomeno oggetto di indagine.<br />
Oltre agli aspetti legati al sensore<br />
è necessario far riferimento<br />
anche ad alcuni prerequisiti<br />
generali legati all’ambiente<br />
che si intende esaminare e che<br />
non rappresentano fattori di<br />
secondaria importanza rispetto<br />
Fig. 2 – Schemi esemplificativi di Change Detection (CD) ed Digital Image Correlation (DIC).<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 19
REPORT<br />
a quelli fin qui esposti. È di<br />
alta rilevanza che le immagini<br />
vengano scattate con buone<br />
condizioni di visibilità, ovvero<br />
in assenza di nebbia o nuvole;<br />
oltretutto è importante che le<br />
condizioni di illuminazione<br />
risultino il più possibile simili<br />
tra le diverse foto da analizzare.<br />
Un altro importantissimo<br />
fattore da considerare è legato<br />
all’adeguato “speckle pattern”<br />
che la scena deve presentare.<br />
La maggior parte delle analisi<br />
di PhotoMonitoring si basa,<br />
infatti, sulla ricerca della corrispondenza<br />
di feature all’interno<br />
delle immagini acquisite; per<br />
tale motivo, risulta ben evidente<br />
l’importanza che riveste la presenza<br />
di un speckle pattern, artificiale<br />
o naturale, inteso come<br />
una appezzabile e caotica variabilità<br />
radiometrica spaziale nelle<br />
diverse porzioni dell’immagine<br />
che si intende analizzare (Figura<br />
3). La maggior parte delle applicazioni<br />
di PhotoMonitoring,<br />
anche grazie all’evoluzione degli<br />
algoritmi, vedono l’utilizzo di<br />
una tecnica di monitoraggio<br />
completamente contactless che<br />
sfrutta il pattern naturale.<br />
Tenendo in considerazione i<br />
prerequisiti generali principali<br />
sopra illustrati, si possono raggiungere<br />
valori di precisione<br />
delle analisi di 1/50 di pixel<br />
(sub-pixel resolution) o anche<br />
maggiori in condizioni ottimali.<br />
Per effettuare monitoraggio<br />
attraverso la tecnica del<br />
PhotoMonitoring, siano esse<br />
analisi di DIC o di CD, e poter<br />
estrapolare informazioni attendibili<br />
rispetto ad una grandezza<br />
variabile da tenere sotto controllo<br />
(quantità di spostamento,<br />
velocità di spostamento, cambiamenti,<br />
etc.) è necessario che<br />
le immagini da analizzare siano<br />
sottoposte in via preliminare<br />
ad un processo di allineamento<br />
preciso, ovvero ad uno step di<br />
"co-registrazione”. L’obiettivo di<br />
questo step è quello di ottenere<br />
due o più immagini confrontabili;<br />
questo diventa possibile<br />
attraverso diverse tipologie di<br />
trasformazioni che si applicano<br />
alle immagini da allineare<br />
(Slave), rispetto ad un’immagine<br />
di riferimento (Master).<br />
La fase di Co-registrazione<br />
risulta quindi un passaggio<br />
cardine ed indispensabile per il<br />
PhotoMonitoring.<br />
L’utilizzo di avanzati algoritmi<br />
per l’elaborazione di immagini<br />
digitali, quindi, è una condizione<br />
sine qua non il patrimonio<br />
fotografico non potrebbe essere<br />
sfruttato ai fini del monitoraggio.<br />
Per rispondere a questa<br />
esigenza è stato sviluppato IRIS<br />
(https://www.photomonitoring.<br />
Fig. 3 - a) Esempio di speckle pattern artificiale; b) Esempio di speckle pattern naturalmente<br />
presente in una scena di ripresa satellitare.<br />
com/iris/), un software modulare<br />
di PhotoMonitoring in grado<br />
di analizzare i dati acquisiti da<br />
diverse piattaforme e sensori,<br />
ideato e prodotto da NHAZCA<br />
S.r.l. start-up dell’Università di<br />
Roma “La Sapienza” traendo<br />
spunto da numerosi anni di<br />
ricerca portata avanti presso il<br />
Dipartimento di Scienze della<br />
Terra dell’Univeristà di Roma<br />
“Sapienza”. IRIS è concepito<br />
per lavorare con immagini<br />
terrestri, aeree e satellitari di<br />
qualsiasi tipo di sensore (ottici,<br />
termici, nel vicino infrarosso,<br />
Radar ecc.), e dispone di diversi<br />
moduli che permettono di effettuare,<br />
all’interno dello stesso<br />
ambiente: il Pre-Processing dei<br />
dati (per l’ottimizzazione delle<br />
immagini di input, prima del<br />
processing), la co-registrazione<br />
delle immagini, il rilevamento<br />
dei cambiamenti (Change<br />
Detection) e la correlazione<br />
digitale delle immagini (Dgital<br />
Image Correlation) ed il Post-<br />
Processing dei risultati ottenuti<br />
(per l’ottimizzazione ed il miglioramento<br />
della leggibilità<br />
ultima dei risultati ottenuti).<br />
La Digital Image Correlation<br />
invece il software si avvale di diversi<br />
tipi di algoritmi che sfruttano<br />
differenti tecniche di analisi<br />
(Feature Tracking; Template<br />
Matching; Phase Correlation;<br />
etc.). Le applicazioni di analisi<br />
degli spostamenti possono<br />
essere eseguite attraverso una<br />
singola coppia di immagini<br />
(approccio a singola analisi) o<br />
attraverso una pila di immagini<br />
che ritraggono la stessa area<br />
(approccio multi-master). Le<br />
analisi eseguite con un approccio<br />
multi-master consentono<br />
inoltre di ricostruire l’evoluzione<br />
temporale del fenomeno e di<br />
estrapolare non solo la mappa di<br />
spostamento, ma anche le serie<br />
temporali di spostamento per<br />
aree o pixel. Questa applicazione<br />
permette, se disponibile un<br />
sistema di acquisizione in continuo<br />
che trasmette i dati anche<br />
in tempo reale, di automatizzare<br />
20 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
REPORT<br />
il monitoraggio, e grazie a moduli<br />
specifici implementati sul<br />
software IRIS avere un sistema<br />
di analisi autosufficiente in continuo<br />
e/o in tempo reale.<br />
La tecnica DIC può essere applicata<br />
in differenti contesti e<br />
con differenti finalità, dall’Earth<br />
Observation (EO), con l’obiettivo<br />
di monitorare ed osservare<br />
eventi naturali; allo Structural<br />
Health Monitoring (SHM),<br />
per condurre analisi statiche e<br />
dinamiche di strutture e infrastrutture,<br />
senza la necessità di<br />
installare sensori a contatto.<br />
Una delle applicazioni più innovative<br />
di questa tecnica è proprio<br />
il monitoraggio dinamico<br />
di strutture ed infrastrutture<br />
con finalità SHM. Queste possono<br />
essere condotte effettuando<br />
riprese video, con adeguate<br />
caratteristiche di risoluzione e<br />
Frame Rate, della struttura da<br />
monitorare, con cui, attraverso<br />
un modulo appositamente sviluppato<br />
sul software IRIS, effettuare<br />
analisi Frame by Frame<br />
ottenendo così serie temporali<br />
e frequenze tipiche di oscillazione.<br />
Il Software sviluppato e distribuito<br />
da Nhazca è uno strumento<br />
estremamente potente<br />
e versatile, tale da essere stato<br />
integrato e reso accessibile agli<br />
utenti come servizio di elaborazione<br />
Cloud on-demand in più<br />
piattaforme GEP di sfruttamento<br />
come ESA Charter Mapper<br />
per finalità di EO.<br />
Esempi di Applicazioni<br />
Di seguito si riportano una serie di esempi in differenti ambiti applicativi, dall’Earth Observation (EO)<br />
fino allo Structural Health Monitoring (SHM).<br />
• Ambito: Earth Observation- Arequipa<br />
Landslide (Perù)<br />
• Piattaforma: Satellitare<br />
• Dati: Immagini Sentinel-2<br />
• Risoluzione Immagini: 10 m/Px<br />
• Applicazione: Digital Image<br />
Correlation (DIC)<br />
• Descrizione Risultati:<br />
Le analisi hanno mostrato un tasso di<br />
spostamento diverso per i diversi anni<br />
e per le diverse aree di frana, con uno<br />
spostamento massimo misurato per<br />
l'area del piede di 50 m. E’ stato inoltre<br />
possibile ricavare le serie temporali di<br />
spostamento per le differenti zone della<br />
frana.<br />
• Ambito: Earth Observation- Ridgecrest<br />
Earthquake (California)<br />
• Piattaforma: Satellitare<br />
• Dati: Immagini Landsat 8<br />
• Risoluzione Immagini: 15 m/Px<br />
•Applicazione: Digital Image Correlation<br />
(DIC)<br />
• Descrizione Risultati:<br />
Le analisi hanno mostrato lo spostamento<br />
avvenuto lungo la linea di faglia<br />
in direzione nord-sud, con una precisione<br />
stimata di circa 30 cm.<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 21
REPORT<br />
• Ambito: Earth Observation- Frana di<br />
Montescaglioso (Italia)<br />
• Piattaforma: Aerea<br />
• Dati: Lidar Aereo<br />
• Risoluzione Immagini: 1 m/Px<br />
• Applicazione: Digital Image Correlation<br />
(DIC)<br />
• Descrizione Risultati: Le analisi hanno<br />
permesso di ricostruire l’evento franoso<br />
diMontescaglioso evidenziando che lo<br />
spostamento è avvenuto con una direzione<br />
prevalente S-SW e con uno sposamento<br />
massimo di 22 m.<br />
• Ambito: Earth Observation- Frana<br />
dell'Aletsch (Svizzera)<br />
• Piattaforma: Terrestre<br />
• Dati: Camera fissa Reflex<br />
• Risoluzione Immagini: 0.50 m/Px<br />
• Applicazione: Digital Image Correlation<br />
(DIC)<br />
• Descrizione Risultati:<br />
Le indagini condotte partendo da una<br />
camera fissa presente presso il sito hanno<br />
consentito di ricostruire l’evoluzione<br />
temporale dell’evento franoso di dell’Aletsch,<br />
permettendo di osservare l’evoluzione<br />
giornaliera dell’evento franoso tra<br />
settembre ed ottobre 2016 e di ricavare<br />
le serie temporali di spostamento.<br />
• Ambito: Structural Health Monitoring-<br />
Colonna Marco Aurelio (Roma)<br />
• Piattaforma: Terrestre<br />
• Dati: Video ricavato da Camera mobile<br />
Reflex<br />
• Risoluzione Immagini: 5mm/Px<br />
• Applicazione: Digital Image Correlation<br />
(DIC) – Analisi Dinamica<br />
• Descrizione Risultati: Attraverso un video<br />
realizzato con camera mobile Reflex<br />
è stata ricavata la serie temporale di spostamento<br />
della colonna. Facendo uno<br />
studio in frequenza di questa serie temporale<br />
è stato ottenuta, e poi validata,<br />
la frequenza di oscillazione principale<br />
della colonna, pari a 1,32 Hz.<br />
22 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
REPORT<br />
Conclusioni<br />
Nell’articolo è stato introdotta la tecnica del<br />
PhotoMonitoring, illustrando in modo sintetico<br />
i principi fondamentali alla base di tale tecnica e<br />
dell’applicabilità del metodo, mostrando anche<br />
alcuni esempi pratici di applicazione in differenti<br />
contesti e per diverse finalità. Il PhotoMonitoring<br />
rappresenta, nel campo del monitoraggio geotecnico-<br />
strutturale, una tecnica che si avvale di strumenti<br />
di misura alla portata di tutti ed estremamente<br />
versatile, considerate le molteplici tipologie di sensori<br />
e di piattaforme (terrestri fisse, terrestri mobili,<br />
drone, aerea e satellitare) che ne rendono possibile<br />
