selva – progetto di ricerca e diffusione del progetto · 2016. 11. 29. · selva – progetto di...

SELVA–ProgettodiRicerca

WP8-Coordinamentodelleattività

ediffusionedelprogetto

NomeFile:SELVA_WP8.docx Pagina2di19

MRT0602 rev.1del09/10/2015

Abstract

“Developmentofintegratedstrategiesfortheproductionofenergyfrombiomassplantsinthe

RietiTerritoryanditsimpactonairquality”.

Withintheprojectacensusontheshort-andmedium-termavailabilityofwoodbiomasswas

carriedout,usingnext-generationtechnologiesandecologicalmodels.Thestudyconsistedinan

analysisofthetargetedterritory,includingbiomassavailability,logistics,energyneedsand

regulatoryissues.Asmallscalebiomassplantwasdesignedandinstalled,anditsimpactonair

qualitywasassessed.Theimpactoftheprojectistheintroductionanddeploymentofsystemsfor

heatandpowergenerationfrombiomass,aswellasanimpactanalysisofsuchplantsonair

qualitybydrawingdifferentscenarios.

Keywords:biomass,waste,GIS,energy





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INDICE:1 Premessa.....................................................................................................................................................5

1.1 Obiettivi...............................................................................................................................................5

1.2 StrutturadelProgetto..........................................................................................................................6

2 StrutturadelWP8......................................................................................................................................7

3 WP8–Coordinamentodell’attivitàediffusionedelprogetto....................................................................8

3.1 WP8.1Organizzazionidiincontricongliattoricoinvoltinelprocesso...............................................8

3.2 WP8.2Organizzazioneconvegniintermedieorganizzazioneconvegnofinale..................................8

3.2.1 “ScenariEnergeticinelLazioeValutazioneAmbientaledell’usodibiomasse–Convegnosul

progettoSelva”,21-06-2012,AreadellaRicercaRoma1,Monterotondo................................................8

3.2.2 “EnergyPeerReviewinLazioRegion”Regions4GreenGrowth(R4GG)-ProjectFundedby

INTERREGIVCProgramme,Tuesday28thMay2013LazioRegionHeadquarter-salaTevere(Via

CristoforoColombo,212-Roma)............................................................................................................12

3.2.3 EGU2016,Vienna,17-22Aprile2016.........................................................................................13

3.2.4 ICEST,Houston(USA),6-10Giugno2016...................................................................................14

3.2.5 GIT2016,Torino,13-15Giugno2016.........................................................................................15

3.3 WP8.3Diffusionedelmaterialeinformativoedeirisultatiottenuticonilprogetto........................16

3.3.1 Pubblicazioni...............................................................................................................................16

3.3.2 Ilsitowebwww.progettoselva.it................................................................................................16

3.3.3 IlwebGIS....................................................................................................................................19





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INDICEDELLEFIGURE:

Figura1–LocandinaconvegnosulprogettoSelva,21-06-2012,AreaRicercaRoma1...................................10

Figura2-Varieimmaginidelconvegno“ScenarienergeticinelLazioeValutazioneAmbientalenell’usodi

biomasse”........................................................................................................................................................11

Figura3–Locandinaworkshop“EnergypeerreviewinLazioRegion”,RegioneLazio,28-05-2013..............12

Figura5–Unadelleslidedellapresentazione“Environmentalimpactofbiomassburningforcivilusesonto

amountainarea”realizzataperl’ottavaConferenzaInternazionalesulleScienzeeTecnologieAmbinetali,

6-10giugno2016,Houston(USA)...................................................................................................................14

Figura7–Immaginirelativealportalewebdelprogetto,consultabileallink:www.progettoselva.it..........18

Figura8–ImmaginerelativaalwebGISconsultabileallink:www.progettoselva.it/webgis/.......................19





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1 PremessaSelvaèunprogettodelCNR-IIA,finanziatodallaRegioneLaziotramitelaConvenzionetraRegione

Lazio e CNR-IIA stipulata il 30/09/2009 Reg. Cron. 11557 del 20/10/2009 “Sviluppo di strategie

integrate per la produzione di energia da impianti a biomasse nel Territorio del Reatino e sue

ricadutesullaqualitàdell’aria”

Ilprogettovuolerispondereagliobiettivi inmateriastabilitidallaRegioneLazio. Inparticolareè

statorealizzatouncensimentosulladisponibilitàdibiomassaabreveemediotermineutilizzando

tecnologie di nuova generazione (telerilevamento mediante sensori iperspettrali ad alta

risoluzione)emodelliecologici.

Si è proceduto inoltre con un’analisi territoriale e di fabbisogno energetico per stabilire

introduzioneedislocazionedi impiantiper lagenerazionedi caloreedenergiadabiomassesiè

avviato inoltre un’analisi dell’impattodi tali impianti sulla qualità dell’aria disegnandodifferenti

scenari.

