Applicazioni spaziali per il disaster management

(di Alexander Virgili)
05/09/18

La presenza delle tecnologie satellitari, e spaziali in generale, è in costante aumento nella vita ordinaria di tutti i giorni in modo più o meno evidente. Anche il meccanismo del disaster management e dell’emergency response non è esente dal sempre maggiore utilizzo di tecnologie satellitari per le attività di previsione ed allerta precoce, prevenzione e mitigazione del rischio, soccorso e ripristino.

Nell'ultimo decennio, numerosi studi hanno tentato di fare il punto per comprendere le potenzialità, le capacità ed i limiti delle diverse tecnologie applicate alla gestione delle catastrofi1. Nel corso degli anni, la complessità e la mole di dati integrati utilizzati per il monitoraggio, la prevenzione e la gestione dei disastri, ha reso l’ausilio delle applicazioni spaziali indispensabile, rendendo le tecnologie spaziali quelle privilegiate per una gestione professionale del rischio e di situazioni di crisi. La necessità di integrare il disaster management con lo sviluppo sostenibile a lungo termine è sempre più pressante, vista anche la maggiore attenzione da parte del pubblico rispetto al cambiamento climatico ed alle nuove tipologie di rischio emergenti, aggravate dalla ricaduta della potenziale crisi sul settore economico, ciò sta rafforzando l’impegno di collaborazione tra i settori pubblico e privato.

Operativamente, la tendenza si è spostata dalla necessità di estendere i sistemi di allarme rapido, indispensabili in aree fragili come l’Asia-Pacifico, ai multi-rischi, identificando i punti sensibili nazionali e stabilendo collegamenti istituzionali volti a promuovere una più ampia cooperazione sia all'interno che attraverso le regioni, i paesi e le province frontaliere. Tutto ciò porta a moderni sistemi integrati di dati climatici e socioeconomici ed a reti di condivisione di informazioni per conoscenze più ampie ed uniformi.

L'impiego delle applicazioni spaziali per la risposta umanitaria è già ben consolidato, integrando le applicazioni spaziali in un contesto di gestione delle catastrofi più ampio. Le applicazioni spaziali, dal punto di vista della gestione delle informazioni, sono significativamente cambiate in questi ultimi anni, in particolare nel settore della prevenzione e del monitoraggio. I sistemi di gestione sono ora sviluppati per servire in ultima battuta il processo di decision-making, fornendo un quadro istantaneo per i decisori dei diversi livelli all'interno di una gerarchia organizzativa. Un esempio di organizzazione che utilizza questo tipo di informazioni integrate derivanti da tecnologia spaziale è l'ufficio delle Nazioni Unite per il Coordinamento degli Affari Umanitari (OCHA), anche se in questo caso sono utilizzate come strumento di valutazione e di coordinamento in cui le informazioni sono ancora raccolte e compilate manualmente. Tuttavia l’OCHA fornisce un esempio opportuno di potenziale gestione delle informazioni e supporto decisionale2.

L'uso delle applicazioni spaziali nella gestione delle catastrofi sta diventando sempre più frequente ed è possibile suddividerne l’utilizzo in modi diretti ed indiretti. Un utilizzo diretto si ha nelle aree in cui l'uso delle applicazioni spaziali è immediatamente necessario, come nel monitoraggio e nell'allarme precoce, nella mitigazione e preparazione alle catastrofi, negli interventi di emergenza e risposta per i disastri naturali. Un utilizzo indiretto si ha invece nel caso di crisi o emergenze complesse, come possono essere i conflitti internazionali, scontri politico-religiosi ed altre forme di instabilità interna. In questo caso il ripristino ad una situazione di normalità richiede una visione più ampia e strategica, un approccio a lungo termine e quindi impegni duraturi nel tempo. Nel caso di utilizzo indiretto, pertanto, l'utilità delle applicazioni spaziali risiede nella gestione delle crisi come strumento essenziale per il ripristino di una situazione pacifica, entro un contesto - anche geografico - di sicurezza per poter realizzare lo sviluppo sostenibile del territorio. Nel concreto si tratta quindi di attività di monitoraggio di flussi migratori, controllo dei confini, analisi geospaziali e di intelligence.

Le applicazioni spaziali per la gestione delle catastrofi forniscono quindi un punto di accesso essenziale per migliorare e realizzare attività volte alla riduzione del rischio di catastrofi nell'ambito di uno sviluppo sostenibile resiliente e della necessità di adattamento ai cambiamenti climatici. Vi sono ulteriori fattori, che non sono immediatamente evidenti attraverso l'analisi della letteratura attuale e del contesto delle applicazioni spaziali e della gestione delle catastrofi, ma che sono stati evidenziati in importanti riunioni regionali, come la riunione ESCAP High Level Decision Makers Meeting nel 20133. Questi includono la valorizzazione e la diffusione dei risultati positivi conseguiti, in particolare iniziative congiunte che includono più agenzie e meccanismi di cooperazione in contesti complessi. Inoltre, l'estensione della base utente, o client, per le applicazioni spaziali non comprende più solo funzioni di ricaduta (downstream) entro la comunità spaziale, ma rende anche le applicazioni estremamente facili da usare ad un utente non specializzato.