l’applicabilità in molteplici contesti applicativi che<br />
spaziano dal controllo del territorio al monitoraggio<br />
statico e dinamico di strutture e infrastrutture. Il<br />
PhotoMonitoring, in conclusione può essere certamente<br />
considerato un prezioso strumento di tutti<br />
i giorni a supporto di studi professionali e singoli<br />
professionisti, società di progettazione, Enti territoriali,<br />
gestori di strutture o infrastrutture, ecc., che<br />
consente di acquisire un patrimonio informativo<br />
quantitativo, oggettivo e replicabile, per finalità di<br />
ispezione e monitoraggio, a costi competitivi rispetto<br />
alle alternative di mercato, risultando così una<br />
tecnologia alla portata di tutti, o quasi tutti.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
Fotomonitoraggio; monitoraggio strutturale; monitoraggio<br />
geotecnico; piattaforme fisse; piattaforme mobili;<br />
droni; satelliti; aerei<br />
ABSTRACT<br />
Just under five years ago it seemed impossible to be able to use<br />
a simple and already widespread camera as a reliable monitoring<br />
tool for a design engineer. Today, thanks to the giant strides<br />
made by technology and IT evolution, this is no longer the case<br />
and what once seemed like science fiction is now reality, thanks<br />
to the innovative Photomonitoring technique. But how can<br />
you obtain reliable information through two simple images?<br />
This article illustrates the general principles of Photomonitoring<br />
and the main applicability criteria of this method, also<br />
through successful application examples.<br />
AUTORE<br />
Antonio Cosentino<br />
antonio.cosentino@intelligearth.com<br />
IntelligEarth e Dipartimento di Scienze della Terra,<br />
Sapienza Università di Roma<br />
Alessandro Brunetti Nhazca - Start-up Sapienza Università<br />
di Roma<br />
Paolo Mazzanti<br />
IntelligEarth, Nhazca e Dipartimento di Scienze della<br />
Terra, Sapienza Università di Roma<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 23
Morfologie<br />
della Namibia<br />
Questa immagine può ricordare la superficie di<br />
Marte, ma in realtà è stata acquisita dalla missione Copernicus<br />
Sentinel-2 e ci mostra lo splendido terreno della Namibia<br />
nord-occidentale.<br />
L'area qui ripresa comprende parte delle regioni di Kunene ed Erongo, due delle 13<br />
regioni della Namibia. Il fiume Uga, visibile come una linea bianca e tortuosa che taglia<br />
il centro dell'immagine, segna chiaramente il confine tra Kunene (a nord) ed Erongo.<br />
Questa immagine a falsi colori è stata acquisita nell'aprile <strong>2024</strong> ed è stato utilizzato il canale nel<br />
vicino infrarosso di Copernicus Sentinel-2 per evidenziare la scarsa vegetazione di questo paesaggio<br />
desertico estremamente arido. Macchie rosse di vegetazione sono distinguibili lungo il corso principale<br />
dell'Ugab.<br />
L'Ugab è effimero, in quanto scorre sopra la superficie del suo letto sabbioso solo pochi giorni l'anno. Tuttavia,<br />
le sue acque sotterranee rappresentano un'importante risorsa per la fauna selvatica, tra cui si annovera il<br />
raro elefante del deserto.<br />
La Namibia è rinomata non solo per il suo paesaggio spettacolare, ma anche perché fonte di indizi sulla storia del<br />
movimento delle placche tettoniche in questa parte dell'Africa.<br />
Diverse caratteristiche geologiche significative sono evidenti questa immagine.<br />
La formazione circolare di colore marrone chiaro sulla destra si distingue dal piano circostante: si tratta Massiccio<br />
del Brandberg, una montagna granitica ed uno dei punti più alti della Namibia, raggiungendo quota 2500m. Ha<br />
avuto origine durante la frattura del Cretaceo Inferiore, che ha portato all'apertura dell'Oceano Atlantico meridionale.<br />
Nella valle del fiume Uga l'impressionante affioramento visibile con toni del blu è il sistema di torbiditi di Zerrissene,<br />
composto da rocce sedimentarie e piegate e che si estende per quasi 2700 kmq.<br />
Il bordo a forma di anello del cratere Messum può essere osservato in basso ed al centro dell'immagine.<br />
Contrariamente al suo aspetto, il cratere non si è formato a causa dell'impatto di un meteorite o di un<br />
asteroide, piuttosto trae origine da un vulcano collassato. Con un diametro di oltre 20 km, è costituito<br />
da due cerchi concentrici di colline che circondano un'ampia conca pianeggiante.<br />
La presenza umana nell'area è minima. Linee rette di colore bianco che attraversano il paesaggio<br />
sono strade, un impercettibile promemoria del fatto che questa regione non è però<br />
del tutto disabitata.<br />
Crediti: contiene dati Sentinel Copernicus (<strong>2024</strong>) modificati,<br />
processati dall'ESA.<br />
Traduzione: Gianluca Pititto
REPORT<br />
La tecnologia di<br />
rilevamento a fibre ottiche<br />
A cura della Redazione<br />
Questa tecnologia utilizza<br />
le fibre ottiche per rilevare<br />
e monitorare in tempo reale<br />
le vibrazioni e i cambiamenti<br />
dimensionali. Questo tipo<br />
di rilevamento è in grado<br />
di identificare una vasta<br />
gamma di fenomeni, compresi<br />
i veicoli in movimento o<br />
che si fermano, le persone<br />
che camminano, corrono,<br />
si arrampicano o scavano,<br />
l'attività sismica e i<br />
cambiamenti nell'integrità<br />
strutturale.<br />
La tecnologia di rilevamento<br />
a fibre ottiche<br />
si basa sull’invio di<br />
migliaia di impulsi di luce<br />
ogni secondo lungo un cavo<br />
a fibre ottiche, misurandone<br />
al contempo i cambiamenti<br />
nella luce che viene riflessa. È<br />
espressa nel concetto di "retrodiffusione"<br />
che avviene<br />
quando la luce incontra vibrazioni,<br />
alterazioni o cambiamenti<br />
di temperatura. Grazie<br />
ad algoritmi e tecniche di elaborazione<br />
avanzati si analizzano<br />
i cambiamenti e classificano<br />
i disturbi. Ogni tipo di<br />
disturbo ha una firma unica e<br />
un operatore saprà in tempo<br />
reale cosa è successo, dove è<br />
successo e quando è successo.<br />
Il rilevamento a fibre ottiche<br />
non si propone di sostituire le<br />
tecnologie esistenti, ma può<br />
fornire un livello di sicurezza<br />
aggiuntivo per un approccio<br />
integrato alla gestione dei<br />
rischi e alla sicurezza.<br />
C’è da considerare inoltre<br />
la grande possibilità offerta<br />
dai cavi in fibra ottiche<br />
utilizzati dalle compagnie<br />
telefoniche. Utilizzando la<br />
fotonica innovativa, l'intelligenza<br />
artificiale avanzata<br />
e l'edge computing si possono<br />
utilizzare i cavi in fibra ottica<br />
come sofisticati sensori<br />
acustici utili in numerose<br />
applicazioni, dalla gestione<br />
del traffico al monitoraggio<br />
delle condutture dell'acqua. I<br />
requisiti energetici in questo<br />
caso sono ridotti a quello che<br />
necessita per inviare in ogni<br />
secondo migliaia di impulsi di<br />
luce lungo tutto il cavo e monitorando<br />
il pattern della luce<br />
che viene riflessa. Quando<br />
l'energia acustica o vibrazionale<br />
- come quelle create dai<br />
movimenti dei veicoli o dalle<br />
persone che camminano o<br />
l'acqua che fuoriesce da un<br />
tubo rotto - crea una tensione<br />
sulla fibra, questo cambia<br />
il pattern di luce riflessa.<br />
Ogni tipo di disturbo ha la<br />
sua firma e la tecnologia può<br />
dire, in tempo reale, cosa<br />
è successo, dove e quando.<br />
La tecnologia è sofisticata al<br />
punto da poter identificare<br />
incidenti come la congestione<br />
delle strade, i tentativi di intrusione<br />
in edifici o anche il<br />
calpestio in ambienti pubblici<br />
come ad esempio una stazione<br />
ferroviaria.<br />
26 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
REPORT<br />
Alcuni vantaggi<br />
La tecnologia non è vincolata<br />
dalla visuale o dall'accesso<br />
all’alimentazione a<br />
distanza e, a seconda della<br />
configurazione del sistema,<br />
può essere distribuita in<br />
lunghezze continue per centinaia<br />
di chilometri rilevando<br />
ogni punto del suo percorso.<br />
E poiché la tecnologia<br />
si "inserisce" essenzialmente<br />
nelle reti di cavi in fibra ottica<br />
già esistenti, mantiene<br />
bassi i costi per gli operatori.<br />
Installare i sensori lungo<br />
le reti in fibra già esistenti<br />
significa che i grandi lavori<br />
di costruzione, come scavare<br />
le strade o installare nuovi<br />
sensori a punto fisso, come<br />
le telecamere, non sono necessari.<br />
Di conseguenza, su<br />
grandi distanze, il costo per<br />
punto di rilevamento è nettamente<br />
inferiore alle altre<br />
tecnologie.<br />
Le applicazioni pratiche<br />
Sono diverse le applicazioni<br />
delle fibre ottiche. Vengono<br />
usate in tutto il mondo per<br />
migliorare la sicurezza delle<br />
strutture, delle infrastrutture<br />
importanti e per rafforzare<br />
la sicurezza pubblica. In<br />
particolare, viene impiegata<br />
per proteggere ferrovie,<br />
ponti, gallerie, confini, aeroporti,<br />
centrali elettriche<br />
e condutture. Una delle sue<br />
principali applicazioni per<br />
gli oleodotti è il monitoraggio<br />
delle perdite di liquidi e<br />
gas, fornendo agli operatori<br />
informazioni essenziali che<br />
possono evitare che una<br />
piccola perdita si trasformi<br />
in un grave incidente. Negli<br />
Stati Uniti si stanno verificando<br />
aspetti particolari per<br />
la sicurezza e l'efficienza ferroviaria,<br />
il monitoraggio della<br />
congestione autostradale,<br />
la gestione intelligente del<br />
“L'innovazione sta<br />
migliorando la vita<br />
delle persone in ogni<br />
luogo e i nostri prodotti<br />
possono farne parte.<br />
Le smart cities sono<br />
un esempio perfetto di<br />
questo. Ogni paese e<br />
regione che si impegna a<br />
sviluppare smart cities<br />
è un mercato<br />
potenziale per noi.”<br />
Chris Shannon, CEO<br />
di Fotech, nella sua<br />
visione sul futuro del<br />
monitoraggio in fibra<br />
ottica (2021).<br />
rare insieme per fornire uno<br />
standard di monitoraggio, notifica<br />
ed elaborazione dei dati<br />
che possono fornire informazioni<br />
istantanee e in tempo<br />
reale all’interno di un server<br />
di gestione degli allarmi, che<br />
può essere in grado di distinguere<br />
tra il rumore di fondo e<br />
traffico e i veicoli autonomi.<br />
C'è anche spazio per la sicurezza<br />
della rete, il rilevamento<br />
di perdite nelle condutture<br />
e il monitoraggio di dighe e<br />
argini. Il potenziale di questa<br />
tecnologia è enorme.<br />
È importante notare che<br />
i vari sistemi possono lavole<br />
minacce reali, come scavi,<br />
arrampicate e perdite, e quindi<br />
di inviare immediatamente<br />
allarmi.<br />
