ΠΡΟΤΕΑΣ Ⅱ

ΕΕ4

Περαιτέρω εξέλιξη του Κέντρου Αριστείας Παρατήρησης και Παρακολούθησης της Γης

Στο πλαίσιο του προγράμματος ΚΡΗΠΙΣ ΙΙ, η ομάδα Τηλεπισκόπησης του ΙΑΑΔΕΤ/ΕΑΑ στοχεύει στην κεφαλαιοποίηση της πολύχρονης εμπειρίας και των εύρους των υποδομών που έχει αναπτύξει στο πλαίσιο του πρώτου προγράμματος ΚΡΗΠΙΣ αλλά και της εδώ και μία δεκαετία συμμετοχής της σε πολλά χρηματοδοτούμενα προγράμματα ESA, Copernicus και EC (Ευρωπαϊκά). Οι ερευνητικές και επιχειρησιακές της προσπάθειες εστιάζονται στην (ι) ανάπτυξη καινοτόμων μεθοδολογιών για την παραγωγή νέων προϊόντων και υπηρεσιών στον τομέα της Παρατήρησης της Γης, (ιι) διακρίβωση και βελτιστοποίηση των παρεχόμενων υπηρεσιών με χρήση των επίγειων σταθμών και αξιοποίηση των παράγωγων δεδομένων του Ινστιτούτου με έμφαση στις διαστημικές αποστολές της ESA Sentinels και Earth Explorers, (ιιι) περαιτέρω εκμετάλλευση των παρατηρήσεων και πειραματικών δεδομένων που λαμβάνονται από τις μετρητικές διατάξεις του ΙΑΑΔΕΤ (ιν) παροχή εξειδικευμένων υπηρεσιών σε δημόσιους/ ιδιωτικούς φορείς και το ευρύ κοινό, (ν) εξέλιξη του Κέντρου ως πόλου Αριστείας εξειδικευμένου σε θέματα επεξεργασίας σήματος και ανάλυσης υπερφασματικής απεικόνισης, (νι) χρήση του διαδικτυακού τόπου του έργου για τη διάθεση δεδομένων και υπηρεσιών που σχετίζονται με φυσικές καταστροφές, την περιβαλλοντική υγεία και την υγεία των πολιτών στην Ελλάδα, (νιι) ανάπτυξη νέων συνεργιστικών μεθοδολογιών για την μελέτη την μεταφοράς ερημικής σκόνης στην Ελλάδα και (νιιι) ανάπτυξη ICT και υποδομών αποθήκευσης, διαχείρησης και διάχυσης μεγάλου όγκου δεδομένων από τους δορυφόρους Sentinel οι οποίοι συντηρούνται από το ESA co-funded πρόγραμμα Copernicus για την εγκαθίδρυση του ΕΑΑ ως κεντρικό πόλο στο European federated Copernicus Sentinel Ground Segment.

Στόχοι

Κεντρικός στόχος της Ενότητας Εργασίας 4 είναι η περαιτέρω εξέλιξη του Κέντρου Αριστείας που έχει αναπτύξει το ΙΑΑΔΕΤ τα τελευταία χρόνια και συνδυάζει, κατά το δυνατόν σε πραγματικό χρόνο, επίγεια και δορυφορικά συστήματα Παρατήρησης και Παρακολούθησης της Γης, συμβάλλοντας στη μελέτη του φυσικού και ανθρωπογενούς περιβάλλοντος αλλά και στην έγκαιρη και αξιόπιστη ανίχνευση και παρακολούθηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και των φυσικών καταστροφών στο περιβάλλον και τους πολίτες. Το Κέντρο Αριστείας παίζει σημαντικό ρόλο στην αναβάμιση του ρόλου του ΙΑΑΔΕΤ ως Εθνικού Κόμβου του προγράμματος Copernicus της Ευρωπαϊκής Επιτροπής (πρώην GMES - Global Monitoring for Environment and Security), παρέχοντας υποστηρικτικές υπηρεσίες διαχείρισης κρίσιμων περιβαλλοντικών γεγονότων σε Ευρωπαϊκό επίπεδο. Επίσης, στο πλαίσιο της ΠΕ4 προτείνονται να αναπτυχθούν νέες, βελτιωμένες τεχνικές επεξεργασίας εικόνας και σήματος όπως η συμπίεση, ανάκτηση/αποκατάσταση, ομαδοποίηση και φασματικός διαχωρισμός υπερφασματικών δεδομένων με στόχο την αποτελεσματική αντιμετώπιση ειδικών προβλημάτων, τα οποία εμφανίζονται στις εφαρμογές ενδιαφέροντος που αναπτύσσονται στο ΙΑΑΔΕΤ.