Nel corso del progetto inoltre si è proceduto con il dimensionamento e la realizzazione di un

impiantopilotadipiccolatagliaabiomasse,nelqualesarannoinoltreeseguitinumerosistudicirca

leemissioniderivanti.

I risultati del progetto sono stati inoltre presentati in convegni e i dati sono stati oggetti di

pubblicazioniscientifiche.

1.1 Obiettivi1. Analisidettagliatadelladisponibilitàdibiomassapresentesul territoriodellaProvinciadi

Rieti;

2. AnalisidettagliatadellacondizionedellaviabilitàpresentanellaProvinciadiRieti;

3. AnalisidelleattivitàantropicheedeinucleiresidenzialinellaProvinciadiRieti;

4. Dimensionamentodiimpiantotipotrasportabilepressol’areadellaricercadelCNR;

5. Esecuzionedicampagnedimonitoraggiofinalizzateall’analisidelleemissionidall’impianto

a biomasse al variare delle tipologia di combustibile e dei sistemi di abbattimento

disponibilisulmercato;

6. Analisideivantaggieconomiciesanitarirelativiall’introduzionediimpiantiabiomassenel

territorio;

7. Analisideglieffettiambientaliconnessiconunutilizzodifferenziatodellefontienergetiche

nelterritoriodellaRegione;

8. Definizioneedanalisidegliscenaridiqualitàdell’aria;

9. Definizioneedanalisidelloscenarioenergetico;

10. Implementazione sito WEB e WEBGIS con integrato uno strumento di supporto alle

decisioniedallavalutazione;

11. SupportonellaprogettazioneperlaricercafondiComunitarisullefontirinnovabili;





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12. Sviluppodiinnovativemetodicheperilcontrollodelleemissionidaimpiantiabiomassae

sistemiperlariduzionedelleemissioni.

1.2 StrutturadelProgettoIlProgettoèsuddivisoin8WorkPackage(WP):

• WP-1:Raccoltadelleinformazionisulladisponibilitàdibiomasse

• WP-2:Analisidellefilierebiomassa-caloreebiomassa-energia

• WP-3:Individuazionedeisitididislocazionedegliimpianti

• WP-4:Analisidelloscenarioenergetico

• WP-5:Analisidegliscenaridiqualitàdell’aria

• WP-6:Installazioneditecnologiedimonitoraggiodell’inquinamento

• WP-7: Progettazione Impianto di biomasse sul territorio della Provincia di Rieti ed

installazioneimpianto

• WP-8:Coordinamentodell’attivitàediffusionedelprogetto





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2 StrutturadelWP8

Leattivitàprevisteall’internodelWP8eranoleseguenti:

• WP8.1Organizzazionidiincontricongliattoricoinvoltinelprocesso

• WP8.2Organizzazioneconvegniintermedieorganizzazioneconvegnofinale

• WP8.3Diffusionedelmaterialeinformativoedeirisultatiottenuticonilprogetto

• WP8.4Analisifuturiaccordieprogetti

dicuiimplementate:

• WP8.1Organizzazionidiincontricongliattoricoinvoltinelprocesso

• WP8.2Organizzazioneconvegniintermedieorganizzazioneconvegnofinale

• WP8.3Diffusionedelmaterialeinformativoedeirisultatiottenuticonilprogetto





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3 WP8–Coordinamentodell’attivitàediffusionedelprogetto

3.1 WP8.1OrganizzazionidiincontricongliattoricoinvoltinelprocessoTutto ilprogettohaportatoavantiun’idea innovativaed inclusivadipolicymaking, tentandodi

coinvolgerequantopiùpossibileidiversiattoriinteressatiallariuscitadellostesso.L’ideaallabase

dellasceltasi fondasulpresuppostochelapolitica, leamministrazioni,dunquechièdeputatoa

prenderedecisioni,maanchelepersoneinteressateavariotitoloaltematrattato(imprenditori,

agricoltori,glistessicittadini)debbanoessereinformatiepartecipidellepossibilitàenovitàcheun

progetto del genere porta al suo interno. Affinché le attività progettuali apportassero dei reali

benefici,infatti,entrambelecategorieavrebberodovutoavereunchiaroecompletoaccessoalle

informazioniedairisultatichemanmanovenivanofuorinell’attuazionedelprogramma.Questo

avrebbe comportato, inoltre, l’acquisizionedella consapevolezzanecessaria allo sviluppoedalla

gestionedidecisionicomplesseriguardantiuntemafondamentalequalequellodellagenerazione

dienergiadafontialternativecomelebiomasse.

L’ideadicoinvolgeregliattori localisiètradottaconunaseriedi incontrisvoltisisulterritoriodi

riferimento, in particolare nel comune di Leonessa, durante lo svolgimento delle attività

progettuali. I meeting hanno visto presenti, oltre all’Istituto sull’Inquinamento Atmosferico del

CNR, anche le istituzioni locali, con in testa i rappresentanti dellamunicipalità di Leonessa, da

subito interessata e propositiva in merito all’argomento, ma anche vari stakeholders quali

agricoltori,imprenditori,semplicicittadini.

