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TIRLab

Laboratorio di termografia all'infrarosso

Il Laboratorio di Termografia IR dell’Osservatorio Vesuviano (TIRLab) gestisce la rete permanente TIRNet (Thermal InfraRed Network) di sorveglianza vulcanica continua tramite acquisizione di immagini all’infrarosso termico delle aree vulcaniche napoletane. La rete è attualmente costituita da 7 stazioni che acquisiscono immagini di aree interessate da anomalie termiche legate ad attività fumarolica.

Fabio Sansivero (responsabile)
Francesco Rufino
Alessandro Santi

Immagine IR Solfatara1

Stazione Solfatara1 (operativa dal 2006)

La stazione di Solfatara1 (SF1) acquisisce immagini all'infrarosso termico dell'area fumarolizzata situata nel settore sud-orientale del cratere della Solfatara. L'area comprende le fumarole di Bocca Grande e Bocca Nuova.

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Immagine IR Solfatara2

Stazione Solfatara2 (operativa dal 2013)

La stazione di Solfatara2 (SF2) acquisisce immagini all'infrarosso termico dell'area fumarolizzata situata alla base del versante interno nord-occidentale del cratere della Solfatara.

Scheda stazione & download dati

Immagine IR Pisciarelli

Stazione Pisciarelli (operativa dal 2006)

La stazione di Pisciarelli (PS1) acquisisce immagini all'infrarosso termico dell'area fumarolizzata situata sul versante esterno orientale dell'edificio vulcanico della Solfatara.

Scheda stazione & download dati

Immagine IR Olibano

Stazione Olibano (operativa dal 2015)

La stazione di Olibano (OLIB) acquisisce immagini all'infrarosso termico dell'area fumarolizzata situata sul versante meridionale del duomo lavico di Monte Olibano.

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Immagine IR SOB

Stazione IR-SOB (operativa dal 2016)

La stazione di IR-SOB (SOB) acquisisce immagini all'infrarosso termico dell'area fumarolizzata situata sul bordo orientale dell'edificio vulcanico della Solfatara.

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Immagine IR Antiniana

Stazione Antiniana (operativa dal 2020)

La stazione di Antiniana (ANTIN) acquisisce immagini all'infrarosso termico dell'area fumarolizzata di Agnano - via Antiniana, situata ad Est dell'edificio vulcanico della Solfatara.

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Immagine IR Vesuvio

Stazione Vesuvio (operativa dal 2004)

La stazione di Vesuvio (VES) acquisisce immagini all'infrarosso termico dell'area fumarolizzata situata sul versante interno occidentale del cratere del Vesuvio.

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Ubicazione rete TIRNet
Vedi mappa

Mappa delle ubicazioni delle stazioni e delle aree monitorate dalla rete TIRNet )

Ubicazione rete TIRNet
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La tecnologia di acquisizione della rete TIRNet

block-diagram
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Il trattamento dei dati acquisiti dalla rete TIRNet

La tecnologia di acquisizione della rete TIRNet

La prima stazione della rete è stata installata a giugno 2004 e nel tempo la rete ha subito modifiche e aggiornamenti tecnologici. Tutte le stazioni sono attualmente equipaggiate con termocamere FLIR SC645/655 che acquisicono immagini di risoluzione 640x480 nella banda dell'infrarosso termico (7.5-13 μm). L'accuratezza del sensore è ± 2°C e la sensibilità termica è di 30 mK (a 50/60 Hz). La stazione di acquisizione remota (RMS), che gestisce l’acquisizione automatica giornaliera delle immagini IR e il trasferimento dei dati ai server del Centro di Sorveglianza OV-INGV, è stata ideata e sviluppata nei laboratori dell’Osservatorio Vesuviano e sia hardware che software di gestione sono in costante upgrade tecnologico. Nella figura a lato i componenti principali della RMS IR:

Alla RMS sono connessi la termocamera IR FLIR, installata in custodia inox con vetro al Germanio, e una sonda di temperatura e umidità necessaria alla correzione delle temperature acquisite.
Il sistema è gestito dal software ICARO (Infrared Camera Automation for Remote Observations) sviluppato in ambiente Python (scarica codice: Icaro_v.4.5.zip).
Le funzionailtà principali di ICARO:

In sintesi ICARO, attenendosi alla configurazione personalizzabile, ad orari prestabiliti attiva la termocamera, il router LTE/UMTS o il WiFi, e la sonda di temperatura e umidità dell'aria per eseguire le procedure di acquisizione. Una volta completate, ICARO disattiva i componenti inutilizzati per preservare la carica della batteria.
ICARO include anche un semplice web server con funzionalità PHP. Quando la RMS è connessa alla rete, è possibile accedere alla stazione tramite una semplice e funzionale interfaccia web che consente l'acquisizione manuale di immagini TIR e dei valori di temperatura ed umidità dell'aria.
Una descrizione dettagliata delle funzionalità di ICARO e delle caratteristiche hardware della RMS è disponibile nell'articolo Sansivero et al., 2025.

