1. Riduzione dei Rischi di Volo e Nowcasting
Aeroportuale
(RIVONA Cod.75)
Coordinatore scientifico
Franco, Prodi, CNR-ISAC

2. Le unità di ricerca
LareteècostituitadatreIstitutidelConsiglioNazionaledelleRicerche(CNR)
Unità di ricerca Responsabile/i
Istituto di Scienze dell’Atmosfera e del
Clima (ISAC ) - UR1-UR2-UR3
Franco Prodi – Gian Paolo Marra
Istituto di Ricerca Sulle Acque (IRSA) -
UR4
Michele Vurro – Vito Felice Uricchio
Istituto di Studi sui Sistemi Intelligenti
per l'Automazione (ISSIA) -UR5
Guido Pasquariello

3. Obiettivi della Rete
Questo progetto si propone di sviluppare sistemi innovativi ad alto
valore aggiunto finalizzati alla riduzione dei rischi meteorologici alla
navigazione aerea in zona di avvicinamento e nel sedime aeroportuale,
attraverso la riduzione e mitigazione di alcuni rischi di volo, la gestione
della previsione meteorologica (nowcasting aeroportuale), la gestione
di dati telerilevati provenienti da osservazioni da terra (radar meteo,
dati convenzionali, etc), da satellite (Meteosat Second Generation,
MODIS, etc.) e da piattaforma aerea per osservazioni di ricerca e di
servizio.
• ISAC: Acquisizione di due RADAR 5 GHz Doppler (DualPol, SinglePol),
disdrometri, microbarografi allestimento mezzo mobile con
RADAR 35 GHz Doppler DualPol
• IRSA: Acquisizione sensoristica aviotrasportata iperspettrale nel VNIR
e a singola banda nel TIR
• ISSIA: Acquisizione sistema PAF

4. Settori di impatto
• Miglioramento della sicurezza del volo attraverso la riduzione dei rischi di volo di natura
atmosferica:
 Rilevamento e Metodologie per il rilevamento e il riconoscimento dei fenomeni di wind-shear.
 Metodologie per il rilevamento e il riconoscimento dei fenomeni di ice avoidance.
 Metodologie per il rilevamento e il riconoscimento dei fenomeni di icing di parti di aeromobili.
 Prototipi di sistemi automatici intelligenti per il rilevamento e il riconoscimento dei fenomeni
ghiacciamento di parti di aeromobili.
• Previsione meteorologica e nowcasting aeroportuale
 Sviluppo e implementazione di un sistema di nowcasting ad elevata risoluzione spazio-temporale.
 Sistema di Early Warning automatico di primo livello.
• Servizi di osservazione da piattaforma aerea
 Contaminazione ambientale (mappe di sostanza organica dei suoli, soil moisture, ...)
 Idrogeologia (evapotraspirazione, NDVI, uso del suolo)
 Qualità dell’aria
 Monitoraggio rischio idrogeologico
 Individuazione scarichi abusivi a mare
 Ricognizione discariche
 Qualità delle acque costiere
 Stress vegetativo
 Rischio incendi
 Erosione costiera
• Sviluppo di sistemi automatici (Decision Support System) finalizzati all'assistenza di volo

5. Domanda di innovazione del
sistema produttivo
• Tecnologie innovative per
migliorare la previsione
meteorologica a brevissimo
termine (nowcasting).
• Tecnologie innovative per la
determinazione speditiva di
informazioni sinottiche sul
territorio.
• Tecnologie GIS per il remote
sensing.
Offerta tecnologica della Rete
• Prodotti avanzati di
osservazione meteorologica
ad elevata risoluzione spazio-
temporale.
• Mappe tematiche ad altissima
risoluzione spaziale e
spettrale.
• Sviluppo di nuovi algoritmi
e/o miglioramento di
algoritmi esistenti specifici
per il fenomeno da indagare.

6. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 1. ISAC – Riduzione rischi meteorologici
Risultati raggiunti
Ricadute industriali • Allerta meteo di fenomeni di wind-shear al cockpit del
pilota
• Sicurezza della navigazione aerea
• Riduzione dei rischi meteorologici
Altri risultati
Enti coinvolti Tipo di contatto Frequenza di contatto
Aeroporti di Puglia SPA Accordi preliminari Mensile
Protezione Civile Regionale Contatti preliminari Annuale
Comune di Torchiarolo (Br) Convenzione Operativa Mensile
Comune di Mesagne (Br) Convenzione Operativa Mensile

7. Immagini – 1. ISAC
Curva di calibrazione del ricevitore
Prime mappe di riflettività
radar
banda C
Radar
mobile Ka
Microbarografo

8. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 2. ISAC – Base Radar Torchiarolo (Br)
Risultati raggiunti
Ricadute industriali
Osservazione di fenomeni convettivi profondi
Altri risultati
Osservazione di sistemi precipitanti ottenute dal radar di
Torchiarolo operativo dal mese di Novembre 2013
Imprese/Enti coinvolti Tipo di contatto Frequenza di contatto
Comune di Torchiarolo Convenzione Operativa Mensile
Protezione Civile Regionale Contatti preliminari Annuale

9. Immagini – 2. ISAC
Installazione del radar
Curva di calibrazione del ricevitore
Prime mappe di riflettività

10. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 3. ISAC - Base Radar di Mesagne (Br)
Risultati raggiunti
Ricadute industriali
Osservazione di fenomeni convettivi profondi
Altri risultati Acquisizione di permessi e autorizzazioni enti vari
completata. In avvio i lavori di installazione. Operatività
radar prevista per Maggio 2014.
Imprese/Enti coinvolti Tipo di contatto Frequenza di contatto
Comune di Mesagne Convenzione Operativa Mensile
Protezione Civile Regionale Contatti preliminari Annuale

11. Immagini – 3. ISAC
Base radar Mesagne : dettaglio
sito di installazione

12. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 4. ISAC - Rete di sensori di terra
Risultati raggiunti
Ricadute industriali
Miglioramento previsioni meteorologiche
Altri risultati Acquisizione di permessi e autorizzazioni enti vari per
l’installazione dei tre disdrometri alle microonde e dei
sei microbarografi.
Imprese/Enti coinvolti Tipo di contatto Frequenza di contatto
Aeroporti di Puglia SPA Accordi preliminari Mensile
Protezione Civile Regionale Contatti preliminari Annuale

13. Immagini – 4. ISAC
Aeroporto del Salento – Brindisi:
strumentazione meteorologica all’interno
del sedime aeroportuale

14. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 5. ISAC - Allestimento mezzo mobile radar 35 GHz
Risultati raggiunti
Ricadute industriali
Studio delle caratteristiche e stima della precipitazione
nei bacini, combinando osservazioni di radar
meteorologici e rete di disdrometri a terra.
Altri risultati Allestimento del mezzo mobile completato.
Imprese/Enti coinvolti Tipo di contatto Frequenza di contatto
ASI
Protezione Civile Regionale Contatti preliminari Annuale

15. Immagini – 5. ISAC
Radar banda Ka su mezzo mobile

16. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 1. IRSA - Sostanza organica nei suoli
Risultati raggiunti
Ricadute industriali
Nuovo prodotto commercializzabile
Altri risultati
Integrazione sensoristica aviotrasportata con sistemi di
proximal sensing
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
SIT srl Progetto SOS – Partenariati
regionali
Mensile
AEROSIGMA srl Accordo quadro CNR-IRSA Mensile

17. Immagini 1. IRSA
Sensore iperspettrale CASI-1500
Esempio di mappa tematica di contenuto di
sostanza organica nei suoli
Progetto Save Our Soil – Partenariato
Regione Puglia

18. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 2. IRSA - Bloom algali tossici
Risultati raggiunti
Ricadute industriali
Individuazione sinottica di bloom algali in ‘acque basse’
(zone costiere e laghi), limitando l’utilizzo di misure
puntuali e dispendiose.
Altri risultati Correzioni atmosferiche ottenibili con integrazione di
diversi sensori aviotrasportati e satellitari.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Consorzio per la Bonifica
della Capitanata
Collaborazione Annuale

19. Immagini 2. IRSA
Andamento spettrale dei pixel
di acqua contaminati da
Planktotrix Rubescens.
Lago di Occhito, bloom algale di P.
Rubescens.
Esempio di distribuzione dell’alga P.
Rubescens nel lago di Occhito, Aprile
2009.
B
8
B
9
April, the 6th 2009

20. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 3. IRSA - Evapotraspirazione reale
Risultati raggiunti
Ricadute industriali
Nell’ambito della precision farming tale prodotto risulta
utile nel miglioramento della gestione delle acque
destinate all’agricoltura.
Altri risultati
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Consorzio per la Bonifica
della Capitanata
Collaborazione Annuale

21. Immagini 3. IRSA
Significato
dell’evapotraspirazione
Mappa di Evapotraspirazione reale sulla
Capitanata (Foggia)
Confronto tra Evapotraspirazione
reale e evapotraspirazione potenziale
coalcolata con l’equazione Penmann-
Monteith.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Rignano
BorgoCervaro
Foggia_Tamaricciola
Foggia-Borgola…
Apricena_CB
Ortanova-Trionfo
Apricena
Torremaggiore
Trioia–Colazze
Pietramontecorvino
Potential
Evapotranspi
ration
LE MODIS

22. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 1. ISSIA – Sistema PAF
Risultati raggiunti
Ricadute industriali
Mappe di change nell’uso del suolo
Mappe di inquinamento costiero
Altri risultati • Partecipazione progetto Europeo
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Planetek Collaborazione in progetti costante
Distretto Aerospazio Puglia Proposte Progettuali mensile

23. Immagini 1. ISSIA
Architettura hardware della Processing &
Archiving Facility (PAF)
GeoDatabase server 2x6cores/64GB
FTP/WEB server
ERDAS Apollo WebGis server SMB File server
Processing server 4x8cores/128GB
SAN FC-SAS
FC Switch
Virtual appliance VMware ESX 2x6cores/64GB
Workstation 4core/32GB - nettuno Workstation 4core/32GB - venere
48 TB
High
Disk
Speed
High
Disk
Speed
High
Disk
Speed

24. Immagini 1. ISSIA
Classificatore non contestuale Classificatore contestuale SMAP
Sviluppo di un approccio contestuale multiscala (SMAP) per la classificazione di immagini
telerilevate da sensori nell’ottico ad alta risoluzione.

25. Immagini 1. ISSIA
Utilizzo di dati VNIR per la caratterizzazione di
sversamenti di idrocarburi in mare
•Localizzazione e
tracking sversamento;
•Stima dello spessore
medio

26. Immagini 1. ISSIA
Progetto finanziato dalla Comunità Europea
7° Programma Quadro – 3° Call Spazio (FP7-SPA-2010-1-
263435):
BIO_SOS Biodiversity Multisource Monitoring System: from
Space TO Species
http://www.biosos.eu
• Finalità: sviluppo di un
sistema pre-
operazionale per il
monitoraggio periodico
degli ecosistemi e degli
habitat in aree protette.
• Siti investigati:
aree Natura 2000
in Puglia: Cesine,
Alta Muurgia

