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INCONTRI con gli ESPERTI 2

INCONTRI con gli ESPERTI 2

 

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Venerdì 6 novembre c'è stato il secondo appuntamento degli incontri con gli esperti per il dipartimento di informatica dell'ITIS (Articolo de La Provincia di Sondrio). E' venuto a trovarci l'ingegner Sabatino Buonanno, che per un breve periodo ha insegnato qui, e ora è dottorando all'università La Sapienza di Roma, associato presso il CNR-IREA (Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell'Ambiente) di Napoli.

Attualmente si occupa di elaborazione di dati satellitari e di ottimizzazione degli algoritmi relativi al loro trattamento, allo scopo di fornire a vari enti ed agenzie tutti gli strumenti utili per un monitoraggio ambientale ad ampio spettro.
Federico Luzzi, studente di 5^D, ha preparato un efficace resoconto dell'intervento dell'ingegnere, entrando anche nei dettagli tecnici.

Di seguito, invece, abbiamo preparato un riassunto di tipo più divulgativo.

(Link ad articoli relativi ad altri incontri con gli esperti del settore IT: Visuality SW, Accenture, Bankadati)


 

 

Vari satelliti che si muovono intorno alla terra, a circa 800 chilometri di quota, emettono onde elettromagnetiche verso la superficie terrestre. Qui rimbalzano e, ritornando da dove sono partite, vengono captate da appositi sensori dagli stessi satelliti che le hanno irradiate.

In base alla variazione di fase del segnale, è possibile valutare con molta precisione lo spostamento dell'area  della superficie terrestre colpita da questi segnali elettromagnetici.
Confrontando le misurazioni effettuate a distanza di tempo sugli stessi punti è possibile stabilire se la superficie terrestre, in quella zona, si è mossa oppure no.
Tali rilevazioni sono quindi utilissime per il monitoraggio di frane, valanghe, movimenti sismici, terreni vulcanici, nonché per il controllo di ponti, viadotti ecc.: la Protezione Civile nazionale, per esempio, è una delle agenzie più interessate a queste elaborazioni.
Anche l'Università di Roma, dipartimento infrastrutture, si avvale di questa tecnologia per verificare la stabilità degli edifici; il Colosseo è una delle costruzioni più stabili in assoluto della città capitolina.
Altre applicazioni di questi procedimenti, anche se basati su tecniche diverse, sono state usate ad esempio in Portogallo, per il controllo delle operazioni di pulizia delle petroliere nell'oceano. Se l'acqua è pulita, il segnale riflesso è di un certo tipo; se la superficie del mare è oleosa, il segnale di ritorno è di un altro tipo. In questo caso le autorità portuali possono intervenire tempestivamente e sanzionare gli illeciti.
Il vantaggio dell'uso dei satelliti per questi scopi, rispetto ad altre tecniche, è chiaro: non occorre installare impianti di rilevazione in loco sulla terra ferma, quindi niente costi di posizionamento o di manutenzione, né problemi di vandalismo. Le superfici monitorate possono essere enormi, con un grado di precisione altissimo. E nemmeno le condizioni meteo influenzano le rilevazioni, poiché le fotografie (interferogrammi) scattate dal satellite non lavorano sulle immagini visive, ma sui contenuti energetici della retrodiffusione dei corpi a terra, immune alle barriere nuvolose.
I dati rilevati dai satelliti sono costituiti da enormi flussi di valori numerici, captati a terra con antenne di grosse dimensioni (anche 13 metri di diametro). Alcuni satelliti, quelli dell'Agenzia Spaziale Europea ad esempio, forniscono gratuitamente i dati alle pubbliche amministrazioni (il problema, poi, è elaborarli e interpretarli), altri li procurano a pagamento. L'anno prossimo verrà lanciato il nuovo satellite Sentinel-1B che consentirà rilevazioni sulle stesse aree ogni 6 giorni invece di 12.
I dati rilevati dai satelliti, e poi elaborati a terra con tecniche particolari, sono disponibili e vengono condivisi da un sistema cooperativo basato su Geonode, che usa i servizi di Geoserver che, a sua volta, mostra i punti rilevati e disponibili in un geodatabase, il tutto con un'interfaccia web.
Ciò che un utente può osservare, alla fine, è una mappa geografica tipo Google Map chiamate mappe di velocità di deformazione che, con colori diversi, indicano come si è mosso il terreno, in quel punto, nel tempo. Zoomando si può cliccare sull'area di interesse (ROI), magari corrispondente a una zona di un viadotto o di una diga, e avere un dettaglio su eventuali deformazioni, con lo storico delle misurazioni.
Il problema, come prima accennato, è la rielaborazione in tempi brevi dei dati rilevati dal satellite. La mole di informazioni è grandissima: un satellite può abbracciare un'area di 500 Km quadrati, ed effettuare la misurazione per ogni metro quadro (dipendente dalla risoluzione del satellite). Ciò produce giga e giga bytes di dati. Un normale elaboratore impiegherebbe parecchie ore per arrivare alla produzione di informazioni utilizzabili. Ma questo è impensabile per alcune delle situazioni prima descritte: il controllo degli sversamenti di petrolio in mare, l'intervento su edifici e costruzioni per i quali si notano cedimenti strutturali ecc..
Occorrono quindi architetture hardware e software particolari, così da abbattere i tempi di calcolo.
Il gruppo di cui l'ingegner Buonanno fa parte, dunque, ha optato per un cluster di 23 elaboratori con a bordo GPU (Graphic Processing Unit) NVidia Tesla K20 in tecnologia CUDA, particolarmente adatte allo svolgimento di calcoli in parallelo ad altissima velocità.
Con questa scelta architetturale, supportata da un software sviluppato ad hoc dal prof. Buonanno, si è scesi, su alcuni moduli di test, da alcune ore di computazione iniziali a pochi minuti!
Alla presentazione era presente anche la Visuality Software, che ha lanciato l'idea di pensare e di sviluppare, insieme ai ragazzi e con l'aiuto dell'ingegner Buonanno, un'app per il controllo del territorio ad uso di tecnici, geometri comunali, geologi ecc.
Al termine della presentazione, in alcuni punti veramente impegnativa per la complessità della materia trattata, i ragazzi hanno salutato l'ingegner Sabatino Buonanno con un applauso.

GBT

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