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R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 1 P04 Progetto Amu Darja Rodolfo Soncini Sessa MODSS Copyright 2004 © Rodolfo Soncini Sessa.

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1 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 1 P04 Progetto Amu Darja Rodolfo Soncini Sessa MODSS Copyright 2004 © Rodolfo Soncini Sessa.

2 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 2 Uso di immagini satellitari nella regolazione dellAmu Darja

3 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 3

4 4 Le acque dellAmu Darja sono regolate da un serbatoio ed utilizzate per alimentare un esteso sistema di irrigazione a valle. Le acque dellAmu Darja sono regolate da un serbatoio ed utilizzate per alimentare un esteso sistema di irrigazione a valle. A causa delle elevate temperature, la risalita capillare dellacqua fornita in eccesso provoca la formazione di una crosta salina che rende sterile il terreno.

5 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 5 Le acque dellAmu Darja sono regolate da un serbatoio ed utilizzate per alimentare un esteso sistema di irrigazione a valle. Le acque dellAmu Darja sono regolate da un serbatoio ed utilizzate per alimentare un esteso sistema di irrigazione a valle. Progettare la politica di regolazione del sistema (passo giornaliero). A causa delle elevate temperature, la risalita capillare dellacqua fornita in eccesso provoca la formazione di una crosta salina che rende sterile il terreno. E quindi necessario fornire esattamente lacqua richiesta dalle coltivazioni. La domanda dipende sia dalla temperatura, sia dallo stato vegetativo delle colture. Per conoscere questultimo si pensa di impiegare un satellite, che rileva larea della superficie fogliare delle piante ogni 15 giorni; queste misure sono affette da un errore bianco, con media nulla e varianza nota). A causa delle elevate temperature, la risalita capillare dellacqua fornita in eccesso provoca la formazione di una crosta salina che rende sterile il terreno. E quindi necessario fornire esattamente lacqua richiesta dalle coltivazioni. La domanda dipende sia dalla temperatura, sia dallo stato vegetativo delle colture. Per conoscere questultimo si pensa di impiegare un satellite, che rileva larea della superficie fogliare delle piante ogni 15 giorni; queste misure sono affette da un errore bianco, con media nulla e varianza nota).

6 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 6 Portatori 0. Ricognizione e obiettivi 1. Definizione delle azioni 2. Definizione di criteri e indicatori 3. Identificazione del modello 4. Progetto delle alternative 6. Valutazione delle alternative 5. Stima degli effetti 7. Comparazione e negoziazione Alternative di compromesso 8. Mitigazione e compensazione Cercare ancora? si 9. Scelta politica no PIANIFICAZIONE Alternativa di miglior compromesso MODSS La PIP

7 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 7 Portatori 0. Ricognizione e obiettivi PIANIFICAZIONE Comprensione del Sistema Identificazione dei Portatori Definizione del sistema nel tempo e nello spazio Analisi istituzionale e legale Obiettivi del problema.......

8 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 8 Descrizione del sistema Lago DAral Il sistema è composto da un serbatoio (equivalente, per semplicità didattica ne consideriamo uno solo, in realtà sono più di uno) che regola lacqua destinata ai distretti irrigui nella zona di Samarcanda.

9 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 9 Descrizione del sistema Lago DAral Bisogna fornire alle piante solo lacqua che è richiesta dai loro processi biologici Se si fornisce troppa acqua al distretto vi è il rischio che il terreno irrigato subisca un processo di salinizzazione e di conseguenza diventi sterile.

10 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 10 Un vantaggio… Si ha a disposizione un satellite che rileva lo stato vegetativo delle piante (ad esempio larea della superficie fogliare). Vediamo meglio come avviene tale operazione.

11 185 km. Il satellite percorre ogni giorno una serie di orbite regolari durante le quali viene rilevato lo stato vegetativo delle superfici precedentemente richieste. Il sorvolo è ripetuto ogni 15 giorni.

12 185 km. Stazione ricevente Le informazioni rilevate sono trasmesse a una stazione a terra dove vengono decodificate e trasformate in immagini leggibili. La loro qualità è legata alla lunghezza donda scelta per far risaltare meglio il fenomeno scelto. La misura è affetta da un errore casuale, bianco, a media nulla e varianza nota La loro qualità è legata alla lunghezza donda scelta per far risaltare meglio il fenomeno scelto. La misura è affetta da un errore casuale, bianco, a media nulla e varianza nota

13 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 13 LANSAT TM Image of Karshi Pilot Area, 2000

14 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 14 Kashkadarya Region: salinizzazione del suolo

15 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 15 Portatori Poiché si tratta di ridurre lo spreco di risorsa lunico utente che potrebbe essere negativamente influenzato è lutente irriguo. Gli effetti sugli altri (Ambiente e Portatori di interesse del lago dAral) possono essere solo positivi e quindi, in prima istanza, possiamo evitare di considerarli.

16 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 16 Portatori 0. Ricognizione e obiettivi 1. Definizione delle azioni 2. Definizione di criteri e indicatori 3. Identificazione del modello 4. Progetto delle alternative 6. Valutazione delle alternative 5. Stima degli effetti 7. Comparazione e negoziazione Alternative di compromesso 8. Mitigazione e compensazione Cercare ancora? si 9. Scelta politica no PIANIFICAZIONE Alternativa di miglior compromesso MODSS La PIP La modifica dellattuale politica di regolazione del serbatoio è lunica azione considerata.