3.2 WP8.2Organizzazioneconvegniintermedieorganizzazioneconvegnofinale

3.2.1 “Scenari Energetici nel Lazio e Valutazione Ambientale dell’uso di biomasse –

Convegno sul progetto Selva”, 21-06-2012, Area della Ricerca Roma1,

Monterotondo

Il 21giugnodel 2012 l’Istituto sull’InquinamentoAtmosfericohaorganizzatopresso l’Areadella

RicercaRoma1aMonterotondoilconvegnodaltitolo“ScenariEnergeticinelLazioeValutazione

Ambientaledell’usodibiomasse–ConvegnosulprogettoSelva”,incuirappresentantidell’Istituto

hannoillustratoirisultatiottenutifinoaquelmomento.





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Nellospecifico,comesievinceinfigura1,gliinterventiinscalettaeranoiseguenti:

• LaRegioneLazioeilpianoenergetico;

• LaProvinciadiRietielefontirinnovabili;

• IlprogettonelComunediLeonessa;

• Lebiomasse:opportunitàdicrescitasostenibile;

• Tecnologieperl’utilizzodibiomasse;

• IlprogettoSelva;

• Iprincipaliaspettidellanormativainerenteagliimpiantiabiomassa;

• ScenarienergeticiperlaRegioneLazioelaprovinciadiRieti;

• Lafilieradellegnoegliaspettisocioeconomici;

• Analisiterritorialiesatellitariperladisponibilitàdibiomasse;

• Unsistemadisupportoalledecisioniperlastimadellafilieralegno-energia;

• Attivitàdimonitoraggiodelleemissionidagliimpiantiabiomasse;

• Caratterizzazioneevalutazionedelleemissioniinambiente.





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Figura1–LocandinaconvegnosulprogettoSelva,21-06-2012,AreaRicercaRoma1

ore 9.30 REGISTRAZIONE

ore 10.00 INTRODUZIONE E SALUTI ISTITUZIONALIMarco Mattei: Assessore all'Ambiente e Sviluppo sostenibile Regione LazioEnrico Brugnoli: Direttore Dipartimento Terra e AmbienteNicola Pirrone: Direttore CNR IIA

ore 10.30 LA REGIONE LAZIO E IL PIANO ENERGETICOAntonietta Piscioneri: Direzione Regionale Protezione Civile.

ore 10.45 LA PROVINCIA DI RIETI E LE FONTI RINNOVABILIGIancarlo Felici: Assessore all’Ambiente Provincia di Rieti

ore 11.00 IL PROGETTO NEL COMUNE DI LEONESSAPaolo Tranca: Sindaco del Comune di Leonessa

ore 11.15 LE BIOMASSE: OPPORTUNITA’ DI CRESCITA SOSTENIBILE Gianni Silvestrini: Exalto

ore 11.30 TECNOLOGIE PER L‘UTILIZZO DELLE BIOMASSEMario Gamberale Azzero CO2

ore 11.45 COFFEE BREAK

ore 12.00 IL PROGETTO SELVAFrancesco Petracchini - CNR IIA

ore 12.15 I PRINCIPALI ASPETTI DELLA NORMATIVA INERENTE GLI IMPIANTI A BIOMASSAAlessandra Fino - CNR IIA

ore 12.30 SCENARI ENERGETICI PER LA REGIONE LAZIO E LA PROVINCIA DI RIETILucia Paciucci - CNR IIA

ore 12.45 LA FILIERA DEL LEGNO E GLI ASPETTI SOCIO ECONOMICISabina di Franco - CNR IIA

ore 13.00 LUNCH

ore 14.00 ANALISI TERRITORIALI E SATELLITARI PER LA DISPONIBILITA' DI BIOMASSE Alessia Allegrini - CNR IIA

ore 14.15 UN SISTEMA DI SUPPORTO ALLE DECISIONI PER LA STIMA DELLA FILIERA BIOMASSA-ENERGIA Sergio Cinnirella - CNR IIA

ore 14.30 ATTIVITA’ DI MONITORAGGIO DELLE EMISSIONI DAGLI IMPIANTI A BIOMASSEEttore Guerriero - CNR IIA

ore 14.45 CARATTERIZZAZIONE E VALUTAZIONE DELLE IMMISSIONI IN AMBIENTEAngelo Cecinato - CNR IIA

ore 15.00 SALUTI FINALINicola Pirrone - CNR IIA

SELVAScenari Energetici nel Lazio e

Valutazione Ambientale dell’uso di biomasse CONVEGNO SUL PROGETTO SELVA

21 GIUGNOMONTEROTONDO - Area della Ricerca di Roma 1

Sala Conferenze

Il progetto SELVA vuole rispondere agli obiettivi in materia stabiliti dalla Regione Lazio e si suddivide nelle seguenti attività:

WP-1: Raccolta delle informazioni sulla disponibilità di biomasse;WP-2: Analisi delle filiere biomassa-calore e biomassa-energia;WP-3: Individuazione dei siti di dislocazione degli impianti;WP-4: Analisi dello scenario energetico;WP-5: Analisi degli scenari di qualità dell’aria;WP-6: Installazione di tecnologie di monitoraggio dell’inquinamento;WP-7 Progettazione Impianto di biomasse sul territorio della Provincia di Rieti ed installazione impianto;WP-8: Coordinamento dell’attività e diffusione del progetto.





