Programma
INTERREG VI-B IPA Adriatic Ionian (ADRION)
Priorità
Priorità 2: “Sostenere una regione adriatico-ionica più verde e resistente ai cambiamenti climatici”
SO 2.1: Migliorare la resilienza ai cambiamenti climatici, ai disastri naturali e provocati dall'uomo nella regione adriatico-ionica
Obiettivo del Progetto
AINATURE avvierà l'utilizzo di un sistema di intelligenza artificiale, basato su dati, strumenti e software già sviluppati e testati in diversi progetti H2020, che possa essere di supporto nella sfida verso la resilienza climatica e consentire la rilevazione precoce (sistemi di allarme rapido) e la prontezza nella gestione efficace di calamità naturali.
AINATURE prevede il coinvolgimento attivo di tutti gli stakeholder della “quadrupla elica” (mondo accademico, imprese, istituzioni pubbliche, ONG, cittadini) nell’affrontare le sfide di ciascuna area pilota.
I partner del progetto condividono diverse sfide territoriali legate all’inquinamento delle acque, agli incendi e alle alluvioni e lavoreranno insieme allo sviluppo di un sistema congiunto di criteri per l'identificazione di situazioni di emergenza, coprendo quasi l'80% dei paesi dell’area Adriatico Ionica. Il piano d'azione congiunto contribuirà quindi a un processo di gestione comune delle emergenze.
Le aree pilota previste dal progetto sono 6 e lavoreranno su 3 diverse tipologie di emergenze (incendi, inondazioni e inquinamento idrico).
Fasi di lavoro
- WP1: Architettura di riferimento e framework
L'obiettivo è analizzare gli strumenti disponibili e definire le modifiche e gli aggiornamenti necessari oltre agli indicatori chiave di performance. Tutti i partner saranno coinvolti per fornire i dati disponibili di ogni area pilota
- Attività 1.1 – Data Requirements (definizione della tipologia dei seti di dati richiesti, le caratteristiche e la quantità necessaria per il processo di deep learning)
- Attività 1.2 – Risultati ed indicatori chiave di performance (definizione dei risultati e degli indicatori previsti)
- Attività 1.3 - Preparazione e raccolta dati
- WP2: Sviluppo della piattaforma AINATURE
L'obiettivo è definire l'intera architettura della piattaforma e integrare gli strumenti del WP3 nella piattaforma AINATURE con un'interfaccia grafica comune, user-friendly e intuitiva.
- Attività 2.1 – Design della piattaforma basata su un'architettura orientata ai servizi, modulare e scalabile per facilitare l’integrazione di vari servizi e componenti.
- Attività 2.2 – Sviluppo della piattaforma
Componenti principali della piattaforma: collegamento con gli strumenti sviluppati nel WP3 per gli incendi, le inondazioni e l'inquinamento delle acque oltre all’app dedicata; archiviazione sicura di tutte le informazioni ricevute in un database; sviluppo interfaccia utente interattiva; sezione per visualizzare i dati dai moduli menzionati e gli “alert” generati; sezione per impostare profili relativi ai casi di allarme. Verrà realizzata anche un’APP per consentire il feedback dei cittadini e la sua rapida consultazione.
- Attività 2.3 – Test dei prototipi e miglioramenti per i cittadini
- WP3: Definizione del Toolkit di AINATURE
Adattamento e predisposizione degli strumenti di intelligenza artificiale per la rilevazione e l’allerta precoce delle calamità naturali. Include 4 strumenti: gli incendi boschivi, per le inondazioni, per l'inquinamento delle acque ed un’APP. Tutti i partner saranno coinvolti per fornire input relativi alle proprie aree di interesse ed alle funzionalità necessarie.
- Attività 3.1 - Struttura e sviluppo del tool AINATURE per incendi boschivi/inondazioni
- Attività 3.2 - Struttura e sviluppo del tool AINATURE sull'inquinamento delle acque.