Τα προσδωκόμενα αποτελέσματα της προτεινόμενης Ενότητας Εργασίας είναι:

• Η προαγωγή της βασικής έρευνας σε θέματα Παρατήρησης της Γης (π.χ. καινοτόμες τεχνικές επεξεργασίας και διαχείρησης δεδομένων από δορυφορικά και επίγεια συστήματα, ανάπτυξη και δημιουργία νέων περιβαλλοντικών εφαρμογών).
• Η προαγωγή της τεχνολογικής αριστείας μέσω της ανάπτυξης καινοτόμων πειραματικών διατάξεων και μεθοδολογιών ανάκτησης γεωφυσικών παραμέτρων, με στόχο την αύξηση της ανταγωνιστικότητας σε θέματα παροχής επιχειρησιακών υπηρεσιών σχετικών και διακρίβωσης προϊόντων υφιστάμενων και μελλοντικών δορυφορικών αποστολών.
• Η συμβολή στη λήψη αποφάσεων/ μέτρων για την αντιμετώπιση φυσικών καταστροφών και προστασίας της υγείας των πολιτών (καύσωνες, πυρκαγιές, ατμοσφαιρικά επεισόδια).

Περιγραφή Εργασιών.

Το κύριο αντικείμενο της ΕΕ4 είναι η ανάπτυξη, εφαρμογή και επιχειρησιακή αξιοποίηση προηγμένων τεχνικών δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τη δυναμική παρατήρηση της Γης, με έμφαση στην προσαρμογή του φυσικού περιβάλλοντος στην κλιματική αλλαγή, στην ανίχνευση υλικών φυσικής και ανθρωπογενούς προέλευσης, τη μελέτη μεταφοράς ερημικής σκόνης, στη διαχείριση φυσικών καταστροφών, στην υποστήριξη ενεργειών άμεσης αποκατάστασης της Γης και του περιβάλλοντός της και στην προστασία της ζωής και της υγείας του πολίτη. Πιο συγκεκριμένα, προτείνονται:

1. η αναβάθμιση του υφιστάμενου συστήματος δορυφορικής παρακολούθησης φυσικών καταστροφών και των διαθέσιμων επίγειων συστημάτων παρακολούθησης που λειτουργούν στο ΙΑΑΔΕΤ, με σκοπό την υποστήριξη του Κέντρου Αριστείας για τη δυναμική παρατήρηση του συστήματος Γη-Ατμόσφαιρα-Θάλασσα, με έμφαση στην έγκαιρη ανίχνευση, παρακολούθηση και αντιμετώπιση φυσικών καταστροφών, ακραίων καιρικών φαινομένων και αλλαγών του τοπίου.
2. η ανάπτυξη καινοτόμων μεθοδολογιών/τεχνικών, προϊόντων και υπηρεσιών κατάλληλων για την επεξεργασία και αξιοποίηση υπερφασματικών δεδομένων. Οι τεχνικές θα αφορούν υπολογιστικά αποδοτικούς αλγόριθμους για (ι) μέιωση της διάστασης των δεδομένων (dimensionality reduction), με στόχο τη συμπίεση, ανάκτηση/αποκατάστση και μη επιβλεπόμενο φασματικό διαχωρισμό υπερφασματικών δεδομένων και (ιι) ομαδοποίηση (clustering) σε υπερφασματικές εικόνες εστιάζοντας σε υποχώρους του χώρου των δεδομένων (subspace clustering).
3. η κοινή διαχείριση πλήθους δεδομένων που είναι διαθέσιμα για τον Ελλαδικό χώρο και άπτονται του θέματος της περιβαλλοντικής υγείας και η εποπτεία τους σε πραγματικό χρόνο μέσω μιας διαδικτυακής πλατφόρμας