17 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 17 Portatori e Criteri Lunico Portatore, lutente irriguo, valuta le alternative in base alla produzione sostenibile che è a sua volta legata a due diversi criteri di secondo livello, a cui corrispondono due indicatori: entità del raccolto => deficit di fornitura salinizzazione del terreno => eccesso di fornitura

18 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 18 Formalizzazione degli indicatori deficit di fornitura eccesso di fornitura COSTO PER PASSO: NB : non conviene utilizzare un unico costo, per esempio perché è essenziale poter distinguere tra deficit ed eccesso di fornitura. g t+1 q t+1 W t+1

19 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 19 Portatori 0. Ricognizione e obiettivi 1. Definizione delle azioni 2. Definizione di criteri e indicatori 3. Identificazione del modello 4. Progetto delle alternative 6. Valutazione delle alternative 5. Stima degli effetti 7. Comparazione e negoziazione Alternative di compromesso 8. Mitigazione e compensazione Cercare ancora? si 9. Scelta politica no PIANIFICAZIONE Alternativa di miglior compromesso MODSS La PIP

20 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 20 Modello del sistema Lindividuazione dei componenti e lidentificazione dei loro modelli è del tutto standard,

21 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 21 Con questo modello otterremmo un politica di regolazione della forma : u t = m t ( s t, i t, T t ) Modello del sistema Domanda idrica: Serbatoio: Evaporazione:AR(0)e t+1 Afflussi:AR(0)a t+1 Temperatura: AR(1) Sviluppo colture: it?it? Traversa irrigua: r t+1

22 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 22 Modello del sistema Lindividuazione dei componenti e lidentificazione dei loro modelli è del tutto standard, eccezion fatta per quanto riguarda la misura dello stato vegetativo delle colture tramite il satellite...

23 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 23 … da descrivere così ItIt Distinguere lo stato vegetativo delle piante i t I t = i t + I t Lago DAral stato vegetativo i t Detto I t lerrore, la misura è descritta dallequazione Osservazione Stazione ricevente dalla misura I t

24 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 24 Con questo modello otterremmo un politica di regolazione della forma : u t = m t ( s t, i t, T t ) Modello del sistema Domanda idrica: Serbatoio: Evaporazione:AR(0)e t+1 Afflussi:AR(0)a t+1 Temperatura: AR(1) Sviluppo colture: Traversa irrigua: r t+1 Misura satellite:

25 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 25 Stimatore dello stato Sviluppo colture: Misura satellite: Stato non-misurabile per errore-misura Costruire uno stimatore dello stato: filtro di Kalman esteso Il guadagno k t è calcolato come spiegato in A2.3.4 STIMA DELLO STATO

26 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 26 Stimatore + controllo Stimatore dello stato Controllore Così facendo le prestazioni sono quasi uguali a quelle della stessa politica con stato misurato. Vedi Par. 4.13 MODSS

27 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 27 Con questo modello otterremmo un politica di regolazione della forma : u t = m t ( s t, i t, T t ) Modello del sistema Domanda idrica: Serbatoio: Evaporazione:AR(0)e t+1 Afflussi:AR(0)a t+1 Temperatura: AR(1) Sviluppo colture: Traversa irrigua: r t+1 Misura satellite: Potremmo procedere così?

28 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 28 Con questo modello otterremmo un politica di regolazione della forma : u t = m t ( s t, i t, T t ) Modello del sistema Domanda idrica: Serbatoio: Evaporazione:AR(0)e t+1 Afflussi:AR(0)a t+1 Temperatura: AR(1) Sviluppo colture: Traversa irrigua: r t+1 Misura satellite: u t = m t ( s t, I t, T t )

29 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 29 Il disturbo STRADA CHIUSA!! Attenzione Il vettore dei disturbi non è bianco! a causa delle variabili.

30 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 30 Portatori 0. Ricognizione e obiettivi 1. Definizione delle azioni 2. Definizione di criteri e indicatori 3. Identificazione del modello 4. Progetto delle alternative 6. Valutazione delle alternative 5. Stima degli effetti 7. Comparazione e negoziazione Alternative di compromesso 8. Mitigazione e compensazione Cercare ancora? si 9. Scelta politica no PIANIFICAZIONE Alternativa di miglior compromesso MODSS La PIP

31 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 31 Formalizzazione degli Obiettivi deficit di fornitura COSTO PER PASSO: OBIETTIVO: eccesso di fornitura COSTO PER PASSO:

32 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 32 Progetto della politica (fuori linea) Attraverso lalgoritmo TDC calcoliamo il valore della funzione di Bellman per ogni istante di tempo del ciclo: Otteniamo così una successione nel tempo di matrici a tre dimensioni ( s t, I t, T t ), che costituiscono la politica cercata Aggregazione dei costi per passo: fissato

33 R. Soncini Sessa, MODSS, 2004 33 Una difficoltà …? La politica ottenuta sembrerebbe essere utilizzabile solo se linformazione I t è disponibile con frequenza giornaliera. Che fare dato che il satellite passa solo ogni 15 giorni? FALSO PROBLEMA Lo stimatore anche in assenza di misura continua a fornire una stima: Al passaggio del satelliteGli altri giorni NOTA: la dinamica della stima senza misura è la dinamica di i t.


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