SIFET_programma TORINO-5 - Collegio dei Geometri di Torino

Transcript

SOCIETÀ ITALIANA DI FOTOGRAMMETRIA E TOPOGRAFIA
59° CONVEGNO NAZIONALE SIFET
Tecniche Geomatiche per il Monitoraggio
Segreteria organizzativa del convegno
Cristina Castagnetti
Andrea Dessì
www.sifet.org
[email protected]
[email protected]
+390706755406/42
COE
Politecnico di Torino
Prof. Alberto Cina
Prof. Andrea Lingua
Prof. Ambrogio Maria Manzino
Collegio Geometri e Geometri Laureati di Torino e Provincia
Geom. Massimo Ottogalli
Geom. Luisa Roccia
Finito di stampare nel mese di Giugno 2014 presso le Arti grafiche Pisano di Cagliari
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Convegno Nazionale SIFET
Giunta esecutiva Presidente
Prof. Alessandro Capra
Vice Presidente
Dott. Geom. Stefano Nicolodi
Segretario
Ing. Giuseppina Vacca
Tesoriere
Dott. Geom. Luciano Di Marco
Assessori
Dott. Renzo Maseroli
Prof. Livio Pinto
Membri di diritto
Direttore dell’Istituto Geografico
Militare
Direttore dell’Istituto Idrografico
della Marina
Direttore del Centro Informazioni
Geotopografiche dell’Aeronautica
Direttore Istituto Superiore per la
Protezione e la ricerca Ambientale
Direttore del Dipartimento del
Territorio
Presidente del Consiglio Nazionale
degli Ingegneri
degli Architetti
dei Geometri e Geometri Laureati
Presidente Sezione Sifet Palermo
Presidente Sezione Sifet Catania
Presidente CS SIFET
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Membri ordinari (oltre ai componenti la Giunta
esecutiva)
Prof. Maurizio Barbarella
Prof. Mauro Caprioli
Ing. Virgilio Cima
Prof. Alberto Cina
Geom. Mauro Fino
Geom. Vittorio Grassi
Dott. Geom. Roberto Lietti
Dott. Geom. Paolo Nicolosi
Prof. Ambrogio Manzino
Prof. ssa Anna Spalla
Probiviri
Egidio Cima
Walter Mentasti
Massimiliano Currado
Revisori dei conti
Sergio Padovani
Carlo Vadilonga
Comitato Scientifico
Prof. Fulvio Rinaudo
Presidente
Ing. Paolo Aminti
Dott. Ludovico Biagi
Prof.ssa Maria Brovelli
Ing. Virgilio Cima
Prof. Stefano Gandolfi
Geom. Vittorio Grassi
Prof. Andrea Lingua
Prof.ssa Giannina Sanna
Prof. Aurelio Stoppini
Prof. Luca Vittuari
La Geomatica assume un ruolo importante nei processi di monitoraggio di
strutture, infrastrutture e ambienti naturali.
In questi particolari ambiti applicativi esiste però la necessità di interagire in modo completo con gli altri specialisti che partecipano al processo
di monitoraggio nel suo complesso. Questo fatto implica la necessità per
il tecnico di possedere, oltre a un’ottima conoscenza delle tecniche di
misura tipiche della Geomatica, la necessaria flessibilità per adattare
strumenti, tempi di esecuzione e validazione dei risultati in modo da soddisfare le richieste del monitoraggio.
La SIFET, in questo convegno, si propone di presentare un quadro aggiornato dello sviluppo delle tecniche della Geomatica nelle applicazioni al
monitoraggio di strutture, monitoraggio ambientale di fenomeni lenti e a
rapida evoluzione, ecc.
Il Convegno SIFET 2014, in prosecuzione con l’esperienza positiva degli
anni precedenti, propone un corso di base sulle Misure topografiche a
precisione controllata e un corso di approfondimento che illustra il ruolo
delle tecniche Geomatiche nei processi di Monitoraggio.
Parallelamente verrà offerto, a chi si avvicina per la prima volta alla Geomatica, un corso monografico che presenterà gli aspetti fondamentali
delle tecniche di rilievo evidenziandone potenzialità e limiti applicativi.
Il giorno 2 Luglio dalle 9.00 alle 13.00 si svolgerà il I Workshop ItaliaFrancia organizzato dalla SIFET in collaborazione con la SFPT sulle tematiche riguardanti il tracciamento e il monitoraggio delle opere strutturali
e infrastrutturali.
In accordo con il CNI, agli ingegneri partecipanti al Convegno verranno
riconosciuti 3 CFP.
Ai geometri verranno riconosciuti i CFP secondo le norme del proprio Collegio di appartenenza.
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CORSI AGGIORNAMENTO
1 e 2 luglio 2014
Sede Convegno
Martedì 1 Luglio: 9:00-13:00
Corso di base e pratico
Misure topografiche di precisione controllata: strumenti, metodi, materializzazioni per la realizzazione di misure di livellazione geometrica di precisione.
Seminario di base
La Geomatica: il problema della misura, potenzialità e limiti delle tecniche di acquisizione e di gestione dei dati misurati – GNSS, topografia terrestre, fotogrammetria, Telerilevamento, LiDAR, GIS.
Corso pratico
Misure Satellitari per il Monitoraggio: rilievo 3D di una piccola rete mediante misure GNSS statiche, trattamento delle misure e analisi dei risultati. .
Mercoledì 2 Luglio: 9:00-13:00
Corso specialistico
Introduzione al Monitoraggio: il ruolo delle misure di precisione nei processi di monitoraggio e
introduzione del concetto di significatività degli spostamenti rilevati.
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PROGRAMMA DEFINITIVO
2 - 4 Luglio 2014 • Lingotto - Torino
PROGRAMMA SINTETICO
Mercoledì 2 Luglio
ore 9.00
I workshop SIFET Italia - SFPT Francia
ore 15.00
Apertura convegno e saluti
Ore 15.30
Sessione Plenaria
Chairman: Fulvio Rinaudo
Ore 17.30
Inaugurazione Mostra Espositiva
Ore 18.00
Cocktail di benvenuto presso il Santuario della Consolata e visita guidata
Giovedì 3 Luglio
ore 9.00 -10.30
Sessione orale I
Chairman: Stefano Gandolfi
ore 10.30
Coffee break
ore 11.00 – 12.30
Sessione orale II
Chairman: Giuseppina Vacca
Ore 12.30
Pranzo a buffet
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ore 14.00 - 15.30
Sessione orale III
Chairman: Andrea Lingua
ore 15.30-16.10
Le ditte della Geomatica incontrano i convegnisti SIFET
ore 16.10
Coffee break
ore 16.30 - 18.00
Sessione orale IV
Chairman: Maria Brovelli
ore 18.00
Assemblea straordinaria dei soci SIFET
ore 21.00
Cena di gala al Valentino
Venerdì 4 Luglio
ore 9.00-10.00
Sessione orale V
Chairman: Luca Vittuari
ore 10.00
Coffee break
ore 10.30 -12.00
Sessione Speciale Premio Giovani
Chairman: Giannina Sanna
ore 12.00
Chiusura dei lavori
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PROGRAMMA DETTAGLIATO
Mercoledì 2 Luglio
dalle 12.00: registrazione partecipanti
ore 15.00
Apertura convegno e saluti
Prof. Alessandro Capra, Presidente SIFET
Prof. Fulvio Rinaudo, Presidente CS SIFET
Prof. Giuseppe Scanu, Presidente ASITA
Prof. Marco Gilli, Rettore del Politecnico di Torino
Ing. Franco Maggio, Agenzia delle Entrate - Direttore centrale Catasto e Cartografia
Ing. Gianni Massa, Vicepresidente Consiglio Nazionale Ingegneri
Geom. Maurizio Savoncelli, presidente Consiglio Nazionale Geometri e Geometri Laureati
Geom. Ilario Tesio, Presidente del Collegio Geometri e Geometri Laureati di Torino e Provincia
Francesco Gerbino, Amministratore delegato di Geoweb S.P.A
ore 15.30
Sessione plenaria
Chairman: prof. Fulvio Rinaudo, Presidente Comitato Scientifico SIFET
La Geomatica per il monitoraggio di versanti instabili e di strutture.
Alessandro Capra
La geomatica nei settori dell'infomobilità e dell'Intelligent Transport Systems (ITS).
Piero Boccardo, Fabrizio Arneodo, Danilo Botta
ore 17.30
Inaugurazione Mostra Espositiva con le partecipazione delle ditte
ore 18.00
Partenza con gli autobus per il Santuario della Consolata visita guidata e cocktail di benvenuto
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Giovedì 3 Luglio
ore 9.00 -10.30
Sessione orale I
Affidabilità dei sistemi integrati per il monitoraggio dei versanti instabili: l’importanza della correzione degli
effetti atmosferici nelle misure dell’elettrodistanziometro.
E. Bertacchini, C. Castagnetti
Rilievi multi-temporali con Laser Scanner Terrestre per il monitoraggio di una frana.
M. Barbarella, M. Fiani, A. Lugli
Monitoraggio Di Eventi Franosi Con Metodologia Stereo-Fotogrammetrica Terrestre.
R. Roncella, F. Diotri, M. Fornari, G. Forlani
L’utilizzo di ricevitori GNSS mass-market per il controllo di movimenti e deformazioni.
A.Cina, P. Dabove, A. M. Manzino, M. Piras
Monitoraggio di colate detritiche mediante il sensore Kinect.
D. Pagliari, L. Pinto
ore 10.30
Coffee break
ore 11.00 – 12.30
Sessione orale II
Operazioni geodetico-topografiche per la misura della distanza finalizzata al calcolo della velocità dei neutrini
tra il CERN e i Laboratori Nazionali del Gran Sasso.
R. Barzaghi, B. Betti, L. Biagi, L. Pinto
Classificazioni di uso del suolo con Reti Neurali su serie storiche di dati LANDSAT della Puglia settentrionale.
A. Novelli, E. Tarantino
Monitoraggio dinamico del Parco Ninni Cassara a Palermo attraverso un applicativo per la gestione della
manutenzione.
G. Dardanelli, M. Allegra, M. Carella, V. Giammarresi
Le quote per la misura del tempo e il tempo per la misura delle quote: verso una geodesia relativistica.
A. Cina, D. Calonico, H. Bendea, P. Dabove, A. M. Manzino
DIsaster REcovery Team (DIRECT) un progetto didattico innovativo per la gestione dell’emergenza.
I. Aicardi, P. Boccardo, F. Chiabrando, E. Donadio, A. Lingua, P. Maschio, F. Noardo, A. Spanò
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ore 12.30
Pranzo a buffet
ore 14.00 - 15.30
Sessione orale III
Il monitoraggio topografico della cattedrale di Agrigento con metodi tradizionali.
G. Dardanelli, G. Cavallaro, S. Paliaga
Tecniche di rilevamento ad altissima risoluzione per l’analisi del danneggiamento di elementi scultorei.
R. Rivola, E. Bertacchini, C. Castagnetti, A. Capra
Integrazione di tecniche geodetiche a bassa frequenza e ad alta frequenza per il monitoraggio strutturale.
C. Castagnetti, P. Rossi, E. Bertacchini, A. Capra
Geoweb2.0 per il monitoraggio ambientale.
M. A. Brovelli, M. Minghini, G. Zamboni
Esperienze di Monitoraggio mediante tecnica GNSS di strutture: primi risultati e criticità riscontrate.
S. Gandolfi, L. Poluzzi, L. Tavasci
ore 15.30-16.10
Le ditte della Geomatica incontrano i convegnisti SIFET
ore 16.10
Coffee break
ore 16.30 - 18.00
Sessione orale IV
Rilievo integrato per il monitoraggio delle cave.
D. Costantino, M. G. Angelini
Tecniche e metodologie di rilievo per una cava di pietra calcarea.
M. Caprioli, F. Mazzone, M. Scarano
Il filtro di Kalman come strumento per il controllo di movimenti e deformazioni.
P. Dabove, A. M. Manzino
Integrazione di tecnologie digitali e metodi di rilevamento e modellazione geometrica per la verifica della
meridiana di Acireale
S. Di Benedetto , M. Mangiameli , G. Mussumeci , P. Nicolosi , D. Pellegrino
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ore 18.00
Assemblea straordinaria dei soci SIFET
ore 21.00
Cena sociale al Valentino (partenza autobus dal Lingotto ore 20.30)
Venerdì 4 Luglio
ore 9.00-10.00
Sessione orale V
La gestione di un’infrastruttura a supporto del monitoraggio: la rete GNSS di Regione Piemonte.
L. Chiapale, M. De Agostino, M. Pipino, M. Vasone, A. Manzino, G. Siletto
Integrazione tra tecniche GNSS e Telerilevamento per il monitoraggio di dighe di terra.
G. Dardanelli, S. Paliaga, C. Pipitone, L. Puccio
Galleria ferroviaria di Monte Giuseppe. Monitoraggio movimenti
F. Bordini, A. Vigni
ore 10.00
Coffee break
ore 10.30 -12.00
Sessione Speciale Premio Giovani Autori
L’utilizzo di smartphone per il posizionamento attraverso Lidar 3D e fotogrammetria digitale.
Irene Aicardi
Dense Image matching per il recupero di contenuto metrico da immagini di documentazione e camere non
metriche.
Francesca Noardo
Prime esperienze per la realizzazione di una piattaforma HGIS della città di Parma.
Nazarena Bruno
La Geomatica per i Beni Culturali: una nuova prospettiva di formazione professionale.
Lucia Argento
ore 12.00
Chiusura dei lavori
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Sessione poster
I poster saranno esposti e visitabili durante tutta la durata del Convegno
Integrazione di tecniche per il rilevamento 3D dei beni culturali: il caso del teatro Nuovo di Mirandola.
M. Paternò, M. Bolognesi, A. Pellegrinelli, M. Russo
Su alcune relazioni intercorse tra osservatori lombardi nell’’800.
P. Broglia, L. Mussio
Rilievo e monitoraggio di architetture storiche: il caso studio di Villa Lampedusa ai Colli a Palermo.
M. Lo Brutto, A. Garraffa, F. Sirchia
30 anni di monitoraggio della subsidenza e dei cedimenti differenziali nel sito Unesco di Modena
C. Castagnetti, E. Bertacchini ,R. Rivola, A. Capra
Il laser scanner per il rischio idrogeologico: integrazione di laser scanning terrestre e aviotrasportato per
l’analisi geomorfologica e per confronti multi-temporali di versanti instabili.
C. Castagnetti, E. Bertacchini, R. Rivola, A. Capra
RPAS (Remotely Piloted Aircraft Systems) per il rilievo e il monitoraggio: applicazioni di protezione civile in
contesti idrogeologici.
E. Bertacchini, C. Castagnetti, R. Rivola, A. Corsini, S. De Cono
Rilievi multitemporali con UAS per il monitoraggio di accumuli nevosi in una valle alpina.
D. Passoni, L. Pinto, F. Avanzi , C. De Michele, P. Dosso
Misure topografiche in appoggio a reti gravimetriche per il monitoraggio di grotte sotterranee
L. Rossi, D. Sampietro, C. Braitenberg, D. Zuliani
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I workshop SIFET Italia - SFPT Francia
In concomitanza con il convegno SIFET 2014, la SIFET ha il piacere di presentare il Primo Workshop SIFET
Italia – SFPT Francia.
L’incontro avrà luogo Mercoledì 2 luglio 2014 dalle ore 9.00 alle ore 13.00, presso la sala conferenze
Politecnico di Torino ubicata presso la sede del Lingotto in Via Nizza 294.
L’incontro con i “cugini” d’oltralpe consentirà di approfondire interessanti scambi culturali con realtà diverse
dalla SIFET ma accomunate dagli stessi valori ed obiettivi, che operano, pur se in contesti diversi, all’interno
degli stessi ambiti di interesse.
Il tema dell’incontro congiunto, attinente a quello del convegno SIFET, è quello delle applicazioni geomatiche
nel settore del monitoraggio ed in particolare negli ambiti di strutture, infrastrutture e ambienti naturali.
Saranno, quindi, graditi i contribuiti dei ricercatori e geomatici italiani e francesi su queste tematiche, privilegiando esperienze e lavori realizzati all’interno di progetti Italo-Francesi.
Il workshop si terrà in lingua inglese e consentirà di mettere a confronto le esperienze “sul campo” ed i modi
di affrontare i problemi concreti nell’ambito del monitoraggio.
Per tale motivo, gli argomenti trattati saranno focalizzati su aspetti prevalentemente applicativi.
L’evento si aprirà con due relazioni invitate, una italiana e una francese, seguiranno quindi una serie di interventi da parte italiana e francese.