Riguardo, nello specifico, il tool sull’inquinamento delle acque: questo strumento, già sviluppato da CERTH, prevede il monitoraggio delle acque fangose, della concentrazione di clorofilla e delle chiazze di petrolio sulla superficie dell'acqua. Per il monitoraggio degli inquinanti si prenderanno in considerazione le immagini multispettrali satellitari provenienti da Sentinel-2. Lo strumento multispettrale (MSI) a bordo di Sentinel-2 copre 13 bande spettrali che vanno dal visibile alle regioni dell'infrarosso a onde corte dello spettro elettromagnetico. Sentinel-2 fornisce dati con diverse risoluzioni spaziali (cioè 10m, 20m e 60m) per bande diverse ed è in grado di rivisitare ogni punto sulla superficie terrestre ogni cinque giorni (con 2 satelliti), che diventano 3 a latitudini più elevate. Il toolkit per le inondazioni utilizza come input l'area di interesse del caso pilota ed esegue il download tramite il Copernicus Open Access Hub per quell'area e l'elaborazione dei dati Sentinel-2.
A seconda del tipo di inquinante/fenomeno dell'acqua monitorato, vengono messi in atto diversi passaggi di elaborazione. Pertanto, partendo dal monitoraggio delle acque fangose, un modello di machine learning genera una mappa di presenza e probabilità e fornisce informazioni preziose per la gestione delle emergenze. Nel dettaglio viene addestrato un Random Forest (un algoritmo d machine learning) che utilizza come input tutti i valori delle bande con risoluzione spaziale di 10m e 20m e contrassegna un pixel come acqua torbida o non torbida.
- Attività 3.3 - App mobile che utilizza il crowdsourcing per segnalare emergenze/eventi calamitosi legati agli incendi e alle acque inquinate da parte dei cittadini
- Attività 3.4 – Test dei prototipi e miglioramenti
- WP4: Azioni Pilota: sistemi di rilevamento e allerta per gli incendi boschivi, le inondazioni e l'inquinamento delle acque
Fase di test: applicazione del sistema AINATURE (piattaforma e strumenti) in condizioni reali, basandosi sui dati forniti dai partner pilota. Alla fine del test, i partner avranno a disposizione un sistema operativo per la rilevazione precoce dei pericoli ambientali, il che consentirà un miglioramento della preparazione di fronte ai pericoli e una gestione più efficiente. I risultati saranno inclusi nel Piano di Azione Congiunto.
- Attività 4.1 - Area pilota 1: PSTE - Rilevamento precoce delle inondazioni
- Attività 4.2 - Area pilota 2: AGRRA - Rilevamento precoce degli incendi boschivi
- Attività 4.3 - Area pilota 3 - ECOZONA – Rilevamento precoce
- Attività 4.4 - Area Pilota 4 - Gracanica – Rilevamento precoce
- Attività 4.5 - Area Pilota 5 - Budva – Rilevamento precoce degli incendi boschivi
- Attività 4.6 - Area Pilota 6 – AMAP - Rilevamento dell’inquinamento delle acque ed erosione del suolo
- WP5: Piano di azione congiunto
Il piano ha l’obiettivo fornire indicazioni ed una valutazione sugli strumenti e sulla piattaforma AINATURE, definire le azioni necessarie per il funzionamento dopo la fine del progetto e consentire ad altre organizzazioni di beneficiare dei risultati, proporre azioni di supporto nature-based e condividerle con gli amministratori ai decisori politici. I partner attiveranno il modello della quadrupla elica nella propria, ed organizzeranno incontro con gli stakeholder affinché il piano abbia il supporto di tutti gli attori correlati.
- Attività 5.1 – Organizzazione workshop “Quadrupla Elica”
- Attività 5.2 – Definizione delle azioni di supporto nature-based (e.s. ripristino ecosistemi costieri, gestione sostenibile delle foreste, ripristino zone umide, agricoltura sostenibile) per affrontare le sfide del progetto, promuovendo la conservazione e la gestione sostenibile delle risorse naturali e mitigando gli impatti delle calamità naturali.