I settori industriali all'avanguardia<br />
nell'adozione della<br />
tecnologia di rilevamento<br />
delle fibre ottiche sono il<br />
trasporto stradale e ferroviario,<br />
così come la gestione<br />
del traffico con particolare<br />
attenzione alla riduzione della<br />
congestione del traffico. Molti<br />
esempi nel mondo stanno<br />
usando cavi in fibra ottica<br />
in incrocio stradale vicino a<br />
attrattori come le scuole per<br />
Tecnico NTSG posa la fibra ottica nella trincea<br />
scavata nella lastra della pavimentazione<br />
dell’aeroporto Charles De Gaulle<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 27
REPORT<br />
monitorare i flussi di traffico,<br />
la congestione e la lunghezza<br />
delle code.<br />
Aeroporti, porti marittimi,<br />
installazioni militari e assets<br />
ad alto valore, come<br />
centrali elettriche e impianti<br />
di petrolio e gas, stanno tutti<br />
beneficiando di soluzioni per<br />
la sicurezza perimetrale in fibra<br />
ottica.<br />
L’esempio del monitoraggio<br />
delle pavimentazioni aeroportuali:<br />
lo scalo internazionale<br />
Parigi - Charles De Gaulle<br />
È stato attuato in questo<br />
esempio un sistema innovativo<br />
per garantire una manutenzione<br />
efficiente, basata<br />
sulle reali condizioni delle<br />
L'impegno di NTSG e Mon-it Group nel<br />
monitoraggio con fibre ottiche<br />
Paolo Persi del Marmo, amministratore delegato di NTSG<br />
Italia, relativamente all’installazione nell’aeroporto Charles<br />
De Gaulle ha riferito: “Questo primo passo ci ha visti installare<br />
700 metri di fibra e 70 sensori. È l’avvio di una nuova era<br />
nel monitoraggio degli aeroporti e un balzo in avanti nel miglioramento<br />
delle azioni di manutenzione. Conoscere esattamente<br />
le condizioni delle infrastrutture, infatti, è fondamentale<br />
per pianificare con precisione il momento giusto per gli<br />
interventi di manutenzione. Ci aspettiamo che altri aeroporti<br />
nel mondo seguano l’esempio del Charles De Gaulle.”<br />
NTSG Italia Srl – Mon-it Group<br />
Un gruppo di aziende dedicate alla creazione, alla progettazione<br />
e alla personalizzazione di sistemi di misura innovativi<br />
per qualsiasi tipo di applicazione. Mon-it utilizza tecnologie<br />
digitali all'avanguardia, materiali e processi sviluppati in settori<br />
pionieristici a beneficio dei clienti. Il gruppo Mon-it Sas,<br />
con sede a Parigi, è composto da un team internazionale che si<br />
articola su tre pilastri, tra cui le filiali NTSG Italia, con sede a<br />
Roma, e Fibre Security BV (con sede ad Amsterdam).<br />
NTSG Italia Srl, nata a Roma nel 2007 come centro di ricerca<br />
e sviluppo nel campo della fibra ottica, si configura come<br />
un System Integrator innovativo. Grazie all’apporto sinergico<br />
delle diverse figure professionali attive nel team, NTSG Italia<br />
Srl ha creato un gruppo di lavoro in grado di sviluppare sistemi<br />
di monitoraggio delle strutture, e non solo, a 360°, offrendo<br />
al cliente soluzioni personalizzate e supporto in ogni fase<br />
dell’attività. Le soluzioni fornite permettono a NTSG Italia di<br />
porsi come prezioso interlocutore tecnico nei seguenti settori:<br />
• Edilizia (edifici pubblici e privati, scuole, ospedali, centri<br />
commerciali, impianti sportivi, stadi, beni culturali, etc.);<br />
• Infrastrutture (ponti, gallerie, viadotti, impalcati, dighe, pavimentazioni<br />
aeroportuali, geotecnica, impianti di risalita);<br />
• Ferroviario (stazioni, vagoni, binari, ponti, gallerie).<br />
• Pipeline (oleodotti, gasdotti, rete idrica, rete fognaria);<br />
• Energy (reti elettriche, cavidotto, impianti, eolico).<br />
Il team della società, composto da un nucleo qualificato di<br />
professionisti altamente specializzati, si avvale anche della<br />
collaborazione di advisor e consulenti esterni. In particolare,<br />
NTSG vanta solide partnership tecniche con Fastweb (Italia),<br />
Fincantieri NexTech (Italia), Sielte (Italia), Sirti (Italia), Ways<br />
(Italia), Sirius(Italia), HBK (Germania), Luna Technology<br />
(USA), Fibristerre (Germania), FiberSecurity (Olanda), BBCI<br />
(Olanda), F Project (Italia).<br />
Dettaglio fibra ottica nella trincea scavata nella<br />
lastra della pavimentazione dell’aeroporto<br />
Charles De Gaulle<br />
www.ntsgen.com<br />
28 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
REPORT<br />
infrastrutture in considerazione<br />
del fatto che durante il<br />
transito degli aerei le condizioni<br />
delle infrastrutture sono<br />
molto importanti.<br />
Le pavimentazioni aeroportuali<br />
possono essere costituite<br />
da grandi lastre di cemento<br />
che si sollevano e si abbassano<br />
a seconda della temperatura<br />
e degli agenti atmosferici,<br />
anche di pochi millimetri,<br />
ma il continuo transito degli<br />
aerei causa un progressivo<br />
degrado della pavimentazione.<br />
L’aeroporto Charles De<br />
Gaulle di Parigi, il secondo<br />
più trafficato d’Europa, ha<br />
pertanto avviato uno studio<br />
sperimentale per studiare le<br />
sollecitazioni e ha chiesto a<br />
NTSG Italia (Gruppo Mon.<br />
it) di realizzare un progetto di<br />
monitoraggio delle lastre per<br />
capire quali sono le variazioni<br />
che la struttura subisce nel<br />
corso del tempo e di conseguenza<br />
capire qual è il suo<br />
stato di salute. L’obiettivo è<br />
pianificare con precisione le<br />
attività di manutenzione basandosi<br />
sulle reali condizioni<br />
della pista e di migliorare la<br />
conoscenza delle sollecitazioni<br />
subite dalle lastre per affinare<br />
i modelli teorici usati per il<br />
dimensionamento delle pavimentazioni.<br />
In questo caso le fibre ottiche<br />
svolgono due importanti<br />
funzioni: la prima prevede il<br />
monitoraggio strutturale delle<br />
lastre della pavimentazione<br />
aeroportuale ove ogni lastra –<br />
un quadrato di 5 metri di lato<br />
- è stata dotata di castelletti<br />
di ferro sui quali, prima di<br />
colare il cemento, sono stati<br />
installati sensori di tensione<br />
e temperatura, oltre a sensori<br />
di umidità e piezometrici che<br />
misurano la percentuale di<br />
acqua nello strato di asfalto<br />
drenante sottostante. I dati<br />
Vantaggi del sistema OF di NTSG, che definisce come misurare la deformazioni 3D &<br />
2D di una struttura, con un metodo che calcola in tempo reale le deformazioni della<br />
struttura partendo dall’analisi tensionale del manufatto.<br />
trasmessi dall’insieme di questi<br />
sensori collegati con fibra<br />
ottica permettono di monitorare<br />
le deformazioni del<br />
cemento.<br />
La seconda funzione permette<br />
il riconoscimento dei mezzi<br />
transitati con l’obiettivo di<br />
arrivare a tracciare una parte<br />
della traiettoria degli aerei in<br />
transito per qualificare lo spostamento<br />
laterale degli stessi<br />
sulle infrastrutture.<br />
Per installare i sensori è stata<br />
scavata una trincea nel cemento<br />
larga 2,5 cm e profonda<br />
5 cm dove sono posizionate<br />
le fibre ottiche, sorrette da<br />
supporti a incastro per mantenere<br />
tutte le fibre alla stessa<br />
altezza.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
fibre ottiche; monitoraggio;<br />
manutenzione; smart city<br />
ABSTRACT<br />
Fiber optic sensing utilizes optical<br />
fibers to detect and monitor real-time<br />
vibrations and temperature changes<br />
in the ground. This type of sensing<br />
is capable of identifying a wide range<br />
of phenomena, including vehicles<br />
driving or stopping, people walking,<br />
running, climbing, or digging, seismic<br />
activity, and changes in structural<br />
integrity, such as an explosion.<br />
AUTORE<br />
Redazione <strong>GEOmedia</strong><br />
redazione@mediageo.it<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 29
REPORT<br />
REMOT – GNSS e IMU per il<br />
tracking della cinematica di atleti<br />
di Tiziano Cosso, Guglielmo Formichella, George Kurshakov<br />
Fig. 1 - Gruettner, A. (2019). What We Know and What We Do Not Know About Digital<br />
Technologies in the Sports Industry.<br />
REMOT è una nuova piattaforma<br />
prototipale per il<br />
tracking dei movimenti precisi<br />
degli atleti, durante le<br />
fasi di allenamento. Basata<br />
su device GNSS e IMU consente<br />
la misura del passo e<br />
della falcata con grande precisione,<br />
per l’intera durata<br />
dell’allenamento.<br />
Il progetto REMOT nasce<br />
da una esigenza molto precisa<br />
degli utenti finali, ed in<br />
questo senso è un forte esempio<br />
di open innovation.<br />
L'idea è quella di applicare una<br />
tecnologia già utilizzata in altri<br />
campi, basata sull'integrazione<br />
di sensori inerziali (IMU) e ricevitori<br />
satellitari (GNSS), per<br />
effettuare il tracking con grande<br />
precisione, affidabilità e continuità<br />
della cinematica del corpo<br />
umano.<br />
L'ecosistema sportivo - Il<br />
bisogno degli allenatori e dei<br />
preparatori atletici<br />
Negli anni, lo sport si è evoluto<br />
da un’attività con focus principale<br />
sul gioco, sull’aspetto<br />
ludico e ricreativo ad un’attività<br />
organizzata e codificata, con progressivo<br />
sviluppo del<br />
professionismo e della commercializzazione.<br />
Ad oggi, l’industria<br />
sportiva ha un impatto economico<br />
e sociale importante e influenza<br />
in maniera considerevole l’ecosistema<br />
sportivo e le relazioni<br />
che intercorrono tra allenatori,<br />
atleti e staff. Questa evoluzione<br />
è almeno in parte da attribuire al<br />
progressivo e crescente sviluppo<br />
delle tecnologie digitali, a tal<br />
punto che l’ecosistema sportivo<br />
può essere ridisegnato alla luce<br />
della compenetrazione delle<br />
tecnologie digitali nel tessuto<br />
sportivo.<br />
Comprendere come l’evoluzione<br />
tecnologica modifica l’ecosistema<br />
sportivo è fondamentale per<br />
capire come cambiano i rapporti<br />
tra atleti, allenatori e staff e come<br />
di conseguenza si adattano i<br />
sistemi di allenamento, di valutazione<br />
degli atleti e l’analisi delle<br />
competizioni.<br />
Prendiamo quindi come riferimento<br />
il modello proposto da<br />
Gruettner (2019 - fig. 1), che<br />
identifica tre livelli (livello individuale,<br />
livello interno e livello<br />
esterno), quattro sfere (sfera<br />
organizzativa, sfera tecnica, sfera<br />
simbolica e sfera educativa) e<br />
tre tipologie di stakeholder (stakeholder<br />
tradizionali, nuovi stakeholder<br />
e stakeholder non più<br />
fondamentali)<br />
E' opportuno menzionare la presenza<br />
di nuovi stakeholder all’interno<br />
del sistema sportivo. Tra<br />
questi identifichiamo ad esempio<br />
gli esperti di analisi dati (anche<br />