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Figura2-Varieimmaginidelconvegno“ScenarienergeticinelLazioeValutazioneAmbientalenell’usodibiomasse”





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3.2.2 “Energy Peer Review in Lazio Region” Regions4GreenGrowth (R4GG) - Project

Funded by INTERREG IV C Programme, Tuesday 28th May 2013 Lazio Region

Headquarter-salaTevere(ViaCristoforoColombo,212-Roma)

Il28maggio2013siètenuto,pressolasedecentraledellaRegioneLazio,unworkshopdaltitolo

“Energy Peer Review in Lazio Region, all’interno del progetto Regions4GreenGrowth (R4GG)

finanziatodalprogrammaInterregIVC.

Il responsabile scientifico del progetto Selva, l’Ing. Francesco Petracchini, ha partecipato al

workshop con un intervento dal titolo “Energy production from biomass in Lazio Region:

environmentaleconomicimpactsassessment(SelvaProject).

Figura3–Locandinaworkshop“EnergypeerreviewinLazioRegion”,RegioneLazio,28-05-2013

Rome, 27-31/05/2013

Energy Peer Review in Lazio Region Regions4GreenGrowth (R4GG) - Project Funded by INTERREG IV C Programme

Tuesday 28th May 2013

Introductory workshop with stakeholders involvement Lazio Region Headquarter- sala Tevere (Via Cristoforo Colombo, 212 - Roma)

Chairman: Stefano Cordiner (University of Rome Tor Vergata)

9.30- 10.00 Registration

10.00 - 10.30

Opening Chairman: Stefano Cordiner (University of Rome Tor Vergata)

Welcome from Lazio Region- Luca Fegatelli Presentation of the Peer Review in Lazio Region- Antonietta Piscioneri

10.30 - 11.00 The energy planning in Italian region: some example from Lazio region. Andrea Forni ENEA (Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development)

11.00 - 11.30 RES support schemes in Italy: an overview. Alessandro Pellini- GSE (National Manager of Electrical Services)

11.30 - 12.00 Coffee break

12.00 - 12.20 Low enthaply geothermal resources for large scale direct uses Guido Giordano- University of Rome 3

12.20 - 12.40

Energy production from biomass in Lazio Region: environmental economic impacts assessment (Selva Project). Francesco Petracchini- CNR-IIA (Institute of Atmospheric Pollution Research of the National Research Council of Italy)

12.40 - 13.00 Model to assess CO2 emissions of Regional Policy Programmes. Roberto Del Ciello- ENEA (Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development)

13.00 -14.15 Lunch buffet

14.15 - 14.35 Solar concentrators for indoor lighting and photovoltaic generation. Andrea Tucci- University of Tuscia

14.35 –15.00 Heat transfers in a low-enthalpy geothermal plant: a suitable solution to exploit local sources. Elena Allegrini- University of Tuscia

15.00- 15.20 Innovative Tools for mini wind energy planning Livio Crestini - Energie Etiche s.r.l

15.20 - 15.50 Energy production from residual and waste biomass: fuel properties and bio-methane potential. Silvia Cocchi- University of Tuscia

15.50 - 16.00 Wind development in Lazio: state of art and prospective. Giulio De Simone Intellienergia s.r.l.

16.00 - 16.30 Biogas in Lazio Region: state, trends, potential and development strategies. Nicola Colonna ENEA (Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development)

16.30 Open discussion, Q&A Conclusions





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3.2.3 EGU2016,Vienna,17-22Aprile2016

L’EGU, ovvero la European Geosciences Union, organizza ogni anno a Praga quello che è

considerato uno degli eventi più importanti a livello europeo per chi si occupa di scienze della

terra e dello spazio. L’Istituto sull’Inquinamento Atmosferico del CNR ha partecipato alla

conferenza di Vienna del 2016 con uno contributo dal titolo “Analysis of vegetation by the

application of a physically-based atmospheric correction algorithm toOLI data: a case study of

LeonessaMunicipality, Italy”, apartiredagli studi effettuati nel territoriodi Leonessadurante il

progettoSelva.

Remote sensing techniques allow to estimate vegetation parameters related to large areas for forest health eval-uation and biomass estimation. Moreover, the parametrization of specific indices allows to study biogeochemical cycles and energy exchange between soil/vegetation and atmosphere. This paper focuses on the evaluation of vegetation cover in Leonessa Municipality, Latium Region (Italy), by the use of 2015 Landsat 8 applying the OLI@CRI (OLI ATmospherically Corrected Reflectance Imagery) algorithm de-veloped following the procedure described in Vermote et al. 2006, 2008. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) was derived from the OLI corrected image and the retrieved product was then spatially resampled at MODIS image resolution and finally validated with the NDVI of MODIS considered as reference.