I lavori verranno successivamente pubblicati sulle riviste delle due società: Applied Geomatics e il Revue
Française de Photogrammétrie et de Télédétection della SFPT seguendo tutte le norme redazionali e di revisione delle riviste in questione
Dans le cadre de la conférence SIFET 2014, la SIFET est heureuse de présenter le premier atelier SIFET
(Italie) - France (SFPT). La rencontre aura lieu le mercredi 2 juillet 2014 de 9h00 à 13h00, dans la salle
de conférence de l’Ecole polytechnique de Turin située sur le site du Lingotto, 294 Via Nizza. La rencontre
entre «cousins» transalpins permettra des échanges culturels intéressants, car malgré leurs différences, les
communautés française et italienne sont liées par des valeurs et des objectifs communs, et bien que dans
des contextes différents, elles uvrent dans les mêmes domaines d’intérêt. Le thème de la rencontre, adossé
à celui de la conférence SIFET, concerne les applications de la géomatique à la surveillance des ouvrages,
des infrastructures et des milieux naturels. Les contributions de chercheurs et de géomatique italiens et
français sur ces questions seront donc les bienvenues, notamment les expériences réalisées dans le cadre
de projets franco-italiens.
L’atelier se déroulera en anglais. Il permettra de comparer les expériences de terrain et les façons d’aborder
concrètement les problèmes de surveillance. Les thèmes abordés seront principalement axés sur des aspects
applicatifs. L’événement débutera par deux conférences invitées, l’une italienne et l’autre française,
suivies d’une série d’interventions provenant des deux pays.
Les travaux seront ensuite publiés par les revues des deux sociétés: Applied Geomatics et la Revue Française
de Photogrammétrie et de Télédétection conformément aux normes éditoriales de ces deux revues.
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PROGRAMME
ore 9.00 Welcome addresses
Alessandro Capra
SIFET President
Laurent Polidori
SFPT President
ore 9.30 Multi-temporal remote sensing data analysis - application to alpine glacier monotoring
Philippe Bolon
Université de Savoie, laboratoire LISTIC
ore10.00 Studying ice-flows around Dome C (Antarctica): an old history of global climate
Luca Vittuari
University of Bologna
Catherine Ritz
Laboratoire de Glaciologie et Gephysique dell’Environnement, Grenoble, France
Hugh Corr
British Antarctic Survey, Cambridge, UK
ore 10.30 Coffee break
ore 10.50 Plenary session
Chairman Alessandro Capra
Surveys and representations for the basic knowledge for the purposes of criticism of rehabilitation and
development of an area from the coast ligurian apennines.
Michela Scaglione
Cartographic data harmonisation for a cross-border project development.
Francesca Noardo, Andrea Lingua, Irene Aicardi, Bartolomeo Vigna
Monitoring morphological slope changes in high mountains: two case studies in the Mont Blanc massif.
Michèle Curtaz, Fabrizio Diotri, Anna Maria Ferrero, Gianfranco Forlani, Riccardo Roncella
Crustal deformation monitoring on the Maurienne valley
Franco Gallarà, Stefano Lione, Piero Nurisso, Ilario Previtali,Marco Roggero
Enviromental monitoring: some esperiences at IGM (Istituto Geografico Militare)
Renzo Maseroli
Comparison and merging of geophysical deformation measurement techniques
Laurent Polidori
ore 12.45 Closing Workshop
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CORSI AGGIORNAMENTO
1 e 2 luglio 2014
Sede Convegno
Martedì 1 Luglio
Corso di base e pratico: Misure topografiche di precisione controllata
Docenti: proff. Stefano Gandolfi, Aurelio Stoppini
Durata: 4 ore (9.00 – 13.00 ) – Ai geometri verranno riconosciuti 2 CFP + 2 CFP per chi supera il test finale
Contenuti del corso
Strumenti, metodi, materializzazioni per la realizzazione di misure di livellazione geometrica di precisione.
Programma del corso
RILIEVO TOPOGRAFICO CON LIVELLO (1h)
Pre-requisiti: conoscenze di base di Geodesia, Topografia, Teoria degli errori
1. Classificazione delle attrezzature per la livellazione – errori temibili e previsioni di precisione
2. Reti di linee di livellazione – tolleranze di chiusura – errore medio kilometrico
3. Norme per la esecuzione delle misure di livellazione geometrica
4. Materializzazione dei capisaldi
5. Attrezzature complementari (stadie, piastre di livellazione, sostegni,...)
LIVELLAZIONE GEOMETRICA (3h)
Pre-requisiti: conoscenze dei metodi di rilievo altimetrici, capacità applicative della teoria degli errori
1. Pre-ricognizione del sito di rilievo e condivisione dell’eidotipo (numerazioni univoche dei punti)
2. Assegnazione del lavoro alle diverse squadre
3. Livellazione ripetuta (2 volte) di una piccola rete dotata di un vertice “mobile” di una quantità nota (slitta
micrometrica).
4. Scarico dei dati
5. Visione grafica delle misure e eventuale identificazione di errori grossolani (chiusure)
6. Strategie elementari di error detecting mediante pre-elaborazione con un foglio elettronico
Martedì 1 Luglio
Seminario di base: La Geomatica
Docente: Fulvio Rinaudo e Giannina Sanna
Durata: 4 ore (14.00 – 18.00 ) – Ai geometri verranno riconosciuti 2 CFP
Contenuti del corso
Strumenti, metodi, materializzazioni per la realizzazione di misure di livellazione geometrica di precisione.
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Martedì 1 Luglio
Corso pratico: Misure Satellitari per il Monitoraggio
Docente: Aurelio Stoppini
Contenuti del corso
Rilievo 3D di una piccola rete mediante misure GNSS statiche, trattamento delle misure e analisi dei risultati.
Programma del corso
SIMULAZIONE MONITORAGGIO (4h)
Pre-requisiti: conoscenze e capacità operative relative ai metodi di rilievo topografici e GNSS
1. Posizione di un caso concreto relativo a un’area precedentemente attrezzata
2. esecuzione delle misure di baseline relative a una piccola rete con n 2 situazioni con variazione meccanica
della posizione di alcuni cps (ad es. con slitte micrometriche)
3. Scarico dei dati e loro analisi qualitativa
4. Post-elaborazione dei dati
5. Analisi dei singoli risultati - Determinazione delle variazioni di posizione dei cps “mobili”
6. Valutazione della precisione raggiunta
7. Raffronto con le misure di livellazione
8. Redazione di un breve report tecnico
Mercoledì 2 Luglio
Corso specialistico: Introduzione al Monitoraggio
Docente: Stefano Gandolfi
Contenuti del corso
il ruolo delle misure di precisione nei processi di monitoraggio e introduzione del concetto di significatività
degli spostamenti rilevati.
Programma del corso
MONITORAGGI 3D (MOVIMENTI/FRANE/STRUTTURE/TERRITORIO) (4h)
Pre-requisiti: conoscenze a livello esperto di GNSS, Topografia e Teoria degli errori
1. Introduzione al Monitoraggio Topografico
2. Aspetti legati alla scelta del sistema di riferimento “stabile”
3. scelta della metodologia di misura in funzione della precisione, della applicabilità e della economicità
4. Criteri nella scelta della frequenza di monitoraggio
5. Test statistici di significatività dei movimenti
6. Esempi applicativi anche riferiti alle misure del giorno precedente
7. Schema di relazione tecnica relativa a un monitoraggio
8.
Per informazioni: www.sifet.org
[email protected] +39 070 6755406/42
[email protected]
+39 059 2056298
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RIASSUNTI DEI LAVORI
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Giovedì 3 Luglio ore 9:00
Sessione Orale I
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Affidabilità dei sistemi integrati per il monitoraggio di versanti
instabili: l’importanza della correzione degli effetti atmosferici
nelle misure dell’elettrodistanziometro
Eleonora Bertacchini(1) (2)
Cristina Castagnetti(1) (2)
(1) Laboratorio di Geomatica,
DIEF – Università di Modena
e Reggio Emilia
(2) GEIS – Geomatics Engineering
Innovative Solutions SRL
La progettazione e la gestione di un sistema di monitoraggio che integri diversi sensori, come ad esempio, ATS - Automated Total Stations e GNSS - Global Navigation Satellite System è cruciale per ottenere risultati precisi, accurati e
confrontabili tra loro in modo significativo. In geomatica, è ormai un approccio consolidato creare reti di controllo per
il monitoraggio, sia periodico che continuo, di versanti instabili, attraverso sistemi GNSS e ATS. La sfida, pertanto non
è semplicemente progettare un sistema integrato di monitoraggio, ma progettarlo e gestirlo in modo tale che possa
essere il più preciso e accurato possibile, anche operando su lunghe distanze, tale da integrare sia le osservazioni
che i risultati delle diverse tecniche e da essere affidabile ed efficace dal punto di vista interpretativo. Operando su
distanze dell’ordine di grandezza del chilometro (e oltre), i cosiddetti “effetti atmosferici” sulle misure di distanza
dell’elettrodistanziometro della stazione totale non sono trascurabili se gli spostamenti attesi sono dell’ordine di qualche centimetro o inferiori. Per questo è stata messa a punto una metodologia di lavoro che a partire da una opportuna
progettazione del sistema integrato di monitoraggio possa correggere gli indesiderati “effetti atmosferici” che gravano
sull’elettrodistanziometro, per sistemi che operano sia in continuo, ma anche in modo periodico. Nello specifico, la
ricerca presentata si articola in fasi distinte: i. Progettazione integrata. Progettare in modo integrato il sistema di
monitoraggio è fondamentale per poter avere ridondanza di dati e poter così integrare le osservazioni, i risultati e
riuscire a validarli. In questa fase si devono considerare sia gli aspetti geo-morfologici che la cinematica del versante.
ii. Installazione e inizializzazione. L’installazione fatta a regola d’arte (monumentazioni solide, con opportune fondazioni
in relazione all’ubicazione) e una adeguata inizializzazione (opportuni angoli di orientamento), permettono una efficace gestione del sistema garantendo un confronto significativo dei risultati, specialmente per monitoraggi di lungo
periodo, sia periodici che continui. iii. Acquisizione delle osservazioni. iv. Acquisizione di parametri atmosferici (temperatura, pressione e umidità relativa) contestualmente alle osservazioni. v. Processamento e applicazione delle “correzioni atmosferiche”. Questa fase è la chiave della metodologia, perché applicando, attraverso opportuni algoritmi,
le “correzioni atmosferiche” alle osservazioni di distanza dell’elettrodistanziometro è possibile migliorare precisione
e accuratezza dei risultati che si ottengono da stazione totale. Inoltre, è fondamentale, quando possibile, compensare
i dati e ottenere valori definiti di precisione dei risultati. vi. Controlli di stabilità (relativa) dei capisaldi di riferimento. Il
controllo della funzionalità del sistema è cruciale. In particolare è importante controllare, in continuo o periodicamente,
la stabilità dei capisaldi di riferimento: pilastrino/postazione della stazione totale/master GNSS, prismi di controllo
esterni al corpo di frana, conservazione delle monumentazioni, ecc. Questo perché, la loro relativa stabilità, può influire
sullo studio della cinematica del versante, ma anche e soprattutto perché, condiziona il processamento dei dati, modificando alcune delle ipotesi procedurali. vii. Risultati integrati di spostamento, anche tramite sistemi GIS (Geographic
Information System). L’integrazione di diversi sensori è il valore aggiunto della metodologia. Integrare, implica anche
mettere a confronto le varie tecniche e di conseguenza validarne i risultati. Dal momento che ogni strumento e ogni
tecnica possiede un proprio sistema di riferimento, unire i vari risultati in un GIS può risultare utile all’interpretazione
e alla gestione delle informazioni. Il lavoro proposto si pone l’obiettivo di presentare i risultati della sperimentazione e
dello studio di sistemi integrati di monitoraggio, ottenuti in diversi contesti dal 2007 al 2014. L’obiettivo finale è quello
di focalizzare l’attenzione sugli aspetti maggiormente critici della metodologia, pensata per poter migliorare l’affidabilità delle informazioni fornite da questi sistemi e la fruibilità delle stesse da parte degli enti preposti, perchè individuare
spostamenti anche di piccola entità può essere strumentale all’ottimizzazione degli interventi.
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Rilievi multi-temporali con Laser Scanner Terrestre per il
monitoraggio di una frana
M. Barbarella
M. Fiani
A. Lugli
Università di Bologna
Il Laser Scanner Terrestre può essere impiegato con buoni risultati anche per il monitoraggio di frane purché
vangano applicate attente procedure per l’esecuzione delle scansioni, la loro co registrazione e georeferenziazione e la realizzazione del DTM. Se non sono presenti particolari stabili all’interno dello scenario
rilevato, la georeferenziazione gioca un ruolo fondamentale per rendere confrontabili i DTM ricavati alle varie
epoche. Nella nota si presentano i risultati ottenuti in tre rilievi successivi di una frana di circa 10 ha priva
di aree stabili all’interno dello scenario rilevato e le elaborazioni finalizzate alla valutazione della variazione
di forma subita dalla superficie della frana. Tra queste oltre alla determinazione dei profili altimetrici lungo
le stesse sezioni alle varie epoche di rilievo, si è dedicata particolare attenzione alla quantità di materiale
mobilitato, calcolata per differenziazione di DTM. La valutazione delle masse mobilitate da un rilievo all’altro
è particolarmente significativa se riferita ai diversi corpi nei quali si articola il versante in frana, che possono
presentare comportamenti differenti a seconda della generazione alla quale appartengono, della pendenza
e della litologia. Questo approccio richiede quindi a priori un’interpretazione geomorfologica per la caratterizzazione della frana e la distinzione dei diversi corpi, che in questo caso è stata fornita da un geomorfologo
esperto dell’area di frana. Una volta calcolati i volumi mobilitati da un rilievo all’altro rispetto ai singoli corpi
di frana si sono confrontati i risultati ottenuti ricavando informazioni riguardo la cinematica della frana e la
sua evoluzione nel tempo. Una prospettiva di ricerca è rappresentata dall’individuazione semi-automatica
dei lineamenti morfologici da carte di Terrain Roughness Index (TRI) o derivate dalla differenziazione di carte
di pendenza corrispondenti a DTM generati con diversi passi di grigliato. Nella nota si riporta un esempio
dell’applicazione di questo metodo ad uno dei corpi di frana individuati.
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Monitoraggio di eventi franosi con metodologia StereoFotogrammetrica Terrestre
Riccardo Roncella
Fabrizio Diotri
Matteo Fornari
Gianfranco Forlani
Università degli Studi di Parma
Le scienze geomatiche, da sempre, si occupano fra le altre cose di fornire supporto nella valutazione dei fenomeni franosi e nel monitoraggio della stabilità di versanti in terra o in roccia. Se tradizionalmente il rilievo
topografico tramite teodolite (o stazione totale) ad alta precisione ha sempre fornito ottime accuratezze, l’utilizzo di strumentazione GPS a partire dagli anni ‘90 ha permesso di superare le limitazione di inter-visibilità
dei punti rendendo molto più efficiente (e in molti casi automatizzabile) il processo di monitoraggio. Entrambe
le tecniche, tuttavia, forniscono una informazione esclusivamente puntuale dei movimenti franosi: per tale
ragione, negli ultimi 10 anni, si è assistito ad un progressivo intensificarsi di esperienze di monitoraggio con
strumentazione innovativa che permetta una ricostruzione continua del corpo di frana e dei suoi fenomeni
evolutivi: l’interferometria Radar (InSAR terrestre o da satellite) permette precisioni anche sub-centimetriche
con buone risoluzioni sul terreno, mentre le nuove tecnologie Laser Scanner terrestri permettono precisioni
(solitamente) centimetriche con elevate risoluzioni e una relativa immediatezza di messa in opera del sistema
di monitoraggio (anche se la sua stabilità nel tempo va assicurata). In questi contesti la Geomatica italiana,
per quanto di competenza, ha sempre promosso lo studio e l’applicazione di metodologie, tecniche e servizi a
supporto della gestione del rischio e delle emergenze in ambito territoriale all’avanguardia a livello internazionale. Una tecnica, tuttavia, ancora poco utilizzata in quest’ambito, in quanto tradizionalmente ritenuta non
sufficientemente precisa e affidabile alla scala dimensionale cui questi rilievi solitamente fanno riferimento,
è rappresentata dalla fotogrammetria terrestre. L’evoluzione tecnica sia dal punto di vista hardware che dal
punto di vista dell’elaborazione dei dati ottenuti da fotogrammi ha però, negli ultimi anni in particolare, fatto
progressi inimmaginabili. Nel presente lavoro viene presentata una lunga attività di ricerca svolta per la progettazione e realizzazione di un sistema di monitoraggio di frane in ambito montano tramite strumentazione
(relativamente) a basso costo. La fotogrammetria terrestre è utilizzata come strumento di monitoraggio periodico dell’evoluzione dei versanti franosi; cuore del sistema è un sistema stereo-fotogrammetrico terrestre a
camere fisse, sviluppato per individuare le variazioni di forma della scena inquadrata. Il sistema è costituito
da due camere reflex, ciascuna installata all’interno di un apposito box a tenuta stagna, le quali, controllate
tramite un microcontrollore integrato nel box, acquisiscono periodicamente coppie di fotogrammi. Il sito di
installazione solitamente impone scelte di materiali molto particolari. Per questo motivo si è dovuto procedere ad un’ingegnerizzazione ad-hoc della parte hardware-software (camera, microcontrollore, modem, batterie
e pannello solare) preposta alla cattura sistematica delle immagini stereoscopiche a cadenza ravvicinata.