definiti sport analyst), gli sviluppatori<br />
di software e i fornitori di<br />
servizi di dati. Per esempio, lo<br />
sport analyst è una figura presente<br />
nell’organico di molti teams<br />
professionistici (ma non solo) di<br />
una serie di discipline sportive.<br />
E’ necessario quindi che l’allenatore,<br />
il preparatore atletico, il fisioterapista,<br />
il medico dello sport<br />
comprendano l’importanza di<br />
questa nuova figura e sappiano<br />
interagire con questa e le altre in<br />
maniera efficace.<br />
30 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
REPORT<br />
AIlenatori preparatori atletici<br />
e fisioterapisti muovono molte<br />
delle proprie analisi a partire<br />
da considerazioni sulla biomeccanica<br />
e sulle dimensioni degli<br />
spostamenti nel tempo lungo il<br />
percorso di gara (con la sua altimetria,<br />
planimetria, la sua lunghezza,<br />
le sue pendenze che condizionano<br />
le scelte e le decisioni<br />
tecnico-tattiche e le strategie di<br />
integrazione/idratazione) o degli<br />
spostamenti nel campo di gioco.<br />
Le informazioni relative alla<br />
biomeccanica vogliono mostrare<br />
come l'atleta ha realizzato il<br />
gesto sportivo e con quali parametri<br />
di frequenza (quante volte<br />
e con quali variazioni angolari<br />
l'atleta ha mosso gli arti superiori<br />
ed inferiori? ed in che direzione?),<br />
di ampiezza del passo,<br />
di altezza del passo, di altezza<br />
del torace dal suolo (se in un<br />
tratto in salita l'atleta ha mantenuto<br />
la stessa altezza dal suolo<br />
del suo torace è per certo in<br />
ottime condizioni in quel punto<br />
della gara/allenamento e si sta<br />
affaticando meno e lo staff dei<br />
fisioterapisti può pensare di fare<br />
una certa valutazione muscolare<br />
post gara/allenamento).<br />
Lo studio dei movimenti del<br />
corpo e l'analisi della cinematica<br />
dello stesso, in condizioni<br />
quanto più possibile vicine al<br />
vero sono quindi il requisito<br />
fondamentale per avviare considerazioni<br />
che portino a definire<br />
strategie riabilitative, valutazioni<br />
delle performance, interventi<br />
migliorativi delle prestazioni.<br />
Affinché l'allenatore possa dare<br />
un feedback efficace è inoltre<br />
opportuno dosare qualità e<br />
quantità del feedback e questa<br />
opportunità può essere garantita<br />
solo da misure accurate fornite<br />
dalla tecnologia.<br />
protagonisti Gter e Stonex, che<br />
ha finanziato la fase di sviluppo<br />
e validazione della tecnologia. Il<br />
progetto, chiuso a Luglio 2023<br />
è durato 24 mesi e ha portato la<br />
tecnologia a TRL6.<br />
L'obiettivo principale del progetto<br />
è stato quello di progettare<br />
e sviluppare un prototipo per<br />
validare la tecnologia e testare<br />
l'applicabilità dell'idea ipotizzata<br />
a priori. E' stato progettato<br />
un sensore e un software per il<br />
post processamento, che mediante<br />
l'integrazione tra GNSS<br />
e IMU portano alla stima molto<br />
accurata della lunghezza del<br />
passo e della falcata a diverse<br />
velocità.<br />
Il dispositivo prototipale è stato<br />
disegnato ad-hoc, sviluppato<br />
da Stonex in due versioni successive,<br />
utilizzando dispositivi<br />
sul mercato a basso costo.<br />
L'integrazione di dati GNSS e<br />
IMU è stata realizzata a livello<br />
di hardware e firmware, con un<br />
device che acquisisce e memorizza<br />
i dati grezzi a bordo, per<br />
una successiva postelaborazione.<br />
La piattaforma infatti, in questa<br />
fase, non è pensata per il tempo<br />
reale poichè si rivolge, come<br />
spiegato nel precedente paragrafo,<br />
a chi deve effettuare analisi a<br />
posteriori.<br />
Il SW è stato progettato interamente<br />
da zero e sviluppato<br />
utilizzando in parte librerie e<br />
utilities presenti sul mercato a<br />
codice aperto. L'idea è quella<br />
di utilizzare il GNSS come<br />
strumento che consente la sincronizzazione<br />
dei dispositivi<br />
IMU e che consente di fissare<br />
la deriva tipica degli stessi sensori.<br />
Si tratta in altre parole,<br />
come detto, di applicare tecniche<br />
di sensor fusion che già<br />
sono utilizzate in altri contesti<br />
(si pensi alla guida autonoma<br />
ad esempio), ma che nel caso<br />
specifico sono rese particolarmente<br />
complesse dal fatto che<br />
il GNSS lavora in condizioni<br />
molto difficili. L'antenna ruota<br />
continuamente, le accelerazioni<br />
sono molto variabili in intensità<br />
e direzione. Per questo motivo<br />
è stato sviluppato un algoritmo<br />
di preprocessing che tenga in<br />
conto questi fattori per fornire<br />
un dato grezzo il più possibile<br />
"usabile".<br />
I test e i primi risultati<br />
Obiettivo<br />
L'obiettivo dei primi test è stato<br />
quello di validare la tecnologia,<br />
sia da un punto di vista SW che<br />
HW. Verificare cioè se l'algoritmo<br />
sviluppato e il ricevitore costruito<br />
consentono di calcolare<br />
lunghezza di passo e falcata di<br />
un atleta a diverse velocità.<br />
Il progetto REMOT<br />
REMOT (https://www.remotproject.eu/)<br />
è un progetto finanziato<br />
da EUSPA che ha visto<br />
Fig. 2 – Andamento dei sensori posti sui due piedi, in rappresentazione tridimensionale,<br />
lungo una camminata veloce.<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 31
REPORT<br />
Realizzazione<br />
Sono stati posti 3 ricevitori sul<br />
soggetto che ha realizzato i percorsi<br />
di prova.<br />
Il primo device sulla testa, rappresenta<br />
la stazione master, e<br />
due device rispettivamente su<br />
piede destro e piede sinistro per<br />
la misura della camminata.<br />
E' stato percorso un tratto rettilineo<br />
a tre diverse velocità di<br />
camminata poichè la velocità<br />
stessa e soprattutto le accelerazioni<br />
influiscono sulla qualità<br />
del segnale GNSS ricevuto. Il<br />
motivo è da ricercarsi in una<br />
frequenza nel loop di tracciamento<br />
del ricevitore e nell'incapacità<br />
di prevedere accelerazioni<br />
e decelerazioni improvvise.<br />
Questo problema può essere<br />
in parte mitigato utilizzando<br />
dei modelli dinamici (a livello<br />
di firmware), che rendono il<br />
ricevitore stesso maggioremente<br />
pronto a cogliere le accelerazioni<br />
stesse.<br />
Risultati<br />
I risultati hanno evidenziato<br />
come l'uso combinato del<br />
GNSS + IMU anche in un contesto<br />
come quello dei dispositivi<br />
indossabili, può portare a risultati<br />
molto buoni.<br />
Quando la soluzione GNSS è<br />
scarsa o non disponibile, cosa<br />
che accade spesso soprattutto<br />
per i ricevitori posti sopra i piedi<br />
che hanno evidenti problemi<br />
di visibilità, il sensore inerziale<br />
garantisce continuità. Al contrario<br />
la soluzione GNSS, che<br />
si riesce ad ottenere con grande<br />
precisione anche a seguito di<br />
una serie di filtri sul rumore locale<br />
sviluppati ad-hoc, consente<br />
di ottenere una soluzione valida<br />
nel tempo senza una significativa<br />
deriva. Nel complesso, il<br />
sistema fornisce una soluzione<br />
continua per analizzare la cinematica<br />
dei punti del corpo<br />
umano.<br />
In fig 2 è rappresentata la traiettoria<br />
di due piedi che camminano<br />
lungo una linea retta. Si<br />
distinguono correttamente gli<br />
andamenti dei due piedi lungo<br />
la camminata.<br />
In figura 3 sono invece rappresentate<br />
le serie temporali delle<br />
coordinate di un singolo piede.<br />
In rosso le soluzioni, discrete,<br />
ottenute con il GNSS, mentre<br />
in blu le soluzioni complete<br />
ottenute dall'integrazione tra<br />
GNSS e IMU.<br />
Fig. 3 – Andamento delle 3 coordinate ottenute sia con soluzioni GNSS (circoli<br />
rossi) che con soluzione integrata GNSS+IMU (linea blu)<br />
Da ultimo, in figura 4, sono<br />
rappresentate le lunghezze della<br />
falcata, calcolate a partire dai<br />
dati omstrati nei grafici precedenti,<br />
rispettivamente per il<br />
piede destro e sinistro.<br />
L'evoluzione nella proposta<br />
GESTUS<br />
REMOT è stato un progetto<br />
di grande successo, all'interno<br />
del quale abbiamo raggiunto gli<br />
obiettivi previsti da un punto di<br />
vista tecnologico.<br />
Ancora più importante, se possibile,<br />
la buona riuscita di un<br />
approccio di open lab che ha<br />
previsto il coinvolgimento degli<br />
utenti finali fin dalle prime fasi<br />
di progetto. I feedback ricevuti<br />
, sia dagli utenti interni al progetto<br />
sia da quelli esterni coinvolti<br />
attraverso le attività di disseminazione<br />
sono stati frequenti<br />
e molto positivi. Il potenziale<br />
mercato ha dimostrato fin da<br />
subito un grande interesse per il<br />
progetto REMOT, evidenziando<br />
come il progetto stesso e la<br />
soluzione tecnologica stia centrando<br />
un bisogno esistente.<br />
Tali considerazioni, unitamente<br />
ai risultati incoraggianti provenienti<br />
dai test di validazione<br />
della tecnologia, hanno spinto<br />
il team a pensare l'evoluzione di<br />
REMOT.<br />
Ne è nata la proposta di progetto<br />
GESTUS coordinata<br />
da Gter, con la quale si vuole<br />
portare la tecnologia validata,<br />
molto vicina al mercato.<br />
E' stato intanto coinvolto un<br />
team internazionale di aziende<br />
esperte nei singoli domini tecnologici.<br />
Questo ha consentito<br />
di creare un team molto solido<br />
che garantisce una importante<br />
massa critica e pronto per affrontare<br />
una sfida tecnologica<br />
importante. Inoltre sono stati<br />
coinvolti soggetti appartenenti<br />
alla classe degli end users, che<br />
coordineranno l'attività di test<br />
in campo.<br />
32 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
REPORT<br />
L'idea è quella di partire dalla<br />
tecnologia di Remot e sviluppare<br />
una soluzione, pur prototipale,<br />
ma che sia molto vicina<br />
ad un prodotto presentabile al<br />
mercato, sia da un punto di vista<br />
HW che SW.<br />
I nuovi sviluppi, che nel frattempo<br />
si stanno portando<br />
avanti, sono certamente molto<br />
incoraggianti, l'algoritmo di<br />
processing è ormai consolidato<br />
e fornisce risultati molto buoni.<br />
Si lavorerà ad un device maggiormente<br />
indossabile e al coinvolgimento<br />
di atleti e pazienti<br />
per capillari campagne di test in<br />
campo.<br />
Si tratta quindi di un lavoro del<br />
tutto work in progress, che il<br />
team sta portando avanti con<br />
l'obiettivo di raggiungere il<br />
mercato quanto prima.<br />
Fig. 4 – Misura della falcata. I valori dei sue piedi hanno una media pressoche<br />
identica e una variabilità inferiore ai 10 cm.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