1. Introduction The study area is located in the Leonessa Municipali-ty, in the Southern Italy (Latium District, Italy) and centred at 332755.31 m E and 4714641.70 m N. The Municipality of Leonessa has about 10.000 hec-tares of forest coverage that generate a significant economic activity based on biomass production. To this end, the knowledge of vegetation coverage by remote sensed data can represent an important step for forestry management.

4. Method

2. Study Area

Fig. 1: Location of the study area and Forest Management Plan.

Fig. 3: MODIS Data.

Fig. 4: Processing scheme.

3. Data

5. Results

References

Alessandro Mei1*, Ciro Manzo1, Francesco Petracchini1, Cristiana Bassani1

1CNR-IIA, Institute of Atmospheric Pollution Research, Research Area of Rome 1, Via Salaria Km 29,300, 00016-Monterotondo Scalo, Rome, Italy - phone: +39 06 90672406, *[email protected]

The remote sensing dataset is composed by open-source MODIS and Landsat 8 OLI imagery.

Bassani, C.; Cavalli, R.M.; Pignatti, S. (2010). Aerosol Optical Retrieval and Surface Reflectance from Airborne Remote Sensing Data over Land. Sensors , 10, 6421-6438.

Kotchenova, S. Y., Vermote, E. F., Matarrese, R., & Klemm Jr, F. J. (2006). Validation of a vector version of the 6S radiative transfer code for atmospheric correction of satellite data. Part I: Path radiance. Applied optics, 45(26), 6762-6774.

Vermote, E.F., and Kotchenova S.(2008) Atmospheric correction for the monitoring of land surfaces, Journal of Geophysical Research, VOL. 113.

Vermote, E.F. et al., (2006). Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum - Vector (6SV). http://6s.ltdri.org, . 6S User Guide Version 3.

Nagol J. R. , Sexton J. O. , KimD.-H., Anand A. , MortonD. , Vermote E. , Townshend J. R.,(2015). Bidirectional effects in Landsat reflectance estimates: Is there a problem to solve?, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Volume 103, Pages 129-135, ISSN 0924-2716.

Characteristics of downloaded MODIS data: -Acquisition time: 07/01/2015 -Spectral : 2 bands -Spatial: 250 meters -Data: reflectance

Fig. 2: LANDSAT Data.

Characteristics of downloaded Landsat 8 -Acquisition time: 07/01/2015 -Spectral: 8 bands -Spatial: 30 meters -Data: radiance

The Landsat 8 imagery was atmospherically corrected by using the OLI@CRI (OLI ATmospherically Corrected Reflectance Imagery) algorithm. The procedure, described in Bassani et al. 2010, is based on 6SV radiative transfer model (Kotchenova et al., 2006; Vermote et al. 2006) and ables to simulate the radiative field in the atmosphere-earth coupled system. The OLI corrected image was then spatially resampled at MODIS image resolution. The NDVI, that considers the sensor channels which are sensi-tive to chlorophyll absorption and cell structure, was computed by the use NearInfraRed (NIR) and RED bands of both MODIS and LANDSAT: To compute the NDVI bands b1-Red (0.62-0.67) and b2-NIR (0.84-0.88) of MODIS and b4-Red (0.64-0.67) and b5-NIR (0.85-0.88) for LANDSAT were used. After the selection of homogeneous training areas at MODIS resolution, the retrieved products were finally validated by the NDVI of MODIS con-sidered as reference.

6. Conclusion

Fig. 6: NDVI trend from 40 km transect.

Fig. 5: NDVI of MODIS and LANDAST imagery.

For the validation of the OLI NDVI, homogeneous ROIs are selected considering MODIS imagery and Leonessa Forest Management Plan. A threshold value of 5% of MODIS NDVI values is adopted (fig. 5) to select the ROIs: -ROI 1: copse (dense) -ROI 2: grazing land -ROI 3: cultivated land -ROI 4: copse (sparse)

Fig. 5: ROI homogeneity evaluation (MODIS).

Fig. 7: NDVI variability in LANDSAT imagery at 250m and 30m

NDVI was derived from the OLI corrected image and MODIS reflectance imagery.

The OLI product was then spatially resampled at MODIS image resolution and then validated by the NDVI of MODIS considered as reference. Lower NDVI correlation corresponds to non-homogeneous land cover in LANDSAT imagery (ROI2 and ROI3) and in such areas where a great topographic variation is present (eg. Be-tween ROI2 and ROI3). An improvement of the OLI@CRI algorithm will be made considering DEM and slope orienta-tion effects.

The OLI data completes the remote sensing dataset required for a comprehensive analysis of the sub-regional biomass production by using data of the new generation remote sensing sensor and an atmospheric radiative transfer model. If the OLI@CRI algorithm is ap-plied to a temporal series of OLI data, BDRF and DEM effects computed, the influence of the solar radiation on the above-ground veg-etation can be analysed as well as vegetation index variation.

