Azione 2.D_Piemonte - Introduzione

AZIONE 22..D – SITI PILOTA "SETTORI
DEGLACIALIZZATI"
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SCHEDE TTE
ECNICHE DI VALUTAZIONE
DELLE METODOLOGIE IMPIEGATE
Gennaio 2013
Indice
Introduzione
Pag.1
Analisi geomatiche per la ricostruzione dell’evoluzione dei ghiacciai e delle aree
recentemente deglacializzate in Piemonte
Pag.2
Allegati
Pag.8
Allegato 1- Fotogrammetria aerea
Allegato 2- Fotogrammetria terrestre
Allegato 3- GNSS
Allegato 4- LiDAR
Allegato 5- Telerilevamento
INTRODUZIONE
Lo specifico contributo del CNR-IRPI all’azione 2D ha riguardato l’applicazione di un’ampia
gamma di tecniche geomatiche a settori scelti dell’ambiente glacializzato piemontese.
Obiettivo delle attività realizzate è stata la messa a punto di metodologie scientifiche,
tecniche ed economiche per la sorveglianza di settori a marcata dinamicità
geomorfologica. Alla base della scelta di questo approccio, è stata la considerazione
della necessità di individuare e definire metodi d’indagine da impiegarsi ad una scala
intermedia tra quella regionale (oggetto delle azioni 1A-C) e quella puntuale (vedasi azioni
2A-C), ovvero alla scala del bacino glaciale.
In molti casi, infatti, soprattutto in un contesto di cambiamento climatico che limita la
possibilità di fare riferimento al quadro passato delle dinamiche geomorfologiche, non
sono noti a priori quali siano i settori a rapida evoluzione, maggiormente predisposti
all’instabilità. Al fine di riconoscere con tempestività eventuali segnali dell’insorgere di
situazioni d’instabilità, è necessario dunque dotarsi di strumenti e metodi che
consentano di seguire, con dettaglio adeguato, l’evoluzione nel tempo di aree
relativamente ampie.
Qualora le condizioni di rischio oggettivo lo richiedano, le aree in rapida evoluzione
identificate mediante l’approccio descritto nel presente rapporto potranno poi divenire
l’oggetto di indagini di dettaglio e di monitoraggio strumentale specifico, secondo le
indicazioni emerse dalle azioni 2A-C.
L’obiettivo sopra indicato è stato perseguito attraverso la scelta, la calibrazione e la
validazione di strumenti geomatici che rispondessero ai seguenti requisiti: 1) applicabilità
in condizioni ambientali estreme; 2) idoneità per studi a carattere multitemporale; 3)
capacità di indagare areali sufficientemente ampi; 4) costi contenuti.
Nel presente rapporto, le diverse metodologie utilizzate vengono descritte ed analizzate in
modo critico in relazione agli obiettivi del progetto, al fine di offrire elementi utili a quanti
(tecnici, amministratori, ricercatori) si trovino a confrontarsi con problematiche analoghe a
quelle affrontate dal progetto GlaRiskAlp.
Le attività descritte sono state possibili grazie alla collaborazione con il GeoSitLab
(Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Torino), sotto il coordinamento del dott.
Luigi Perotti, che ha curato la parte generale del presente rapporto. I dott. Marco
Bacenetti, Stefania Bertotto ed Elisa Damiano hanno partecipato alla raccolta, trattamento,
elaborazione ed analisi dei dati, in collaborazione con Franco Godone, ed hanno redatto le
schede tecniche allegate.
1
Analisi geomatiche per la ricostruzione dell’evoluzione dei ghiacciai e
delle aree recentemente deglacializzate in Piemonte
In questi ultimi anni si sta assistendo ad una serie di rapide innovazioni nel campo della
Geomatica (Figura 1), ovvero lo studio del territorio con metodi di natura prettamente
informatica. Questo insieme di strumenti e metodologie che ormai possono essere definite
come un supporto permanente alle “Scienze” che studiano il territorio, ha introdotto
cambiamenti radicali nelle metodologie di studio del paesaggio, prevalentemente in
relazione all’impiego dei dati digitali in campo applicativo.
L’aspetto più innovativo riguarda l’integrazione e l’utilizzo di dati, siano essi digitali, oppure
“cartacei”, provenienti dalle più svariate fonti, al fine di completare e migliorare, se
possibile, l’interpretazione statica ed evolutiva dei vari aspetti geologici del territorio. Le
discipline che fanno un largo uso della Geomatica sono oramai moltissime, anche se
ancora molto legate alle scelte innovative e personali dei singoli ricercatori: dai Geologi ai
Naturalisti, dagli Agrari ai Forestali ai Glaciologi, tutti campi di ricerca che si occupano in
maniera più o meno diretta del territorio. Gli strumenti adatti, e già sperimentati
ampiamente, sono in particolare il telerilevamento (sia ottico che radar), la fotogrammetria
digitale, i Sistemi Informativi Territoriali (Geographic Information Systems (GIS), il GNSS
(Global Navigation Satellite System) e il Laser Scanner.