Η ακρίβεια των νέων τεχνικών, προϊόντων και παραγόμενων υπηρεσιών θα επικυρωθεί με τη χρήση των δεδομένων προερχόμενων απόι τις υφιστάμενες επίγειες υποδομές του ΙΑΑΔΕΤ αλλά και τις νέες υποδομές υποδομές οι οποίες αποκτήθηκαν στο πλαίσιο του πρώτου προγράμματος ΚΡΗΠΙΣ.

Η παρακολούθηση με τη χρήση δορυφορικών και επίγειων συστημάτων τηλεπισκόπησης προσφέρει λύσεις για την έγκαιρη ενημέρωση και διαχείριση του περιβάλλοντος και των περιβαλλοντικών καταστροφών. Τα πλεονεκτήματα της δορυφορικής τεχνολογίας είναι: η διαχρονική παρακολούθηση, αλλά και η έγκαιρη και επί πραγματικού χρόνου (real time) πληροφόρηση τόσο για εμφανίσεις φυσικών γεγονότων, όσο και για την εξέλιξή τους και την χωροχρονική κατανομή τους.

Για τους παραπάνω λόγους, η ομάδα τηλεπισκόπησης του ΙΑΑΔΕΤ εστιάζει στην ανάπτυξη νέων μεθόδων, αλγορίθμων, εργαλείων και εξειδικευμένων προϊόντων για την ανάλυση και επεξεργασία δεδομένων που προέρχονται από επίγειους και δορυφορικούς δέκτες παρατήρησης της Γης. Με την υλοποίηση της ΕΕ4, αναμένεται η παραγωγή νέων και βελτιωμένων προϊόντων και υπηρεσιών στους παρακάτω συγκεκριμένους τομείς:

• Προσαρμογή τεχνολογιών πληροφορικής για τη διαχείριση και επεξεργασία πολύ μεγάλου όγκου δορυφορικών δεδομένων που συλλέγονται στους επίγειους σταθμούς του Ινστιτούτου. Δημιουργία αυτοματοποιημένων αλυσίδων αξιοποίησης των δορυφορικών δεδομένων για την ανάπτυξη καθετοποιημένων υπηρεσιών που απαντούν σε κοινωνικές ανάγκες (διαχείριση φυσικών καταστροφών, αγροτική ανάπτυξη, υγεία, κ.α.).
• Ανάπτυξη νέων τεχνικών επεξεργασίας για τη συμπίεση, ανάκτηση/αποκατάσταση, ομαδοποίηση και φασματικό διαχωρισμό υπερφασματικών δεδομένων.
• Αξιοποίηση τεχνικών απεικονιστικής υπερφασματοσκοπίας για την ανίχνευση και αποτύπωση υλικών στο φυσικών και ανθρωπογενές περιβάλλον
• Χρήση δορυφορικών δεδομένων για την διακρίβωση και βελτιστοποίηση μοντέλων μεταφοράς ερημικής σκόνης
• Παρακολούθηση παραμέτρων που σχετίζονται με την περιβαλλοντική υγεία σε πραγματικό χρόνο από μία κοινή διαδικτυακή πλατφόρμα.
• Ολοκληρωμένες υπηρεσίες παρακολούθησης φυσικών καταστροφών και αποτύπωση των επιπτώσεων αυτών με συνδυασμό δορυφορικών δεδομένων με δεδομένα από εναέριες πλατφόρμες παρατήρησης.