Il gruppo di lavoro ha sviluppato negli ultimi anni una classe di veicoli subacquei autonomi per applicazioni di oceanografia costiera caratterizzato da modalità di attuazione che combinano quelle dei glider oceanografiche (variazione di assetto e di galleggiabilità) con la propulsione tradizionale degli AUV (Autonomous Underwater Vehicles). La classe di veicoli è stata denominata “Fòlaga”, per sottolineare la modalità operativa dei veicoli stessi: navigazione autonoma di superficie da un punto di misura al successivo, immersione e misura dei parametri oceanografici nella colonna d‟acqua alle stazioni di misura pre-programmate (“dive to profile”). I veicoli Folaga sono caratterizzati da un costo estremamente limitato per la tipologia di veicoli considerata.

L‟obiettivo è lo sviluppo di prodotti innovativi per il controllo dell‟ambiente marino e costiero del Mar Ligure. Questo richiederà una integrazione di dati satellitari ed in situ. I parametri otticamente attivi (OAP) sono molto importanti nella stima della qualità delle acque marine soprattutto relativamente a clorofilla, sedimenti sospesi e sostanza organica disciolta. La loro distribuzione, infatti, può essere usata come tracciante dei fenomeni ambientali ed in generale fornire un contesto interpretativo dei processi rilevati anche attraverso l‟osservazione diretta (in situ). La stima di tali parametri per mezzo del telerilevamento è possibile ma rappresenta un tipo di misura indiretto, ossia l‟estrazione dei parametri geofisici, che caratterizzano l‟area di studio, avviene tramite modelli inversi che mettono in relazione la radianza alla superficie con le sostanze otticamente attive in sospensione nelle acque marine, che determinano il colore marino. Tali modelli, quindi, risultano difficili da esprimere analiticamente in modo esatto. Un caso di estremo interesse nelle applicazioni è il monitoraggio delle acque costiere (acque di caso 2). In tali acque le concentrazioni dei tre costituenti otticamente attivi (clorofilla, particellato sospeso e sostanza gialla) sono debolmente correlate e possono variare all‟interno di ampi intervalli. In questo contesto il modello che lega la riflettanza sub-superficiale alla concentrazione dei parametri otticamente attivi è estremamente complesso e la sua parametrizzazione è ancora oggetto di indagine. Questa applicazione costituisce quindi un campo di indagine ideale per sperimentare l‟utilizzazione di tecniche di stima non-parametriche. In questo ambito, tecniche quali le Support Vector Machine (SVM), grazie alla loro natura non-parametrica, rappresentano un ottimo strumento per la modellizzazione di sistemi fisici ed in particolare di quelli non lineari. Approcci recenti alla stima di parametri bio/geofisici mediante SVM permettono inoltre di modellare quantitativamente la statistica dell‟errore di stima commesso su ciascuna cella di risoluzione.
L'attività di ricerca prevede lo studio e sviluppo di algoritmi per la caratterizzazione ed il monitoraggio dello stato e della qualità delle acque marine costiere, basate su tecniche SVM supervisionate. I prodotti della ricerca saranno mappe dei seguenti parametri: sostanza sospesa (TSM), sostanza organica disciolta (CDOM) e trasparenza (K490). Per ogni mappa prodotta verrà automaticamente generata la corrispondente relativa all'accuratezza di stima pixel per pixel, fornendo quindi una misura di accuratezza puntuale e non globale come di solito fornisce, per esempio, l'errore quadratico medio (RMSE). Lo studio prevede l'utilizzo di misure in-situ dei parametri di interesse per calibrare e validare lo stimatore SVM. L'analisi verrà condotta su immagini satellitari delle aree di interesse, fornite dal sensore MODIS/TERRA-AQUA (risoluzione spaziale di circa 1.000 m) oppure MERIS (risoluzione spaziale di 300 m o 1.000 m). Infine, si ritiene necessario precisare che le tecniche SVM impiegate nelle attività di ricerca descritte sono insensibili alla tipologia (tipo 1 e 2) di acque marine analizzate, cioè le tecniche proposte permettono di analizzare un'immagine ampia contenente entrambe le tipologie con un'elevata accuratezza ed affidabilità In particolare si provvederà a fornire dati del comparto sedimentologico e bio-ecologico per la calibrazione e validazione dei dati ambientali acquisiti con satellite, radar ed altre strumentazioni oceanografiche utilizzate e sviluppate nell‟ambito del progetto RIMA. L‟azione di raccolta dati in aree costiere a diverso livello di antropizzazione sarà sviluppata in parallelo nell‟ambito di progetti già in corso e programmando eventuali nuove campagne di ricerca.
Allo stato attuale, il GMES Marine Core Service (MCS) fornisce operativamente prodotti satellitari del Mar Mediterraneo. Questi prodotti non possono essere utilizzati direttamente per il controllo ambientale in quanto non forniscono molti dei parametri richiesti per lo sviluppo di indicatori ambientali così come stabilito dalle direttive europea. Inoltre i prodotti satellitari del MCS sono caratterizzati da errori elevati in area costiera. Si intende quindi colmare queste lacune sviluppando prodotti specifici.
In dettaglio, si prevede lo sviluppo delle seguenti attività: sviluppo di parametri satellitari per la valutazione della qualità delle acque, CDOM (Colored Dissolved Organic Matter), TSM (Total Suspended Matter), trasparenza delle acque. studio di metodi satellitari per la classificazione del fitoplancton in classi dimensionali sviluppo di indicatori ambientali. integrazione dei prodotti satellitari del progetto con i dati forniti da Marine Core Service.