MODIS

Reflectance (250m)

OLI

Radiance (30m)

MODIS NDVI

Resampling (250m)

OLI NDVI

Reflectance by OLI@CRI

COMPARISON (250m VS 30m)

LANDSAT 8 MODIS

Analysis of vegetation by applying a physically-based atmospheric correction algorithm to OLI data: a case study of Leonessa Municipality, Italy

1

4

3 2

Figura4-Posterdell’Istitutosull’InquinamentoAtmosfericoaEGU2016





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3.2.4 ICEST,Houston(USA),6-10Giugno2016AgiugnosiètenutoaHouston,inTexas,l’ottavaConferenzaInternazionalesulleScienzee

TecnologieAmbientali,el’Istitutosull’InquinamentoAtmosfericohapartecipatoconuna

presentazioneoraledaltitolo“Environmentalimpactofbiomassburningforcivilusesontoamountainarea”,incuivenivanoespostiirisultatideimonitoraggidellaqualitàdell’ariarealizzati

durantel’implementazionedelprogettoSELVAnell’hinterlanddiLeonessa.

Figura5–Unadelleslidedellapresentazione“Environmentalimpactofbiomassburningforcivilusesontoamountainarea”realizzataperl’ottavaConferenzaInternazionalesulleScienzeeTecnologieAmbinetali,6-10giugno2016,Houston(USA)





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3.2.5 GIT2016,Torino,13-15Giugno2016

IlconvegnonazionaledelGruppoGITGeoscienzeeTecnologieInformatiche,organizzatodalGIT–

SezionedellaSocietàGeologicaItaliana,dall’IstitutodiGeoscienzeeGeorisorsedelCNR(CNR-IGG)

edalDipartimentointerateneoPolitecnico/UniversitàdiTorinodiScienze,ProgettoePolitichedel

Territorio (DIST) e giunto alla XI edizione, ha visto la presenza dell’Istituto sull’Inquinamento

Atmosferico con un contributo dal titolo “Valutazione della biomassa nella provincia di Rieti

attraverso dati territoriali e satellitari”, redatto a partire dai dati estrapolati dalle attività del

progettoSelva.

Valutazione della disponibilità di biomassa nella Provincia di Rieti attraverso dati territoriali e satellitari Mei Alessandro1, Manzo Ciro1, De Santis Valentina2, Allegrini Alessia1, Petracchini Francesco1, Bassani Cristiana1

1 CNR - Istituto sull’Inquinamento Atmosferico (IIA), Via Salaria Km. 29.300, 00016 Monterotondo Staz.(Roma) - Italia [email protected] 2 CNR - Consiglio Nazionale delle Ricerche - Ufficio Servizi Generali, Piazzale Aldo Moro, 7 - 00185 Roma (RM)

GIT- Geosciences and Information Technologies XI Convegno — Castello del Valentino di Torino 13-15 Giugno 2016

Area di Studio e Piano di Assestamento Forestale del Comune di Leonessa (Rieti—Lazio)

Variabilità dell’ NDVI nella LANDSAT 8 a 30m Valutazione dell’ eterogeneità delle ROI (MODIS).

Mentre le immagini Landsat ETM+ e MODIS erano prodotti surfa-ce reflectance, l’immagine Landsat 8 era in radianza. E’ stata quin-di necessaria la correzione atmosferica utilizzando l’algoritmo OLI@CRI (OLI ATmospherically Corrected Reflectance Imagery) sviluppato appositamente per l’OLI. La procedura, descritta in Bassani et al. 2010, è basata nel modello di trasferimento radiati-vo 6SV (Kotchenova et al., 2006; Vermote et al. 2006). L’immagine così corretta è stata ricampionata spazialmente alla risoluzione del MODIS per la validazione del algoritmo tramite il calcolo dell’indice NDVI (bande MODIS : b1-Red (0.62-0.67) e b2-NIR (0.84-0.88); bande Landsat: b4-Red (0.64-0.67) e b5-NIR (0.85-0.88)).

Lo sfruttamento dei boschi ai fini della produzione di biomassa legnosa è una risorsa rinnovabile importante per la produzione di energia elettrica o di calore. Tuttavia, affinché tale utilizzo sia sostenibile da un punto di vista ambientale, è necessaria sia un'ac-curata pianificazione della gestione del patrimonio boschivo che l'abbattimento delle emissioni di polveri (PM10) e di inquinanti (NOx) dagli impianti di produzione attraverso sistemi di filtrazione. Alla base dell’ottimizzazione della filiera è necessario ottenere indicazioni circa la disponibilità di biomassa sul territorio in esame. Tali informazioni, generalmente reperibili all’interno dei Pro-grammi di Sviluppo Rurali (PSR) e all’interno dei Piani di Assestamento Forestale (PAF), spesso non forniscono un’adeguata omo-geneità informativa sia in termini spaziali che temporali. Tuttavia attraverso l’utilizzo di sensori satellitari è possibile studiare la co-pertura boschiva ed ottenere delle stime circa la disponibilità della biomassa legnosa. In questo lavoro si è valutata quindi la pos-sibilità dell’utilizzo dei sensori montati a bordo dei satelliti Landsat 7 e 8, Enhanced Thematic Mapper + (ETM+) e Optical Land Imager (OLI) per la stima della biomassa all’interno del Comune di Leonessa (Rieti).

