Progetti

HaMMon: Integrated AI for Enhanced Seasonal Forecasting and Environmental Risk Management

Ottimizzare la gestione del rischio ambientale con l'Intelligenza Artificiale

Finanziamento: ICSC Innovation Funds

Tecnologia abilitante: Advanced Modeling and Simulation, Artificial Intelligence, Geographic Information Systems (GIS), High Performance Computing, Image recognition

Obiettivi di sviluppo sostenibile

Questo progetto amplia l’iniziativa HaMMon migliorando il suo sistema di previsione stagionale e di valutazione della pericolosità degli eventi estremi. Raffinerà gli algoritmi di classificazione dell’ambiente costruito inizialmente sviluppati nei WP3 e WP4 di HaMMon. Il progetto intende migliorare l’efficienza nell’elaborazione e nell’analisi dei dati ambientali, con l’obiettivo di ottenere previsioni più accurate degli eventi meteorologici estremi e una più chiara comprensione della vulnerabilità dell’ambiente costruito ai pericoli indotti dal clima.

Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing Big Data e Quantum Computing (ICSC), progetto finanziato dall’Unione Europea – NextGenerationEU – e dal Piano Nazionale Ripresa e Resilienza (PNRR) – Missione 4 Componente 2.

Obiettivi

Miglioramento della mappatura del rischio di eventi naturali estremi per l’Italia.
Potenziamento delle attività di monitoraggio in Italia, finalizzate a quantificare gli impatti degli eventi estremi.
Miglioramento della conoscenza degli asset esposti a rischi catastrofici.
Sviluppo di previsioni a medio raggio ad alta risoluzione di eventi estremi in Italia.
Sviluppo di un’infrastruttura tecnologica per l’elaborazione e la distribuzione dei dati.

Sfida iniziale

Lo studio e il monitoraggio dei rischi naturali e delle loro conseguenze sono aumentati drasticamente negli ultimi anni. Nel contesto di un clima che cambia, questi aspetti giocano un ruolo cruciale nella valutazione dell’impatto locale e regionale di alluvioni, siccità, mareggiate, tempeste e altri fenomeni estremi. Più in generale, è stato dimostrato che i cambiamenti climatici osservati aumentano l’attività delle frane lente esistenti e riattivano quelle quiescenti. Oltre ai fenomeni legati al clima, i terremoti rappresentano un’enorme minaccia per il nostro Paese e, alla luce delle perdite subite negli ultimi decenni in Italia, è necessario migliorare la strategia di mitigazione del rischio sismico.

Soluzione

Il progetto HaMMon si propone di affrontare il problema dei rischi naturali in Italia, aggravati dai cambiamenti climatici, attraverso un approccio innovativo che integra diverse tecnologie e metodologie. Il cuore del progetto è la creazione di una piattaforma informatica avanzata per la gestione dei dati e le attività di sviluppo, che si concentra sulla disponibilità di dati e servizi ad alte prestazioni. In questo contesto, il monitoraggio del rischio e l’analisi post-evento giocano un ruolo cruciale, soprattutto nella valutazione dei danni causati dai disastri naturali.

Una componente importante del progetto è l’uso di tecnologie di mappatura avanzate, come le tecniche di fotogrammetria, per creare modelli 3D ad alta risoluzione delle aree colpite, utili per la valutazione dei danni. Verrà inoltre esplorato l’uso dell’intelligenza artificiale e lo sviluppo di algoritmi innovativi per l’estrazione di informazioni e per la classificazione e l’identificazione degli edifici.

Il progetto si avvale anche di modelli climatici per prevedere eventi estremi e valutarne l’impatto, compresa la generazione di modelli meteorologici di intelligenza artificiale per la modellazione di eventi meteorologici estremi. Il progetto si avvale anche di modelli climatici per prevedere eventi estremi e valutarne l’impatto, compresa la generazione di modelli meteorologici di intelligenza artificiale per la modellazione di eventi meteorologici estremi.

Infine, il progetto prevede l’analisi della vulnerabilità di strutture e infrastrutture, in particolare quelle interessate da frane lente, e lo sviluppo di curve di fragilità relative al rischio sismico e alluvionale. In sostanza, HaMMon mira a sviluppare un sistema complesso e integrato per la valutazione e la gestione dei rischi naturali in Italia, sfruttando le tecnologie più avanzate nel campo del monitoraggio, dell’analisi dei dati e dell’intelligenza artificiale.

Benefici

Applicazione web per l’ispezione da remoto di aree danneggiate da disastri naturali
Servizio web per esporre modelli 3D ad applicazioni di terze parti con strumenti per l’estrazione automatica (o semi-automatica) di informazioni su edifici e disastri

Modello operativo per la gestione del rischio basato sulle previsioni stagionali

Software di generazione meteorologica per applicazioni di gestione del rischio

Strumenti software (libreria, sdk) per l’estrazione di informazioni sugli edifici sulla base di immagini satellitari, aeree o di street view

Curve di fragilità e di perdita per il rischio strutturale, alluvionale e sismico per specifiche tassonomie di edifici.

Curve di fragilità e di perdita per il rischio strutturale, alluvionale e sismico per specifiche tassonomie di edifici.

Potenziamento e automazione dei controlli sull’attività degli edifici.

Il ruolo di IFAB

IFAB ha assunto la responsabilità dello sviluppo metodologico e tecnologico necessario a trasformare dati ambientali complessi in valutazioni quantitative del rischio, utilizzabili tanto nella prevenzione quanto nella risposta post-evento. Sul piano metodologico, il lavoro di IFAB ha affrontato tre problemi distinti:

L’identificazione e la caratterizzazione dei fattori di rischio associati agli eventi estremi.
La definizione di strumenti per la loro previsione su orizzonti di medio termine.
Lo sviluppo di approcci per stimare gli impatti generati da eventi catastrofici sugli asset esposti.

A questi si è affiancato un impiego intensivo della visualizzazione scientifica e di tecniche di intelligenza artificiale, impiegate per estrarre informazioni significative sugli elementi del territorio a maggiore vulnerabilità. L’intero impianto analitico poggia su un’infrastruttura tecnologica dedicata, progettata e realizzata da IFAB per l’elaborazione e la distribuzione dei dati a supporto dei processi di valutazione del rischio. Quello del rischio ambientale è un dominio in cui la qualità degli strumenti predittivi può avere conseguenze dirette sulla vita delle persone e sulla tenuta del territorio.