Allo stesso tempo i siti da monitorare presentano una serie di difficoltà non comuni: l’utilizzo di metodi di
correlazione di immagine per la ricostruzione automatica del DSM richiede particolare cura per le condizioni
radiometriche della superficie; la calibrazione del sistema ottico deve essere eseguita con grande attenzione
così come devono essere valutati ed eventualmente tenuti in considerazione gli effetti sui parametri di orientamento interno e di distorsione degli effetti termici cui è sottoposta la camera (escursioni giornaliere anche
di 30÷40°); è stato anche progettato un sistema di diagnostica che verifichi, a intervalli regolari, i parametri di
orientamento esterno della camera eventualmente correggendo piccoli movimenti che dovesse subire il box.
Ciascuna coppia di fotogrammi viene inviata automaticamente ad un server remoto che provvede ad elaborarla utilizzando software altamente automatizzati, producendo il DSM della frana e, tramite confronto, delle
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mappe di spostamento che possono poi essere facilmente analizzate dai tecnici preposti al monitoraggio. In
particolare, nell’articolo, verrà illustrata la sperimentazione che si sta conducendo da circa due anni testando
l’applicazione del sistema nell’ambito del monitoraggio della frana del Mont de la Saxe (AO), di recente ascesa agli onori della cronaca in quanto, dal mese di Aprile, ha subito accelerazioni di grande entità che hanno
comportato, per alcune ore, anche la chiusura del traforo del Monte Bianco. Il sito è di particolare interesse
in ragione dei numerosi sistemi di monitoraggio (molti dei quali particolarmente all’avanguardia, tra i quali un
InSAR terrestre) installati già da diversi anni, che forniscono un ottimo campione di confronto per la validazione metrologica del sistema. Dalla sperimentazione fin qui condotta è stato messo in evidenza che vi sono
più punti da tener presenti per il buon funzionamento del sistema, a partire dalle condizioni di illuminazione
alla stabilità dei supporti; in ogni caso dai primi confronti effettuati con altri metodi di monitoraggio il sistema
produce risultati ben confrontabili, tenuto conto dei differenti livelli di precisione, e soprattutto permette di
avere una mappa complessiva e non solo puntuale dei movimenti, che aiuta il geologo nell’interpretazione
del fenomeno.
Monitoraggio di colate detritiche mediante il sensore Kinect
D. Pagliari
L. Pinto
DICA - Politecnico di Milano
Il settore della modellazione 3D e del motion tracking è in continuo e rapido sviluppo e una recente accelerazione si è avuta grazie al settore dei videogiochi. Per rispondere alla crescente domanda di videogames
sempre più interattivi Microsoft ha lanciato sul mercato il controller Kinect per Xbox360. Tramite tale sensore
si può controllare la console senza tenere in mano alcun controller. Esso è composto da una camera RGB, una
depth camera, un proiettore a infrarossi basato su tecnologia speckle-pattern, un array di microfoni, un tiltmotor e 3 accelerometri. A seguito del rilascio del software developmet kit (SDK) da parte di Microsoft molti
ricercatori dei più svariati settori si sono interessati ad impieghi alternativi poiché esso può essere facilmente
gestito da PC e utilizzato come laser a triangolazione. Il sensore è in grado di acquisire dati fino a 30 fps con
precisione nominale di 1 mm sulla distanza. L’applicazione che si intende presentare riguarda il monitoraggio
dinamico di una colata detritica effettuata nel laboratorio di idraulica “G. Fantoli” del Politecnico di Milano.
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L’utilizzo di ricevitori GNSS mass-market per il controllo di
movimenti e deformazioni
A.Cina
P. Dabove
A. M. Manzino
M. Piras
Gli eventi franosi rappresentano uno dei principali rischi ambientali che hanno costantemente colpito l’Italia
soprattutto negli ultimi anni. Infatti circa l’82 % del territorio italiano è interessato da questo fenomeno
che distrugge l’ambiente e spesso provoca morti: pertanto è necessario monitorare questi effetti al fine di
individuare e prevenire tali rischi. Al giorno d’oggi, la maggior parte di questo tipo di monitoraggio viene
effettuata utilizzando strumenti tradizionali topografici (ad esempio stazioni totali automatiche) o tecniche
satellitari come i ricevitori GNSS. Il livello di precisione ottenibile con questi strumenti è sub-centimetrico in
post -elaborazione e centimetrico in tempo reale: a discapito di ciò però i costi molto elevati (molte migliaia
di euro). La rapida diffusione di reti GNSS ha portato ad un aumento di utilizzo di ricevitori mass-market per
il posizionamento in tempo reale. In questo lavoro, verranno riportate le prestazioni di un ricevitore GNSS
mass-market allo scopo di verificare se questo tipo di sensori può essere utilizzato per il monitoraggio di frane
in tempo reale: a tal fine (una slitta micrometrica) è stato utilizzato un apposito dispositivo per simulare una
frana. Tale slitta consente di dare spostamenti manuali grazie ad una vite micrometrica e permette di simulare gli spostamenti franosi. Questi esperimenti sono stati effettuati anche considerando un test statistico
specifico (test di Chow modificato) che ha permesso di valutare gli effettivi spostamenti anche da un punto
di vista statistico, sempre in tempo reale. I test, l’algoritmo e i risultati sono riportati in questo documento.
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Sessione Orale II
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Operazioni geodetico-topografiche per la misura della
distanza finalizzata al calcolo della velocità dei neutrini tra
il CERN e i Laboratori Nazionali del Gran Sasso
R. Barzaghi
B. Betti
L. Biagi
L. Pinto
DICA - Politecnico di Milano
Il lavoro che si vuole presentare fa parte del progetto finalizzato a stimare la velocità dei fasci di neutrini
diretti dal laboratori del Centro Europeo per la Ricerca Nucleare di Ginevra (CERN) verso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso ( LNGS ). In particolare agli autori è stato chiesto di stimare la misura della distanza tra
il target posto presso il CERN e tre differenti punti posti all’interno dei LNGS: gli esperimenti LVD, Icarus e
Borexino. Tutti i punti sono collocati in laboratori sotterranei . Per questo motivo sono stati utilizzati metodi di
rilevamento tradizionali (per le misure in galleria) e GNSS (per il collegamento di carattere regionale). Il punto
presso il CERN è inaccessibile, quindi le sue coordinate, note nel sistema di riferimento ITRF97, sono state
trasformate al sistema di riferimento nel quale è stata determinata una rete GNSS regionale di inquadramento (ITRF08). A questa rete è poi collegata anche una rete GNSS locale i cui vertici sono materializzati nei
pressi degli imbocchi della galleria del Gran Sasso (11 km). Infine a questi vertici è collegata una poligonale
che percorre l’intera galleria e dalla quale, in prossimità dell’ingresso dei LNGS, si snoda un ulteriore ramo
che collega i punti posti sulle strutture nelle quali sono alloggiati gli esperimenti. La distanza tra il CERN e
LNGS è di circa 730 km e la precisione richiesta in progetto è dell’ordine di 0,1 m. Pertanto, tutte le operazioni
di misura e di calcolo sono state realizzate rispettando standard di altissima precisione. I risultati ottenuti
a fine elaborazione rispettano ampiamente le richieste di progetto in quanto le precisioni nelle distanze si
attestano su valori relativi inferiori a 10-7.
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Classificazioni di uso del suolo con Reti Neurali su serie
storiche di dati LANDSAT della Puglia settentrionale
Antonio Novelli
Eufemia Tarantino
DICATECH - Politecnico di Bari
L’analisi dei cambiamenti dell’ uso del suolo e degli impatti che questi determinano nel tempo è un tema
di grande interesse per la comunità scientifica, continuamente coinvolta nella gestione della dicotomia tra
tutela del territorio e sviluppo economico in un contesto di crescita sostenibile. In risposta a tali esigenze,
le attuali tecnologie satellitari, con l’acquisizione periodica di dati per la generazione tempestiva di prodotti
cartografici, offrono la possibilità di colmare il distacco temporale fra la necessità di dati aggiornati e la disponibilità di informazioni ufficiali di riferimento. Il programma LANDSAT, gestito congiuntamente dalla NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e dall’ USGS (United States Geological Survey), è stato il
primo, nel telerilevamento civile, ad aver avuto l’obiettivo primario di garantire una collezione regolare di
immagini calibrate della Terra. È quindi il programma che ha prodotto in assoluto, dal 1972 in poi, il più vasto
archivio di immagini satellitari per lo studio dei cambiamenti ambientali degli ultimi 30-40 anni. Nel presente
lavoro si è scelto di acquisire e processare dati LANDSAT relativi agli anni 1984,1987, 2001, 2003, 2009 e
2011, che ricoprono quindi un arco temporale di 27 anni, appropriato per effettuare classificazioni di uso del
suolo multitemporali. L’area di studio è localizzata a nord della Puglia e include il promontorio del Gargano, i
bacini fluviali del Candelaro, Cervaro, Carapelle, Ofanto, i territori interessati dalle opere di bonifica nel Tavoliere e nei pressi di Margherita di Savoia. A causa della prevalente attività agricola e della presenza di vaste
zone forestali, le analisi condotte hanno portato alla delineazione di classi di uso del suolo che ben si prestano
al monitoraggio annuale e stagionale dei cicli produttivi agricoli e dello stato di espansione o di recesso di
aree naturali e di aree fortemente antropizzate. La scelta della tecnica di classificazione è ricaduta sulle Reti
Neurali Artificiali poiché in letteratura scientifica sono considerate uno strumento efficace nel trattamento di
serie storiche di immagini satellitari, anche in casi di carenza di dati di verità a terra. Le reti neurali possono
essere implementate mediante calcoli multi-tread e, una volta addestrate, mostrano la capacità di stimare
relazioni non lineari fra dati di input e dati target (output). Inoltre, sono in grado di generalizzare, ovvero di
fornire risultati robusti, anche in risposta a dati di input caratterizzati da informazioni incomplete, affetti da
errori o imprecisioni.
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Monitoraggio dinamico del Parco Ninni Cassara a Palermo
attraverso un applicativo per la gestione della manutenzione
Gino Dardanelli
Massimo Allegra
Marco Carella
Valeria Giammarresi
Università di Palermo
Nel corso degli anni le tecniche di monitoraggio hanno sviluppato una tendenza esponenziale verso la semplificazione e la velocizzazione, sia delle operazioni di rilievo, che di restituzione e analisi dei dati rilevati
giungendo nel contempo a livelli di accuratezza sempre più spinti. Questo volgere continuo al miglioramento
delle prestazioni tecnologiche e all’ottimizzazione delle risorse in termini di tempo e denaro, per gli addetti
ai lavori, ha posto la moderna Geomatica in linea con la mentalità propria del terzo millennio di fare meglio e
più in fretta. Tra le tecnologie che sempre più stanno prendendo campo in quest’ottica si inserisce il Mobile
Mapping System che su una qualunque piattaforma mobile integra sensori e sistemi di misura atti a fornire la
posizione 3D quasi-continua della piattaforma e, contemporaneamente, in grado di acquisire dati geografici
senza l’ausilio di punti di controllo a terra. Il lavoro ivi presentato si inserisce in un filone di ricerca che, dal
2012 ad oggi, studia l’applicabilità e le potenzialità della tecnologia Mobile Mapping System nei diversi
ambiti del monitoraggio strutturale e territoriale. In particolare si riporta il monitoraggio del parco urbano
Ninni Cassarà di Palermo realizzato tramite l’IP-S2, il sistema Mobile Mapping di TOPCON, nell’ottica della
realizzazione di un applicativo per la gestione della manutenzione del parco stesso.
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Le quote per la misura del tempo e il tempo per la misura
delle quote: verso una geodesia relativistica
A. Cina
D. Calonico
H. Bendea
P.Dabove
A. M. Manzino
Il presente lavoro si inquadra all’interno del progetto nazionale Link Italiano per il Tempo e la Frequenza (LIFT)
finanziato dal Ministero per l’Università e la Ricerca e nell’ambito del progetto internazionale “International
Timescales with Optical clocks” (ITOC), finanziato dalla Comunità Europea tramite lo European Metrology
Research Program. Tali progetti hanno come obiettivi primari il miglioramento delle misure di frequenza con
orologi atomici, la generazione di una Scala di Tempo Internazionale fondata su nuovi standard di frequenza
e la disseminazione a livello nazionale e internazionale di segnali campione di tempo e di frequenza con
accuratezza e stabilità superiori allo stato dell’arte. Un obiettivo fondamentale e coordinato è l’uso di orologi
ottici per la geodesia relativistica. Questo lavoro si inquadra proprio in quest’ultimo aspetto e vuole mostrare
come l’utilizzo di orologi atomici permetta un notevole miglioramento nel posizionamento GNSS, consentendo
lo sviluppo di tecniche geomatiche innovative per il monitoraggio. A tal proposito sono state svolte alcune
campagne di misura che hanno coinvolto i laboratori di LENS (Firenze), IRA-INAF (Medicina) ed il laboratorio
LSM (Modane) che è dislocato circa a metà del tunnel del Frejus. Presso questi laboratori, in cui verranno in
seguito installati gli orologi atomici, sono state anche eseguite misure gravimetriche. Ottimi risultati sono
stati raggiunti integrando la livellazione geometrica con quella GNSS, considerando sia il modello di geoide
locale ITALGEO99 sia il modello globale EGM2008: tali risultati permettono di affermare che la precisione della livellazione GNSS unitamente al nuovo modello di geoide permette di determinare dislivelli con precisione
praticamente paragonabile a quella della livellazione geometrica, ma con minori oneri operativi, specie per
quote tra punti molto distanti. La livellazione GNSS può dunque essere un metodo di misura idoneo sia alla
quotatura di campioni atomici posti anche a grande distanza fra loro, sia per la misura di dislivelli con elevata
precisione che per il monitoraggio ambientale.
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DIsaster REcovery Team (DIRECT) un progetto didattico
innovativo per la gestione dell’emergenza
Irene Aicardi
Piero Boccardo
Filiberto Chiabrando
Elisabetta Donadio
Andrea Lingua
Paolo Maschio
Francesca Noardo
Antonia Spanò
In seguito alle esperienze svolte negli anni scorsi nell’ambito di progetti pilota di formazione per la documentazione 3D in caso di emergenza, il Politecnico di Torino su proposta degli autori ha approvato e finanziato un
team studentesco per la formazione e lo sviluppo di competenze nel campo dell’acquisizione, integrazione e
condivisione in tempo reale di dati spaziali derivati da piattaforme aeree e terrestri, finalizzato alla documentazione del patrimonio ambientale e costruito colpito da eventi catastrofici.
Il progetto ha per obiettivo l’istituzione di una formazione studentesca continua attiva nel campo del Rilevamento Metrico 3D, del Telerilevamento, della predisposizione di cartografia e di sistemi WebGIS attiva in
tutte le fasi del Disaster Management (DM), dall’analisi della vulnerabilità ambientale, alla risposta immediata alle emergenze, al rilievo post disastro, passando attraverso la fase di Capacity Building (CB), ossia
della formazione degli operatori all’intervento diretto. Oggetto dell’iniziativa riguarda tutte quelle fasi in cui
l’acquisizione di dati relativi al territorio e al patrimonio costruito, sono di fondamentale importanza in occasione di emergenze ambientali (dovute sia a fenomeni naturali catastrofici, da aventi di natura antropica, che
a crisi umanitarie), dovute anche ad eventi naturali catastrofici, oppure destinate ai beni soggetti a emergenze
anche ordinarie continue (Beni architettonici, archeologici, paesaggistici).
Questa iniziativa di ampio raggio, finalizzata a contribuire fattivamente alla tutela del territorio, del patrimonio edilizio e dei beni ambientali, architettonici e archeologici, svolgendosi in forma volontaria da parte
di studenti promuove e stimola la diffusione del valore etico-culturale della consapevolezza del patrimonio
ambientale e costruito, da salvaguardare e valorizzare.