1. Introduzione 2. Area di Studio L’ Area di studio è localizzata all’interno del territorio del Comune di Leo-nessa, Provincia di Rieti, Lazio (332755.31 m E, 4714641.70 m N). Il territo-rio forestale del Comune di Leonessa si estende per circa 10.000 ettari di foreste generando un significativo indotto economico a scala locale basato sulla produzione di biomassa. Il processo di analisi della Carta Assestamen-tale 2001-2010 (scala 1:25.000), ha permesso di estrarre alcuni livelli infor-mativi fondamentali per lo studio del territorio boscato e di raggruppare i dati di maggior interesse all’interno di un unico progetto in ambiente GIS.

- Landsat 7 ETM+: del 06/09/2001 , 7 bande, risol-uzione 30 m, riflettanza - Landsat 8 OLI: del 07/01/2015 , 8 bande, risol-uzione 30 m, radianza - MODIS: del 07/01/2015 , 2 bande, risoluzione 250 m, riflettanza - Ortofoto 2006 + CTR - PAF 2001-2010

MODIS Reflectance (250m)

OLI Radiance (30m)

MODIS

Resampling (250m)

OLI NDVI

Reflectance by OLI@CRI

COMPARISON for validation (250m VS 30m)

LANDSAT 8 (2015) MODIS (2015) LANDSAT 7 (2001)

Landsat 7 Reflectance (30m)

NDVI, TC greenness

PAF – (2001-2010)

Modello indice/Biomass (m3/ha) N

on validata

Applicazione modello a L8

Validata

Digitalizzazione

Mappa biomassa 2015

3. Dati e Metodi

MODIS

L8

L7 e PAF

4. Pre-processing

Transetto NDVI L8/MODIS Dataset di calibrazione

0.68 Indice corr. Pearson NDVI Indice corr. Pearson Green-

ness 0.54

Modello (NDVI) Biomassa= 2492*NDVI-1957 Dataset di validazione

RMSE BIAS VARIANCE RATIO 93,13 0,70 0,79

5. Risultati I PSR del Lazio (2007/2013) hanno fornito le mappe delle risorse agro-forestali, mentre il PAF del Comune di Leonessa ha fornito le tipologie di risorse legnose. In particolare, le caratteristiche principali di ogni singola particella come l’estensione (ha), la provvigione (m3/ha), il numero di piante, il piano dei tagli. Tutti i dati sono stati catalogati in un Geographi-cal Information System (GIS) come dati di calibrazione e validazione nel processo di classificazione delle immagini Landsat 7 mostrando una buo-na correlazione con la biomassa. E’ stato quindi esteso il range temporale delle indagini da satellite utilizzando i dati Landsat 8 relativi al periodo 2013-2016.

Mappe di greeness e NDVI ottenute con dati Landsat 7

Correlazione tra biomassa (m3/ha) e in-dice NDVI (Landsat 7)

Variabilità NDVI stagionale (CCI ESA 2000)

Selezione dell’intervallo temporale ottimale per

l’immagine L7

Applicazione modello a Landsat 8 (2015) e realizzazione mappa biomassa (m3/ha)

Esportazione mappa biomassa su supporto Google Earth

Collegamento con il Database in QGis per l’accesso ai dati relativi al PAF

Tale lavoro, avvalendosi di tecnologie avanzate quali sensori di ultima genera-zione dell'osservazione della terra, è il primo passo per l'implementazione di un sistema robusto utile alle amministrazioni locali e agli organi decisori per una gestione responsabile del patrimonio boschivo. Sebbene l’algoritmo OLI@CRI necessiti ancora di miglioramenti, i risultati ottenuti sono stati co-munque incoraggianti per l’applicazione del sensore L8 in aree montuose per la stima della biomassa in assenza di PAF aggiornati.

Conclusioni

Bassani, C.; Cavalli, R.M.; Pignatti, S. (2010). Aerosol Optical Retrieval and Sur-face Reflectance from Airborne Remote Sensing Data over Land. Sensors , 10, 6421-6438.

Kotchenova, S. Y., Vermote, E. F., Matarrese, R., & Klemm Jr, F. J. (2006). Valida-tion of a vector version of the 6S radiative transfer code for atmospheric cor-rection of satellite data. Part I: Path radiance. Applied optics, 45(26), 6762-6774.

Vermote, E.F., and Kotchenova S.(2008) Atmospheric correction for the monito-

ring of land surfaces, Journal of Geophysical Research, VOL. 113.