Wearable; GNSS; IMU humna modelling; REMOT<br />
ABSTRACT<br />
The REMOT project originates from a very specific end-user need,<br />
and in this sense is a strong example of open innovation. The idea<br />
is to apply a technology that is already used in other fields, based<br />
on the integration of inertial sensors (IMU) and satellite receivers<br />
(GNSS), to track the kinematics of the human body with great<br />
precision, reliability and continuity.<br />
AUTORI<br />
Tiziano Cosso - Gter<br />
tiziano.cosso@gter.it<br />
Guglielmo Formichella<br />
gugforompt@gmail.com<br />
George Kurshakov – Gter<br />
george.kurshakov@gter.it<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 33
AEROFOTOTECA<br />
MONITORAGGIO MULTITEMPORALE DEL GHIACCIAIO<br />
DEL MIAGE (MONTE BIANCO) ATTRAVERSO<br />
L’UTILIZZO DI CARTOGRAFIA STORICA<br />
L’Aerofototeca<br />
Nazionale<br />
racconta…<br />
di Luigi Perotti, Francesco<br />
Parizia, Giacomo Zulato<br />
Sin dalla sua fondazione,<br />
nel 1895, il<br />
Comitato Glaciologico<br />
Fig. 1 - Esempio di Sterosimplex Galileo-Santoni IIb prodotto dalle Officine Galileo (Firenze).<br />
Questi strumenti permettevano la restituzione in planimetria di ciò che veniva osservato sulle<br />
foto aree mantenendo il rigore geometrico;<br />
Italiano (CGI) ha investito<br />
risorse nello studio<br />
dei ghiacciai per monitorare<br />
e comprendere<br />
le loro modificazioni e<br />
le dinamiche ambientali<br />
che le governano. Per<br />
effettuare questi studi,<br />
oltre alla classica fotografia<br />
a supporto degli<br />
aspetti glaciologici, sono<br />
state utilizzate tecniche<br />
di rilievo che potessero<br />
produrre dati di base,<br />
rigorosi e misurabili.<br />
Alcuni di questi prodotti<br />
cartografici sono<br />
stati creati tra gli anni<br />
‘40 e ’70 del secolo scorso,<br />
dall’ Ente Italiano Rilievi<br />
Aereofotogrammetrici (EIRA)<br />
proprio su incarico del CGI.<br />
La società EIRA è stata una<br />
delle più note nel campo del<br />
rilevamento fotogrammetrico<br />
fin dalla sua costituzione<br />
su iniziativa dei tecnici delle<br />
Officine Galileo di Firenze;<br />
grazie all’innovazione dei<br />
macchinari in campo otticomeccanico,<br />
durante gli anni<br />
della sua attività, le Officine<br />
Galileo hanno operato in tutto<br />
il mondo. Per esempio, dal<br />
luglio 1957 al dicembre 1958<br />
venne indetto l’Anno Geofisico<br />
Internazionale (IGY) ovvero<br />
un programma di studi scientifici<br />
su scala globale al quale<br />
partecipò anche l’Italia. In<br />
questo programma vennero<br />
inseriti diversi ambiti di studio,<br />
volti alla miglior comprensione<br />
delle principali proprietà<br />
e dinamiche fisiche del<br />
pianeta, tra essi vi fu anche la<br />
glaciologia. Fu proprio durante<br />
l’Anno Geofisico che venne<br />
stampata la carta topografica<br />
del Ghiacciaio del Miage<br />
1957/1958, restituita ad opera<br />
dell’EIRA, su incarico del<br />
CGI, grazie ai rilievi fotogrammetrici/topografici<br />
effettuati<br />
dal Politecnico di Milano. Per<br />
la restituzione delle curve di livello<br />
l’EIRA utilizzava dei particolari<br />
stereorestitutori come<br />
lo Stereosimplex, prodotto dalle<br />
Officine Galileo su progetto<br />
dell‘Ing. Santoni, uno degli<br />
strumenti maggiormente diffusi<br />
e utilizzati in quegli anni<br />
(Fig.1), visibile presso il Museo<br />
dell’Aerofototeca.<br />
34 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
AEROFOTOTECA<br />
Negli ultimi anni il Comitato<br />
Glaciologico ha deciso di digitalizzare<br />
anche tutti i dati in suo<br />
possesso, a partire dalla grande<br />
mole di fotogrammi terrestri<br />
ritraenti i ghiacciai italiani sin<br />
dalla fine del 1800, includendo<br />
anche la cartografia in suo<br />
possesso. In questo contesto si<br />
è deciso di riutilizzare quella<br />
tipologia di dato per ottenere<br />
una visione metrica sul passato,<br />
creando dei prodotti digitali<br />
misurabili e confrontabili<br />
con i prodotti moderni.<br />
In questo contesto, nel 2023,<br />
il CGI ha scansionato e digitalizzato<br />
la carta topografica che<br />
ritrae il Ghiacciaio del Miage,<br />
terzo ghiacciaio italiano per<br />
estensione, situato sul versante<br />
italiano del Monte Bianco.<br />
Avendo un’estensione di circa<br />
10 km2 il ghiacciaio è stato diviso<br />
in due campagne di rilievo<br />
distinte: il Foglio Sud rilevato<br />
nell’agosto 1957 (Fig. 2a) e il<br />
Foglio Nord rilevato nell’agosto<br />
1958 (Fig. 2b).<br />
Acquisito il dato in formato<br />
digitale, si sono potute iniziare<br />
le elaborazioni in ambiente<br />
GIS (Geographic Information<br />
System). Il primo step di elaborazione<br />
effettuato è stato la<br />
georeferenziazione delle due<br />
carte. Questo ha permesso di<br />
co-registrare le due carte rispetto<br />
ai prodotti cartografici<br />
attuali, per renderle pertanto<br />
misurabili e confrontabili con<br />
gli altri prodotti digitali (Fig.<br />
3). Per effettuare la georeferenziazione<br />
sono state sfruttate le<br />
coordinate tridimensionali dei<br />
punti quotati presenti sui due<br />
fogli, correlabili ai punti quotati<br />
presenti sulla cartografia<br />
IGM degli anni ’60 e, in alcuni<br />
casi, agli elementi morfologici.<br />
Successivamente si è effettuata<br />
una vettorializzazione del dato<br />
raster che ha permesso di trasformare<br />
l’immagine delle isoipse<br />
i vettori lineari. A seguito<br />
di una fase di controllo e pulitura<br />
delle isoipse, al fine di ottenere<br />
dati lineari continui per<br />
ciascuna curva di livello, si è<br />
passati alla fase di restituzione<br />
delle quote. In questo passaggio<br />
fondamentale si è attribuito,<br />
manualmente, un valore di<br />
a<br />
b<br />
Fig. 2 - Le due figure ritraggono le carte topografiche relative al Ghiacciaio del Miage. In A si osserva la carta relativa al settore sud, rilevato nel<br />
1957. In B la carta relativa al settore nord, rilevato nel 1958.In azzurro si può osservare la superficie del ghiacciaio. In marrone, invece, sono identificate<br />
le aree in roccia e le morene che circondano la parte terminale del ghiacciaio, con I suoi celebri 3 lobi.<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 35
AEROFOTOTECA<br />
Fig. 3 - Sovrapposizione delle due carte topografiche sull'ortofoto 2006, reperibile in formato Web Map Service (WMS) sul sito del Ministero<br />
dell'Ambiente.<br />
quota a ciascuna isoipsa. Le<br />
due carte sono state successivamente<br />
unite attraverso l’interpretazione<br />
manuale dell’area<br />
e intervenendo sulle singole<br />
curve di livello in modo da<br />
“saldare” il settore di giunzione<br />
tra le due carte topografiche<br />
in modo coerente nonostante<br />
la differenza temporale di un<br />
anno che ha generato evidenti<br />
differenze - generate dal movimento<br />
del ghiacciaio - (Fig. 4).<br />
Si è quindi passati alla creazione<br />
di una nuvola di punti. A<br />
a<br />
b<br />
Fig. 4 - In questa figura si può apprezzare in A il settore di giunzione tra il Foglio Sud (isoipse blu) e Nord (isoipse verdi). In B il<br />
prodotto finale e perfettamente armonizzato, tra i due fogli, ormai diventati prodotto unico.<br />
36 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
GEOMATICA E ROBOTICA<br />
a disposizione. Inoltre questo<br />
lavoro vuole mettere in luce<br />
e sottolineare come l’enorme<br />
mole di dati in possesso<br />
di questo ente, sia ancora del<br />
tutto attuale e assolutamente<br />
fondamentale al mondo della<br />
ricerca, per la conoscenza, la<br />
pianificazione e la gestione del<br />
territorio alpino italiano.<br />
Fig. 5 - Visualizzazione della perdita di quota tra il modello del 1957/58 e il 2008.<br />
partire dalle isoipse, sono stati<br />
estratti i punti quotati utilizzando<br />
un passo costante lungo<br />
ogni singola curva di livello.<br />
Questo ha permesso di estrarre<br />
una considerevole quantità<br />
di punti 3D che in seguito ad<br />
un processo di rasterizzazione<br />
hanno dato vita al Modello<br />
Digitale del Terreno (DTM).<br />
Questo modello, in formato<br />
raster, attribuisce a ciascun<br />
pixel la quota della superficie<br />
glaciale al momento del rilievo<br />
topografico avvenuto nel<br />
1957/1958.<br />
Il flusso di lavoro nel suo insieme<br />
è stato verificato ad ogni<br />
passaggio in modo da ottenere<br />
un Modello Digitale del<br />
Terreno completo, con un errore<br />
valido per la misura delle<br />
variazioni glaciali e confrontabile<br />
con i modelli odierni.<br />
Si è scelto così di comparare il<br />
DTM 1957/1958 con il dato<br />
DTM più aggiornato ed accurato,<br />
reperibile sul sito della<br />
Regione Autonoma Valle d’Aosta:<br />
il DTM Lidar 2008.<br />
Il paragone tra i due modelli<br />
ha portato alla creazione di<br />
una mappa di evoluzione della<br />
superficie glaciale (DEM<br />
of Difference) in cui vengono<br />
espresse le differenze di quota<br />
evidenziate dal confronto numerico<br />
dei due modelli della<br />
superficie del Ghiacciaio del<br />
Miage (Fig. 5).<br />
Si può notare come la dinamica<br />
glaciale sia molto negativa,<br />
con picchi di perdita anche superiori<br />
ai 60 metri, ma si può<br />
anche notare la presenza di<br />
settori in cui la superficie del<br />
ghiacciaio si è alzata rispetto<br />
al passato. Dal punto di vista<br />
volumetrico si sono persi circa<br />
94 miliardi di m3 di ghiaccio.<br />
Si tenga presente, inoltre, che<br />
la stima della perdita di volume<br />
dal 1957 al 2008 non<br />
è reale, poiché non tiene in<br />
considerazione delle variazioni<br />
volumetriche che il ghiacciaio<br />
ha subito tra i due momenti<br />
temporali, specialmente con<br />
le pulsazioni positive avvenute<br />
tra gli anni ’80 e ‘90 che, più<br />
freddi della media del periodo,<br />
hanno prodotto un temporaneo<br />
aumento di volume del<br />
ghiacciaio.<br />
Questo lavoro mette in luce<br />
la grande qualità e la preziosità<br />
dei dati che l’Aerofototeca<br />
Nazionale dell’Istituto<br />
Centrale per il Catalogo e la<br />
Documentazione (ICCD) ha<br />
BIBLIOGRAFIA<br />
Comitato Glaciologico Italiano (1959-1960)<br />
- Bollettino del comitato Glaciologico Italiano<br />
N-9 II serie (1959-1960).<br />
Istituto Geografico Militare (1970) – Carta<br />
Topografica serie 25. https://www.igmi.org/<br />
prodotti/serie_WMS/2<br />
Ministero dell'Ambiente. (2006). Ortofoto<br />
a colori anno 2006 con relative date del volo.<br />
Derivato da Geoportale Nazionale - Servizio<br />
di consultazione - WMS: http://wms.pcn.minambiente.it/ogc?map=/ms_ogc/WMS_v1.3/<br />
raster/ortofoto_colore_06.map<br />