Interno di stazione TIR

Interno di stazione TIR

dettaglio stazione IR

Dettaglio hardware RMS

Il trattamento dei dati acquisiti dalla rete

I dati immagine TIR sono trasferiti sul server di acquisizione situato nel Centro di Calcolo dell’INGV-Osservatorio Vesuviano dove sono processati dal software A.S.I.R.A. (Automated System for IR Analysis) sviluppato dal Laboratorio di termografia all'infrarosso (© 2025 Fabio Sansivero). I principali task eseguiti da ASIRA prevedono:

I grafici finali delle temperature al suolo delle aree monitorate sono visualizzati nella sala di Monitoraggio dell'INGV-Osservatorio Vesuviano ai fini della sorveglianza vulcanologica richiesta dalla Protezione Civile.
Le fasi principali di processamento automatico delle scene IR per ogni singola stazione sono illustarte nella seguente immagine.

Block-diagram processamento dati

Per approfondire le funzionalità di ASIRA riferirsi al lavoro: Sansivero et al., 2025).
Il codice di ASIRA e la guida utente sono disponibili nella Sezione Software Download di questa pagina web.

Software download

- ICARO - Modulo di controllo della RMS, sviluppato in Python. Il codice di ICARO (Infrared Camera Automation for Remote Observations) è sviluppato sotto licenza Creative Commons Attribution 4.0 International (© 2025 Fabio Sansivero).
- ASIRA for GNU Octave code - La versione GNU Octave di A.S.I.R.A. (Automated System for IR Analysis) è un software automatizzato per l'analisi TIR sviluppato sotto licenza Creative Commons Attribution 4.0 International (© 2025 Fabio Sansivero).
- Manuale tecnico di ASIRA - Una guida tecnica esaustiva all'uso di ASIRA e alla sua configurazione.


Una trattazione dettagliata dei codice sorgente di ICARO e ASIRA, delle loro funzionalità e in generale dell'approccio di analisi dei dati TIR è disponibile in:
Sansivero, F.; Vilardo, G.; Buonocunto C. Development of a Thermal Infrared Network for Volcanic and Environmental Monitoring Hardware Design and Data Analysis Software Code.

Articoli tecnici consigliati sulla rete TIRNet (in Inglese)

Sansivero, F.; Vilardo, G.; Buonocunto C. Development of a Thermal Infrared Network for Volcanic and Environmental Monitoring Hardware Design and Data Analysis Software Code. Sensors 2025, 25, 4141. https://doi.org/10.3390/s25134141

Sansivero, F., Vilardo, G., 2024. Twenty Years of Thermal Infrared Observations (2004–2024) at Campi Flegrei Caldera (Italy) by the Permanent Surveillance Ground Network of INGV-Osservatorio Vesuviano. Remote Sensing, 16(17), 3352. https://doi.org/10.3390/rs16173352

Sansivero, F.; Vilardo, G., 2019. Processing Thermal Infrared Imagery Time-Series from Volcano Permanent Ground-Based Monitoring Network. Latest Methodological Improvements to Characterize Surface Temperatures Behavior of Thermal Anomaly Areas. Remote Sens., 11, 553. https://doi.org/10.3390/rs11050553

Vilardo, G.; Sansivero, F.; Chiodini, G., 2015. Long-term TIR imagery processing for spatiotemporal monitoring of surface thermal features in volcanic environment: A case study in the Campi Flegrei (Southern Italy). J. Geophys. Res. Solid Earth, 120, 812–826.

Sansivero, F., Scarpato, G., Vilardo, G., 2013. The automated infrared thermal imaging system for the continuous long-term monitoring of the surface temperature of the Vesuvius crater. Ann. Geophys., 56, S0454.

Contatti

Phd Fabio Sansivero (Responsabile)