Vermote, E.F. et al., (2006). Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum - Vector (6SV). http://6s.ltdri.org, . 6S User Guide Version 3.

Nagol J. R. , Sexton J. O. , KimD.-H., Anand A. , MortonD. , Vermote E. , Town-shend J. R.,(2015). Bidirectional effects in Landsat reflectance estimates: Is the-re a problem to solve?, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Volume 103, Pages 129-135, ISSN 0924-2716.

Bibliografia

Web

Figura6–Posterdell’Isititutosull’InquinamentoAtmosfericoaGIT2016





MRT0602 rev.1del09/10/2015

3.3 WP8.3Diffusionedelmaterialeinformativoedeirisultatiottenuticonil

progetto

3.3.1 Pubblicazioni

IdatiprodottidalleattivitàsvolteduranteilprogettoSelvahannofinoraportatoall’elaborazione

diduearticoliscientifici,unodeiqualiancorainfasedirevisione:

• Petracchini F,RomagnoliP,Paciucci L,Vichi F, ImperialiA,PaoliniV, LiottaF,CecinatoA

Influence of transport fromurban sources and local biomass combustion and on the air

qualityofamountainarea.EnvironmentalScienceandPollutionResearch,ISSN:0944-1344(Print)1614-7499(Online).DOI:10.1007/s11356-016-8111-1

Sitrattadellavorodianalisideidatiprodottidallecampagnedimonitoraggiodellaqualitàdell’aria

effettuatenelcomunediLeonessaduranteduediversestagioni, inverno/estate,ecomprendere

quantoessapossavenireinfluenzatadallacombustionedomestica(utilizzodeicamini).

• MeiA,SalvatoriR,BassaniC,PetracchiniF(underreview)Biomassevaluationbytheuseof

Landsat satellite imagery and forestry data. Rendiconti Online della SGI - GIT 2016Geosciencesand InformationTechnologies, sezionedellaSocietàGeologica Italiana. ISSN:2035-8008

Si tratta di un lavoro di analisi e valutazione della biomassa nel territorio dellamunicipalità di

Leonessaattraversol’utilizzodidatiforestaliedimmaginisatellitari(Landsat7ETM+eLandsat8-

OLI).

3.3.2 Ilsitowebwww.progettoselva.it

Per diffondere almeglio il progetto ed i suoi risultati una parte fondamentale la detiene il sito

internet,edilwebgisadessocollegato.

Ilportaledelprogettoèsuddivisoinsezioni,ognunaconunasuaspecificità:





MRT0602 rev.1del09/10/2015

• Il progetto, a sua volta suddiviso in obiettivi, struttura, telerilevamento, qualità dell’aria,

emissioniedenergia;ladescrizionedeiWPs,alcunidatirilevantiedilteamchenehareso

possibilel’implementazione;

• Una breve sezione dedicata all’Istituto sull’Inquinamento Atmosferico, alla sua storia, la

suaexpertise,leinfrastrutture,iserviziofferti;

• CisonoleinformazionirelativeallastazionesperimentaleinstallatainlocalitàTerzone,nei

pressi dell’impianto a biogas, dotata di griglia mobile per la realizzazione di test sulle

emissioniderivantidallacombustione;

• LasezionededicataalwebGIS,dicuisitratteràinseguitoinmanierapiùspecifica;

• La sezionededicataalla filieradel legno, con focus sui singoli anelli che la compongono,

ovverobosco,trasporto,combustione,emissioni,impatti,socio-economia;

• Lasezionedellenews;

• Ultima ma non per importanza, la sezione dedicata ai materiali prodotti durante

l’implementazionedelprogetto,suddivisiinbaseaiWPsedadisposizionedegliutenti.





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Figura7–Immaginirelativealportalewebdelprogetto,consultabileallink:www.progettoselva.it





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3.3.3 IlwebGIS

Tuttiidatiprodottidurantel’implementazionedelprogettosonostatiraccoltiedorganizzatiinun

web GIS, ovvero un sistema georeferenziato di informazioni di tipo ambientale, urbanistico,

territorialeconsultabileedinterrogabileonlineattraversounamappainterattiva.

IdiversilayerpresentisulwebGISdannolapossibilitàall’utentediinteragireconlapiattaforma,

che restituisce le informazioni richieste attraversouna tabella visibile nella parte inferioredello

schermo.

Facileedintuitivo,ilwebGISèunsistemacheracchiudealsuointernotutteleinformazioniedi

datiraccoltidurante larealizzazionedelprogetto,risultandodunqueunostrumentodisupporto

alledecisionimaanchepervalutazioniditipoambientalemaanchesocio-economico.

Lapiattaformawebgisèconsultabileallink:http://www.progettoselva.it/webgis/

Figura8–ImmaginerelativaalwebGISconsultabileallink:www.progettoselva.it/webgis/

selva – progetto di ricerca e diffusione del progetto · 2016. 11. 29. · selva – progetto di...

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