Regione Autonoma Valle d'Aosta. (2013).<br />
DTM 2008. Tratto da Geoportale SCT - Dati<br />
territoriali Regione Valle d'Aosta: https://mappe.partout.it/pub/geonavitg/geodownload.<br />
asp?carta=DTM08<br />
PAROLE CHIAVE<br />
Fotogrammetria, ghiacciai, Comitato Glaciologico<br />
Italiano, monitoraggio glaciale<br />
multitemporale.<br />
ABSTRACT<br />
Multitemporal glacier monitoring through<br />
the digitalization of old topographic maps in a<br />
Digital Terrain Models and comparison to the<br />
present.<br />
AUTORE<br />
Luigi Perotti 1,2,3,<br />
luigi.perotti@unito.it<br />
Francesco Parizia 2,3,4<br />
Giacomo Zulato 2;<br />
1 - Comitato Glaciologico Italiano<br />
2 - Università degli Studi di Torino<br />
Geositlab - GIS and Geomatics Laboratory<br />
Dipartimento di Scienze della Terra<br />
3 - Università degli Studi di Torino<br />
GEO4Agri Lab - Laboratorio di Geomatica e<br />
Telerilevamento Agro-Forestale<br />
Dipartimento di Scienze Agrarie, Forestali e<br />
Alimentari<br />
4 - Università di Roma “La Sapienza”<br />
Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e<br />
Ambientale<br />
"L'Aerofototeca nazionale racconta.."è a cura di A.<br />
Dell'Anna.<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 37
RECENSIONE<br />
MERCATO<br />
UN NUOVO LIBRO DI TOPOGRAFIA<br />
PER LE UNIVERSITÀ<br />
Titolo del libro: Elementi di topografia e trattamenti delle<br />
osservazioni terza edizione<br />
Editore: CittàStudiEdizioni<br />
Prezzo: 37€<br />
ISBN: 9788825174540<br />
Autore del libro: Riccardo Barzaghi, Livio Pinto, Diana Pagliari<br />
Pagine: 560<br />
Elementi di topografia e trattamento delle osservazioni -<br />
Riccardo Barzaghi,Livio Pinto,Diana Pagliari - copertina<br />
Nel secolo scorso, i testi universitari di topografia<br />
non furono molti: di spicco la “Topografia<br />
Generale” di Giuseppe Inghilleri per i tipi<br />
della allora famosa UTET di Torino, fra l’altro recante<br />
il primo testo di calcolo in Fortran. Un poco più<br />
datati i libri di Giovanni Boaga, di Luigi Solaini, di<br />
Giorgio Folloni. Mi si permetta di ricordare, come<br />
ultimo della serie, quello scritto da Bezoari, Monti e<br />
Selvini ancora della citata UTET (2002) e poi basta.<br />
Anche nell’ambito dei libri per gli Istituti Tecnici, dopo<br />
la notevole serie vista verso la metà del Novecento, il<br />
nuovo millennio ha poco da offrire, e per di più con<br />
materiale datato. Basta vedere gli anni di uscita di alcuni<br />
di tali testi:<br />
Topografia generale. Per gli Ist. tecnici per geometri<br />
Lunghezza stampa. 160 pagine · Lingua. Italiano ·<br />
Editore. Conte Edizioni · Data di pubblicazione gennaio<br />
2002<br />
Misure rilievo progetto. Moduli di topografia. Per il<br />
triennio<br />
Autore: Renato Cannarozzo, Lanfranco Cucchiarini,<br />
Walter Meschieri ; Editore: Zanichelli. Anno edizione:<br />
2003.<br />
Topografia. Per gli Ist. tecnici per geometri<br />
Strumenti semplici, misura diretta delle distanze<br />
di Massimiliano Pasini Editore: Calderini Data di<br />
Pubblicazione: 2009<br />
Come si vede, sono passati mediamente vent’anni e<br />
nel frattempo la topografia è molto cambiata, anche<br />
per la commistione con il nuovo trattamento delle immagini<br />
e l’uso locale di droni.<br />
Qualche anno fa, nel recensire un volume del tutto<br />
nuovo su questa stessa rivista, sottolineavo quanto segue:<br />
Scrivere oggi un testo di topografia per i nuovi periti<br />
“CAT”, successori ancora non bene identificati dei geometri,<br />
sarebbe piuttosto difficile, anche per via del nuovo<br />
programma voluto dal MIUR, che chi scrive ha duramente<br />
censurato e non solo su questa rivista. Peraltro<br />
anche nel settore universitario italiano (a differenza di<br />
quanto si vede in Europa) non sembrano spiccare testi<br />
strettamente connessi alla realtà attuale, quella del secondo<br />
decennio del ventunesimo secolo. A sommesso parere<br />
dello scrivente, anche le “lezioni” e le “dispense” delle varie<br />
università nostrane, ricavabili dall’esame su Internet,<br />
sembrano piuttosto datate. Ciò a differenza per esempio,<br />
di quanto leggo su di un paio di testi, ovviamente scritti<br />
nella lingua di Goethe, avuti in omaggio da colleghi del<br />
Politecnico Federale di Zurigo.<br />
Recensivo il bel libro Topografia di Base - Fondamentali<br />
della geomatica per la misura e la rappresentazione del<br />
territorio, autori Aldo Riggio, Renzo Carlucci; Editore:<br />
EPC. Libro dedicato a tutti coloro che praticano il<br />
rilevamento a scopo cartografico indipendentemente<br />
dalla loro formazione tecnica od universitaria. Libro<br />
serio, ben fatto, da autori di pregio e consapevoli di<br />
ciò che era al momento la tecnica della misura e della<br />
rappresentazione; libro che consiglio ancora a tutti<br />
i topografi della benemerita AGIT. Dopo di allora<br />
non è uscito nulla di più, sino ad oggi: infatti proprio<br />
oggidì mi arriva in dono, da cari ed illustri colleghi<br />
del Politecnico milanese, il bel volume: “Elementi di<br />
topografia e di trattamento dele osservazioni”, autori<br />
Riccardo Barzaghi, Livio Pinto e Diana Pagliari, edito<br />
da CittàStudi di Milano, con ben 530 pagine.<br />
I primi due autori sono miei illustri colleghi ed ami-<br />
38 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
RECENSIONE<br />
ci del vecchio DIIAR, retto allora da Carlo Monti e<br />
con la presenza di topografi del calibro di Mariano<br />
Cunietti, Corrado Mazzon, Valentino Tomelleri,<br />
Giorgio Bezoari, nonché di un illustre geodeta,<br />
Fernando Sansò. Proprio con lui Barzaghi lavorò assiduamente,<br />
nell’ambito della collaborazione con l’Istituto<br />
Geografico Militare, per la definizione del geoide<br />
italiano, del quale nel libro si danno immagine e dati.<br />
Con non poca meraviglia seguita subito da piacere,<br />
ho sfogliato, e poi letto e riletto con cura questo bel<br />
volume, compiacendomi per ogni sua pagina. Credo<br />
che non vi sia altro libro di topografia, privo del tutto<br />
di immagini degli strumenti relativi: dal teodolite al<br />
livello, dalle stadie ai prismi, dai ricevitori satellitari<br />
alle antenne; approvo totalmente quanto scrivono in<br />
proposito gli Autori: “…volutamente non si è entrati<br />
nella descrizione degli strumenti di misura tradizionali<br />
che sono ancora oggi oggetto di modernizzazione a causa<br />
del pesante impatto dell’elettronica e dell’informatica nel<br />
processo di misura”. Immagino però il sussulto delle<br />
case costruttrici, oggi riunite in gruppi multinazionali,<br />
vedendo La strumentazione topografica relegata in<br />
“Appendice”.<br />
Pensando al loro bel lavoro, mi sono ricordato di<br />
quanto mi disse un giorno, durante un volo verso<br />
Helsinky, Giuseppe Inghilleri: “Vedi, il professore<br />
“professa” mentre l’insegnante si limita ad “insegnare”.<br />
Professa con arte, esercita con maestria, aiuta ed introduce<br />
lo studente nella ricerca del nuovo, del mondo da<br />
scoprire”. Ciò si addice pienamente ai tre autori, indubbiamente<br />
“professori” a pieno titolo. Un’altra novità<br />
piacevole per un testo universitario, è la presenza<br />
assidua di “Esercizi” dopo ogni capitolo: e, badate<br />
bene, non si tratta come accadeva (ed accade ancora<br />
oggi) nei libri per gli Istituti Tecnici, di banali invenzioni<br />
più o meno attendibili, bensì del riporto di operazioni<br />
veramente eseguite sul campo e qui descritte<br />
in modo adeguato.<br />
Corretti e continui i richiami ai fondamenti di geodesia<br />
e di cartografia, ai sistemi di riferimento italiani ed<br />
internazionali, oggi ben più complessi di quanto non<br />
fossero mezzo secolo fa, con immagini impeccabili<br />
e soprattutto “attuali” e non “recuperate”. Le molte,<br />
moltissime formule presenti nel libro sono chiarissime<br />
e redatte con grande cura. Ciò che mi pare forse<br />
un poco ridondante è la parte di trattamento delle<br />
osservazioni, che occupa oltre duecento pagine: anche<br />
se sono ben conscio dell’importanza che tale operazione<br />
ha sui risultati delle misure. Ricordo a tale<br />
proposito le piacevoli discussioni, di molti decenni fa,<br />
con Mariano Cunietti e con Giovanna Togliatti.<br />
Ho notato i riferimenti ad alcuni personaggi di spicco<br />
del mondo passato della geodesia e della matematica;<br />
due parole su Ignazio Porro da un lato, e su Willebrord<br />
Snell van Royen, qui ricordato semplicemente come<br />
Snellius, col suo “trium locorum intervallis inter se datis”<br />
dall’altro, non mi sarebbero dispiaciute, così forse<br />
come il ricordo di quanto fece Carl Friedrich Gauss<br />
per il calcolo.<br />
Sugli strumenti, come già detto, poco ma con grande<br />
chiarezza, con adatte immagini e con la descrizione<br />
dei più adatti sistemi di posizionamento. Del<br />
rilevamento di dettaglio con operazioni topografiche<br />
tradizionali si dice il necessario, dedicandovi la sola<br />
figura 2.1 e non parlando di “celerimensura”, quella<br />
del Porro, giunta seppure in altro modo sino a noi. Si<br />
scrive non di “tacheometro” bensì di “total station”,<br />
quel brutto termine americano (non inglese) che suscitò<br />
ilarità durante una “settimana fotogrammetrica”<br />
a Stoccarda allorché il dottor Helmut Leitz, insigne<br />
topografo, disse: “Ich kenne nur eine Total Station, wo<br />
ich Treibstoff bekommen kann”, conosco solo una Total<br />
Station, quella dove posso avere carburante!<br />
In questo capitolo si sottolinea poi giustamente come<br />
il dettaglio lo si possa oggi ottenere per altre vie, dalle<br />
osservazioni satellitari alla commistione con la fotogrammetria.<br />
Mi sia concesso di fare qui una modesta osservazione.<br />
La sommarietà con la quale sono descritti gli strumenti,<br />
talvolta è forse eccessiva. Si parla della regola<br />
di Bessel, per esempio: ma viene omesso di dire<br />
quanto segue, che tolgo dal citato volume di cui fui<br />
co-autore: “Nei teodoliti elettronici… la presenza di un<br />
microprocessore al loro interno offre possibilità nuove….<br />
anziché eseguire le letture coniugate secondo la regola<br />
di Bessel per ogni osservazione… si potrà inizialmente<br />
collimare un punto lontano ben visibile nelle due posizioni<br />
coniugate…. il microprocessore…. Correggerà<br />
poi tutte le letture fatte da quella stazione ….”. Molte<br />
altre operazioni sono possibili nei teodoliti digitali,<br />
così del resto come nei nuovi livelli utilizzanti stadie<br />
codificate. Per esempio il teodolite Leica-Wild della<br />
serie T compie in via automatica ben 512 letture in<br />
altrettanti settori del cerchio orizzontale, per cui è<br />
