La tecnologia satellitare a servizio della prevenzione

Gli incendi boschivi rappresentano una delle sfide più importanti per la protezione civile e la resilienza ambientale dell’Italia. Ogni estate, le fiamme mettono a dura prova le infrastrutture, gli ecosistemi e le comunità. Ma cosa succederebbe se potessimo rilevare un incendio nel momento esatto in cui si accende, monitorarne l’evoluzione in tempo reale e coordinare gli interventi con precisione? Grazie all’integrazione del progetto SFIDE della Sapienza Università di Roma, questa visione è diventata realtà anche per DroneSET.

Cos’è SFIDE: La Rivoluzione del Rilevamento Satellitare

SFIDE (Satellite FIre DEtection) è un algoritmo di rilevamento degli incendi basato su immagini satellitari, sviluppato originariamente per rilevare anomalie termiche dalle immagini acquisite dal satellite geostazionario europeo MSG (Meteosat Second Generation), lanciato nel 2002 e divenuto operativo nel 2004 trasmettendo immagini del suo sensore SEVIRI ogni 15 minuti. I satelliti geostazionari, a causa della loro grande distanza dalla superficie terrestre (circa 36.000 km) forniscono dati con risoluzione inferiore rispetto alle loro controparti in orbita bassa (LEO, 700-800 km), che dall’altro lato hanno la possibilità di osservare una determinata area al più due volte al giorno .

L’algoritmo SFIDE è stato pensato per compensare in parte lo svantaggio di risoluzione dei satelliti in orbita geostazionaria sfruttando l’elevata frequenza temporale e cercando di massimizzarne la sensibilità per rilevare gli incendi quanto prima possibile. Tuttavia, in Italia la risoluzione del sensore SEVIRI di MSG è di circa 4 km, mentre piattaforme in orbita LEO come MODIS, seppur solamente due volte al giorno, forniscono immagini con una risoluzione di 1 km nelle bande termiche, mantenendo un grosso vantaggio in termini di sensibilità ai piccoli incendi.

Successivamente, nel 2005 la famiglia di satelliti della serie MSG si è arricchita di un secondo satellite che ha permesso di fornire immagini dell’Europa e del Nord Africa ogni 5 minuti con lo stesso sensore del suo satellite gemello. Più recentemente, nel 2024, il satellite geostazionario europeo di nuova generazione MTG (Meteosat Third Generation) ha permesso di conseguire un enorme salto in avanti nella nostra capacità di osservare l’Europa e l’Africa dall’orbita geostazionaria, fornendo dati ad una risoluzione che arriva fino a 1 km o 500 m per alcuni canali con una frequenza temporale di 10 minuti, riducendo enormemente il gap di sensibilità con le piattaforme in orbita LEO. SFIDE è stato recentemente aggiornato per sfruttare al meglio le caratteristiche del sensore FCI (Flexible Combined Imager), riuscendo a rilevare incendi di intensità molto inferiore e con maggiore anticipo rispetto al predecessore MSG.

In termini semplici, con SFIDE è come avere uno “sguardo ininterrotto dal cielo”. Le mappe degli incendi in tempo reale sono generate automaticamente ogni 5-10-15 minuti a seconda della sorgente di dati, permettendo di catturare i focolai nelle loro fasi iniziali, quando è ancora possibile intervenire efficacemente.

Il sistema funziona cercando sia pixel che risultano più caldi di quelli circostanti in maniera anomala all’interno di una singola immagine (modulo “contestuale”), sia variazioni termiche anomale fra una o più immagini successive del satellite (modulo di “change detection” o “rilevamento del cambiamento”). I pixel che risultano sospetti in base a queste analisi vengono marchiati come potenziali incendi e vengono sottoposti ad una serie di controlli di conferma per ridurre al minimo i falsi allarmi. I candidati che passano tutti i controlli vengono marchiati come anomalie termiche, e geo localizzati con la posizione del centro del pixel in cui sono stati rilevati. Naturalmente, il sistema non è perfetto: le nuvole possono mascherare i focolai sottostanti, e il sistema non distingue intrinsecamente gli incendi di vegetazione da altre sorgenti di emissioni calde come vulcani o impianti industriali, che vengono mappati con dati ancillari. Ma nel complesso, SFIDE rappresenta uno strumento decisivo per anticipare i tempi di risposta, e lo sviluppo dell’algoritmo è in continua evoluzione.