Il progetto è sviluppato in collaborazione con ITHACA (Information Technology for Humanitarian Assistance,
Cooperation and Action“) e con enti locali e pubblici, come la Protezione Civile, il Corpo dei Vigili del Fuoco,
la Regione Piemonte, e altri.
In questo contributo si analizzeranno le campagne di addestramento svolte sul campo nell’anno 2013 nell’ambito del Parco del Gran Paradiso e del comune di Susa rivolte all’integrazione di dati multi-sensore.
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Sessione Orale III
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Il monitoraggio topografico della cattedrale di Agrigento
con metodi tradizionali
Gino Dardanelli
Giuseppe Cavallaro
Silvia Paliaga
L’oggetto del presente lavoro è il monitoraggio della cattedrale di San Gerlando di Agrigento, duomo eretto
tra i secoli XI e XII, che sorge nella parte più alta della collina di Girgenti. Lo studio è significativo poiché, nel
corso dei secoli la costruzione è stata soggetta a interventi di ristrutturazione e di consolidamento, resi necessari dai danni arrecati da frane che, in più occasioni, hanno coinvolto il territorio su cui essa sorge. Dal 2010
la chiesa è chiusa al culto per copiosi eventi franosi e idrogeologici che hanno allarmato ulteriormente anche
la Protezione Civile. A seguito di questi eventi è stata avviata una campagna di indagini e monitoraggi con il
fine della caratterizzazione geotecnica del sottosuolo, l’approfondimento della conoscenza dello stato attuale
delle murature e il controllo dell’evoluzione della condizione di dissesto in atto. Nell’ambito dell’attività di
monitoraggio del Duomo è stato prevista la realizzazione di un sistema di controllo topografico di precisione
della parete nord a mezzo di una stazione totale automatizzata e di mini-prismi da monitoraggio. L’obiettivo
di questo monitoraggio è la determinazione degli spostamenti rigidi delle struttura, delle deformazioni delle
pareti determinabili misurando gli spostamenti relativi tra i punti di controllo e delle rotazioni della struttura
rispetto ad un piano verticale. Il sistema di monitoraggio è costituito da venti punti di controllo (fissati nella
parete nord del duomo), due capisaldi, una stazione totale automatizzata e una coppia di ricevitori GNSS.
Attraverso la stazione totale automatizzata è stato eseguito un rilievo dei punti di controllo, mentre tramite
i ricevitori GNSS sono determinati i punti per l’inquadramento del rilievo nel sistema di riferimento GaussBoaga e il controllo di eventuali spostamenti assoluti dei capisaldi. La stazione totale utilizzata è prodotta
dalla Trimble, modello S8, ed è uno strumento nato appositamente per le operazioni di monitoraggio, dato
che garantisce precisioni sulle letture angolari pari a 1” (0,1 mgon), portata Autolock e robotica (prismi passivi) a 500–700 m, precisione di puntamento a 200 m inferiore a 2 mm e precisione di puntamento a 300 m
(deviazione standard) inferiore ad 1mm. I punti di controllo sulla parete nord della cattedrale sono stati materializzati attraverso dei prismi da monitoraggio da 25 mm collegati con staffe a L. Quest’ultime sono state
bullonate ad una barra con estremità filettata inserita nella muratura e fissata attraverso resina espansa del
tipo bicomponente. I ricevitori utilizzati per il rilievo statico delle coordinate dei capisaldi sono ricevitori GNSS
della Topcon, modello Hiper Plus. Lo schema del rilievo eseguito è di tipo classico e prevede la collimazione
dei prismi da due punti stazione posti ad una distanza di circa duecento metri. Da ogni punto stazione sono
stati effettuati diversi cicli di misura per ognuno dei quali, determinati angoli azimutali, zenitali e distanze
inclinate, è stato possibile calcolare le coordinate dei punti. I punti di controllo sono stati distribuiti nelle tre
elevazioni della parete della chiesa e, dopo essere stati collocati sono stati orientati verso i punti stazione
e quindi fissati saldamente con chiavi speciali. La distribuzione dei punti da materializzare è stata decisa in
relazione alla conoscenza delle zone del duomo maggiormente soggette agli spostamenti, in particolare sulla
base delle indicazioni degli strumenti di monitoraggio già presenti. La campagna di misure, avviata nel mese
di settembre dello scorso anno, ha previsto, per ogni giornata di rilievo, la determinazione delle coordinate
dei punti di controllo da ogni caposaldo, collimando tutti i prismi ad intervalli di tempo fissati. Pertanto per
ciascun punto di controllo si sono ottenute un numero ridondante di misure che hanno permesso di migliorare
la conoscenza relativamente alla precisione del rilievo. Dall’elaborazione dei dati della stazione totale sono
state ottenute le coordinate dei punti di controllo nel sistema di riferimento locale, quindi, note le coordinate
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dei capisaldi grazie al rilievo GPS, è stato possibile riferire tutte le misure ad un unico sistema di riferimento,
quello nazionale Gauss-Boaga. Le coordinate dei punti di controllo sono state determinate con tre cicli di
misura per ogni punto stazione ripetuto in quattro diverse giornate di misure. Al fine di apprezzare al meglio
l’affidabilità del sistema di monitoraggio sono state analizzate le coordinate dei punti di controllo calcolate
per ogni ciclo dai diversi punti stazione. L’analisi delle variazioni di coordinate dei punti di controllo è stata
condotta calcolando le differenze tra la coordinata est, nord e quota della prima sessione con quelle delle
sessioni successive. Successivamente si è affrontata una analisi che prevedesse il confronto delle coordinate
del singolo punto di controllo determinate dai due punti stazione, durante le stesse giornate di rilievo. Questa
analisi permette di evidenziare delle incertezze nella determinazione della coordinate est, nord e quota. In
conclusione si può affermare che il sistema di collimazione automatica abbinato alla presenza di servomotori
presenta evidenti vantaggi di produttività nell’esecuzione di reiterazioni o di cicli ripetuti di misure, e rende
possibile l’esecuzione di monitoraggi di deformazioni in modo completamente automatizzato. Come si può
notare dai diagrammi che saranno riportati nel lavoro definitivo tra le diverse sessioni di misure si hanno
scostamenti delle coordinate dell’ordine di qualche millimetro. È da evidenziare che le variazioni sono state
apprezzate da un solo punto stazione pertanto non possono considerarsi come spostamenti dei punti di controllo rispetto alla posizione iniziale ma sono da attribuire a errori di computazione, essendo comunque di un
ordine di grandezza che rientra nella precisione attesa dal sistema. Tali scostamenti sono spesso imputabili a
problemi di aggancio automatico del mini-prisma, non indifferente per le distanze presenti in questa applicazione. La distanza tra i punti di controllo e i capisaldi, come detto dell’ordine di duecento metri risulta essere
un limite per la precisione stessa delle misura in quando non favorisce un’univoca collimazione del prisma. Si
può affermare che per una precisione sub-centimetrica il sistema di monitoraggio realizzato possa ritenersi
valido. Nel caso in cui si abbia la necessità di precisioni sub-millimetriche è necessario ricorrere a sistemi
di monitoraggio fissi, posizionati in alloggi protetti da possibili manomissioni e che lavorino in maniera automatica e continua, così come dimostrato dalla precisione ottenuta all’interno di una stessa sessione. Nei
prossimi mesi saranno disponibili ulteriori dati relativi ad altre campagne di misura.
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Tecniche di rilevamento ad altissima risoluzione per l’analisi
del danneggiamento di elementi scultorei
Riccardo Rivola (2) (1)
Eleonora Bertacchini (1) (2)
Cristina Castagnetti (1) (2)
Alessandro Capra (1) (2)
(1) Laboratorio di Geomatica
e Reggio Emilia
La ricerca si propone di sviluppare ed analizzare le metodologie più idonee per la creazione di archivi digitali
di beni culturali che possano essere efficacemente utilizzati per lo studio, la documentazione e la fruizione
delle opere da parte del pubblico. Il caso di studio è la Torre Civica di Modena (detta Ghirlandina) che, insieme
al Duomo e Piazza Grande, costituisce un complesso monumentale di grande pregio storico e architettonico
dichiarato nel 1997 Patrimonio dell’Umanità dall’UNESCO. Nell’ambito dei beni culturali le tecniche di rilievo
laser scanner garantiscono la possibilità di documentare in modo completo e dettagliato l’opera. I prodotti del
rilevamento possono essere efficacemente sfruttati per analisi preliminari a interventi di restauro, per analisi
scientifiche dello stato di conservazione, per la messa in sicurezza dell’opera e per presentazioni virtuali di ciò
che non è immediatamente accessibile per i visitatori. La torre Ghirlandina è ampiamente studiata: oltre ai rilevamenti per fini di monitoraggio strutturale, nel corso degli anni è stato eseguito il rilievo laser scanning sia
dell’intera struttura sia dell’apparato scultoreo-decorativo esterno. La ricerca si focalizza in particolare sulle
potenzialità offerte dal database documentativo dell’apparato scultoreo-decorativo creato dal rilevamento
con laser scanner triangolatore ad altissima risoluzione (0.3 mm) nel mese di Settembre del 2011. A seguito
dello sciame sismico del Maggio 2012 che ha colpito le zone della Pianura Padana Emiliana la struttura
della torre non ha riportato danni o lesioni; tuttavia, è stato possibile riscontrare visivamente anomalie su
alcuni elementi (formelle) dell’apparato scultoreo-decorativo. Disponendo del preziosissimo archivio digitale
è stato proposto un secondo rilievo delle formelle apparentemente danneggiate allo scopo di aggiornare i
dati dell’archivio e tentare di quantificare metricamente i danni provocati dal sisma. I risultati della ricerca
dovranno portare allo sviluppo di metodologie di rilievo e restituzione dati che permettano di creare archivi
digitali delle opere del patrimonio culturale italiano efficacemente utilizzabili sia per fini tecnico-scientifici,
come quello presentato, sia di valorizzazione turistica.
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Integrazione di tecniche geodetiche a bassa frequenza e ad
alta frequenza per il monitoraggio strutturale
Paolo Rossi (1)
(1) Laboratorio di Geomatica
e Reggio Emilia
La ricerca affronta il tema dell’integrazione di tecniche geodetiche per il monitoraggio strutturale e per l’identificazione di movimenti. Lo scopo del lavoro è integrare dati provenienti da molteplici sensori, installati
in acquisizione continua con tassi di registrazione prevalentemente a bassa frequenza, al fine di sottolineare
come un approccio multi-sensore svolga un ruolo chiave per la realizzazione di un sistema di monitoraggio
efficace e, al contempo, affidabile dal punto di vista dell’interpretazione. L’integrazione tra tecnologie diverse
ed indipendenti, infatti, è essenziale per identificare ed analizzare correttamente i movimenti e le variazioni
subite dalla struttura nel tempo ed è altrettanto prezioso per programmare azioni volte a rafforzare la stabilità
della struttura. Nello specifico, il presente lavoro si occupa dell’integrazione di sensori a bassa frequenza tradizionali, quali inclinometri e distanziometri, ed affianca la sperimentazione dell’utilizzo innovativo di sistemi
GNSS ad alta frequenza. I primi sensori rilevano la tendenza di movimento di lungo periodo della struttura,
principalmente in risposta alla variazione delle condizioni ambientali (temperatura e vento) e a fenomeni
naturali quali la subsidenza o l’interazione con le caratteristiche geotecniche locali del terreno. La sperimentazione dei sistemi GNSS ad alta frequenza, invece, è volta a valutare la possibilità di identificare, con
questa modalità altamente innovativa, gli effetti di breve periodo sulla struttura, come ad esempio le oscillazioni conseguenti a sollecitazioni “istantanee” che si verificano a causa di eventi naturali imprevisti, come
i terremoti, oppure di natura antropica, come l’impatto del traffico urbano nelle vicinanze della struttura. La
comunità scientifica internazionale sperimenta questa modalità da alcuni anni, principalmente su strutture a
prevalente sviluppo longitudinale (ponti), ottenendo risultati interessanti per l’identificazione delle vibrazioni.
Non esistono, invece, esempi di sperimentazioni condotte sui beni culturali. Per questo motivo, considerando
l’importanza per il nostro paese di tutelare questo patrimonio e la curiosità scientifica di sperimentare un
utilizzo nuovo per una tecnica ormai consolidata, è stato condotto un test per valutare l’effettiva possibilità
di cogliere questi movimenti per mezzo di sistemi GNSS ad alta frequenza di campionamento (20Hz). In particolare, la ricerca si concentra sul monitoraggio e il controllo di torri antiche, caratterizzate da un susseguirsi
di lunghe e complesse fasi costruttive che ne hanno influenzato l’attuale configurazione geometrica. I casi di
studio sono la Torre Ghilandina di Modena e le Torri Garisenda e Asinelli di Bologna, tutte caratterizzate da
una visibile inclinazione e da geometrie (sezione stretta, assenza di vere e proprie fondazioni, altezza fino a
90m) tali da giustificare l’installazione di sistemi integrati di monitoraggio in continuo. Con riferimento ai casi
citati, saranno presentate le analisi condotte singolarmente su diverse tipologie di sensori, al fine di fornire
serie temporali affidabili, e le analisi congiunte di queste serie, al fine di identificare i movimenti subiti dalla
struttura e validarli mediante un controllo incrociato. Verranno, inoltre, presentati i primi risultati ottenuti
dal test ad alta frequenza nonché le difficoltà incontrate nell’esaminare ed interpretare i dati del sistema di
monitoraggio continuo.
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Geoweb2.0 per il monitoraggio ambientale
Maria Antonia Brovelli
Marco Minghini
Giorgio Zamboni
Politecnico di Milano
Gli sviluppi più recenti delle tecnologie informatiche e l’avvento del Web 2.0 hanno spalancato nuovi orizzonti
nel panorama della “Citizen Science”, paradigma incentrato sull’importanza del ruolo attivo del pubblico,
anche mediante strumenti GIS, nei processi conoscitivi e, conseguentemente, decisionali. Nel contributo si
presenta la possibilità di realizzare, tramite software Free e Open Source (FOS), strumenti webGIS condivisi
che coinvolgano in prima persona gli utenti, anche grazie ai sensori dei loro dispositivi mobili, nelle fasi di creazione, condivisione e gestione dei dati. Il risultato atteso è un impulso alla partecipazione attiva dei cittadini
che favorisca un ribaltamento dell’approccio conoscitivo e decisionale da quello top-down tradizionale ad uno
sempre più bidirezionale. Vengono presentate l’architettura sviluppata, applicabile a casi sia ambientali che
di pianificazione, e i primi case studies realizzati.
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Esperienze di Monitoraggio mediante tecnica GNSS di strutture:
primi risultati e criticità riscontrate
Stefano Gandolfi
Luca Poluzzi
Luca Tavasci
DICAM – Università di Bologna
La possibilità di poter verificare i movimenti di una struttura costituisce elemento fondamentale sia per la
prevenzione da potenziali rischi sia per la pianificazione di eventuali azioni di consolidamento.
Le tecniche topografiche classiche, basate sull’uso di stazioni totali e livelli, costituiscono da sempre soluzioni
che consentono, se utilizzate in modo appropriato, di raggiungere precisioni millimetriche o sub-millimetriche.
Tali tecniche però non si prestano (salvo alcune eccezioni) a sistemi di monitoraggio in continuo, sia per problemi pratici sia per questioni economiche. In questa ottica i rilievi svolti ai fini di monitoraggio si realizzano
mediante ripetizioni cadenzate con frequenza dipendente dalle criticità evidenziate dall’oggetto posto sotto
monitoraggio.
Per contro, la continua evoluzione dei sistemi GNSS consente oggi di poter pensare che queste strumentazioni possano essere impiegate per scopi di monitoraggio anche nell’ambito delle strutture. Il relativo basso
costo della strumentazione combinato con l’evoluzione delle tecnologie di telecomunicazioni permette oggi di
poter entrare, mediante l’utilizzo di queste tecniche, in un’ottica di monitoraggio in continuo (anche in tempo
reale) capace di poter apprezzare movimenti subcentimetrici in tempi particolarmente brevi.
Dal mese di ottobre 2013 una sperimentazione volta a verificare gli attuali limiti e potenzialità di questa tecnica è in corso presso il DICAM dove, a tal scopo, sono stati realizzati due differenti sistemi di monitoraggio
GNSS. Il primo è collocato sulla sede della Scuola di Ingegneria ed Architettura dell’Università di Bologna e
caratterizzato da una monumentazione su slitta xyz a cui è possibile imporre spostamenti calibrati, mentre
il secondo è posto sulla sommità della Torre Garisenda di Bologna (in un contesto reale di grande interesse
culturale ed al centro di numerosi studi per via della sua inclinazione).
Nel lavoro verranno mostrati i primi risultati ottenuti e le principali criticità riscontrate sia nella parte di realizzazione del sistema sia per l’aspetto di trattamento dei dati.