27. Attività promozionali svolte – ISAC 1/2
Seminari pubblici organizzati all’interno del progetto
Partecipazione a seminari e convegni, con relative pubblicazioni
• Marra A.C, Marra, G.P., Prodi, F. (2013). Numerical scattering simulations for interpreting
simultaneous observations of clouds by a W-band spaceborne and a C-band ground radar,
European Journal of Remote Sensing, in press.
• Marra A. C., Marra G. P., Prodi F. (2013). Numerical scattering simulations for interpreting
simultaneous spaceborne and ground radar observations of clouds and precipitation. The
Sixth International Workshop for GPM Ground validation, Rome, Italy
• Prodi F., Pasqualucci F., Marra A.C., Marra G.P., Trivellone G. (2013). A 35 GHz Mobile
Doppler Radar and a Microwave Disdrometer Network for Meteorological Research. The
Sixth International Workshop for GPM Ground validation, Rome, Italy
• Prodi F., Marra G.P., Pasqualucci F., Marra A.C and Trivellone G. (2013). Meteorological
Risks Mitigation and Nowcasting at Airports: the RIVONA Project. American Meteorological
Society, 36th Conference on Radar Meteorology, Breckenridge, CO, USA.
• Prodi F., Pasqualucci F., Marra A.C, Marra G.P., and Trivellone G. (2013). A 35 GHz Mobile
Doppler Radar and a Microwave Disdrometer Network for Meteorological Research.
American Meteorological Society, 36th Conference on Radar Meteorology, Breckenridge,
CO, USA.
• Marra A.C, Marra, G.P., Prodi, F. (2013). Numerical scattering simulations for interpreting
simultaneous observations of precipitations by a W-band spaceborne and a C-band ground
radar, 11th International Precipitation Conference, Ede-Wageningen, The Netherlands
Sito web della Rete: http://www.rivona.it (in fase di attivazione)

28. Attività promozionali svolte – ISAC 2/2
• Marra A.C.,. Prodi F, Marra G. P., Spaceborne W-band and ground C-band radar
observations: comparison with numerical scattering simulations. VII Riunione Annuale
CeTeM-AIT sul telerilevamento a Microonde: sviluppi scientifici ed implicazioni
tecnologiche, Bari, Italy
• Marra A, Marra G.P., Moscatello A., Turnone A., Althada I. L., Prodi F. (2012). W-band and C-
band radar analysis for investigating cloud microphysical characteristics. In: The 7-th
European conference on radar in meteorology and hydrology, Toulouse, France.
• Althada I. L., Marra G.P., Parmiggiani F., Prodi F., Marra A, Moscatello A., Turnone A. (2011).
Multi-Sensor analysis of Cloud Structure. In: WRAH International Symposium, Exeter, Great
Britain.
• Turnone A., Marra A, Marra G.P., Moscatello A., Prodi F. (2011). Titan analysis and Z-R
relationship of precipitation events in Apulia region (Italy). In: WRAH International
Symposium, Exeter, Great Britain.
• Marra A, Marra G. P., Prodi F., Turnone A. (2010). Nowcasting in south-east of Italy:
preliminary results with the aid of Titan. In: The 6-th European conference on radar in
meteorology and hydrology, Sibiu, Romania.
• Turnone A., Marra A.C., Marra G.P., Prodi F. (2010). Z-R relationships for precipitation over
southeastern Italy. In: The 6-th European conference on radar in meteorology and
hydrology, Sibiu, Romania.
• Prodi F., Marra. G.P. (2010). Airport wind shear detection: the RIVONA project. In: The 6-th
European conference on radar in meteorology and hydrology, Sibiu, Romania.
Sito web della Rete: http://www.rivona.it (in fase di attivazione)