- Attività 5.3 – Elaborazione del Piano di Azione Congiunto
- Attività 5.4 – Organizzazione del convegno finale
Partneriato:
- Capofila: Region of Central Greece (PSTE) – Direttorato per l’ambiente e la pianificazione spaziale (Grecia)
- PP2 - CERTH Centro per la Ricerca e la Tecnologia (Grecia)
- PP3 - Università Politecnica delle Marche, Dipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche (Italia)
- PP4 - AMAP Agenzia per l’innovazione nel settore agroalimentare e della Pesca (Italia)
- PP5 – AGRRA Agenzia per lo Sviluppo Rurale della Contea di Zara (Croazia)
- PP5 - ECOZONE Business association (Serbia)
- PP6 - Città di Gračanica (Bosnia ed Erzegovina)
- PP7 - Città di Budva (Montenegro)
Attività principali AMAP
AMAP è responsabile dell’area pilota n.6
L'attività pilota di AMAP, in collaborazione con l’Università Politecnica delle Marche, è inserita nella categoria “Inquinamento idrico”, con un focus particolare sull’erosione del suolo agricolo.
A causa dell'aumento dell'intensità delle piogge nelle Marche, si stima che la perdita di suolo possa aumentare del 13-22,5% entro il 2050. L’erosione è anche un importante fattore ambientale che influisce sulla qualità delle risorse idriche della regione. Attraverso questo progetto, AMAP mira a migliorare la capacità di identificare l'inquinamento dell'acqua derivante da alghe o acque fangose, collegato all'erosione del suolo agricolo. L'area pilota identificata da AMAP si trova in una zona collinare delle Marche, ad Apiro, ed è già stata oggetto di studio per il progetto AGRIBIOCONS.
Durante l’azione pilota, AMAP applicherà gli strumenti creati nei WP tecnici. Più specificamente, dopo aver fornito dati per lo sviluppo degli strumenti di intelligenza artificiale, AMAP monitorerà la superficie dell'acqua dell'area selezionata, al fine di testare gli strumenti e definire i benefici del loro utilizzo. In più, mediante dei sensori da terra, andrà a verificare la quantità di suolo eroso in occasione di eventi piovosi particolarmente abbondanti. Per completezza dei dati raccolti, l’AMAP beneficerà anche di sensori di umidità, temperatura e salinità, oltre che ad analisi chimica dell’acqua e l’ausilio di una stazione meteo in loco.
Gli obiettivi dell’azione pilota sono:
- Identificare e monitorare i cambiamenti nella superficie dell'acqua a seguito di fattori di inquinamento (a seguito di forti piogge o potenziali alghe).
- Analizzare il collegamento con la valutazione dell'erosione del suolo
- Comprendere la dinamica dell'inquinamento dell'acqua utilizzando immagini satellitari, telerilevamento, sensori da terra ed intelligenza artificiale. L'inquinamento dell'acqua può essere così compreso fornendo informazioni accurate e tempestive a diverse scale geografiche e temporali.
- Migliorare le politiche e le procedure di protezione e conservazione.
L’ AMAP elaborerà un report per presentare i risultati dell’azione pilota.
Inoltre, ha il compito di organizzare un workshop con gli stakeholder regionali utilizzando la metodologia del “design thinking”.
Durata del progetto
01/09/2024 – 31/08/2027
Budget AMAP
116.625 €
Sito internet ufficiale
Sito internet ufficiale del progetto AINATURE : https://ainature.interreg-ipa-adrion.eu/
Contatti AMAP per il progetto:
- Cristina Frittelloni: frittelloni_
Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. - Veronica Argentati: argentati_
Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. - Ugo Testa: testa_
Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Programme
INTERREG VI-B IPA Adriatic Ionian (ADRION)
Priority
Priority 2: "Supporting a greener and more climate-resilient Adriatic-Ionian region"
SO 2.1: Improving resilience to climate change, natural and man-made disasters in the Adriatic-Ionian region
Project Objective
AINATURE will initiate the use of an artificial intelligence system, based on data, tools, and software already developed and tested in various H2020 projects, to support the challenge towards climate resilience and enable early detection (early warning systems) and readiness in effectively managing natural disasters.