37
Sessione Orale IV
39
Integrazione di tecnologie digitali e metodi di rilevamento e
modellazione geometrica per la verifica della meridiana di
Acireale
*Di Benedetto S.
**Mangiameli M.
**Mussumeci G.
***Nicolosi P.
****Pellegrino D.
*Libero professionista geometra
** Università di Catania
***Libero professionista
Collegio Geometri e G.L. di Catania
**** Leica Geosystems
La meridiana presente all’interno del Duomo di Acireale, in provincia di Catania, è stata realizzata nel 1843
dall’astronomo danese Christian Heinrich Friedrich Peters (1813-1890) ed ornata con i simboli dello zodiaco
da Giovan Francesco Boccaccini.
Non si hanno informazioni certe sulla storia del manufatto e non è ancora oggi chiaro se quella che ammiriamo sul pavimento del transetto è la meridiana originaria o una ricostruzione effettuata a seguito di lavori di
manutenzione e rifacimento del pavimento. La meridiana, infatti, risulta sopraelevata rispetto al pavimento
della chiesa e vistosamente inclinata longitudinalmente. Questa apparente anomalia costruttiva e la circostanza che l’impronta solare in occasione dei solstizi non viene a formarsi esattamente dove previsto hanno
determinato l’interesse a effettuare un accurato rilievo geometrico finalizzato alla verifica della meridiana
stessa e ad eventuali interventi di restauro.
A tal fine, sono state utilizzate le più moderne tecnologie digitali di rilevamento, quali stazioni totali e livelli
di ultima generazione e uno scanner laser gentilmente messo a disposizione dall’Azienda Leica Geosystems.
E’ stato realizzato un modello digitale di elevazione ad altissima densità e su questo è stata proiettata la
restituzione fotogrammetrica realizzando un ortofotopiano della meridiana che può essere interpretato metricamente in modo corretto.
Il rilievo ha interessato l’intera struttura muraria del Duomo e la copertura dove è stato praticato, e forse
nel tempo rimaneggiato, il foro gnomonico, in modo da avere informazioni non solo sulla conformazione del
pavimento e della meridiana, ma anche sull’assetto dell’intero manufatto e così potere ricostruire e valutare
le posizioni relative tra meridiana, pavimento e struttura muraria della chiesa. Per determinare l’orientamento
dell’asse della meridiana sono stati effettuati rilievi GNSS statici con correzione differenziale rispetto alla
Rete Dinamica Nazionale, riportando le misurazioni, con le opportune conversioni, al sistema di riferimento
celeste.
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Rilievo integrato per il monitoraggio delle cave
Domenica Costantino 1
Maria Giuseppa Angelini 2
1 DICAR – Politecnico di Bari
2 Centro Interdipartimentale
Magna Grecia - Politecnico di Bari
Nel monitoraggio delle cave riveste un ruolo fondamentale l’attività di rilievo e georeferenziazione. Tale attività risulta spesso normata a livello regionale, in particolare, la Regione Puglia mediante il D.D. 38/DIR/2012
ha emanato le linee guida per la presentazione dei piani topografici. Le operazioni che risultano spesso complesse riguardano l’inquadramento territoriale, il rilievo di dettaglio della geometria e il calcolo dei volumi.
Trattandosi di un attività di monitoraggio si è realizzando una procedura di rilievo che consenta in ogni sua
fase di operare solo sulle aree interessate da scavo producendone una variazione temporale globale. Sono
state dunque avviate attività di rilievo integrato: topografico GNSS e TLS relativi gli anni 2012 e 2013. Il
confronto dei risultati di rilievo dei due anni ha consentito di localizzare l’attività di scavo e la conseguente
attività deposito del frantumato che rappresentano le volumetrie richieste ai fini amministrativi e fiscali.
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Tecniche e metodologie di rilievo per una cava di pietra
calcarea
M. Caprioli,
F. Mazzone
M. Scarano
Politecnico di Bari
Il presente lavoro ha lo scopo di mettere a confronto le diverse tecniche e metodologie per il rilievo di una
cava in pietra calcarea situata nel territorio del comune di Turi (BA) descrivendone le precisioni e le accuratezze ricavate, le difficoltà incontrate e gli accorgimenti operativi adottati, con particolare cenno ai costi sostenuti. Il lavoro svolto vuol anche essere un semplice riferimento per tutti i topografi che operano nel settore
estrattivo, sia per la redazione dei progetti di coltivazione, sia per i progetti di ripristino ambientale, finalizzati
al recupero di aree di cave dismesse che necessitano di rilievi topografici di adeguata precisione. In Puglia,
con scadenza annuale, i soggetti titolari della coltivazione delle cave devono adempiere agli obblighi, previsti
dalle Norme Tecniche di Attuazione (NTA) del Piano Regionale Attività Estrattive (PRAE) della Regione Puglia,
che ha tra i suoi obiettivi quello di focalizzare lo stato dell’arte del settore estrattivo, aggiornando la banca
dati del Sistema Informativo Territoriale del “catasto cave”. Tale obiettivo è perseguito mediante la redazione
da parte delle società che coltivano le “cave autorizzate” di schede statistiche e piani quotati che annualmente vengono forniti all’ Ufficio Controllo e Gestione del PRAE (ex Servizio Attività Estrattive). Il catasto cave è
consultabile liberamente da qualsiasi utente mediante piattaforma Web-Gis.
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Il filtro di Kalman come strumento per il controllo di
movimenti e deformazioni
Paolo Dabove
Ambrogio Maria Manzino
Nel monitoraggio delle cave riveste un ruolo fondamentale l’attività di rilievo e georeferenziazione. Tale attività risulta spesso normata a livello regionale, in particolare, la Regione Puglia mediante il D.D. 38/DIR/2012
ha emanato le linee guida per la presentazione dei piani topografici. Le operazioni che risultano spesso complesse riguardano l’inquadramento territoriale, il rilievo di dettaglio della geometria e il calcolo dei volumi.
Trattandosi di un attività di monitoraggio si è realizzando una procedura di rilievo che consenta in ogni sua
fase di operare solo sulle aree interessate da scavo producendone una variazione temporale globale. Sono
state dunque avviate attività di rilievo integrato: topografico GNSS e TLS relativi gli anni 2012 e 2013. Il
confronto dei risultati di rilievo dei due anni ha consentito di localizzare l’attività di scavo e la conseguente
attività deposito del frantumato che rappresentano le volumetrie richieste ai fini amministrativi e fiscali.
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Venerdì 4 Luglio ore 9:00
Sessione Orale V
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La gestione di un’infrastruttura a supporto del monitoraggio:
la rete GNSS di Regione Piemonte
Luca Chiapalea, Mattia De Agostinoa
Marzio Pipinoa, Mauro Vasonea
Ambrogio Maria Manzinob
Gian Bartolomeo Silettoc
a CSI-Piemonte, Direzione Territorio e
Cartografia, Ufficio Geodetico
b DIATI, Politecnico di Torino
c Regione Piemonte, Direzione
Programmazione Strategica, Politiche
Territoriali ed Edilizia, Settore Infrastruttura
geografica, strumenti e tecnologie
per il governo del territorio
L’utilizzo delle tecniche della Geomatica nei processi di monitoraggio, siano essi finalizzati all’analisi di strutture, infrastrutture o versanti naturali, è ad oggi una pratica sempre più diffusa nel mondo accademico e
professionale. Applicazioni di questo tipo sono in genere caratterizzate da un’elevata precisione nelle misure
e dalla necessità di poter disporre di un inquadramento ben definito e ripetibile nel tempo. Tali requisiti
possono essere soddisfatti attraverso tecniche di rilievo e di trattamento dei dati molto evolute, avvalendosi
anche dell’utilizzo di infrastrutture che possano aumentare la precisione e la georeferenziazione delle misure.
In quest’ottica, le reti di stazioni permanenti GNSS rappresentano senza dubbio la soluzione più pratica e
collaudata per supportare i professionisti del settore durante le loro operazioni di monitoraggio, in quanto
consentono di ottenere precisioni centimetriche o superiori sia in tempo reale che in post-processamento,
inquadrando nel contempo le misure in un univoco e ben definito sistema di riferimento. Fin dalla sua inaugurazione, avvenuta nel febbraio 2011 dopo anni di sperimentazione condotta dal Politecnico di Torino, la
rete GNSS di Regione Piemonte ha posto particolare attenzione a fornire agli utenti misure sempre accurate e ripetibili per un elevato numero di applicazioni. Tale attenzione si è rispecchiata non solamente nella
cura della stabilità delle monumentazioni avvenuta in fase di installazione delle singole stazioni, ma anche
attraverso un continuo monitoraggio dell’inquadramento della rete realizzato con software scientifici e con
tecniche di compensazione in linea con gli standard nazionali ed internazionali. Se il servizio volto ai topografi
professionisti a supporto dei rilievi di dettaglio (aggiornamento di cartografia e GIS, aggiornamento catastale,
tracciamento di opere di ingegneria, ecc.) rappresenta senza dubbio l’obiettivo principale della rete Piemonte
GNSS, è altrettanto vero che la rete non è limitata a questa singola applicazione. In primo luogo infatti, la
rete rappresenta la materializzazione per la Regione Piemonte del sistema di riferimento geodetico nazionale
ETRF2000-RDN, e contribuisce al mantenimento e al ricalcolo da parte dell’IGM attraverso le stazioni di
Biella e di Torino (quest’ultima, gestita dal Politecnico di Torino, è anche inclusa all’interno della rete europea
gestita dall’EUREF). In aggiunta al servizio di inquadramento della rete, che viene ripetuto con cadenza semestrale, sono attive all’interno del centro di calcolo procedure di controllo in tempo reale e quasi-reale (queste
ultime a cadenza giornaliera) per il controllo della completezza dei dati misurati, della qualità del segnale
proveniente dai satelliti GNSS e per la verifica dell’assenza di movimenti anomali per ciascuna stazione della
rete. Tali controlli hanno una ripercussione diretta non solamente sull’inquadramento della rete, ma anche
sulla qualità delle correzioni differenziali trasmesse ai singoli utenti. Inoltre, la disponibilità di oltre tre anni
di dati acquisiti consente di avere ad oggi a disposizione una prima stima della velocità e delle direzioni di
spostamento di tutte le antenne della rete, con ripercussioni notevoli anche per applicazioni legate all’analisi
dei movimenti crostali. Il presente lavoro si propone di riassumere l’attività fin qui fatta, e quella prevista nei
prossimi mesi, nella gestione della rete GNSS di Regione Piemonte, con particolare attenzione verso tutti i
controlli relativi all’inquadramento delle stazioni e alla qualità delle correzioni differenziali trasmesse, ovvero
a tutte le caratteristiche necessarie per gli utenti che utilizzano la rete come supporto alle loro attività di
monitoraggio di precisione.
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Integrazione tra tecniche GNSS e Telerilevamento per il
monitoraggio di dighe di terra
Gino Dardanelli
Silvia Paliaga
Claudia Pipitone
Luigi Puccio
Già da alcuni anni i ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale, Aerospaziale e dei Materiali (DICAM) dell’Università degli Studi di Palermo hanno svolto attività di ricerca presso la diga “Castello”
di Bivona, in provincia di Agrigento. La sperimentazione è stata condotta sul coronamento della diga dove
sono stati monumentati tre punti di controllo, in cui sono stati installate tre stazioni permanenti GNSS, che
trasmettevano continuamente i dati al centro di controllo presso la Scuola Politecnica dell’Università degli
Studi di Palermo. In questo lavoro vengono riportati i risultati relativi alla integrazione tra le serie temporali
di dati acquisiti con i ricevitori GNSS di due anni, assieme a quelli determinati con le immagini telerilevate
da sensore LANSAT. Attraverso queste ultime è possibile infatti potere determinare le dimensioni del bacino
imbrifero, le variazioni delle quote di invaso e quindi le spinte idrauliche relative alla diga di terra; si può
verificare se esiste una correlazione tra gli spostamenti della struttura dovuti ai carichi idraulici e quelli dovuti
ai rilievi GNSS. Nell’ambito delle stime delle serie temporali sono stati valutati anche differenti modelli matematici di spostamenti di dighe (predittivi, deterministici, ibridi) tra i quali quello dovuto a De Sortis – Paoliani,
Carosio - Dupraz, oltre ad un modello messo a punto specificamente dai colleghi del Politecnico di Milano.
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Galleria ferroviaria di Monte Giuseppe. Monitoraggio movimenti
Francesco Bordini
Andrea Vigni
Sedi System - Studio Sacchin
con la collaborazione di
Cristina Castagnetti
Committente: STRUTTURE TRASPORTI ALTO ADIGE AFFIDATARIO: SEDI SYSTEM S.n.c. Via Leopardi 5 Merano (Bolzano)
Oggetto: Monitoraggio topografico sulla linea ferroviaria Merano-Malles dal Km 39+011 al km 39+560.60
Descrizione: La linea ferroviaria Merano-Malles è stata costruita sotto l’impero Austro-Ungarico a partire
dal 1891. Nel 1906, esattamente il primo di Luglio, il primo treno lasciava la stazione di Merano in direzione
Malles inaugurando cosi la nuova linea ferrata. Il 9 giugno 1990 le ferrovie Italiane decidono di tagliare i
cosiddetti “rami secchi” ed in questa data transita l’ultimo treno lungo la tratta Merano-Malles chiudendo
cosi la vecchia era della ferrovia. Sempre negli anni Novanta la provincia Autonoma di Bolzano acquisisce la
tratta ferroviaria Merano-Malles, ed avvia una campagna di risanamento con nuovi ponti, nuovo materiale
rotabile all’avanguardia e porta la linea ferroviaria su standard moderni. Il 5 giugno 2005 il primo treno riparte
da Merano verso Malles, dando cosi avvio alla nuova era. Sulla tratta ferrata dal km 39+011 al km 39+560.60
si sviluppa la galleria di monte Giuseppe che da sempre ha rappresentato un punto critico per i continui assestamenti del versante montano, interventi di consolidamento negli anni si sono succeduti, ed alla riapertura
della tratta ferroviaria, nel 2005, è stato deciso di installare una rete di monitoraggio che la scrivente Sedi
System ha progettato e installato. Le metodologie topografiche di monitoraggio applicate sono:
1. Rete GPS costituita da 5 punti di cui 2 sul versante oggetto di monitoraggio (dove localizzata la galleria) e
3 in zone opposte al versante monitorato e considerate stabili.
2. Poligonali di precisione che si sviluppano all’interno della galleria e all’esterno
3. Livellazione geometrica di precisione
4. Misure di convergenza in galleria.
La strumentazione utilizzata è la seguente: Per le misure GPS: 3 ricevitori Wild System 200 e 2 Leica serie
1200 Per le poligonali: Leica TS30 Per la livellazione: Leica DNA03 Per le convergenze: Leica TS30.
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Venerdì 4 Luglio ore 10:30
Sessione Speciale Premio Giovani Autori
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L’utilizzo di smartphone per il posionamento attraverso
Lidar 3D e fotogrammetria digitale
Irene Aicardi
DIATI, Politecnico di Torino
Gran parte degli utenti sono ad oggi forniti di uno smartphone, dispositivo che, tra le tante cose, permette di
ottenere informazioni sulla posizione (attraverso il GNSS) e che può consentire la navigazione (attraverso i
sensori quali accelerometri, magnetometri e giroscopi), necessità sempre più importanti per il coinvolgimento
attivo degli utenti nello scambio di informazioni.
Tuttavia, in ambienti urbani densamente edificati e in applicazioni speciali, la tecnologia real time con GNSS
non è in grado di fornire una soluzione accettabile a causa della cattiva o inesistente ricezione dai satelliti.
In questo scenario si propone la metodologia di image based positioning (IBP) (collaborazione tra Politecnico
di Torino e Telecom) che si pone come obiettivo l’utilizzo delle immagini acquisite attraverso camere digitali
integrate negli smartphone per ottenere una stima della posizione.
La procedura è stata testata sia in ambiente indoor che outdoor ottenendo qualche decimetro di accuratezza
nella maggior parte dei casi.
