Le banche dati sismologiche dell’Osservatorio Vesuviano

di Rosario Peluso, Maddalena De Lucia, Alessandro Di Filippo, Francesca Cirillo e Claudio Martino

I sensori distribuiti sul territorio registrano una grande mole di dati che devono essere raccolti e catalogati per permettere lo studio dei fenomeni monitorati. Le banche dati sismologiche rappresentano uno strumento importante per la catalogazione e la gestione dei dati relativi agli eventi sismici sia ai fini della ricerca che del monitoraggio. Nel corso degli anni l’Osservatorio Vesuviano ha sviluppato e utilizzato diverse banche dati. Esiste una differenza sostanziale tra il “motore” di una banca dati, il cuore del sistema che elabora e archivia i dati, e l’interfaccia che permette di interagire con esso: queste due funzioni vengono spesso confuse e si è portati a identificare il motore con l’interfaccia o viceversa. Uno stesso database può avere quindi numerose interfacce di utilizzo, ognuna con scopi differenti.

Le banche dati sismologiche attualmente esistenti sono il risultato della sovrapposizione di diversi sistemi, sviluppati in epoche diverse e qualche volta non aggiornabili né integrabili con altri sistemi. Negli ultimi anni è iniziata una completa ristrutturazione della banca dati sismologica dell’Osservatorio Vesuviano. Sono stati realizzati nuovi sistemi grazie al progetto “FISR – SOIR” (Sale Operative Integrate e Reti di monitoraggio del futuro) che ha coinvolto le tre Sale Operative dell’INGV di Napoli (Figura 1), Catania e Roma.

Geoves

Prendiamo come esempio la banca dati Geoves, il primo database sismologico moderno utilizzato all’Osservatorio Vesuviano. Geoves è l’archivio delle localizzazioni dei terremoti così come sono fornite nel bollettino che l’Osservatorio dirama periodicamente per ognuno dei tre vulcani (mensilmente per Vesuvio ed Ischia, settimanalmente per i Campi Flegrei, in funzione dello stato di attività e del relativo livello di allerta).  Si tratta delle migliori stime ottenute dal personale dell’Osservatorio Vesuviano, che sono suscettibili tuttavia di ulteriori raffinamenti a fronte di indagini più approfondite e/o analisi più sofisticate. Questa banca dati  è basata sul database server MS-SQL. Il sistema è dotato di svariate interfacce (tra le quali Plinio/Sismolab) che consentono l’accesso ai dati e la loro elaborazione (Figura 2).

MyWBSM

WBSM sta per Web Based Seismological Monitoring, ovvero monitoraggio sismologico basato sul web. La banca dati MyWBSM fu sviluppata all’inizio degli anni 2000 per raccogliere le localizzazioni prodotte dai sistemi automatici dell’Osservatorio Vesuviano. In questo caso, l’organizzazione e lo stoccaggio dei dati sono effettuati utilizzando un database server cosiddetto open source, ovvero il cui codice è condiviso e disponibile per tutti gratuitamente: MySQL.

MyWBSM è articolata in due sistemi gemelli paralleli completi, ciascuno dei quali si sviluppa a partire dal sistema di localizzazione automatica fino al database e all’interfaccia. Dei due sistemi, uno è dedicato alle operazioni della Sala Operativa, mentre l’altro è stato progettato per consentire la massima disseminazione dei dati, ed è interamente dedicato al pubblico. Pur trattandosi di una versione semplificata, che non possiede tutte le funzionalità necessarie al  personale di turno in Sala Operativa, questo doppio sistema consente una comunicazione completa e continua relativa a tutti gli eventi registrati dalle reti sismiche gestite dall’Osservatorio Vesuviano.

L’interfaccia di MyWBSM era basata su applet Java: oggi questa tecnologia è considerata obsoleta (deprecata) e non è più supportata nei browser moderni. A causa di ciò le interfacce di MyWBSM non sono attualmente pienamente funzionanti e, a partire dal 20 marzo 2020, il sistema di Sala basato su MyWBSM è stato spento e smantellato. Il gemello pubblico è, invece, mantenuto ancora attivo fino a quando non verranno rilasciate le versioni pubbliche dei nuovi sistemi e continua quindi a fornire dati all’interfaccia Plinio/Sismolab.