È importante notare che l'uso di applicazioni spaziali, in particolare immagini e dati satellitari, presenta alcune implicazioni legali e richiede la considerazione di diversi fattori tecnici che possono influire sul loro utilizzo. Uno dei fattori da considerare è anzitutto la disponibilità di immagini satellitari, per cui le immagini potrebbero non essere disponibili a causa dell'orbita del satellite, non presente sull'area interessata, dovendo perciò attendere spesso tra i due agli otto giorni per riposizionare il satellite. Inoltre, la selezione e l'acquisizione di dati satellitari utilizzabili può richiedere anche un paio di giorni per essere ottenuti o acquistati. Anche le condizioni meteorologiche su un'area colpita da un disastro possono avere un ruolo decisivo. Ad esempio un'eccessiva copertura nuvolosa può oscurare la visuale, portando a ritardi nell'acquisizione di immagini satellitari. L'uso di dati radar (utilizzati per la valutazione dei danni da alluvione) può senz’altro superare l’interferenza di condizioni meteo avverse. La visualizzazione verticale dei dati aerei e delle immagini satellitari può presentare sfide al rilevamento a distanza e all'analisi delle immagini. Nel caso di immagini oblique, che sono prese ad angolo, potrebbe essere difficile localizzare con precisione le posizioni se il dispositivo di imaging non si trova direttamente sopra un'area che viene fotografata, o la posizione geografica non è esattamente triangolata. Il margine di errore correlato alla stima quantitativa deve essere preso in considerazione, ciò può verificarsi anche a causa della mancanza di immagini ad alta risoluzione. Tale eventualità potrebbe, potenzialmente, nascondere in parte alcuni danni periferici ed interni alle strutture, specialmente nei casi in cui il tetto o il lato superiore di una struttura siano rimaste intatte. Non da ultimo le Leggi sul copyright devono essere rigorosamente rispettate, i dati grezzi spesso sono soggetti a restrizioni mentre i prodotti di mappatura derivati, ​​come i livelli aggiuntivi e le analisi, sono spesso resi liberamente accessibili per la comunità che si occupa della gestione delle catastrofi. Infine, occorre prendere in considerazione il costo per ottenere immagini satellitari e, laddove possibile, predisporre protocolli al fine di garantire l'accordo per il libero utilizzo delle immagini satellitari durante i periodi di calamità e di emergenza.

Un esempio di partnership internazionale sul tema delle tecnologie spaziali per la gestione dei disastri che semplifica l’accesso ai dati satellitari è la Carta Internazionale sullo Spazio e le Grandi Catastrofi (International Charter on Space and Major Disasters). Si tratta di un accordo internazionale tra agenzie spaziali di tutto il mondo. Il suo scopo è quello di fornire un sistema unificato di accesso e ricezione di immagini satellitari e dati spaziali immediati e gratuiti a chi è colpito da disastri naturali o antropici. L’utilizzo di questi dati può essere autorizzato dagli Stati membri della Carta. Tuttavia, la richiesta di attivazione della Carta può pervenire da ogni Stato del mondo per l'acquisizione e l’utilizzo di dati spaziali da condividere con le proprie autorità nazionali responsabili del settore emergenziale.

In Italia le attività di protezione civile sono delegate al Dipartimento della Protezione Civile, che fa capo alla Presidenza del Consiglio dei Ministri. Anche il DPC fa spesso uso di dati satellitari per attività di prevenzione e monitoraggio attraverso la collaborazione con diversi enti, tra i quali l’Aeronautica Militare. Un episodio molto particolare ha inoltre sottolineato l’importanza delle applicazioni spaziali per le attività di protezione civile. Il 2 aprile 2018 la stazione spaziale cinese Tiangong 1 (nell'immagine radar) è caduta nell’oceano Pacifico, non provocando danni di alcun tipo4. Tuttavia, nelle ore e nei giorni precedenti la caduta, le autorità nazionali hanno preso in considerazione l’ipotesi della caduta di alcuni pezzi della stazione sul territorio italiano, trovandosi per un periodo sotto l’orbita della Tiangong 1. In questa circostanza il Dipartimento si è avvalso della collaborazione dell’Agenzia Spaziale Italiana per il monitoraggio della discesa. In questo caso specifico, la proficua collaborazione tra i due enti, oltre a dimostrare ancora una volta il buon funzionamento del sistema nazionale di protezione civile italiano, è stata fondamentale su due aspetti specifici. Il primo è stato quello dell’effettivo monitoraggio della caduta. Il Dipartimento, senza l’ausilio dell’ASI, non avrebbe avuto le capacità ed i mezzi per effettuare una costante analisi della situazione in tempo reale. L’ASI d’altro canto non ha la possibilità di allertare strutture sul territorio in caso di emergenza e, cosa più importante, non ha la stessa capacità comunicativa del DPC. In caso di disastri o situazioni di allarme, la protezione civile ha la necessità di comunicare in brevissimo tempo con la cittadinanza, cercando di tranquillizzarla e diffondere informazioni reali ed utili, non creando inutili allarmismi.

In conclusione è evidente come per disastri naturali, emergenze antropiche e rischi derivanti dallo spazio, l’utilizzo di applicazioni spaziali si stia rendendo fondamentale e necessario. Le attività di previsione e prevenzione richiedono dati satellitari aggiornati, il soccorso un coordinamento gestito in maniera professionale ed il ripristino un attento studio del territorio e dei dati integrati per uno sviluppo sostenibile a lungo termine.

  

1 Dr. Eng. M. Rukieh & Geol.Marwan Koudmani “Use of Space Technology for Natural Disaster Detection and Prevention”, http://former.iemss.org/sites/iemss2006/papers/s11/288_RUKIEH_0.pdf

2 Suha Ulgen and Craig Williams “Standardization of Geographic Names in Humanitarian Information Management (Towards a Humanitarian Spatial Data Infrastructure)”, UNstats, https://unstats.un.org/unsd/geoinfo/UNGEGN/docs/special-presentations-do...

3 ESCAP Technical Paper “Sound practices in space technology applications for disaster risk reduction and inclusive and sustainable development”, December 2013

4 Marta Russo “Gli avvertimenti della Protezione civile sulla caduta di Tiangong-1 in Italia”, Wired, marzo 2018

(foto: ESA / Fraunhofer FHR)

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