inutile eseguire le “reiterazioni” nel caso di operazioni<br />
di triangolazione.<br />
Concludendo, questo bel libro dei tre insigni colleghi,<br />
che è del tutto nuovo come esposizione e figure,<br />
lo raccomando alle ormai molte facoltà di ingegneria<br />
e architettura delle nostre università e naturalmente<br />
ai relativi studenti. Ma servirà anche a molti tecnici<br />
di buona estrazione, se vorranno migliorare la loro<br />
preparazione.<br />
*Attilio Selvini,<br />
già presidente della Società Italiana di Topografia e<br />
Fotogrammetria, SIFET<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 39
GUEST<br />
State-of-the-art technology revolutionises<br />
downhill training of the Austrian Skiing Federation<br />
By Sabrina Fischer<br />
Lympik's unique solution<br />
combines digital timekeeping,<br />
GPS tracking and video<br />
analysis to enable the most<br />
detailed analysis of the<br />
entire race course in real<br />
time, without much effort<br />
or technical know-how.<br />
Fig. 1 - In ski races, a hundredth of a second can be decisive for victory.<br />
Fig. 2 – Oculus app and Oculus device.<br />
In skiing, tenths or even<br />
hundredths of a second<br />
can make the difference<br />
between winning and losing,<br />
which is why all areas - such as<br />
optimising the equipment - are<br />
fine-tuned and tinkered with.<br />
Training is also analysed in detail<br />
and, particularly in the final<br />
training sessions on the original<br />
course, the final and correct<br />
adjustment is often decisive for<br />
the athletes' success.<br />
The downhill teams of the<br />
Austrian Skiing Federation have<br />
now made a quantum leap in<br />
training analyses. This<br />
is made possible by<br />
state-of-the-art technology:<br />
specifically, a<br />
combination of digital<br />
time measurement,<br />
GPS tracking and<br />
video analysis. Previously,<br />
only the final<br />
times and 3-4 split<br />
times were compared<br />
during training. With<br />
this new solution, it<br />
is possible to analyse<br />
every detail in minute<br />
detail: you can compare<br />
the exact line of the riders<br />
and the times to see where<br />
speed was lost.<br />
The system was developed<br />
by Lympik, a young Austrian<br />
company. Founder Thomas<br />
Peroutka spent many years as a<br />
competitive ski alpine athlete<br />
himself. "Even as an active athlete,<br />
I dreamed of a sensor that<br />
would tell me with every swing<br />
whether I had gained or lost<br />
time." After years of challenging<br />
development, this vision<br />
became a reality. The downhill<br />
teams of the Austrian Skiing<br />
Federation have been training<br />
with such sensors since 2023.<br />
In addition to the coaches,<br />
specialists from the technology<br />
department of the Austrian Skiing<br />
Federation are also present<br />
at the race training sessions.<br />
They supply the athletes with<br />
the sensors, take care of the<br />
technical set-up at the start and<br />
finish and film the entire training<br />
session with a counter-slope<br />
camera. After the training session,<br />
the videos are uploaded to<br />
the Lympik app and the sensor<br />
data is automatically fed into<br />
40 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
WEFLY ITALY<br />
GUEST<br />
the video as an overlay. Within<br />
a few seconds, coaches and<br />
athletes can analyse in which<br />
curve or section time or speed<br />
was gained or lost.<br />
The analyses can be viewed<br />
on the smartphone while on<br />
the slope. Ten data points are<br />
available for every second of the<br />
run, with precise information<br />
on speed, acceleration and line.<br />
"In this way, we can calculate<br />
exactly which line is optimal<br />
for the prevailing conditions<br />
and even make changes to the<br />
equipment if necessary," says ...<br />
from the Austrian Skiing Federation.<br />
The downhill teams of<br />
the Austrian Skiing Federation<br />
use this solution exclusively. We<br />
can look forward to the good<br />
results this winter.<br />
Infobox Lympik<br />
Lympik - a new dimension in<br />
timekeeping and analysis<br />
Lympik was founded in 2019<br />
and uses modern technology for<br />
Fig. 3 – Oculus Shirt in action.<br />
timekeeping, motion tracking<br />
and video analysis to digitalise<br />
timekeeping and data analysis<br />
in sport with easy-to-use<br />
systems and bring it into the<br />
21st century. The company is<br />
based in Wiener Neustadt and<br />
employs four people. Whether<br />
professional training, training<br />
centres or permanent installations<br />
in sports facilities, Lympik's<br />
technology helps to get<br />
the most out of sports activities.<br />
KEYWORDS<br />
Gps; tracking; geomatic; sport technology;<br />
oculus; lympik<br />
ABSTRACT<br />
Lympik's unique solution combines digital timekeeping,<br />
GPS tracking and video analysis to enable the<br />
most detailed analysis of the entire race course in real<br />
time, without much effort or technical know-how.<br />
AUTHOR<br />
Sabrina Fischer<br />
office@lympik.com<br />
Lympik<br />
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...E MOLTO ALTRO!
MERCATO<br />
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LE DIGITAL TWIN: LOOQ AI<br />
Looq AI ha recentemente lanciato una piattaforma Digital<br />
Twin abilitata all'intelligenza artificiale presentandola a<br />
Distributech <strong>2024</strong> (Orlando, FL, USA), dopo essersi qualificata<br />
nei migliori incubatori di startup americani quali<br />
Incubatenergy Labs <strong>2024</strong> e Forum degli innovatori quali<br />
il NREL Industry Growth Forum.<br />
In varie interviste il CEO e Co-Fondatore, Dominique<br />
Meyer, ha illustrato le potenzialità del sistema, fortemente<br />
indirizzato al rilievo di infrastrutture.<br />
Con l'uso in real-time di una piattaforma clod, la nuova<br />
tecnologia consente la costruzione di una vera asset intelligence<br />
delle infrastrutture dei servizi di pubblica utilità<br />
su larga scala.<br />
L'elemento di innovazione che viene portato è la base geometrica<br />
ricostruibile da immagini<br />
fotografiche in chiara<br />
contrapposizione a quella dei<br />
laser scanner attuali.<br />
Alimentata da una nuova e<br />
fondamentale visione artificiale<br />
e da una tecnologia<br />
di intelligenza artificiale, la<br />
piattaforma Looq si propone<br />
come una soluzione unica<br />
per i professionisti dell'architettura<br />
e dell'ingegneria,<br />
appaltatori e proprietari di<br />
patrimoni immobiliari, per<br />
mappare digitalmente l'infrastruttura del mondo fisico in<br />
pochi minuti, con una precisione pari a quella di un rilievo<br />
topografico di dettaglio.<br />
Fondata nel 2021, Looq AI è una società di intelligenza<br />
artificiale dedicata alla realizzazione di hardware, per<br />
il progresso della digitalizzazione e della diagnosi delle<br />
infrastrutture critiche. I fondatori e i ricercatori di Looq<br />
hanno sviluppato una nuova tecnologia AI per fotocamera<br />
che rende l'acquisizione 3D di livello topografico<br />
economicamente vantaggiosa su larga scala con flussi di<br />
lavoro abilitati all'intelligenza artificiale, semplificando<br />
il processo di generazione di gemelli digitali geometricamente<br />
precisi, georeferenziati e intelligenti.<br />
Lo stimolo iniziale è venuto dalla pressante necessità del<br />
settore pubblico di mantenere, espandere e migliorare la<br />
rete elettrica. Attraverso l’ispezione delle risorse esistenti,<br />
lo sviluppo di nuove strutture e la riparazione delle aree<br />
colpite da disastri, le organizzazioni hanno un urgente bisogno<br />
di informazioni tempestive e accurate per alimentare<br />
i processi decisionali e le operazioni chiave.<br />
Per risolvere queste sfide, sono necessari gemelli digitali<br />
intelligenti, collaborativi e accurati; tuttavia, l’ampia adozione<br />
dei gemelli digitali e dell’ecosistema che li supporta<br />
è stata ostacolata dai costi elevati e dall’onere di tempo<br />
e risorse necessari per acquisire set di dati su larga scala<br />
con una frequenza temporale necessaria per un processo<br />
decisionale efficace.<br />
Nell'intervista recentemente rilasciata a Geo Week News,<br />
Dominique Meyer CEO di Looq AI ci riporta:<br />
"Abbiamo sviluppato un modo fondamentalmente diverso<br />
di creare questi accurati gemelli digitali sfruttando le<br />
fotocamere anziché i laser"<br />
“Le nostre fotocamere offrono oltre 100 volte di più velocità<br />
di campionamento spaziale rispetto ai sistemi laser top di<br />
gamma, consentendo ai nostri clienti di acquisire i dati di<br />
cui hanno bisogno in pochi minuti e su una scala che prima<br />
non potevano fare”.<br />
La piattaforma Looq è uno stack tecnologico profondo<br />
che assembla una soluzione end-to-end per la digitalizzazione<br />
del mondo costruito. Il sistema di telecamere "Q"<br />
proprietario di Looq consente di acquisire dati sul campo<br />
in pochi minuti, che vengono elaborati con il software<br />
di conversione immaginemodello<br />
basato sull'intelligenza<br />
artificiale di Looq<br />
nel cloud per creare gemelli<br />
digitali 3D georeferenziati<br />
e mappe topografiche con<br />
precisione di livello topografico<br />
con informazioni<br />
semantiche dall'intelligenza<br />
artificiale.<br />
Utilizzando la piattaforma<br />
Looq, i team di progetto<br />
possono interagire con i<br />
modelli di gemelli digitali<br />
e le informazioni generate dall'intelligenza artificiale per<br />
completare una moltitudine di attività di ingegneria, rilevamento,<br />
analisi e coordinamento. Ciò offre loro risparmi<br />
operativi in termini di profitti e, soprattutto, rende possibile<br />
l'accesso alle informazioni complete necessarie per il<br />
processo decisionale critico.<br />
La piattaforma Looq è in corso di sperimentazione da parte<br />
di società di ingegneria e allo stato attuale, Looq AI si è<br />
assicurata con successo 2,6 milioni di dollari in una serie<br />
di finanziamenti iniziali guidati da BootstrapLabs, una<br />
società di venture capital focalizzata sull'intelligenza artificiale<br />
applicata e con la partecipazione di Longley Capital<br />
e Spatial Capital. In concomitanza con il suo round preseed<br />
iniziale, Looq AI ha raccolto un totale di un totale di<br />
3,75 milioni di dollari.<br />
Looq AI<br />
Fondata nel 2021, Looq AI è una società di piattaforme<br />
tecnologiche di sondaggio dedicata al progresso della digitalizzazione<br />
e dell'analisi delle infrastrutture critiche.<br />
La piattaforma Looq consente soluzioni rapide e scalabili<br />