Speed/Sismolab (Plinio)

La banca dati Speed prende il nome dal Progetto Speed (Scenari di Pericolosità e Danno dei vulcani della Campania), nel cui ambito fu sviluppata. Inizialmente l’obiettivo di questa banca dati era quello di fornire al Dipartimento della Protezione Civile un unico portale per l’accesso ai dati del monitoraggio. In seguito fu estesa nel sistema SUM (Sistema Unico per il Monitoraggio) e nel sistema Plinio/Sismolab sviluppato per consentire l’accesso del pubblico (Figura 3).

L’interfaccia pubblica di Plinio/Sismolab estrae i dati da tre database (Geoves, MyWBSM e il suo database interno) e mostra all’utente la “migliore” localizzazione disponibile per ogni evento sismico. Per ciascun evento, vengono effettuati diversi tipi di localizzazioni: quella “automatica”, generata  da MyWBSM; quella “rivista” (qui chiamata, secondo la vecchia nomenclatura, “preliminare”), che richiede l’intervento del personale di sala e viene archiviata nel  database interno e quella del “bollettino” (qui chiamata, secondo la vecchia nomenclatura, “revisionata”) da Geoves. Il sistema Plinio/Sismolab pubblica una di queste localizzazioni, a seconda di quale sia disponibile.

Per superare l’obsolescenza e la non interoperabilità di questi sistemi, negli ultimi anni sono stati progettati e sviluppati il database Serenade e l’interfaccia Wessel. Successivamente è stata realizzata l’interfaccia Gossip.

SERENADE

SERENADE (SEismic Restful ENAbled DatabasE) è la banca dati sismologica più recente di cui dispone l’INGV Osservatorio Vesuviano. È stata sviluppata in modo da poter gestire più localizzazioni per ogni evento sismico, sia automatiche che riviste e quelle del bollettino. Serenade è stato realizzato per catalogare anche eventi di natura non sismica come tuoni e frane, e di natura antropica, come esplosioni e crolli in cava. Il suo “motore” interno è il database server PostGreSQL.

Nel lungo termine Serenade diventerà anche l’unica banca dati sismologica dell’Osservatorio Vesuviano, in quanto in essa confluiranno tutti i dati contenuti nei precedenti database, come GEOVES. Gli eventi sismici inseriti nel database SERENADE sono inseriti anche nel Database Sismologico dell’Osservatorio Nazionale Terremoti (ONT) dell’ INGV.

Wessel

Wessel (WEb Service for Seismic Event Location) rappresenta, al momento, il sistema di gestione predefinito per il database SERENADE. È stato sviluppato per facilitare le operazioni di analisi dei dati in Sala Operativa e permette di visualizzare, inserire e aggiornare gli eventi sismici contenuti in Serenade.

Nel lungo periodo Wessel diventerà una piattaforma web integrata per la localizzazione e lo studio degli eventi sismici a servizio del personale dell’Osservatorio Vesuviano. Tramite Wessel i dati sismici delle reti dei vulcani campani vengono condivisi con le altre due Sale dell’INGV, secondo quanto previsto dal Progetto FISR-SOIR. La condivisione dei dati acquisiti dalle tre Sale Operative dell’INGV (OE, ONT e OV) costituisce non solo un rilevante sistema di messa in comune di informazioni scientifiche, con immediate ricadute benefiche sulla conoscenza dei fenomeni osservati, ma è anche un potente sistema di ridondanza che permetterebbe a ciascuna Sala di intervenire in soccorso delle altre nel malaugurato caso di criticità in una di esse.

Il processo di transizione dai precedenti sistemi a quelli nuovi non è ancora completo. L’obiettivo è quello di abbandonare e dismettere i sistemi ormai superati e passare a una struttura completamente incentrata su Serenade, Wessel e Gossip (Figura 4) per la gestione e la diffusione delle informazioni relative agli eventi sismici.

GOSSIP (acronimo di Generator of Serenade StatIc Pages) dal marzo 2020 permette di visualizzare e scaricare i principali parametri relativi agli eventi sismici avvenuti nelle aree vulcaniche campane e contenuti nella banca dati sismologica SERENADE. GOSSIP è completamente fruibile sia per l’utilizzo da PC desktop che per l’utilizzo da smartphone e tablet. Ne parleremo in dettaglio in un prossimo articolo.

Per maggiori informazioni consultare il sito web dell’INGV Osservatorio Vesuviano e in particolare la pagina sullo sviluppo delle banche dati sismologiche.