Questi sistemi, pur non potendo prescindere da una buona base informatica sia di tipo
software che di tipo hardware, risultano adatti all’impiego costante all’interno dei progetti
scientifici poiché permettono di ampliare le conoscenze sui fenomeni naturali attraverso un
agevole passaggio di scala spaziale e temporale:
•
•
•
•
•
Il telerilevamento è una tecnologia basata sul campionamento della radiazione
elettromagnetica la cui finalità è quella di acquisire ed interpretare dati sulla natura
degli oggetti presenti sulla superficie terrestre.
La fotogrammetria (oggi digitale) consente di effettuare misure geometriche di un
oggetto attraverso una sua ricostruzione tridimensionale ottenuta sfruttando il
concetto di stereoscopia propria del processo visivo umano.
Il Laser Scanner consente l’acquisizione di dati geometrici tridimensionali tramite
scansione a raggi laser LiDAR (Light Detection And Ranging – Laser Scanner).
Il sistema di posizionamento globale GNSS permette il posizionamento di punti con
estrema precisione sulla superficie terrestre.
Un GIS, infine, è un sistema completo per l’analisi dei dati provenienti dalle varie
fonti sia digitali sia “analogiche” tradizionali e che rappresenta la base operativa per
la raccolta, l’analisi e l’interpretazione dei dati provenienti dagli strumenti innovativi
propri della Geomatica.
In particolare, il vero passo avanti della ricerca in campo geologico, riguarda la prospettiva
di integrare i tradizionali dati di terreno con quelli “digitali”, per ottenere interpretazioni e
2
rappresentazioni del territorio sempre più “reali”. L’utilizzo di questi strumenti impone però
alcune considerazioni circa i metodi di produzione ed interpretazione dei dati rispetto alle
più classiche e tradizionali modalità operative ed inoltre risulta indispensabile il ruolo della
formazione all’uso di queste moderne tecnologie, aspetto che purtroppo in molti casi è
fortemente sottovalutato, con il risultato di utilizzare dati e rappresentazioni “errate”
rispetto alla realtà da analizzare.
La prospettiva è quindi quella, essenziale, di una ricerca molto attenta a definire il contesto
ambientale in cui si opera, in modo da favorire in seguito l’individuazione degli strumenti
più appropriati e delle tecniche di analisi e produzione dati più favorevoli per le diverse
situazioni ambientali.
Accanto ad un input fortemente scientifico di dati e di conoscenze, bisogna però tenere in
considerazione un output di tipo applicativo ma che mantenga nello stesso tempo il tipico
“rigore scientifico”. Non bisogna perdere di vista l’analisi qualitativa del dato e, ove
possibile, quella quantitativa, affiancando ad una rappresentazione “reale”, un approccio
cartografico di tipo “rigoroso” necessario e indispensabile per le considerazioni applicative.
Figura 1. Schema dei metodi e strumenti geomatici applicati.
3
Dati
La recente disponibilità di nuovi dati digitali (satellitari, aerei, LiDAR, ecc.), utili sia per
cartografia di base che tematica, rendono possibile un’integrazione delle conoscenze
acquisite nell’ambiente glaciale con informazioni di carattere quantitativo sull’entità e sulla
distribuzione areale dei movimenti planimetrici ed areali. Le diverse tipologie di dati
analizzate e confrontate contengono inoltre informazioni utili alla valutazione dello stato di
attività dei corpi glaciali e delle aree ad essi adiacenti a diverse scale spazio-temporali.
In realtà la disponibilità di dati digitali è iniziata negli anni ’70 ma il loro vero utilizzo è
avvenuto in maniera continuativa solo a partire dal nuovo millennio:
•
•
•
•
•
le immagini satellitari sono disponibili a partire dagli anni ’70;
le aerofotografie coprono soprattutto gli ultimi 50 anni, con diverse scale nominali di
riferimento;
i dati di posizionamento GNSS sono acquisibili in maniera continua dagli anni ’90;
la fotogrammetria digitale (terrestre ed aerea) è nata nel nuovo millennio;
i DEM (Digital Elevation Model) ottenuti da interferometria, LiDAR, ecc., sono
disponibili dagli anni ’90.
