Course Syllabus
Obiettivi
Il corso si propone di fornire agli studenti:
(D1) conoscenze avanzate relative alle soluzioni tecnologiche attualmente adottate per l’acquisizione di dataset geo-spaziali terrestri e marini ad alta risoluzione, applicati a studi geo-ambientali nelle regioni costiere e marine;
(D1–D2) comprensione dei principi operativi e differenze di applicazione delle principali tecnologie di acquisizione dati in ambito marino, sia in contesti di ricerca di base che di ricerca applicata;
(D1) conoscenze relative alle principali attività svolte in mare dal settore industriale, con particolare riferimento all’esplorazione e allo sfruttamento delle risorse marine;
(D2–D3) competenze nella valutazione dei rischi geologici in ambiente marino e nella comprensione delle metodologie di monitoraggio;
(D5) capacità di aggiornamento autonomo sulle innovazioni tecnologiche e operative nel campo della geologia marina applicata.
Contenuti sintetici
Il corso fornirà le conoscenze di base sui metodi e le tecniche adottate per eseguire la valutazione del geo-rischio marino e sui recenti progressi nella mappatura geologica 3D e nella computer vision che permettono un'integrazione in continuità di dati geo-spaziali terrestri e marini nelle regioni costiere.
Programma esteso
7 lezioni da 2 ore, online via webex, Didattica Erogativa (14 ore di lezione in totale)
I principali argomenti trattati durante le lezioni di didattica frontale (didattica erogativa) includono:
- principali attività offshore svolte dal settore industriale. Introduzione agli studi della geologia marina applicati alla valutazione della fattibilità delle principali attività offshore e costiere che sfruttano le risorse dell'ambiente marino.
- il rischio geologico in mare: cause e procedure adottate per gli studi di valutazione del rischio per lo sviluppo offshore. Geohazard marino lungo le coste italiane: l'esperienza del progetto MAGIC.
- integrazione dati geospaziali terrestri e marine lungo la fascia costiera: problemi e soluzioni in funzione del contesto geomorfologico delle aree d'interesse. Casi di studio da aree costiere tettonicamente e climaticamente sensibili della regione mediterranea.
8 attività di laboratorio da 4 ore in presenza, Didattica Interattiva
Le attività pratiche svolte durante le ore di laboratorio includono:
- implementazione in sistemi informativi territoriali di dati satellitari e tecniche di georeferenziazione
- procedure di elaborazione di dati acqusiti con ecoscandaglio multifascio
- tecniche di fotogrammetria applicate a immagini RGB acquisite da piattaforme aeree e subacquee in aree marine.
- integrazione di dati geopaziali multisorgente e multiscala in sistemi informativi geografici
Le attività permetteranno agli studenti di imparare a gestire ed elaborare i dati raccolti utilizzando piattaforme di telerilevamento ottico e acustico in regioni marine e costiere in diversi contesti geomorfologici. Gli studenti impareranno come recuperare dati satellitari gratuiti da database online che possono essere utili per monitorare ambienti marini estesi. Questi dati saranno utilizzati per produrre la batimetria derivata da satellite (SDB) in aree costiere selezionate.
Gli ambienti marini nearshore saranno ricostruiti utilizzando immagini raccolte con droni aerei e fotocamere subacquee ed elaborati utilizzando tecniche di Structure from Motions (SfMs) e computer vision.
I dati di telerilevamento acustico (raccolti con ecoscandagli multibeam) e video ROV, saranno utilizzati per mappare e classificare gli ambienti marini profondi.
1 uscita sul campo (Campus Abroad) da 16 ore in presenza, Didattica Interattiva
Al termine del corso è prevista un'escursione didattica dedicata (3 giorni - 2 notti). L'escursione prevede l'utilizzo di alcuni degli strumenti studiati nelle esercitazioni (droni aerei, ROV, stazione base GPS e GNSS, fotogrammetria a camera singola) e la raccolta di dati sugli ambienti costieri con le metodologie descritte. L'escursione didattica si svolgerà nel Golfo di La Spezia, utilizzando la scuola di Mare Santa Teresa - Smart Bay - Lerici come stazione base (https://scuoladimare.com/). I partecipanti dovranno raggiungere la località in autonomia e potrebbe essere necessario pagare il pernottamento in pensione completa (circa 70€ a notte).
Prerequisiti
Physics of the Sea; Fundamentals of Marine Physical Geography; International Law of the Sea
Modalità didattica
2 crediti (CFU) Didattica Erogativa (Prof. A. Savini) - 7 lezioni da 2 ore online via webex, Didattica Erogativa (14 ore di lezione in totale)
3 crediti (CFU) laboratorio (Dr. Luca Fallati) - 8 attività di laboratorio da 4 ore in presenza, Didattica Interattiva
1 credito (CFU) uscita sul campo (Dr. Luca Fallati) -1 uscita sul campo (Campus Abroad) da 16 ore in presenza, Didattica Interattiva
Materiale didattico
The Sea Floor: An Introduction to Marine Geology. E. Seibold, W.H. Berger - Springer
Submarine Geomorphology. A. Micallef, S. Krastel, A. Savini . Springer
Remote Sensing and Image Interpretation, 7th Edition Thomas Lillesand, Ralph W. Kiefer, Jonathan Chipman ISBN: 978-1-118-34328-9 February 2015 736 Pages
Offshore Operation Facilities: Equipment and Procedures. Fang and Duan, 2014. Elsevier
Submarine Power Cables: Desing, Installation, Repair and Environmental Aspects. Worzyk, 2009. Springer.
Verranno messi a disposizione anche una serie di articoli scientifici a cura dei docenti
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale e prove pratiche da svolgersi durante il corso.