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La geomatica per i beni culturali: una nuova prospettiva di
formazione professionale
Lucia Argento
Il Laboratorio di Geomatica per la conservazione e la comunicazione dei Beni Culturali (GeCo) dell’Università
degli Studi di Firenze ha organizzato il terzo corso di perfezionamento in “Geomatica per la conservazione dei
beni culturali” da marzo a giugno 2013 presso la Fondazione per la Ricerca e l’Innovazione, sotto la direzione
scientifica della prof. G. Tucci. Il corso, organizzato in lezioni frontali ed esercitazioni, era articolato in moduli
disciplinari riguardanti la topografia, i sistemi GIS e la cartografia, tecniche di rilievo metrico e modelli 3D,
termografia e sistemi GNSS. Durante il corso si è svolto il workshop in Geomàtica para la conservatiòn de
los bienes culturales (8-11 aprile 2013) in collaborazione con la Universidad Nacional de La Rioja (Argentina)
e la Universidad Central del Este (Repubblica Domenicana) e con il patrocinio della provincia di Firenze. In
quest’occasione sono state rilevate alcune emergenze presenti nel parco mediceo di Pratolino (Vaglia, Fi) con
tecniche laser scanner, grazie alla partecipazione delle ditte Microgeo s.r.l., Leica Geosystems s.p.a. e Topcon
Group.
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Dense image matching per il recupero di contenuto metrico
da immagini di documentazione e camere non metriche
Francesca Noardo
DIATI/DAD, Politecnico di Torino
Le tecniche di Dense Image Matching e Structure from Motion (SfM) vengono utilizzate nell’applicazione
riportata in questo report per orientare a posteriori un set di foto realizzate durante un intervento di restauro
della facciata di una chiesa per documentare sommariamente e qualitativamente alcune stratificazioni storiche rinvenute. Le immagini sono state acquisite con camera amatoriale, senza seguire in alcun modo le regole
di acquisizione fotogrammetrica né considerando i requisiti ottimali per l’elaborazione con software di fotogrammetria digitale. Le immagini vengono processate, utilizzando diverse applicazioni e algoritmi, e ne viene
generato un modello 3D utile per documentare la geometria della facciata e restituire graficamente le tracce
delle antiche stratificazioni, recuperando un’informazione metrica molto importante per la documentazione
del Bene Culturale, altrimenti perduta.
Questo contributo è finalizzato a dimostrare come sia possibile, impiegando i recenti algoritmi di image
matching, estrarre dati metrici da immagini acquisite per scopi tutt’altro che indirizzati a quelli del rilievo o
della modellazione metrica.
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Prime esperienze per la realizzazione di una piattaforma
HGIS della città di Parma
Nazarena Bruno
DICATeA – Università degli Studi
di Parma
Nel presente articolo viene illustrato il lavoro svolto per la realizzazione di un sistema informativo geografico
storico organizzato su più soglie relativo alla città di Parma. Obiettivo della ricerca in atto è quello di realizzare uno strumento che consenta di analizzare la città sotto molteplici aspetti, non limitati al semplice profilo
urbanistico, e che possa essere di ausilio alle ricerche storiche condotte sulla città nell’ambito di diverse
discipline. L’osservazione infatti della sua struttura, delle sue trasformazioni e degli abitanti che la popolano,
è in grado di fornire una visione della società più esaustiva di quanto ricavabile solamente dalla consultazione
dei documenti scritti, per quanto approfondita essa sia. Sotto questo punto di vista fondamentale rilevanza
assumono le fonti catastali in quanto permettono di associare ad una base cartografica correttamente rilevata
puntuali informazioni sulle singole particelle e sui relativi proprietari.
Data quindi la grande importanza assunta dalla città nelle indagini storiche, è stato dato avvio ad un progetto
di ricerca volto all’informatizzazione e all’inserimento in un sistema informativo di varie fonti catastali, corrispondenti alle principali fasi di catastazione della città: l’Atlante Sardi del 1767, il Catasto Borbonico del
1853, il Catasto di inizio ‘900 e il Catasto del 1940, cui potranno essere associati anche dati ulteriori desumibili da censimenti e altri documenti archivistici sulla città.
Allo stato attuale dei lavori l’unica soglia inserita è rappresentata dall’Atlante Sardi, redatto nel 1767, che
può essere considerato come il primo catasto geometrico-particellare di Parma. Il presente contributo vuole
quindi sintetizzare il lavoro svolto finora relativamente all’informatizzazione dell’Atlante, con particolare riferimento alla georeferenziazione delle mappe, al ridisegno vettoriale delle stesse e all’associazione alla base
cartografica di tutti i dati testuali contenuti all’interno dei registri catastali.
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Sessione POSTER
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Integrazione di tecniche per il rilevamento 3D dei beni culturali:
il caso del teatro Nuovo di Mirandola.
M. Paternò
M. Bolognesi
A. Pellegrinelli
M. Russo
Dipartimento Ingegneria
Università di Ferrara
La progettazione di interventi di adeguamento sismico di strutture complesse ne richiede, sempre più spesso, la realizzazione di un modello 3D multi scala, che fornisca ai progettisti informazioni geometriche e dimensionali, dai piani interrati alla copertura, riguardanti in particolar modo: strutture portanti, distribuzione
interna ed esterna degli spazi, morfologia dell’apparato decorativo, presenza di eventuali distorsioni e quadri
fessurativi in atto. Nell’ultimo decennio si sono sempre più sviluppate le tecniche di rilevamento 3D basate
sulla tecnologia laser scanner e sul rilievo fotogrammetrico, ma le soluzioni più interessanti, soprattutto per
le strutture complesse sopramenzionate, si ottengono dall’integrazione dei diversi strumenti di rilevamento, tenendo conto delle differenti condizioni di utilizzo, livelli di precisione ed applicabilità in relazione alle
condizioni al contorno. In questo lavoro si presenta un caso applicativo: il rilevamento e la modellazione del
teatro Nuovo di Mirandola in provincia di Modena. Si tratta di un edificio di grandi dimensioni, parzialmente
danneggiato dal sisma del 2012, e oggetto di un progetto di adeguamento sismico. La campagna di rilievo è
stata condotta integrando diversi sistemi di acquisizione 3D attivi basati sul tempo di volo e sulla differenza
di fase, e su sistemi passivi basati sulla Structure from Motion applicata ad immagini acquisite con sensore
montato su drone. Si illustrano le potenzialità ed i limiti della strumentazione utilizzata, evidenziando soprattutto i vantaggi legati alla loro integrazione. In fase di trattamento dei dati acquisiti, particolare attenzione è
stata posta nella validazione proprio dell’integrazione dei dati al fine di minimizzare gli errori di registrazione
delle varie nuvole di punti.
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Su alcune relazioni intercorse tra osservatori lombardi
nell’’800.
Pietro Broglia (1)
Luigi Mussio (2)
(1) Osservatorio Astronomico
di Merate (LC) – INAF
(2) Politecnico di Milano – DICA
Alcune vicende lontane, ma di sicuro interesse geodetico ed astronomico, riguardano la meteorologia (intesa
nell’ampia accezione del tempo), disciplina coltivata a partire dal ‘700, nelle istituzioni lombarde costituite
dalla Specola di Brera, dal Liceo S. Alessandro (a Milano) e dall’Università di Pavia. Infatti la ”Relazione sulla
Specola braidense”, stesa nel 1773, su invito del conte Carlo di Firmian (ministro plenipoteziario della Lombardia austriaca), accanto ad una dettagliata descrizione degli strumenti e delle ricerche svolte nell’appena
sorta Specola di Brera, contiene un breve cenno sulle osservazioni meteorologiche ivi eseguite. L’autore della
Relazione è il barnabita Paolo Frisi (1728-1784), fisico, matematico ed astronomo, figura di primo piano nel
mondo scientifico milanese, nella seconda metà del ‘700, e docente nelle scuole Arcimboldi. Frisi loda il gesuita padre Luigi La Grange (della Specola), per la somma diligenza nell’ottenere le osservazioni meteo,
nell’arco di dodici anni, a partire dal 1.1.1763, e si augura inoltre di vederle presto pubblicate. L’invito è raccolto dall’astronomo Francesco Reggio il quale, nelle Effemeridi di Milano per il 1779, riporta i dati raccolti
alla specola, nel primo quindicennio di attività. Nella sopraccitata Relazione Frisi scrive che le misure ”interesseranno anche più noi altri Italiani ora che sono divulgate le osservazioni meteorologiche di Padova.”.
Negli stessi anni, è attivo in Milano un altro cultore di meteorologia, il conte Pietro Moscati (1739-1824) che,
nel primo ‘800, a sue spese, istituisce un Osservatorio meteorologico sull’alta torre che era il campanile della
soppressa chiesa di San Giovanni alla Conca. Nel 1822, Moscati dona poi i suoi strumenti, per le osservazioni astronomiche e meteorologiche, al I.R. Liceo di Sant’Alessandro, istituto che discende dalle Scuole Arcimboldi (ed arriva al presente Liceo Beccaria). All’inizio del 1834 Francesco Carlini, direttore dell’Osservatorio
milanese, propone al Governo di potenziare la stazione al Sant’Alessandro ed anzi di continuare, in questa
sede, le osservazioni meteorologiche braidensi. L’iniziativa è condivisa dal docente di fisica al Sant’Alessandro, professor Alessandro Maiocchi, il quale presenta al Governo analoga richiesta. Infatti con la scomparsa,
nello stesso anno 1832, di Angelo De Cesaris e di Barnaba Oriani, la Specola di Brera si trova in una difficile
situazione, dato che, come reazione ai moti del ’21, è cambiato l’atteggiamento del Governo austriaco nei
confronti delle istituzioni lombarde e, in particolare, è bloccata l’assunzione di nuovo personale all’Osservatorio (determinando così una situazione difficile che ricade su Carlini, neo-direttore).In Italia, Carlini è tra i più
noti cultori di meteorologia, durante l’’800, ed il suo interesse è, costante lungo tutta la sua vita e documentato da una serie di pubblicazioni. Nel ’24, pubblica le Tavole per il calcolo della altezze, ottenute da misure
barometriche e termometriche, calcolate con la formula di Laplace (E.M. 1824). Convinto che la rappresentazione matematica di un fenomeno naturale rappresenti un notevole progresso per la sua comprensione, Carlini sviluppa un metodo per ottenere, dalle osservazioni, una formula per descriverne l’andamento. Nel ’28,
con il suo algoritmo, ottiene una formula che rappresenta le variazioni orarie nelle letture del barometro. Anni
dopo, nel ’45, in alcune serie di temperature, misurate a Brera, individua una ciclicità, con periodo eguale al
periodo sinodico della rotazione solare, e attribuisce la variazione di temperatura ad una non-uniforme distribuzione di potenza calorifica sulla superficie del Sole. Come scrive Giovanni Virginio Schiaparelli, nel ’62, i
risultati di questa “curiosa ed importante ricerca” sono confermati, negli stessi anni, da studiosi francesi,
olandesi, austriaci e tedeschi, “mostrando così come colla meteorologia, scienza ancora incertissima, possano talora dedursi risultati di eguale o superiore precisione di quelli che forniscono le osservazioni astronomi57
che”. Nel ’35, in accordo con le conclusioni raggiunte nello studio sulle variazioni orarie barometriche e termometriche, , Carlini riforma la meteorologia operativa alla specola milanese, portando da due a sette la
frequenza delle osservazioni giornaliere. Interessante è poi una nota del ’38, perché accenna alle altre discipline, comprese nel primo ‘800 sotto il nome di meteorologia e coltivate principalmente nelle specole, alla
mancanza di istituti espressamente dedicati alla meteorologia e alle osservazioni strettamente necessarie
alla pratica astronomica. Scrive infatti Carlini: “I fenomeni meteorologici sono così fugaci, così rapidi nei loro
periodi, così diversi nelle loro circostanze imprevedibili, che per essere seguiti con notabil profitto della scienza richiederebbero l’assidua attenzione di molti curiosi della natura unicamente occupati in questo genere di
studj. Ma mentre molti parlano e scrivono attorno alla meteorologia, nessun stabilimento esiste ancora in
Europa che sia ad essa esclusivamente dedicato, e nel quale i fenomeni atmosferici vengano osservati in
tutta la loro estensione, onde giovare ad un tempo alla fisica, all’Astronomia ed all’agricoltura. Le osservazioni meteorologiche che si fanno regolarmente in diverse specole astronomiche non abbracciano che una parte
di quella scienza, limitandosi a ciò che riguarda le rifrazioni astronomiche e terrestri, il flusso e il riflusso
dell’atmosfera, le livellazioni barometriche, la luce crepuscolare, le perturbazioni magnetiche; quei fenomeni
insomma che in qualche modo si sottomettono alle leggi del calcolo. L’astronomo dovendo continuamente
spogliare le altezze osservate degli astri dell’effetto della rifrazione della luce, ha unicamente bisogno di conoscere la densità e la forza refrattiva dell’aria nel luogo ove ha stabilito i suoi circoli e i suoi telescopi.” A
metà ‘800, a seguito dell’impulso dato alla meteorologia dall’inglese Sir Francis Galton, anche grazie all’estendersi delle reti telegrafiche, con la proposta di fare una mappa di osservazioni sincrone, e dell’invito di
partecipazione da lui rivolto agli osservatori dell’alta Italia, nel ’62, si crea una commissione, per trattare la
questione presso l’Istituto Lombardo. Sono così poste le basi della Società meteorologica lombarda, da estendersi poi agli osservatori dell’appena sorto Regno d’Italia. La seduta è aperta da Carlini, con la relazione
“Cenni sui progressi già fatti e su quelli che si possono attendere dalla meteorologia”, ove illustra il ruolo
della meteorologia, nei confronti di altre discipline, climatologia e fisica terrestre, rivendica la priorità di Toaldo, nel proporre le osservazioni sincrone, e fa presente che la proposta di Alessandro Volta di registratori
automatici di dati meteo è stata recentemente realizzata da Angelo Secchi col suo meteografo. Nel luglio del
’62, alcune settimane prima della sua morte, Carlini amplia poi il suo discorso nella Memoria presentata alla
Commissione ministeriale, riunitasi a Torino per studiare l’unificazione delle reti meteo pre-unitarie,. Le livellazioni barometriche suscitano l’interesse degli astronomi milanesi, fin dalla fondazione della Specola, con la
prima operazione eseguita, nel 1785, da Francesco Reggio, come scrive Carlini, in una nota interessante, anche per i particolari tecnici riguardanti il barometro [4-a]. Confrontando le misure braidensi con le corrispondenti ottenute dal collega Toaldo, alla Specola di Padova, Reggio determina l’altezza del piano dell’Orto Botanico di Brera, rispetto al livello medio del mare Adriatico. Carlini parla poi delle successive determinazioni
dello stesso punto base, fatte da Oriani e Cesaris, sottolineando le possibili cause di errore, dovute sia alle
modalità di misura che alle imperfezioni strumentali. Infine una soluzione soddisfacente si ottiene con le
operazioni condotte nel corso di due campagne geodetiche per determinare la differenza di longitudine tra
Milano e Fiume. Nel ’25, Giuseppe Brupacher e, nel ’27, Giacomo Marieni, ufficiali dell’I. R. Istituto geografico
di Milano, effettuano misure barometriche contemporanee, a Milano e a Venezia, con strumenti che, alla fine
delle operazioni, sono direttamente confrontati fra loro. Carlini conclude poi la sua nota elaborando i dati
sulla livellazione della città di Milano, impresa già condotta, all’inizio degli anni trenta, su disposizioni del
Municipio, e riguardante quasi un centinaio di punti caratteristici della città. Nei calcoli delle quote, rispetto
al riferimento posto nell’Orto botanico di Brera, egli semplifica la formula di Laplace, utilizzata nel trattamento delle osservazioni, adattandola a stazioni aventi una piccola differenza di quota. Notevole è pure il contributo tecnologico, dato da Carlini, al tema delle livellazioni, grazie anche alla sua naturale inclinazione nelle
operazioni meccaniche e alle conoscenze acquisite durante la sua partecipazione alla vita dell’Istituto Lombardo, allora sito nel Palazzo di Brera. Di questo Istituto, è più volte presidente, in particolare, della Commissione per le premiazioni delle invenzioni. Inoltre Carlini è depositario di un campione di lunghezza e di un
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comparatore a microscopi dell’antica Commissione dei pesi e misure, un tempo presieduta da Oriani . Nei
“Congressi dei Dotti”, tenutesi a Lucca, nel ’43, ed a Milano, l’anno successivo, su sua proposta, è nominata