Le risorse disponibili sul territorio piemontese sono state valutate sulla base della loro
utilizzabilità specifica per l’analisi dell’evoluzione degli ambienti glacializzati. Sulla base
dell’elaborazione ed interpretazione dei dati raccolti si è proposto di definire ed applicare
criteri innovativi per stabilire lo stato di conservazione e dell’evoluzione delle masse
glaciali e delle aree recentemente deglacializzate; queste azioni sono state realizzate
attraverso l’utilizzo combinato di metodologie geomatiche.
Durante le fasi preliminari di lavoro i dati riguardanti le aree di interesse del progetto sono
stati organizzati all’interno di un Sistema Informativo Territoriale.
Il Progetto - Elaborazione ed Analisi dati in aree glaciali e recentemente
deglacializzate
Durante la prima fase di questo progetto si è voluto valutare la disponibilità di risorse
digitali e cartografiche presenti sul territorio valutandone la loro utilizzabilità specifica nel
campo dell’analisi dell’evoluzione delle aree glaciali e periglaciali. A partire
dall’elaborazione ed interpretazione dei dati raccolti si è inoltre cercato di definire ed
applicare criteri innovativi per stabilire lo stato di attività dei ghiacciai e degli ambienti
circostanti a diverse scale spazio-temporali; queste azioni sono state realizzate attraverso
l’utilizzo combinato di geomorfologia e metodologie geomatiche.
Nello specifico, la prima fase del lavoro ha previsto la predisposizione di un Sistema
Informativo Territoriale di immagini telerilevate, foto aeree e dati cartografici di base e
tematici da confrontare con dati di nuova acquisizione. L’obiettivo è stato creare una base
4
comune di riferimento di dati disponibili e operativamente utilizzabili per l’analisi glaciale
(con riferimento all’utilizzo da parte di tecnici del settore).
Procedure di analisi di metodologie di rilievo in ambiente glaciale, basate su tecniche
geomatiche quali fotogrammetria, telerilevamento, GNSS, Laser Scanner (compresi i
confronti multitemporali dei dati da essi derivati), sono state svolte a supporto delle altre
fasi del progetto e a corollario dell’interpretazione dei dati.
Sono state quindi definite, tre aree (Figura 2) sulle quali si è proceduto alle elaborazioni
finali anche in base ai dati disponibili e di nuova acquisizione (es. LiDAR, Ortofoto,
Immagini Satellitari).
Figura 2. Localizzazione dei siti di studio e tecniche geomatiche impiegate.
La scelta è stata dettata anche dall’esigenza di coprire un spettro di applicazioni completo
nei confronti delle tematiche legate allo studio degli ambienti glaciale e periglaciale. I siti
scelti offrono infatti la possibilità di applicare una o più metodologie di analisi attraverso
strumenti e metodi propri della geomatica così come previsto dal progetto di convenzione.
In tabella 1 sono riportate le elaborazioni effettuate:
5
METODOLOGIE IMPIEGATE
TECNICA GEOMATICA
UTILIZZATA
DATI UTILIZZATI
PRODOTTI OTTENUTI
SCALA DI LAVORO
Fotogrammetria aerea
Fotogrammi voli:
GAI 1954
Provincia di Torino 1975
Volo Ghiacciai 1983
IGM 1988
Regione Piemonte Volo Alluvione
2000 (2001)
Comunità Montana Valle Orco
2005
Ortofoto
DEM (Digital Elevation Model)
1:5.000 ÷ 1:25.000
Ghiacciaio:
Ciardoney
Telerilevamento
Fotogrammetria terrestre
Analisi DEM
Analisi strutturali Coltop 3D
Rilievo GNSS
SITO
GeoEye 0.5 m
(data acquisizione 29-08-2010)
QuickBird 0.5 m
(data acquisizione 13-09-2010)
Indici di vegetazione
Classificazioni tematiche
Creazione Ortofoto Multispettrali
1:5.000 ÷ 1:25.000
Ghiacciaio:
Capra
Ciardoney
Mulinet
Foto scattate sul terreno
DSM apparati morenici/versanti
1:100 – 1.1.000
Ghiacciaio:
Capra
Ciardoney
Hillshade map
Slope map
Aspect map
Differenze Multitemporali
1:5.000 ÷ 1:10.000
Ghiacciaio:
Ciardoney
Analisi di stabilità versante
1:100 – 1.10.000
Ghiacciaio:
Capra
Ciardoney
Carta Geomorfologica digitale
di terreno
Ricostruzione superficie
del ghiacciaio
1:100 – 1.25.000
Ghiacciaio:
Capra
Ciardoney
LiDAR
DEM Regione Valle d’Aosta 10m
LiDAR
DSM close range photogrammetry
CTR
Ortofoto
Tabella 1. Principali tecniche impiegate.