L'esame orale verterà su una breve discussione in merito a uno degli argomenti presentati durante le lezioni frontali.
Le prove pratiche verranno condotte durante le esercitazioni e andranno finalizzate nella consegna di una relazione finale da inviare ai docenti prima dell'appello orale.
I voti sono espressi in n/30. Il voto minimo di ammissione è 18/30. In particolare, il voto finale sarà dato dalla media ottnuta dalla valutazione della relazione finale relativa alle attività di laboratorio svolte dagli studenti e del risultato conseguito nella prova orale.
Orario di ricevimento
Su prenotazione inviando una mail ai docenti:
- alessandra.savini@unimib.it
- luca.fallati@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to provide students with:
(D1) advanced knowledge of current technological solutions used for the acquisition of high-resolution terrestrial and marine geospatial datasets, applied to geo-environmental studies in coastal and marine areas;
(D1–D2) understanding of the operating principles and application differences of the main data acquisition technologies in the marine environment, both in basic and applied research contexts;
(D1) knowledge of the main industrial activities conducted at sea, with particular reference to the exploration and exploitation of marine resources;
(D2–D3) skills in the assessment of geological risks in the marine environment and in understanding related monitoring methodologies;
(D5) the ability to autonomously keep up to date with technological and operational innovations in the field of applied marine geology.
Contents
The course will provide basic knowledge on methods and techniques adopted to perform assessment of marine geohazard and on the recent progress in 3D geological mapping and computer vision that allows a seamless combination of terrestrial and marine geo-spatial dataset in coastal regions.
Detailed program
7 two-hour lectures, online via webex, Delivered Didactics
The main topics covered during the lectures of frontal teaching (delivered didactic) include:
- Main offshore activities carried out by the industrial sector. Introduction to marine geology studies applied to the feasibility assessment of major offshore and coastal activities exploiting the resources of the marine environment.
- Geological risk at sea: causes and procedures adopted for risk assessment studies for offshore development. Marine geohazard along the Italian coasts: the experience of the MAGIC project.
- Land and marine geospatial data integration along the coastal areas: problems and solutions depending on the geomorphological context of the areas of interest. Case studies from tectonically and climatically sensitive coastal areas of the Mediterranean region.
8 four-hour lab activities, in person, Interactive Teaching
Practical activities carried out during laboratory hours include:
- implementation in geographical information systems (GIS) of satellite data and georeferencing techniques
- procedures for processing data acquired by multibeam echosounder
- photogrammetry techniques applied to RGB images acquired from aerial and underwater platforms in marine areas.
- integration of multisource and multiscale geospatial data into geographic information systems
The students will engage in tutorial activities to learn how to manage and process data obtained through optical and acoustic remote sensing platforms in marine and coastal regions with varying geomorphological contexts. They will also learn how to retrieve satellite data from online databases, which can be used to monitor extensive marine environments. The obtained data will be utilized to produce Satellite-Derived Bathymetry (SDB) in specific coastal areas.
Marine nearshore environments will be reconstructed using images collected with drones and underwater cameras and processed using Structure from Motion (SfM) techniques.
Acoustic remote sensing data, collected with multibeam echosounders and ROV videos, will be used to map and categorize deep marine environments.
2 eight-hour - Campus abroad, In person, Interactive Teaching
There will be a dedicated field trip at the end of the course (3 day - 2 nights). This trip will involve using some of the instruments studied in the tutorials (Aerial Drones, ROV, GPS and GNSS base station, single camera photogrammetry) and collecting data on coastal environments with the methodologies described. The field trip will be conducted in La Spezia Gulf using the scuola di Mare Santa Teresa - Smart Bay - Lerici as a field base station (https://scuoladimare.com/). The participants need to reach the location autonomously, and it may be necessary to pay for the accommodation in full board (around 70€ per night).
Prerequisites
Physics of the Sea; Fundamentals of Marine Physical Geography; International Law of the Sea
Teaching form
2 credits (CFU) of delivered didactic (Prof. A. Savini) - 7 two-hour lectures, onlòine via webex, Delivered Didactics
3 credits (CFU) of laboratory activity (Dr. Luca Fallati) - 8 four-hour lab activities, in person, Interactive Teaching
1 credit (CFU) field activity (Dr. Luca Fallati) - 2 eight-hour field activity (Campus Abroad), in person, Interactive Teaching
Textbook and teaching resource
The Sea Floor: An Introduction to Marine Geology. E. Seibold, W.H. Berger - Springer
Submarine Geomorphology. A. Micallef, S. Krastel, A. Savini . Springer
Remote Sensing and Image Interpretation, 7th Edition Thomas Lillesand, Ralph W. Kiefer, Jonathan Chipman ISBN: 978-1-118-34328-9 February 2015 736 Pages
Offshore Operation Facilities: Equipment and Procedures. Fang and Duan, 2014. Elsevier
Submarine Power Cables: Desing, Installation, Repair and Environmental Aspects. Worzyk, 2009. Springer.
A selection of scientific journal articles and the lesson slides will be provided by the teacher
Semester
First semester
Assessment method
Oral examination and practical tests that will be performed during the tutorials.
The oral examination will focus on a brief discussion on one of the topics covered by delivered didactic.
The practical tests will be done during the laboratory activities and will be finalised in the delivery of a final report to be sent to the lecturers before the oral examination.
Grades are expressed as n/30. The minimum grade for admission is 18/30. Specifically, the final grade will be given by the average obtained from the evaluation of the final report on the laboratory activities carried out but the students and the result obtained in the oral test.
Office hours
By reservation by sending an email to the teachers:
- alessandra.savini@unimib.it
- luca.fallati@unimib.it
Sustainable Development Goals
Staff
-
Luca Fallati
-
Alessandra Savini
