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La scienza dietro il simulatore

Il simulatore è alimentato da PyroWISE — un motore di crescita incendi boschivi in puro Python, GIS-nativo e potenziato dall'IA, costruito come reimplementazione clean-room del pubblico e peer-reviewed stack scientifico canadese CFFDRS / WISE, con ogni equazione mantenuta esplicita e citabile.

Il motore

Un servizio operativo, non un modello una tantum

PyroWISE non è un modello di ricerca una tantum: è il motore che gira in produzione dietro la dashboard operativa di Karst Firewall. Spinge un fronte di fuoco attraverso il paesaggio reale transfrontaliero — combustibile, meteo, terreno e infrastrutture — e, eseguendo molte simulazioni leggermente variate, riporta l'esito come probabilità (inviluppi d'insieme e una superficie di probabilità di bruciatura) anziché come un'unica linea prevista. Ogni run è riproducibile e pienamente tracciabile, sostenuto da un kernel scientifico coperto da oltre 4.000 test automatici.

01 / NOWCAST

Se un incendio iniziasse ora

Un run a breve orizzonte dal meteo transfrontaliero live e da un singolo punto di innesco — dove il fuoco arriverebbe nelle ore successive, trasmesso perimetro dopo perimetro mentre risolve.

Meteo live · ≤ 48 h
02 / SCENARIO

What-if e pianificazione

Condizioni scelte dall'operatore per prevenzione, addestramento e studi di impatto — testa punti di innesco, meteo e fasce tagliafuoco, eseguiti come insieme probabilistico.

Insieme · fino a 10 giorni
03 / REPLAY

Replica storica

Riesegui un incendio registrato sul meteo in cui è realmente bruciato — la base per benchmarking, calibrazione e analisi a posteriori.

Meteo registrato · calibrazione
Il nucleo scientifico

Fondamenta peer-reviewed, reimplementate

Il kernel fisico preserva immutata la consolidata scienza CFFDRS — tre sistemi peer-reviewed lavorano insieme per trasformare meteo, combustibile e terreno in un fronte di fuoco in movimento.

01 / FWI

Sistema Fire Weather Index

Traduce temperatura, umidità, vento e pioggia in codici di umidità del combustibile (FFMC, DMC, DC) e indici di comportamento del fuoco (ISI, BUI, FWI).

Van Wagner 1987 · aggiornamento NRCan FWI2025
02 / FBP

Sistema di previsione del comportamento del fuoco

Calcola velocità di propagazione, intensità e consumo di combustibile sui 16 tipi di combustibile canonici, qui estesi con un envelope del Carso a 9 classi.

FCFDG 1992 · 16 tipi di combustibile
03 / CRESCITA

Propagazione vettoriale di Huygens

Fa avanzare un perimetro poligonale del fuoco attraverso un campo eterogeneo di combustibile × vento × pendenza × barriere, con pulizia delle auto-intersezioni e fusioni di spotting.

Tymstra et al. 2010 · NOR-X-417
Calibrato per il Carso

I modelli di combustibile generici non bastano

I modelli di combustibile canadesi standard sono adattati al Carso dinarico (la fascia calcarea che si estende verso sud-est dal Nord-Est Italia e dalla Slovenia attraverso Croazia, Bosnia ed Erzegovina, Montenegro e Albania — il Carso transfrontaliero ne è la punta nord-occidentale) e alla vegetazione del NE Italia tramite un envelope del Carso a 9 classi (K01–K09) e un resolver a cinque griglie che fonde specie, struttura, età, umidità e continuità nel modello di combustibile attivo per ogni pixel.