AINATURE involves the active engagement of all stakeholders of the "quadruple helix" (academia, businesses, public institutions, NGOs, citizens) in addressing the challenges of each pilot area.
The project partners share various territorial challenges related to water pollution, fires, and floods and will work together to develop a joint system of criteria for identifying emergency situations, covering almost 80% of the countries in the Adriatic-Ionian area.
The joint action plan will thus contribute to a common emergency management process. The project foresees 6 pilot areas working on 3 different types of emergencies (fires, floods, and water pollution).
Work Packages
- WP1: Reference Architecture and Framework
The objective is to analyze the available tools and define the necessary modifications and updates as well as the key performance indicators. All partners will be involved to provide the available data for each pilot area.
- Activity 1.1 – Data Requirements (definition of the type of data sets required, their characteristics, and the quantity needed for the deep learning process)
- Activity 1.2 – Results and Key Performance Indicators (definition of expected results and indicators)
- Activity 1.3 – Data Preparation and Collection
- WP2: Development of the AINATURE Platform
The objective is to define the entire architecture of the platform and integrate the tools from WP3 into the AINATURE platform with a common, user-friendly, and intuitive graphical interface.
- Activity 2.1 – Platform Design based on a service-oriented, modular, and scalable architecture to facilitate the integration of various services and components.
- Activity 2.2 – Platform Development
Main components of the platform: connection with the tools developed in WP3 for fires, floods, and water pollution as well as the dedicated app; secure storage of all received information in a database; development of an interactive user interface; section to view data from the mentioned modules and generated alerts; section to set profiles related to alarm cases. An APP will also be created to allow citizen feedback and quick consultation.
- Activity 2.3 – Prototype Testing and Improvements for Citizens
- WP3: Definition of the AINATURE Toolkit
Adaptation and preparation of artificial intelligence tools for the detection and early warning of natural disasters. Includes 4 tools: for wildfires, floods, water pollution, and an APP. All partners will be involved to provide input related to their areas of interest and necessary functionalities.
- Activity 3.1 – Structure and Development of the AINATURE Tool for Wildfires/Floods
- Activity 3.2 – Structure and Development of the AINATURE Tool for Water Pollution
Regarding the water pollution tool: this tool, already developed by CERTH, involves monitoring muddy waters, chlorophyll concentration, and oil spills on the water surface. For pollutant monitoring, multispectral satellite images from Sentinel-2 will be considered. The multispectral instrument (MSI) on board Sentinel-2 covers 13 spectral bands ranging from visible to shortwave infrared regions of the electromagnetic spectrum. Sentinel-2 provides data with different spatial resolutions (i.e., 10m, 20m, and 60m) for different bands and can revisit any point on the Earth's surface every five days (with 2 satellites), which becomes 3 at higher latitudes.
The flood toolkit uses the pilot case area as input and downloads data from the Copernicus Open Access Hub for that area and processes Sentinel-2 data. Depending on the type of water pollutant/phenomenon monitored, different processing steps are implemented. Therefore, starting from muddy water monitoring, a machine learning model generates a presence and probability map and provides valuable information for emergency management. Specifically, a Random Forest (a machine learning algorithm) is trained using all band values with spatial resolution of 10m and 20m and marks a pixel as muddy or non-muddy water.
- Activity 3.3 – Mobile App that uses crowdsourcing to report emergencies/disastrous events related to fires and polluted waters by citizens
- Activity 3.4 – Prototype Testing and Improvements
- WP4: Pilot Actions: Detection and Alert Systems for Wildfires, Floods, and Water Pollution
Testing phase: application of the AINATURE system (platform and tools) in real conditions, based on data provided by pilot partners. At the end of the test, partners will have an operational system for early detection of environmental hazards, which will allow improved preparedness for hazards and more efficient management. The results will be included in the Joint Action Plan.