Acquisizione 3D di informazioni di livello topografico in<br />
progetti di ingegneria e di servizi pubblici per il processo<br />
decisionale e l'efficienza operativa.<br />
Per ulteriori informazioni, visitare il sito<br />
http://www.looq.ai<br />
42 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
MERCATO<br />
Sottocontrollo<br />
Georadar, droni e tecnologie<br />
per infrastrutture e aree<br />
circostanti<br />
Tecnologie anche a noleggio per:<br />
manutenzione strade<br />
> analisi spessore delle pavimentazioni<br />
> mappatura 3D di sottoservizi e cavità<br />
> rilievi pre-scavo, OBI (UXO) e vuoti<br />
ponti e viadotti<br />
> deformazioni o cedimenti<br />
> ispezione strutture, calcestruzzi e parti sommerse<br />
> ricerca di vuoti, ammaloramenti o distacchi<br />
monitoraggio ambientale<br />
> frane, argini, cedimenti o smottamenti<br />
> rilievo di fondali, fiumi e bacini<br />
> ricerca di cavità, discariche, tubi e serbatoi<br />
di stoccaggio abbandonati<br />
> studio di grandi aree inaccessibili<br />
Tecnologie<br />
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<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 43
MERCATO<br />
RAGGIUNTO IL POLO NORD DAL TEAM<br />
DELLA TRANSGLOBAL CAR EXPEDITION<br />
Il team della Transglobal Car Expedition ha raggiunto il Polo<br />
Nord nella notte tra il 6 e il 7 Aprile <strong>2024</strong>.<br />
Alle ore 22:00 (CET) del 6 Aprile è stata organizzata una<br />
call su Zoom dagli scienziati che seguono la missione e gli<br />
esploratori che hanno potuto così festeggiare in diretta lo<br />
splendido risultato raggiunto in soli 2 mesi e mezzo con dei<br />
mezzi terrestri. La redazione di<br />
<strong>GEOmedia</strong> era presente.<br />
Si aggiunge all'avventura dell'esplorazione<br />
la raccolta di dati<br />
per esperimenti sui raggi cosmici<br />
CosmicPI e sulla illuminazione<br />
notturna, partecipando<br />
e promuovendo lungo il<br />
viaggio due progetti di Citizen<br />
Science (Particle Hunters<br />
Competition e Globe at Night)<br />
Il team ha lavorato come un orologio per gli ultimi 2 mesi e<br />
mezzo senza giorni di riposo con un orario di 12 ore al giorno.<br />
Ora il viaggio riprenderà dopo un piccolo riposo al Polo<br />
Nord per fare le necessarie riparazioni e ricevere i necessari<br />
rifornimenti.<br />
"Riceveremo un pacco con carburante, cibo e pezzi di ricambio<br />
e ci dirigeremo verso sud fino in Groenlandia. Un<br />
grande ringraziamento per il vostro continuo supporto al<br />
nostro equipaggio a tutti coloro che hanno contribuito a<br />
questo da qualsiasi luogo siate adesso!" Vasily Shakhnovskiy<br />
& Transglobal car expedition team.<br />
Otto uomini e quattro mezzi pesanti hanno consentito questa<br />
straordinaria spedizione che, partita da New York il 10<br />
gennaio <strong>2024</strong>, sta circumnavigando la Terra attraversando sia<br />
il Polo Nord geografico che il Polo Sud, tornando a New<br />
York da sud più di 18 mesi dopo.<br />
Durante la loro avventura artica,<br />
l'equipaggio ha potuto ricevere<br />
assistenza dalle immagini<br />
satellitari Cosmo SkyMED che<br />
sono state messe a disposizione<br />
dall'Agenzia Spaziale Italiana<br />
(ASI), con il supporto operativo<br />
di e-GEOS (Telespazio/<br />
ASI) che hanno fornito quotidianamente,<br />
nella traiettoria<br />
finale sui ghiacci dell'artico, un'immagine delle dimensioni<br />
fino a 200x200 km, utilizzando le migliori prestazioni dei<br />
satelliti Cosmo di seconda generazione. Basandosi su queste<br />
immagini, la spedizione ha potuto selezionare il percorso più<br />
sicuro ed efficiente per raggiungere il Polo Nord e successivamente<br />
le utilizzerà per il viaggio in Groenlandia.<br />
Da tenere presente che le placche di ghiaccio artico si muovono.<br />
In una notte (notte artica naturalmente, momento di<br />
riposo) gli esploratori si sono risvegliati spostati di circa 5 km<br />
rispetto al punto iniziale di stazionamento. E spesso i distacchi<br />
tra placche sono difficili da superare. Qui l'uso delle immagini<br />
Cosmo ha dato il grande contributo alla spedizione.<br />
La spedizione attraversando sia il polo geografico che quello<br />
magnetico, raccoglie dati cruciali che vanno dallo spessore<br />
del ghiaccio ai poli Nord e Sud al flusso di radiazioni cosmiche<br />
provenienti da regioni remote dell'universo, dall'inquinamento<br />
luminoso allo studio dei cambiamenti fisiologici<br />
umani in ambienti estremi. Il programma scientifico della<br />
missione, nel pieno rispetto della sostenibilità ambientale,<br />
prevede la misurazione di parametri cruciali per comprendere<br />
il cambiamento climatico che sta interessando il nostro<br />
pianeta negli ultimi anni.<br />
CONFERENZA NAZIONALE DI<br />
GEOMATICA E INFORMAZIONE<br />
GEOGRAFICA #ASITA<strong>2024</strong><br />
ASITA è il luogo dove professionisti, docenti, ricercatori,<br />
tecnici e professionisti, soggetti istituzionali e territoriali,<br />
società commerciali e più in generale tutti coloro<br />
che operano nei diversi campi della Geomatica possono<br />
confrontarsi su temi specifici, promuovendo una visione<br />
multidisciplinare e integrata del settore della Geomatica<br />
nel tentativo di delineare le cosiddette “best practices”<br />
utili ad un efficace trasferimento tecnologico dei risultati<br />
della ricerca in diversi ambiti applicativi.<br />
ASITA <strong>2024</strong> si terrà a Padova e sarà una grande occasione<br />
per evidenziare il contributo che la Geomatica può<br />
fornire in diversi ambiti applicativi e di ricerca a soggetti<br />
pubblici e privati e per mettere in dialogo il mondo della<br />
ricerca e l’Accademia con quello delle professioni, delle<br />
imprese e delle istituzioni in modo da ascoltare le loro<br />
esigenze e indirizzare adeguatamente i propri sforzi.<br />
44 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong>
MERCATO<br />
Sarà possibile presentare proposte di comunicazione<br />
per la tradizionale collana degli<br />
Atti ASITA e per la pubblicazione Springer<br />
#ASITA<strong>2024</strong>.<br />
Di seguito alcuni tra i temi di interesse e<br />
gli ambiti applicativi che si tratteranno ad<br />
#ASITA<strong>2024</strong>:<br />
Temi di interesse<br />
• Intelligenza Artificiale e Geomatica<br />
(GeoAI)<br />
• Nuovi sensori, piattaforme e prodotti del<br />
Telerilevamento<br />
• Sensori, piattaforme e algoritmi per l’elaborazione<br />
di dati fotogrammetrici<br />
• Posizionamento indoor e outdoor, navigazione<br />
e geodesia operativa<br />
• SDI e interoperabilità<br />
• Historical GIS: cartografia e toponomastica<br />
storica<br />
• Geo(big)data, GeoAnalytics, sistemi di<br />
supporto alle decisioni<br />
• Location-Based Services e Web Mapping<br />
• BIM e H-BIM (Historical/Building<br />
Information Modeling)<br />
• Geomatica e formazione curriculare e<br />
professionale<br />
• Programmi spaziali istituzionali e attività<br />
delle Agenzie Spaziali (ASI, ESA, DLR,<br />
CNES, ..): servizi, opportunità di ricerca<br />
ed esperienze<br />
Ambiti applicativi<br />
• Beni culturali e il paesaggio<br />
• Foreste<br />
• Agricoltura di precisione<br />
• Coste e ambiente marino<br />
• Strutture e infrastrutture<br />
• Ambiente Urbano<br />
• Criosfera<br />
• Emergenze e rischi naturali e antropici<br />
• Pianificazione territoriale di città e sistemi<br />
di trasporto intelligenti e sostenibili<br />
• Cartografia ufficiale e Pubblica<br />
Amministrazione<br />
• Cartografia marittima, militare e tecnica<br />
Invia un abstract entro il 31 Maggio <strong>2024</strong><br />
Tutte le informazioni su www.asita.it<br />
Fonte: ASITA<br />
C’è vita nel nostro mondo.<br />
Trasformazione e pubblicazione di dati<br />
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<strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2024</strong> 45
AGENDA<br />
30 MAGGIO <strong>2024</strong><br />
TECHNOLOGYforALL<br />
OnTheRoad<br />
Tindari (Italy)<br />
https://www.<br />
technologyforall.it<br />
5 - 6 GIUGNO <strong>2024</strong><br />
GEOBUSINESS<br />
London (UK)<br />
https://www.<br />
geobusinessshow.com/<br />
6 - 7 GIUGNO <strong>2024</strong><br />
14° Workshop AIT - ENEA<br />
Telerilevamento applicato<br />
alla gestione delle risorse<br />
idriche<br />
Bologna<br />
https://aitonline.org/<br />
17 – 20 GIUGNO <strong>2024</strong><br />
43rd EARSeL Symposium<br />
Manchester, UK<br />
https://manchester<strong>2024</strong>.<br />
earsel.org/<br />
15–19 LUGLIO <strong>2024</strong><br />
Esri User Conference<br />
San Diego (USA)<br />
https://www.esri.com<br />
4-7 SETTEMBRE <strong>2024</strong><br />
International Conference on<br />
eXtended Reality <strong>2024</strong><br />
Lecce (Italy)<br />
https://www.xrsalento.it/<br />
16 - 19 SETTEMBRE <strong>2024</strong><br />
SPIE Sensors + Imaging<br />
Remote Sensing for<br />
Agriculture, Ecosystems, and<br />
Hydrology XXVI<br />
Edinburgh (UK)<br />
24-26 SETTEMBRE <strong>2024</strong><br />
INTERGEO <strong>2024</strong><br />
Stuttgart (Germany)<br />
www.intergeo.de<br />
https://spie.org/<br />
25 – 27 SETTEMBRE<br />
<strong>2024</strong><br />
Convegno AIC Associazione<br />
Italiana di Cartografia<br />
Roma (Italy)<br />
https://aic-cartografia.it/<br />
9 – 11 OTTOBRE <strong>2024</strong><br />
Dronitaly<br />
Bologna<br />
https://www.dronitaly.it/it/<br />
25 - 26 OTTOBRE <strong>2024</strong><br />
TECHNOLOGYforALL<br />
OnTheRoad<br />
Foligno (Italy)<br />
https://www.<br />
technologyforall.it<br />
2 - 8 DICEMBRE <strong>2024</strong><br />
FOSS4G<br />
Belem (Brasil)<br />
https://<strong>2024</strong>.foss4g.org/en/<br />
10 - 13 DICEMBRE<br />
#ASITA<strong>2024</strong><br />
Conferenza Nazionale di<br />
Geomatica e Informazione<br />
Geografica<br />
Padova (Italy)<br />
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informazioni<br />
Leica BLK360 G2<br />
Premendo un solo pulsante, è possibile acquisire una scansione completa con<br />
immagini sferiche in soli 20 secondi.<br />
La tecnologia VIS combina automaticamente le scansioni in loco per rendere<br />
più rapido il processo di cattura e garantirne la completezza.<br />
Le rilevazioni ottenute con Leica BLK360 vengono utilizzate in molti campi:<br />
ingegneria, architettura, costruzioni, ma anche per progetti di realtà virtuale o<br />
realizzazione di video con particolari effetti visivi.<br />
Gli utenti possono facilmente trasferire i dati e gestirli con i propri software per<br />
ottenere progetti estremamente precisi.<br />
Contattaci, scoprirai molto di più!<br />
Via A. Romilli, 20/8 - 20139 Milano • Tel. +39 025398739<br />
E-mail: teorema@geomatica.it<br />
www.geomatica.it • www.disto.it • www.termocamere.com
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