29. Attività promozionali svolte - IRSA
Seminari pubblici organizzati all’interno del progetto SOS - Save Our Soil.
Partecipazione a seminari e convegni, con relative pubblicazioni.
• Ancona V., Matarrese R., Salvatori R., Uricchio V. (2012). ‘Soil organic matter monitoring on
local scale by airborne imaging spectroscopy: a case study on Apulia land’. Proceedings of
Eurosoil 2012, Bari 2-6 July 2012.
• Matarrese R., Guyennon N., Copetti D. (2012). ‘Red algae bloom detection in Occhito lake
combining MERIS and MODIS data’. Proceedings of IEEE Gold – Rome 4-5 June 2012.
• Matarrese R., Chiaradia M.T, Tijani K, Morea A. Carlucci R (2011). ‘Chlorophyll a’ multi-
temporal analysis in coastal waters with MODIS data. RIVISTA ITALIANA DI
TELERILEVAMENTO, vol. 43(3); p. 39-48, ISSN: 2039-7879, doi: 10.5721/ItJRS20114333
• R. Matarrese, I. Portoghese, M. Vurro, P. Soldo (2011) “Estimation of evapotranspiration by
use of remote sensing techniques”. Proceedings of Third International Meeting on
Meteorology and Climatology of the Mediterranean, Nova Yardinia – Taranto, 6-9 June
2011.
• M.R. Muolo, V. Ancona, R. Matarrese, V.F. Uricchio, N. Dongiovanni (2011) “A preliminary
study to assess remote sensing efficiency in soil organic carbon monitoring”. Submitted and
accepted to the Third International Meeting on Meteorology and Climatology of the
Mediterranean, Nova Yardinia – Taranto, 6-9 June 2011.
Sito web della Rete: http://www.rivona.it (in fase di attivazione)

30. Attività promozionali svolte - ISSIA
• G. De Carolis, M.Adamo, G. Pasquariello, D.DePadova, M.Mossa “Quantitative
characterization of marine oil slick by satellite near-infrared imagery and oil drift modelling:
the Fun Shai Hai case study” International Journal of Remote Sensing, 34:5, 1838-1854
(2013)
• G. Sylos-Labini, D. Drimaco, P. Manunta, A. Agrimi and G. Pasquariello “Synergy between
Gmes and Regional Innovation Strategies: Very High Resolution Images for Local Planning
and Monitoring” European Journal of Remote Sensing: 45 , pp305-315 , 2012
DOI: 10.5721/EuJRS20124527
• C. Fiorentino,C. Tarantino, G. Pasquariello, B. Basso “An improved method to discriminating
agricultural crops using geostatistics and remote sensing”, Journal of Applied Remote
Sensing 5, 053536 , 2011; http://dx.doi.org/10.1117/1.3601437
• Tarantino C., Lovergine FP , Adamo M. and Pasquariello G. “Contextual information for the
classification of high resolution remotely sensed images”, Italian Journal of Remote Sensing
, 43(1), pp 75-86, 2011
• M. Adamo, G. De Carolis, V. De Pasquale, G. Pasquariello, “Detection and tracking of oil
slicks on sun-glittered visible and near infrared satellite imagery”. International Journal of
Remote Sensing, 30(24), pp. 6403 – 6427 (2009).
Sito web della Rete: http://www.rivona.it (in fase di attivazione)

31. Attività programmate
• ISAC
Completamento del network dei tre radar per l’osservazione di fenomeni
convettivi profondi, sviluppo algoritmi di data fusion multisensore per
l’analisi di eventi di wind-shear e sviluppo ed applicazione di modelli per
la simulazione dello scattering della radiazione elettromagnetica da
idrometeore.
• IRSA
Sono in corso di studio ulteriori algoritmi per l’individuazione di parametri
ambientali quali:
- Coperture vegetative
- Coperture antropiche con presenza di amianto
- Anomalie termiche in acqua per l’individuazione di scarichi abusivi
- Anomalie termiche a terra per l’individuazione di discariche abusive
• ISSIA
Partecipazione Progetto Bandiera CNR RITMARE su monitoraggio zone
costiere;
Progetto Distretto Aerospaziale Puglia Apulia-Space

32. Contatti
• CNR-ISAC
• Franco Prodi f.prodi@isac.cnr.it,
• Gian Paolo Marra gp.marra@isac.cnr.it,
• Anna Cinzia Marra a.marra@isac.cnr.it
• CNR-IRSA
• Michele Vurro, michele.vurro@ba.irsa.cnr.it
• Vito F. Uricchio, vito.uricchio@ba.irsa.cnr.it
• Raffaella Matarrese, raffaella.matarrese@ba.irsa.cnr.it
• CNR-ISSIA
• Guido Pasquariello, pasquariello@ba.issia.cnr.it