una commissione per lo studio dei fenomeni connessi al funzionamento dei barometri e dei termometri, al fine
di ottimizzarne le modalità di costruzione e di disporre strumenti campione (con Carlini, presidente, collaborano i fisici Giuseppe Belli ed Angelo Bellani ed il chimico Antonio De Kramer, tutti membri dell’Istituto Lombardo). Sono pure fatte esperienze sulla tensione del vapor acqueo a bassa temperatura, per poter eseguire, con
metodo uniforme, le osservazioni igrometriche. Inoltre è costruito un barometro campione, depositato presso
il Gabinetto tecnologico dell’Istituto, cosicché a cura degli astronomi, come propone Carlini, si potrà certificare, per confronto con i campioni (del termometro e del barometro), la qualità degli strumenti, offerti dal mercato. L’esigenza di completare la descrizione del territorio, con misure altimetriche, è sentita dagli astronomi
di Brera, già all’inizio ‘800, durante le operazioni per la seconda Carta della Lombardia che, tra i suoi esecutori, ha anche il giovane Carlini. Infatti a partire da quegli anni, Oriani ottiene le quote di un centinaio di
punti, di posizione nota, misurandone la distanza zenitale. A differenza della barometrica, questa tecnica richiede installazioni fisse e, di conseguenza, non risponde alle esigenze civili, in particolare, nella progettazione di nuove linee di comunicazione. Negli stessi anni, si diffonde da parte di dotti escursionisti la consuetudine di ottenere misure barometriche delle quote di punti caratteristici, ad esempio le sommità di monti. Alle
volte, per le incertezze insite nella nascente tecnica, si ottengono risultati contrastanti e come ricorda Carlini,
significativa è la disputa su quale fosse la cima più alta delle Alpi: il Monte Rosa od il Monte Bianco. Di
conseguenza, data la delicatezza delle misure barometriche, sarebbe opportuna, come propone Carlini, l’istituzione di una rete di stazioni altimetriche fisse alle quali riferire le quote ottenute sul campo. Nel primo ‘800,
a Brera, si effettuano anche saltuarie misure di magnetismo terrestre; infatti si ha notizia di una misura
dell’inclinazione magnetica eseguita da Carlini, nel 1830, utilizzando un inclinometro costruito da Lenoir, al
presente disperso. Copia di questo apparecchio è l’inclinometro, ora nell’Esposizione di Brera, costruito anni
dopo da Carlo Grindel, macchinista della Specola. Alcuni anni dopo, un fatto nuovo contribuisce a sviluppare
a Milano una linea di ricerca, coltivata poi nelle principali istituzioni scientifiche europee. Nel 1833, Gauss
pubblica l’opera Intensitas vis Magneticae Terrestris ad Mensuram Absolutam Revocata e, per verificare la
validità della sua teoria, Gauss propone un programma di osservazioni geomagnetiche, ottenute da una rete
di stazioni distribuite su tutto il globo terrestre. A tal fine, è fondata la Magnetische Verein e al programma di
lavoro, concordato nella Verein, partecipano anche gli astronomi milanesi che, già in passato, hanno condiviso ricerche con Gauss. Infatti fin dalla scoperta dei primi quattro pianetini, Oriani applica il nuovo metodo di
Gauss, per il calcolo degli elementi orbitali, metodo che perfeziona con il calcolo delle perturbazioni di Giove
sulle loro orbite. Invece a Carlini, si deve la prima applicazione, in Italia, del metodo dei minimi quadrati,
formulato da Gauss. Nel ’34, due studiosi di Gottinga vengono a Milano, per eseguire le misure magnetiche,
utilizzando gli strumenti originali di Gauss che gli astronomi milanesi fanno riprodurre da Grindel. A riguardo,
occorre tener presente che, nell’’800, il geomagnetismo, considerato come una parte della meteorologia, è
coltivato principalmente negli osservatori astronomici, per la valida ragione che questi istituti sono dotati
degli strumenti e delle competenze più adatte ad ottenere tali misure. Poco dopo, Brera acquista dall’Osservatorio di Vienna il magnetometro costruito da Meyerstein, macchinista di Gauss, che era inutilizzato, a
Vienna, per mancanza di operatori, in quella sede. Nel contempo, lo strumento costruito da Grindel è acquisito dall’Università di Pavia, per l’osservatorio meteorologico ivi istituito, nel 1808, da Pietro Configliachi, direttore dello Studio filosofico e matematico. Presentandosi nuove promettenti orizzonti in queste ricerche, Carlini chiede al Governo l’istituzione di un gabinetto nella Specola, come egli scrive, ”per le sperienze magnetiche, le quali dorinavanti faranno parte delle osservazioni meteorologiche che con il nuovo anno si vogliono da
noi intraprendere sopra un piano più esteso e più regolare”. Da tutto ciò, si deduce che la proposta di collaborazione con il Liceo Sant’Alessandro è caduta e che le impegnative misure geomagnetiche sono eseguite,
a Milano, principalmente da Karl Kreil e Pietro Della Vedova. Negli anni seguenti, continuano alcuni lavori di
analisi ed interpretazione dei dati, raccolti nella rete di stazioni aderenti alla Magnetische Verein. Già nel ’36,
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Paolo Frisiani senior cura la traduzione dell’Intensitas, con l’aggiunta di commenti esplicativi, favorendo così
la conoscenza del geomagnetismo, in Italia. Seguono poi le sue notevoli ricerche di modelli teorici, del campo
magnetico terrestre e delle sue variazioni, ed ardita è la sua ipotesi che anche gli altri corpi del sistema solare abbiano un campo magnetico (ipotesi solo recentemente verificata per il Sole, da una missione spaziale)
[5]. Inoltre Kreil, astronomo a Brera, dal ’31 al ’39, elaborando i dati ottenuti dalla Magnetische Verein, cerca
possibili relazioni tra le variazioni del campo geomagnetico e la posizione della Luna. Anni dopo, Kreil è chiamato a dirigere l’Osservatorio di Praga e, in seguito, l’Istituto di Meteorologia e di Magnetismo terrestre di
Vienna (che è il centro per la raccolta delle osservazioni di oltre stazioni meteorologiche, sessanta stazioni
meteorologiche, site nell’Impero austro-ungarico). L’ultimo lavoro sul geomagnetismo a Brera è di Schiaparelli, nel 1881, con una ricerca su una possibile relazione statistica tra il campo geomagnetico e le macchie solari.
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Rilievo e monitoraggio di architetture storiche: il caso studio di
Villa Lampedusa ai Colli a Palermo.
Mauro Lo Brutto
Alessandra Garraffa
Francesco Sirchia
DICAM - Università di Palermo
Il rilievo e il monitoraggio delle architetture storiche che versano in un stato di abbandono e degrado rappresentano delle fasi fondamentali per la corretta progettazione di interventi di recupero e di riqualificazione.
Diversi esempi di edifici storici, più o meno importanti, che per vari motivi vengono in parte o totalmente
abbondonati senza che siano assicurate adeguate azioni di manutenzione, sono attualmente ancora presenti
nella città di Palermo. In particolare, Villa Lampedusa ai Colli, storica residenza palermitana situata nella
Piana dei Colli, rappresenta un tipico esempio di questa situazione. Per questo motivo la villa è stata scelta
come luogo per sperimentare approcci di rilievo integrato con tecniche fotogrammetriche terrestri e da UAV.
La villa, edificata nel 1721, è nota come la villa del Gattopardo in quanto appartenne al principe Giulio Tomasi
di Lampedusa, la cui vita ispirò il pronipote Giuseppe Tomasi di Lampedusa per la sua opera. L’edificio si
presenta con un corpo unico di modeste dimensioni a cui è addossato un corpo sporgente; il prospetto principale è caratterizzato da uno scalone d’accesso al piano nobile e da decorazioni policrome. L’attuale stato
della villa, frutto anche di numerose modifiche apportate a partire dalla fine del ‘700, presenta un elevato
condizione di degrado a causa di infiltrazioni, lesioni nei prospetti, distacchi di intonaco, tetti e solai precari o
addirittura crollati. Una delle principali caratteristiche di questa villa è la presenza di un ampio giardino (molto
più piccolo del vasto fondo che un tempo la circondava ma comunque abbastanza esteso) sgombro da ostacoli
che consente una notevole libertà nelle operazioni di rilievo. Questa condizione ha consentito di progettare
ed eseguire un rilievo tridimensionale degli esterni della villa integrando tecniche fotogrammetriche terrestri
e riprese fotogrammetriche di prossimità da piattaforme UAV. L’utilizzo di piattaforme UAV è infatti diventato
sempre più frequente anche nell’ambito del rilievo architettonico per misurare e rilevare zone che normalmente non è possibile coprire con l’impiego della classica fotogrammetria terrestre o del laser scanner terrestre.
Ovviamente la condizione fondamentale per l’utilizzo di questi sistemi è quella di trovarsi in zone dove il volo
può essere condotto in sicurezza, lontano da aree critiche. I rilievi sono stati eseguiti nell’Aprile 2014 utilizzando una camera Nikon D5000 per le prese terrestri ed un quadricottero ad otto eliche NT4 Contras della
Airvision equipaggiato una camera Canon S3300 per le prese aeree di prossimità. Le riprese terrestri sono
state eseguite secondo un schema convergente ruotando attorno all’edificio; il rilievo da piattaforma UAV è
stato realizzato con un volo per l’esecuzione di prese nadirali delle coperture e due voli con prese inclinate
delle coperture e dei prospetti. Il rilievo fotogrammetrico è stato inoltre integrato da un rilievo topografico
per la misura di un adeguato numero di punti di appoggio e di check point. Il lavoro svolto ha permesso di realizzare una dettagliata ricostruzione tridimensionale dell’esterno della villa e di valutare lo stato di degrado
dell’edificio utilizzando metodologie low cost caratterizzata da rapidità nell’esecuzione del rilievo e da elevate
accuratezze metriche. Inoltre, le operazioni condotte hanno consentito anche di effettuare alcune valutazioni
relativamente all’integrazione di tecniche di rilievo terrestri ed aeree, all’utilizzo di piattaforme UAV sia in
volo programmato che in volo manuale per le riprese ravvicinate di edifici e all’impiego di differenti software
automatici per la ricostruzione tridimensionale.
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30 anni di monitoraggio della subsidenza e dei cedimenti
differenziali nel sito Unesco di Modena
(1) Laboratorio di Geomatica, DIEF
Università di Modena e Reggio Emilia
La ricerca si propone di illustrare il monitoraggio del fenomeno della subsidenza ed in particolare dei cedimenti differenziali nel sito Unesco di Modena. Il complesso monumentale di Piazza Grande, caratterizzato da
edifici di grande pregio storico ed architettonico quali la Torre Ghirlandina e l’adiacente Cattedrale, è stato
inserito tra i beni patrimonio dell’umanità nel 1997. Già dal 1984, però, il Comune di Modena ha installato una
microrete di livellazione geometrica al fine di controllare specificatamente gli effetti della subsidenza sugli
edifici del complesso monumentale. Questa rete si inseriva in un progetto più ampio, finalizzato a controllare
il fenomeno nell’intero centro storico, in conseguenza al manifestarsi di preoccupanti fessurazioni e danni
verificatisi in una serie di edifici dell’area. Il monitoraggio si era reso necessario anche in seguito all’analisi
dell’andamento piezometrico del centro storico, fortemente influenzato dal prelievo di acqua dagli acquiferi
per attività industriali, prevalentemente concentrate nell’area nord della città. Si voleva, in questo modo, controllare l’evoluzione del fenomeno di subsidenza, e quindi gli effetti subiti dagli edifici del centro, in relazione
a queste attività industriali. Il monitoraggio, interrotto nel 1991, è ripreso nel 2007 con la volontà, da parte
del Comune stesso, di monitorare attentamente il fenomeno e mantenerlo controllato nel tempo. Si tratta di
un monitoraggio periodico della rete di Piazza Grande effettuato mediante livellazione geometrica di elevata
precisione rispetto ad un caposaldo della Piazza stessa, che viene poi collegato a due caposaldi ubicati agli
estremi del centro storico e appartenenti alla rete regionale dell’Emilia Romagna per il controllo della subsidenza. Questo collegamento ha lo scopo di verificare i movimenti del caposaldo di riferimento della microrete
rispetto al resto del centro storico. A sua volta questi due caposaldi sono controllati, mediante monitoraggio
GPS, rispetto ad un punto considerato geologicamente stabile ed installato sull’Appennino modenese, in
località Prignano. Nel presente lavoro, saranno presentati i risultati delle campagne di monitoraggio condotte
tra il 1984 e la fine del 2013 nonché l’identificazione dei movimenti differenziali, e la loro evoluzione nel tempo, in relazione al sito Unesco. Si presenteranno, inoltre, le analisi condotte sui risultati degli ultimi anni, nei
quali sono stati riscontrati comportamenti molto particolari in corrispondenza della Torre Ghirlandina, presso
cui si verificano i maggiori abbassamenti, riconducibili alle condizioni al contorno o a particolari eventi. Le
tendenze di questi ultimi anni, infatti, sono state correlate all’evento sismico del maggio 2012 e alla presenza
del cantiere di restauro che, dal 2008 al 2011, ha influenzato il comportamento della struttura.
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Il laser scanner per il rischio idrogeologico: integrazione di
laser scanning terrestre e aviotrasportato per l’analisi
geomorfologica e per confronti multi-temporali di versanti
instabili
L’obiettivo principale del lavoro è definire approcci metodologici volti a sfruttare la tecnologia Laser Scanning
Terrestre (TLS) long range e Aviotrasportata (ALS) per lo studio di versanti instabili. In primo luogo, verrà presentata l’integrazione tra rilievi laser scanning aerei e terrestri long range (distanza operativa di oltre 1 km),
volta ad una fedele restituzione della geomorfologia del versante. In secondo luogo, si esaminerà il confronto
multi- temporale di rilievi TLS per l’analisi di variazioni morfologiche a scala di versante, per distanze operative superiori al chilometro. L’integrazione tra rilievi laser scanner aviotrasportati e terrestri può, ad esempio
per versanti caratterizzati da pareti verticali di roccia, fornire una descrizione completa del versante: il TLS,
grazie al suo punto di vista, può descrivere la parete verticale più dettagliatamente dell’ALS; l’ALS, invece, è
in grado di rilevare dall’alto cose non visibili da terra, specialmente su aree moderatamente vegetate. Quando le distanze operative sono dell’ordine del chilometro o superiori, le strategie di allineamento, la gestione
della nuvola di punti integrata, il filtraggio e la generazione della mesh sono aspetti cruciali che non possono
essere sottovalutati. La ricerca svolta ha permesso di considerare e valutare tutti questi aspetti strategici
dell’integrazione tra ALS e TLS. Inoltre, verrà proposto l’utilizzo del DTM (Digital Terrain Model) integrato
per la riproiezione 3D georeferenziata di mappe di spostamento GB-InSAR (Ground Based Interferometric
Synthetic Aperture Radar); si illustrerà come un elevato grado di dettaglio morfologico sia funzionale alla individuazione di spostamenti, che altrimenti non verrebbero identificati. Il confronto multi- temporale di dati TLS
è finalizzato all’individuazione di spostamenti e variazioni geomorfologiche che possono essere responsabili
di instabilità. Sono state confrontate quattro nuvole di punti acquisite dal 2010 al 2012, focalizzando l’attenzione su aree caratterizzate da pareti rocciose verticali. Gli spostamenti identificati sono stati confrontati con
i valori riscontrati sui prismi del sistema di monitoraggio, installato dal 2009 e tutt’ora funzionante, operante
in continuo tramite Stazione Totale Automatizzata (ATS). La ricerca ha permesso di testare diversi algoritmi
di allineamento e differenti procedure di filtraggio e post-elaborazione, conducendo all’individuazione di una
procedura metodologica idonea alle analisi multitemporali. Il sostanziale accordo tra i risultati derivanti
dall’analisi multi- temporale mediante TLS e dalla stazione totale conferma la validità della metodologia
proposta e del potenziale uso del TLS per lo studio di fenomeni di instabilità. Le sperimentazioni proposte
riguardano casi di studio situati nell’Appennino Settentrionale (Italia) monitorati attraverso sistemi integrati,
sia in continuo che in periodico da diversi anni, e oggetto di studio interdisciplinare sia attraverso sistemi
topografici che geotecnici: Piagneto (Collagna, Reggio Emilia), caratterizzato da una parete rocciosa che sovrasta una infrastruttura viaria mediamente trafficata (Strada Statale 63 del Valico del Cerreto), e Boschi di
Valoria (Frassinoro, Modena), frana di notevole estensione (più di 1.6 km2) elemento di rischio per diverse
abitazioni, il torrente Dolo e diverse infrastruttura viarie e di servizio (metanodotto).
