Una piattaforma basata sul cloud semplifica l’accesso ai dati di osservazione della Terra per tutti
La crescita esponenziale dei dati di osservazione (della Terra e) dell’ambiente richiede soluzioni innovative per accedervi e utilizzarli in modo più efficace. Il semplice download e l’elaborazione di questo enorme volume su risorse locali limitate è inefficiente e in conflitto con le moderne filosofie dei megadati. Il persistere di difficoltà quali l’identificazione, l’accesso e il pieno utilizzo di questi set di dati ne diminuisce l’impatto potenziale. Il progetto FAIRiCUBE, finanziato dall’UE, affronta questi problemi aprendo gli algoritmi e i dati localizzati su griglie (grid) a un pubblico più ampio, estendendo l’accesso oltre le comunità tradizionali di osservazione della Terra. La sua missione è facilitare la condivisione affidabile di dati reperibili, accessibili, interoperabili, riutilizzabili (FAIR). A tal fine, i ricercatori stanno sviluppando il FAIRiCUBE HUB – una piattaforma trasversale progettata per l’inserimento, la fornitura, l’analisi, l’elaborazione e la diffusione dei dati. Per dimostrare come l’Hub aiuti ad affrontare questi problemi, FAIRiCUBE ha creato cinque casi d’uso (alcuni sono l’adattamento urbano ai cambiamenti climatici e il nesso tra biodiversità e agricoltura), concentrandosi su varie dimensioni delle azioni prioritarie del Green Deal europeo.
Abbattere i silos di dati e migliorare il processo decisionale
«La nostra innovazione principale, il FAIRiCUBE HUB, riunisce senza soluzione di continuità diversi set di dati di osservazione ambientale e flussi di lavoro di scienza dei dati, consentendo di accedere, analizzare e visualizzare senza sforzo informazioni critiche», osserva Stefan Jetschny, coordinatore del progetto. Combinando strumenti e flussi di lavoro di scienza dei dati all’avanguardia, cubi di dati geospaziali e applicazioni di apprendimento automatico, l’Hub semplifica le analisi e le fasi di elaborazione complesse, riducendo la necessità di personalizzazioni tecniche. I flussi di lavoro condivisi e gli script dei casi d’uso esistenti documentano il potenziale e l’usabilità dell’Hub per gli utilizzatori futuri, come i ricercatori e i data scientist. L’infrastruttura basata sul cloud consente di disporre di risorse scalabili e gestibili e di informazioni pronte per le decisioni, che offrono approfondimenti praticabili su misura per il processo decisionale. I cruscotti interattivi personalizzabili e gli strumenti di visualizzazione aiutano gli utilizzatori a presentare efficacemente i risultati, rendendo la piattaforma preziosa per i responsabili politici, i giornalisti, i ricercatori e le organizzazioni non governative.
Superare gli ostacoli alla gestione dei dati climatici e ambientali
«I cubi di dati, che organizzano grandi insiemi di dati nello spazio e nel tempo, sono fondamentali per la scienza ambientale. Tuttavia, le dimensioni, la complessità, la completezza e l’incoerenza che li caratterizzano spesso portano a sfide che limitano le applicazioni di apprendimento automatico", spiega Kathi Schleidt, coordinatrice tecnica di FAIRiCUBE. «FAIRiCUBE affronta queste sfide sviluppando tecniche di apprendimento automatico distribuito su misura per i cubi di dati. Tali metodi elaborano in modo efficiente insiemi di dati complessi, ricostruiscono i dati mancanti attraverso il gap-filling e migliorano la precisione del downscaling.» La frammentazione dei cataloghi di dati geospaziali aggiunge un ulteriore livello di difficoltà, complicando la scoperta, l’accesso e l’utilizzo dei dati. FAIRiCUBE mostra con il proprio catalogo di dati come gli utilizzatori possano beneficiare di una migliore descrizione dei meta-dati e quindi di dati FAIR standardizzati e armonizzati. Infine, ricercatori provenienti da diversi campi e contesti contribuiscono alla base di conoscenza di FAIRiCUBE, una biblioteca comune che descrive come il FAIRiCUBE HUB risolva domande di ricerca complesse utilizzando algoritmi di elaborazione dati e apprendimento automatico all’avanguardia per analizzare insiemi di dati complessi.
Utilizzatori di strumenti di dati innovativi
FAIRiCUBE sta lavorando su modelli di business per rendere disponibile il FAIRiCUBE HUB a utilizzatori non tecnici e professionisti del settore in campi come l’agricoltura, la biodiversità e le infrastrutture urbane, per accedere a soluzioni di dati di osservazione della Terra su misura che ottimizzino la pianificazione operativa e il processo decisionale. «I fornitori di servizi potrebbero sfruttare i set di dati centralizzati e gli strumenti analitici precostituiti per migliorare i flussi di lavoro e le prestazioni ai clienti», sottolinea Jetschny. «L’Hub potrebbe anche essere utile agli uffici per l’ambiente per condurre valutazioni ambientali, garantire la conformità normativa e il monitoraggio ecologico, mentre gli analisti politici potrebbero sfruttare i dati elaborati per raccomandazioni basate su dati concreti.» Per gli utilizzatori indiretti, come gli urbanisti e le organizzazioni non governative, l’Hub può fornire informazioni pronte per le decisioni. «Gli amministratori urbani e i pianificatori regionali potrebbero ottenere informazioni geospaziali per guidare la pianificazione urbana e le iniziative di sviluppo sostenibile. Per i responsabili delle politiche, l’Hub fornisce dati utili per definire strategie di rischio climatico e politiche ambientali», concludono Jetschny e Schleidt.
Parole chiave
FAIRiCUBE, osservazione della Terra, piattaforma, processo decisionale, apprendimento automatico, archivio centralizzato