- Activity 4.1 – Pilot Area 1: PSTE – Early Detection of Floods
- Activity 4.2 – Pilot Area 2: AGRRA – Early Detection of Wildfires
- Activity 4.3 – Pilot Area 3 – ECOZONA – Early Detection
- Activity 4.4 – Pilot Area 4 – Gracanica – Early Detection
- Activity 4.5 – Pilot Area 5 – Budva – Early Detection of Wildfires
- Activity 4.6 – Pilot Area 6 – AMAP – Detection of Water Pollution and Soil Erosion
- WP5: Joint Action Plan
The plan aims to provide guidance and evaluation on the tools and the AINATURE platform, define the actions necessary for operation after the end of the project, enable other organizations to benefit from the results, propose nature-based support actions, and share them with administrators and policymakers. Partners will activate the quadruple helix model in their own regions and organize meetings with stakeholders to ensure the plan has the support of all related actors.
- Activity 5.1 – Organization of “Quadruple Helix” Workshops
- Activity 5.2 – Definition of Nature-Based Support Actions (e.g., coastal ecosystem restoration, sustainable forest management, wetland restoration, sustainable agriculture) to address project challenges, promoting conservation and sustainable management of natural resources and mitigating the impacts of natural disasters.
- Activity 5.3 – Development of the Joint Action Plan
- Activity 5.4 – Organization of the Final Conference
Partnership:
- Lead Partner: Region of Central Greece (PSTE) – Directorate for Environment and Spatial Planning (Greece)
- PP2 - CERTH Centre for Research and Technology (Greece)
- PP3 - Università Politecnica delle Marche, Department of Industrial Engineering and Mathematical Sciences (Italy)
- PP4 - AMAP Agency for Innovation in the Agri-Food and Fisheries Sector (Italy)
- PP5 – AGRRA Agency for Rural Development of Zadar County (Croatia)
- PP5 - ECOZONE Business Association (Serbia)
- PP6 - City of Gračanica (Bosnia and Herzegovina)
- PP7 - City of Budva (Montenegro)
Main activities involving AMAP
AMAP is responsible for pilot area no. 6.
The pilot activity of AMAP, in collaboration with the Università Politecnica delle Marche, falls under the category of "Water Pollution," with a particular focus on agricultural soil erosion.
Due to the increased intensity of rainfall in the Marche region, it is estimated that soil loss could increase by 13-22.5% by 2050. Erosion is also a significant environmental factor affecting the quality of the region's water resources. Through this project, AMAP aims to improve the ability to identify water pollution caused by algae or muddy waters, linked to agricultural soil erosion.
The pilot area identified by AMAP is located in a hilly area of the Marche region, in Apiro, and has already been studied for the AGRIBIOCONS project. During the pilot action, AMAP will apply the tools created in the technical WPs.
Specifically, after providing data for the development of artificial intelligence tools, AMAP will monitor the water surface of the selected area to test the tools and define the benefits of their use. Additionally, using ground sensors, it will verify the amount of soil eroded during particularly heavy rainfall events.
To complete the collected data, AMAP will also benefit from humidity, temperature, and salinity sensors, as well as chemical analysis of the water and the support of an on-site weather station.
The objectives of the pilot action are:
- Identify and monitor changes in the water surface due to pollution factors (following heavy rains or potential algae).
- Analyze the connection with soil erosion assessment.
- Understand the dynamics of water pollution using satellite images, remote sensing, ground sensors, and artificial intelligence. Water pollution can thus be understood by providing accurate and timely information at different geographical and temporal scales.
- Improve protection and conservation policies and procedures.
AMAP will prepare a report to present the results of the pilot action. Additionally, it is tasked with organizing a workshop with regional stakeholders using the "design thinking" methodology.
Project duration
01/09/2024 – 31/08/2027
Budget AMAP:
116.625 €
Official Website
AINATURE project's official website: https://ainature.interreg-ipa-adrion.eu/
AMAP Contact:
- Cristina Frittelloni: frittelloni_
Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. - Veronica Argentati: argentati_
Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. - Ugo Testa: testa_
Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