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RPAS (Remotely Piloted Aircraft Systems) per il rilievo e il
monitoraggio: applicazioni di protezione civile in contesti
idrogeologici
Alessandro Corsini (3)
Stefano de Cono
(3) DSCG - Università di Modena
e Reggio Emilia
Il lavoro proposto riguarda l’analisi di un sistema a pilotaggio remoto (RPAS - Remotely Piloted Aircraft Systems) in contesti idrogeologici per fini di protezione civile ed è volto a sottolineare i vantaggi di utilizzare un
sistema flessibile e relativamente a basso costo. Le funzionalità fotogrammetriche di una piattaforma RPAS
multi-sensore sono state esaminate in termini di creazione di ortofoto, mappatura, estrazione di modelli 3D,
validazione con tecniche e rilievi a terra (GNSS - Global Navigation Satellite System e laser scanning), confronto dei risultati nel tempo e con dati d’archivio e integrazione dei dati in un GIS (Geographic Information
System). Questo innovativo metodo di rilievo e indagine ha mostrato enormi potenzialità per lo studio e il
controllo del territorio. Per le sue caratteristiche non può essere sostituito a sistemi aviotrasportati classici,
ma si presta all’integrazione con essi. Infatti, proprio in virtù delle sue caratteristiche si presta ad un’analisi rigorosa e precisa in ambito locale, mentre rimane un mezzo di indagine rapida per zone più estese. La
sperimentazione è stata effettuata simulando protocolli operativi per scopi di protezione civile finalizzati ad
esempio all’ispezione, al monitoraggio e alla mappatura del territorio, all’estrazione di informazioni 2D e 3D
(DTM/DSM - Digital Terrain Model/Digital Surface Model)e all’integrazione dei dati su piattaforma GIS. I test
sono stati condotti su aree caratterizzate da rischio idrogeologico potenzialmente pericoloso per persone,
abitazioni, infrastrutture di trasporto ed aree di interesse naturale. In particolare i casi di studio sono un
versante instabile che insiste su una casa abitata (Rio Faellano, Marano sul Panaro - Modena) e un tratto del
fiume Panaro interessato da erosione di sponda nei pressi del percorso naturalistico Rete Natura 2000 (Spilamberto - Modena). Verranno illustrati i criteri di pianificazione del volo scelti al fine di ottimizzare la qualità
delle immagine acquisite (dimensione del pixel, messa a fuoco, ottica, illuminazione, stabilità del mezzo nel
momento dello scatto), la sovrapposizione delle scene (80% along track e 60% across track), la capacità di
volo in relazione alla disponibilità di batterie (durata e quota) e la copertura dell’area indagata. Per quanto
riguarda il trattamento dei dati, sono stati testati diversi metodi di elaborazione delle immagini: algoritmi
di Structure from Motion (SfM), strategie di auto-calibrazione e calibrazione “classica” dell’ottica, utilizzo o
meno di GCP (Ground Control Point). Inoltre, sono stati effettuati test finalizzati alle georeferenziazione del
dato con l’uso di GCP e all’ottimizzazione delle traiettorie. La validazione dei risultati con tecniche indipendenti (come GNSS, ALS e TLS - Airborne e Terrestrial Laser Scanner) e l’integrazione in un GIS sono una tappa
importante del lavoro, visto che solo informazioni accurate, precise, affidabili ed accessibili possono essere
punto di partenza per azioni informate e supporto per efficaci processi decisionali. Gli autori ringraziano per la
collaborazione il “Gruppo Intercomunale dei Volontari di Protezione Civile Unione Terre di Castelli” (Savignano
sul Panaro, Modena, Italia).
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Rilievi multitemporali con UAS per il monitoraggio di accumuli
nevosi in una valle alpina.
Daniele Passoni
Livio Pinto
Francesco Avanzi
Carlo De Michele
Paolo Dosso
I cambiamenti climatici in corso stanno determinando sempre più variazioni anche nelle dinamiche idrologiche delle Alpi. Tali fenomeni si ripercuotono principalmente sugli accumuli dei manti nevosi e sul loro fusione,
con impatti significativi sia per l’agricoltura che per la produzione di energia idroelettrica. Si è voluto dunque
con questo lavoro testare la possibilità di utilizzare UAS (Unmaned Aerial System) per monitorare gli accumuli
nevosi sui versanti per la modellizzazione idrologica delle zone alpine. L’area test scelta è un nevaio sito in
val Grosina ad una quota di 2400 metri con un’estensione di circa 30 ettari, volata ad una quota di 130 metri
con UAV ad ala fissa Sensefly swinglet CAM con payload “Canon IXUS 220 HS” ( Ground Sample Distance
4 cm); sull’area sono stati rilevati per entrambi i voli 15 GCP per l’appoggio fotogrammetrico utilizzando un
rilievo GPS e stazione totale. Di particolare interesse fotogrammetrico è stata la sperimentazione di algoritmi
di “Structure from motion” su superfici innevate con le difficoltà derivanti da superfici dall’aspetto uniforme
e con forte riverbero luminoso. Effettuando rilievi multitemporali sono stati realizzati DSM estivi e invernali
(in assenza di neve e durante il periodo di massimo accumulo) e si è proceduto alla valutazione del volume
nevoso accumulato. A verifica di tale risultato sono stati effettuati confronti con sondaggi puntuali realizzati
con metodologie classiche.
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Misure topografiche in appoggio a reti gravimetriche per il
monitoraggio di grotte sotterranee
Lorenzo Rossi
Daniele Sampietro
Carla Braitenberg
David Zuliani
Laboratorio di Geomatica
L’osservazione del campo gravitazionale locale è un efficace mezzo per rivelare forti variazioni di massa nel sottosuolo. Tuttavia tali osservazioni per poter essere usate richiedono un’elevata accuratezza nel posizionamento
dei punti d’osservazione, soprattutto in quota dove gli errori devono essere contenuti in alcuni centimetri.
In questo lavoro presentiamo un esempio di una rete topografica che integri misure classiche (da stazione totale)
e GNSS necessaria all’appoggio di una rete gravimetrica per lo studio della grotta Gigante vicino a Trieste. L’insieme delle osservazioni è stato compensato ai minimi quadrati direttamente in coordinate geodetiche globali
con il software GeoNet, sviluppato da Politecnico di Milano e GReD srl. In particolare sono stati osservati circa
80 punti su una superficie di 20000 m², integrando osservazioni GPS RTK con il servizio di posizionamento fornito
della rete FReDNet gestita dall’OGS, osservazioni GPS statico rapido, successivamente post-processate con il
metodo differenze doppie rispetto a stazioni permanenti, e osservazioni da stazione totale.
Il campo di gravità, acquisito con un gravimetro Lacoste&Romberg, ha permesso di rilevare molto bene sia
la presenza che la forma della grotta Gigante e mostra come una copertura sistematica del Carso con osservazioni di gravità, permetterebbe di stimare sia la posizione che la forma di tutte le maggiori grotte esistenti
con un grande impatto sulle applicazioni civili e ambientali. Infatti tale conoscenza consentirebbe ad esempio
di pianificare lo sviluppo urbanistico a distanza di sicurezza dalle grotte presenti nel sottosuolo evitando ad
esempio, come successo nel 2004, che una grande grotta venga scoperta per caso durante la realizzazione
di opere civili.
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WORKSHOP SIFET Italia – SFPT Francia
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Surveys and representations for the basic knowledge for
the purposes of criticism of rehabilitation and development
of an area from the coast ligurian apennines.
Michela Scaglione
This article will discuss the results of the doctoral thesis developed at the PHD School of Architecture and Design in the Faculty of Architecture in Genoa. The research has identified and developed a methodology of investigation of the Ligurian coastal settlement system through a detailed analysis of the built up environment,
in its typological, spatial and environmental issues, which formed the basis for the creation of an integrated
geo-referenced databases, functional to each type of architectural intervention or otherwise processing architecture and environment. The research, experimented on some case studies, was aimed at the reading
and understanding of an area in every peculiar aspect and, in addition to deepen the typological, formal and
technological aspects, the analysis took into environmental, social and economic factors, pursuing a thorough
and detailed knowledge, built from the territory. The purpose of this research was the development of a model
query \ GIS representative finalized the orientation of the design choices which are sustainable from the point
of view of cultural, social, political and environment, obtained by the testing of a GIS-type program, designed
as a platform for the sharing and exchange of data, with the goal of getting open information technology architecture that can handle data of heterogeneous nature, even existing on historic villages and areas related
to them, and surveys of the same, by systematic arrangement which allows optimal management.
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Cartographic data harmonisation for a cross-border project
development.
Francesca Noardo
Andrea Lingua
Irene Aicardi
Bartolomeo Vigna
Politecnico di Torino (DIATI)
The European project ALCOTRA (Alpes Latines - COopération TRAnsfrontalière) – ALIRHyS (Alpes Latines - Individuation Resources Hydriques Souterraines) concerns the hydrogeological study of some springs and other
water resources in an area between Italy and France including their constitution in a cross-border system.
As base for various collected data, it needs a homogeneous cartographic information derived from national
existent maps (Italy and France). To carry out the expected activities the authors have developed a procedure
of cartographic harmonisation of the studied area applied to available mapping data. The processes here
illustrated involve aerial orthophotos, DTM (Digital Terrain Model) and digital map which are related to different reference systems, various representation scales and some other in homogeneities due to various causes,
such as the different origin data, from which the national cartography have been processed. In this paper the
authors illustrate the methods followed to solve the main dissimilarity problems, adapted for each kind of
product in order to reach good harmonised maps, useful for the project’s aims.
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Monitoring morphological slope changes in high mountains:
two case studies in the Mont Blanc massif.
Michèle Curtaz
Fabrizio Diotri
Anna Maria Ferrero
Gianfranco Forlani
Riccardo Roncellaù
Università degli Studi di Parma
Global warming creates instability affecting cliffs or crevasses in the high mountain areas: in the last few
years an ever-growing number of high-altitude slope instability phenomena, involving rock blocks of different
volumes, have been observed. The increase in these phenomena could be correlated to climatic variations
and to a general increase in temperature that has induced both ice melting with consequent water seepage
and glacier surface lowering, with a consequent loss of support of the rock face. The degradation of the highaltitude thermal layer, which is known as ‘‘permafrost’’, can determine the formation of highly fractured rock
slopes where instabilities concentrate. The study of their evolution requires, among other data (temperature,
humidity, mechanics characteristics of the slope, etc.), an accurate description of the morphology, which can
be efficiently and accurately surveyed with topographical or photogrammetric methods. The present research
(which is part of several Interreg Italy-France Projects – e.g. Permadataroc, PermaNET, GlaRiskAlp) has developed a methodology to improve the understanding and assessment of rock slope stability conditions in high
mountain environments where access is difficult using photogrammetric techniques. The observed instabilities are controlled by the presence of discontinuities that can determine block detachments. Consequently,
a detailed survey of the rock faces is necessary, both in terms of topography and geological structure, and in
order to locate the discontinuities on the slope to obtain a better geometric reconstruction and subsequent
stability analysis of the blocky rock mass. Two different case studies, related to the generation of digital
models in the Mont Blanc massif where the new techniques were successfully applied, will be presented:
the first illustrates the generation of DSM from image correlation to measure the changes in volume of the
Grandes Jorassess serac, in a context not ideal for the use of image matching algorithms. Images, taken from
helicopter, were georeferenced by installing markers on the rocks on the sides of the serac. Photogrammetric
surveys performed at different times allow the geostructure of the serac to be determined and the volumes
and detachment mechanisms to be estimated, in order to assess the stability conditions and potential triggering mechanisms. The second case study, pertaining to the North Face of Aiguilles Marbrées in the Mont
Blanc massif, which suffers from frequent instability phenomena, shows the application of photogrammetric
techniques where very high accuracies are needed: in contrast with the first example, where large movements should be expected, in this case a very precise survey should be designed and implemented, to properly
highlight even little seasonal morphological changes related to small rockfalls. Unfortunately, as often happens in this environment scenarios, accessibility issues arise and the surveys requires instrumentation easily
transportable. To make image georeferencing easier and to provide control information, the use a simple system, made of a photogrammetric camera fastened to a GPS antenna, is proposed. A photogrammetric block,
composed by at least three non-aligned images, is taken with the receiver measuring in kinematic mode. Tie
points are automatically extracted by SfM algorithms or measured manually; block orientation is performed
by GPS-assisted Aerial Triangulation. Advantages as well as limitation of the system are discussed, with
particular attention to GPS availability or ill-conditioned block configurations. The issue of system calibration
(i.e. measurement of eccentricity between camera and antenna) is also addressed.
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Crustal deformation monitoring on the Maurienne valley
Franco Gallarà
Stefano Lione
Piero Nurisso
Ilario Previtali
Marco Roggero
During the construction of the railway line Turin – Lyon by Lion Turin Ferroviaire, we monitored the deformation on areas of the Maurienne valley where are under construction the tunnels of Modane, La Praz and Saint
Martin La Porte. This work, begun in 1997 by Geoworks with the materialization and surveying of a GPS
network, was later supplemented by a joint venture between Italy and France, with the establishment of GPS
and leveling monitoring networks. The networks are characterized by basic lengths of a few kilometers, a
maximum of 4, but also by strong gradients, which reach 800 m in the context of a single base. Each network
is re-measured once per year, stationed at the same time on all the pillars for a minimum of 72 hours. The
processing has been performed by the Bernese software and the deformation analysis covers a period of six
years. The average daily repeatability of the coordinates are of the order of 2 mm horizontally and 3 to 6 mm
in height. The movements are then determined with average RMS of 3 mm in plan and 4 to 9 mm in height. In
some cases, the vertical movements have verified by leveling.
The most critical problems in the surveying of non-permanent GPS networks are:
- The re-measurement of the station points and the determination of the antenna height. The station points
are in fact materialized with brass screw directly on rock or reinforced concrete pillars. This type of materialization allows forced horizontal centering, but the antenna height can vary according to the adjustment
of the leveling screws of the tribrach. This variation is not negligible and the antenna height is determined
by leveling before and after the measurement session.
- The frequency of survey campaigns. When you consider that GPS permanent stations are subject to
periodic signals, it is clear that these signals are also present in non-permanent stations. While in the
first case, however, the periodic signals can be observed and removed, the second cannot be. In order to
minimize the effect of periodic signals the survey campaigns have always been organized in the same
time of the year.
- The choice of the observations to be processed. Due to the limited length of the baselines (1 to 2 km) it
is preferable to process only L1, less noisy than L2 or than any combination. However, if it is required to
connect to some permanent station outside the network, the baseline length is much longer (20 to 40 km),
requiring the use of L3 (iono free combination). The resulting network will be composed by baselines of
significantly different precision.
- The choice of the functional and stochastic tropospheric models, which is crucial in the case of mountain
areas, where there are steep slopes on very short baselines.
71
Monitoraggio ambientale: alcune esperienze maturate
presso l’IGM
Renzo Maseroli
Capo Servizio Geodetico dell’Istituto
Geografico Militare
In questa breve nota vengono presentate alcune esperienze di monitoraggio topografico eseguite dall’IGM,
con problematiche molto diversificate in relazioni alle differenti ampiezze che caratterizzano i vari interventi.
Si inizia con i risultati del monitoraggio dei movimenti crostali relativi all’intero territorio nazionale, ottenuti
attraverso il ricalcolo delle posizioni delle 100 stazioni GNSS che costituiscono la Rete Dinamica Nazionale
(RDN). Vengono analizzati i primi 5 anni di attività della rete, per i quali si dispone di una serie temporale
significativa: 84 soluzioni settimanali temporalmente distribuite in modo omogeneo nel periodo gennaio 2008
dicembre 2012. Il confronto fra le soluzioni ha fornito una prima stima delle velocità, sia orizzontali che verticali, presenti all’interno della placca, che sono risultate, per certe zone, di entità sensibilmente superiore al
mm/anno, segnalando la necessità di un aggiornamento della posizione delle stazioni corrispondenti.
Si passa poi a descrivere un monitoraggio a scala molto più grande, relativo al territorio controllato dal
Consorzio di Bonifica Versilia-Massaciuccoli. Si tratta di una zona umida costiera sita fra il mar Tirreno e le
Alpi Apuane, più volte oggetto di bonifica nel corso della storia, e caratterizzata dalla presenza nel sottosuolo
di stati di torba, in certi casi di notevole spessore. La torba, caratterizzata come noto da deboli proprietà
geomeccaniche, ha la particolarità di trattenere grandi quantità di acqua, e subisce quindi un notevole compattamento a seguito di prosciugamenti, con conseguente subsidenza del suolo.
Viene poi presentata l’esperienza relativa al controllo dei movimenti di un edificio di notevoli dimensioni: la
cattedrale di Santa Maria del Fiore a Firenze, monitorato con misure di livellazione geometrica di alta precisione. Le misure vengono ripetute due volte all’anno, ad intervalli di 6 mesi: in piena estate (luglio) ed in pieno
inverno (gennaio). Avendo iniziato l’attività da 20 anni fa, disponiamo oggi di una serie storica significativa,
che consente una stima attendibile dei movimenti a cui l’edificio è soggetto.
Vengono infine discusse le risultanze di un’esperienza molto particolare, che riguarda il controllo, con metodi
topografici, della stabilità di una lunga galleria (10 km, con una larghezza di circa 10 m). Lo studio evidenzia
come un manufatto di tali dimensioni risulti inadatto all’impiego di misure topografiche classiche (angoli e
distanze), con le quali è praticamente impossibile ottenere precisioni soddisfacenti.
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