Gli Open Data per la valutazione dello stato dei mari

La direttiva quadro sulla strategia per l’ambiente marino (MSFD) definisce i parametri per la valutazione della qualità dei mari europei (Good Environmental Status). Per favorire questa valutazione abbiamo realizzato un sistema che usa gli Open Data di MyOcean e di ECMWF, li interpola ed estrae gli indici di interesse.

Il quadro normativo europeo

La direttiva quadro sulla strategia per l’ambiente marino (MSFD) è stata adottata nel 2008 per proteggere l’ambiente marino europeo. Mira a raggiungere il livello di qualità prestabilito (Good Environmental Status – GES) dei mari europei entro il 2020 e a proteggere le risorse marine, su cui si basano numerose attività economiche e sociali. L’MSFD è il primo strumento legislativo collegato alla protezione della biodiversità marina.

Il servizio

I prodotti generati dal servizio sono indicatori di qualità delle acque collegati con la direttiva quadro sulla strategia per l’ambiente marino (MSFD). I prodotti principali sono mappe di:

  • Temperatura dell’acqua
  • Salinità
  • Correnti
  • Indicatori di miscelazione
  • Vento
  • Indicatori di upwelling
  • Energia cinetica
  • Densità dell’acqua

Attualmente questi prodotti coprono il Mediterraneo (anche se il sistema ha capacità globale) con diverse scale dei tempi.

Gli utenti principali sono gli enti pubblici che si occupano di protezione dell’ambiente e di qualità delle acque. Questi utenti operano sia a scala europea/nazionale (EEA, ministeri) sia a livello locale (regioni. province, comuni, organizzazioni ambientalistiche). Oltre agli utenti istituzionali il servizio si rivolge agli operatori economici interessati al monitoraggio dello stato delle acque marine e alla sua evoluzione.

L’accesso avviene attraverso un portale web dedicato. Il portale fornisce strumenti di avanguardia per scoprire, mostrare e analizzare i dati esistenti ed una piattaforma per produrre nuovi dati secondo le specifiche esigenze dell’utente.

L’uso degli Open Data

Il servizio utilizza il servizio di monitoraggio dell’ambiente marino di Copernicus (CMEMS) che fornisce dati aperti sulla sicurezza, le risorse, l’ambiente e la meteorologia del mare. Il nostro servizio usa anche i dati di ri-analisi atmosferica messi a disposizione da ERA-Interim (ECMWF)

I dati prodotti dal nostro servizio sono, a loro volta, disponibili nella forma di Open Data e sono ricercabili per mezzo di un apposito catalogo basato sui principi dei Dati Collegati.

E’ stata sviluppata un’ontologia dei dati oceanografici che permette di collegarne i concetti con la conoscenza di altri domini scientifici, favorendo l’interscambio di informazioni e il mutuo arricchimento.

L’elaborazione dei dati

L’elaborazione consiste nella ri-analisi dei dati esistenti al fine di generare mappe o diagrammi degli indicatori di interesse. Per esempio si può generare una mappa della salinità media mensile sul Mediterraneo dal 1986 al 2015 o un grafico con la tendenza della temperatura media del Mediterraneo tra il 2001 e il 2010.

La ri-analisi si realizza estraendo i dati di ingresso ed effettuando analisi statistiche, aggregazione e ricampionamento per calcolare gli indicatori dello stato ambientale. E’ anche possibile ricalcolare lo stesso indicatore con diversi valori dei parametri di generazione.

Il tool di visualizzazione

L’informazione generata dall’elaborazione massiccia dei dati può essere visualizzata sul WebGIS dedicato che fornisce una interfaccia grafica potente ed intuitiva. Questa interfaccia consente l’accesso e la personalizzazione secondo le esigenze dell’utente.

I principali risultati tecnici

L’integrazione nell’ambiente cloud è stata raggiunta con successo attraverso una fase preliminare in un ambiente semplificato di test e poi attraverso il dispiegamento nel sistema completo.

Il servizio di ricerca dati, che permette l’accesso a utenti non esperti, è stato realizzato con il database Solr (un No-SQL DB), che permette di scoprire i dati velocemente e semplicemente.

La visualizzazione di file geo-spaziali multidimensionali è stato ottenuto integrando lo strumento ncWMS.