EOSIAL Viewer: La Piattaforma Aperta della Ricerca

Il laboratorio EOSIAL della Scuola di Ingegneria Aerospaziale di Sapienza Università di Roma rappresenta l’eccellenza italiana nella ricerca sul telerilevamento. La piattaforma EOSIAL Active Fire Viewer è uno strumento online gratuito sviluppato dal Prof. Giovanni Laneve e dal Dr. Valerio Pampanoni della Scuola di Ingegneria Aerospaziale.

Valerio Pampanoni, ricercatore nei campi di ricerca che riguardano la gestione degli incendi tramite satellite e l’analisi delle immagini satellitari, ha guidato lo sviluppo di questa piattaforma. La piattaforma utilizza SFIDE integrando anche dati provenienti da NASA FIRMS, Sentinel-3 ed EUMETSAT, creando un quadro informativo completo e multisorgente che mette insieme i dati da satelliti in orbita geostazionaria e in orbita bassa. Questo approccio “open data” è cruciale: nessun algoritmo, per quanto sofisticato, è utile se rimane confinato nei laboratori.

SFIDE Integrato in ISIDE: Portare il Satellite a Terra

DroneSET ha creduto fermamente che la tecnologia funzioni solo quando è messa al servizio della comunità. La nostra piattaforma ISIDE rappresenta esattamente questo: uno strumento operativo pensato per coordinare le missioni di soccorso, monitoraggio e prevenzione.

Grazie all’autorizzazione dei creatori del progetto SFIDE, ISIDE ha integrato i dati satellitari geostazionari di questa innovativa soluzione di rilevamento. ISIDE conteneva già un layer completo di dati satellitari open source come MODIS e VIIRS, fornendo una visione multispettrale degli eventi sul territorio. Con l’integrazione dei dati SFIDE, abbiamo aggiunto una risorsa fondamentale: il rilevamento in tempo reale degli hotspot termici, aggiornato ogni 5-10-15 minuti direttamente dai dati geostazionari dei satelliti MSG e MTG. Questo flusso dati si aggiorna circa ogni 30 minuti sulla piattaforma ISIDE, garantendo una finestra temporale stretta tra il rilevamento satellitare e la possibilità di intervento coordinato.

È importante sottolineare che i dati SFIDE utilizzati in ISIDE sono gli stessi che alimentano EOSIAL Viewer: la ricerca dell’Università Sapienza e le operazioni di DroneSET sfruttano la medesima fonte di informazione, garantendo coerenza e affidabilità nella catena decisionale.

Allarmi Sonori e Visivi: L’Elemento Umano della Tecnologia

Una mappa accurata non serve a nulla se nessuno la guarda al momento giusto. Per questo motivo, abbiamo implementato in ISIDE un sistema di allarmi sonori e visivi che avverte immediatamente gli operatori quando i dati SFIDE rilevano un nuovo focolaio o quando un incendio già noto sta evolvendo in modo critico.

Gli allarmi non sono generici: sono calibrati sui parametri che contano davvero. Una fluttuazione termica minore genera una notifica visiva discreta; un’intensità di calore rilevante attiva anche un allarme sonoro. In questo modo, anche durante le operazioni complesse, gli operatori sanno sempre quando è il momento di prestare attenzione immediata a una nuova minaccia.

Il Valore Della Prevenzione

Il sistema consente di calcolare il rischio di innesco di incendio a seguito dei vari parametri meteorologici misurati e previsti quali temperatura, umidità, vento e precipitazioni. Questo significa che SFIDE non è solo uno strumento reattivo (che individua gli incendi già iniziati), ma anche preventivo: permette di valutare il pericolo prima che le fiamme si accendano.

Per associazioni come DroneSET, che operano nel settore della prevenzione del rischio incendi (AIB – Antincendio Boschivo), questo è fondamentale. Significa poter pianificare pattugliamenti aerei, posizionare risorse nei punti strategici, e preparare le squadre a terra con largo anticipo.

Lo Sguardo dal Cielo Che Aiuta Chi Lavora A Terra

La tecnologia spaziale spesso sembra lontana dalla realtà quotidiana dei soccorritori e dei vigili del fuoco. Ma quando un satellite acquisisce immagini ogni 15 minuti e un algoritmo le trasforma in coordinate geografiche di fuochi attivi, e queste coordinate arrivano in tempo reale sul tablet di un operatore in elicottero o di un coordinatore di protezione civile, allora lo spazio non è più un concetto astratto. È uno strumento di salvataggio.

L’integrazione dei dati SFIDE in ISIDE rappresenta un passo concreto verso l’utilizzo della ricerca scientifica di eccellenza per supportare le operazioni sul campo. Perché la vera innovazione non è quella che rimane nei laboratori, ma quella che salva vite e protegge i nostri boschi.