  • Priors versionati risolti per ambito e stagione, così il routing di produzione è verificabile e riproducibile.
  • Calibrazione dell'envelope K04 su eventi reali con un ottimizzatore CMA-ES / Nelder-Mead e metriche IoU, Hausdorff ed errore d'area.
  • Ground truth da perimetri Copernicus EMS, severità di bruciatura Sentinel-2 e timeline di potenza radiativa del fuoco LSA-SAF.
  • Potenziamento IA (un emulatore di propagazione U-Net e un surrogato d'insieme) sovrapposto — con il kernel fisico sempre disponibile come fallback e ground truth.
Stato del combustibile in tempo reale

Leggere dallo spazio l'aridità del paesaggio

Oltre alla mappa statica dei combustibili, PyroWISE sta costruendo un quadro dinamico di quanto sia infiammabile il paesaggio — aggiornato dai satelliti ogni poche ore invece di restare congelato in una mappa vecchia di un anno. La spina dorsale è un numero familiare, l'NDVI (l'indice di "verde" della vegetazione di Sentinel-2); la novità è ciò che il sistema ne fa — confrontare il verde di oggi con quello normale per la stagione, trasformare quello scarto in un segnale di stress della vegetazione e collegarlo direttamente alla fisica della propagazione del fuoco.

In una riga: PyroWISE sta trasformando il verde di Sentinel-2 in una misura in tempo reale di quanto sia davvero secco il paesaggio in questo momento — e lo collega, per la prima volta, direttamente alla velocità con cui prevede che un incendio si propagherà. L'architettura si suddivide nettamente: PyroWISE possiede la scienza (baseline, anomalie, accoppiamento con i combustibili); l'app web operativa la rispecchia e la visualizza.

Dall'innesco alla propagazione

Due modelli, una decisione

Il servizio KFWI risponde a dove è probabile che un incendio si inneschi e quanto allarmarsi; PyroWISE risponde a dato un innesco, dove va il fuoco e per quando. Sono servizi indipendenti.

0.934

AUC del modello di innesco Random Forest (densità di hotspot, prossimità alle infrastrutture, vegetazione, ciclo stagionale + diurno, campionamento pseudo-assenza corretto).

77.5%

rilevamento incendi sulla coorte di validazione di 1.227 incendi per l'integrato rischio = P(innesco) × peso_severità(FWI) — contro ~29% per il solo FWI.

~97%

degli incendi del Carso si verifica al di sotto della soglia generica europea EFFIS "High", quindi i default UE sottostimano il rischio regionale — da cui le soglie calibrate sul Carso.

Repository del modello di innesco KFWI

Cosa entra

Input

  • Meteo transfrontaliero live (ARPA FVG OSMER + ARSO), o meteo registrato per i replay storici.
  • Terreno bilaterale (DTM) e altezza della chioma (CHM) da LiDAR regionale.
  • Infrastrutture come barriere a livelli — strade, ferrovie, fasce tagliafuoco, muretti a secco (FVG CTRN + SLO RUBIN + OSM) e idrografia.
  • Un punto di innesco, orizzonte, passo temporale e mappatura del combustibile; più policy di barriera e overlay di conservazione.
Cosa esce

Output

  • Perimetri del fuoco in streaming e finali su terreno 2D e 3D.
  • Inviluppi d'insieme (p10 / p50 / p90) e una superficie di probabilità di bruciatura.
  • Livelli di tempo di arrivo per il time-to-impact su punti, linee e poligoni.
  • Run bundle con provenienza completa — fonte meteo, profilo AOI, policy di barriera, classi di combustibile, affidabilità della calibrazione — ed export pronti per QGIS.
Validazione e provenienza

Confrontato con gli stack di riferimento

PyroWISE è una reimplementazione clean-room di scienza pubblica — confronta al file-boundary con WISE / Prometheus (Canadian Forest Service), Cell2Fire e la famiglia FARSITE / FlamMap, calcolando IoU, Hausdorff ed errore d'area rispetto ai perimetri reali degli incendi.

Fonti dati e di riferimento

CFFDRS (NRCan)WISE / PrometheusCell2FireFARSITE / FlamMap Copernicus EMSSentinel-2Copernicus C3S / ERA5EUMETSAT LSA-SAF NASA FIRMSARPA FVG OSMERARSOOpenStreetMapNatura 2000ZGSNOAA HYSPLIT

PyroWISE è rilasciato sotto AGPL-3.0, in linea con la licenza WISE upstream. Il prodotto di dispersione del fumo (Gaussian-puff NOAA HYSPLIT) è attualmente non calibrato e mostrato solo a scopo di contesto.