6
Conclusioni
Negli allegati a questo documento sono state schematizzate le caratteristiche salienti delle
diverse tecniche di indagine utilizzate ed è altresì possibile prendere visione di alcuni dei
risultati ottenuti dall’elaborazione dei dati con lo scopo di approfondire l’analisi delle aree
glaciali e recentemente deglacializzate oggetto di studio.
L’ambito applicativo alpino glaciale ha messo alla prova la possibilità di utilizzo dei metodi
geomatici previsti inizialmente: sia per quanto riguarda la disponibilità e l’acquisizione dei
dati (in laboratorio e/o sul terreno) sia per le caratteristiche fisiche proprie di tale ambiente,
spesso penalizzante per la sua variabilità intrinseca e quindi altamente complicato dal
punto di vista rigorosamente cartografico.
I metodi “indiretti” (fotogrammetria aerea e telerilevamento) si sono dimostrati robusti ed
affidabili ma, per poter ottenere una scala nominale di lavoro in linea con ciò che indica la
bibliografia, devono presupporre la disponibilità di una cartografia di base e di un DEM
(per la raccolta dei punti d’appoggio) precisi ed accurati. In ambiente alpino è
intrinsecamente difficile ricorrere a rilievi ad hoc e l’unico strumento disponibile è una
ortofoto di base con relativo DEM. Tramite queste metodologie è possibile ricostruire le
caratteristiche delle aree indagate sia dal punto di vista metrico (volumi, fronti glaciali), sia
dal punto di vista tematico (classificazione aree); questo può avvenire non solo ad una
certa data ma tramite l’analisi multitemporale dei dati acquisti.
I metodi di indagine “diretti” (Laser Scanner e Fotogrammetria terrestre) si sono dimostrati
di notevole interesse per la ricostruzione e l’analisi delle morene e delle pareti verticali che
contornano i ghiacciai, nonché per la ricostruzione delle superfici delle masse glaciali
(GNSS); Il GNSS si è dimostrato uno strumento ormai fondamentale per le fasi di
appoggio e/o georeferenziazione di ogni altro metodo utilizzato.
Attraverso tali strumenti è stato possibile, per i siti pilota, ricostruire una situazione di
partenza che pone le basi per il monitoraggio dell’evoluzione dei versanti nel futuro che, in
base all’evoluzione climatica e della masse glaciali, stanno dimostrando un’evoluzione
dinamica in accelerazione.
7
ALLEGATI
8
ALLEGATO 1
FOTOGRAMMETRIA AEREA DIGITALE
METODO
La fotogrammetria è una tecnica di rilievo che permette di acquisire dei dati metrici di un
oggetto (forma e posizione) tramite l'acquisizione e l'analisi di almeno una coppia di
fotogrammi stereometrici. Il metodo prevede infatti l’acquisizione, l’elaborazione e l’analisi
di immagini fotografiche analogiche o digitali tramite l’applicazione di metodi
fotogrammetrici digitali.
FINALITÀ NELL’AMBITO DEL PROGETTO
La fotogrammetria digitale è utilizzata per la creazione di DEM relativi a momenti diversi, al
fine di formulare valutazioni di carattere quantitativo su eventuali variazioni occorse; è
stato così possibile, per esempio, analizzare le variazioni volumetriche delle masse glaciali
in intervalli temporali dati. Inoltre, le operazioni di fotogrammetria digitale consentono,
attraverso la costruzione di un modello stereoscopico digitale, la visualizzazione e la
restituzione tridimensionale degli oggetti (nel caso specifico, le forme del territorio).
Ulteriori analisi possono essere eseguite sulle ortofoto derivate, finalizzate alla
realizzazione di cartografia tematica (ad esempio dei limiti glaciali e di altri elementi
geomorfologici) ed alla formulazione di valutazioni di carattere quantitativo, in ambiente
GIS, riferite a specifici step temporali.
DESCRIZIONE SINTETICA
La metodologia si articola in diverse fasi, in funzione anche del dato utilizzato.
PRIMA PARTE: scelta e preparazione dei dati
- Individuazione e scelta delle immagini: la selezione delle immagini da elaborare
deve essere supportata dalla consultazione dei piani di volo. Una scelta oculata
delle immagini da trattare può essere realizzata solo considerando l’effettiva
copertura delle immagini, la scala del volo, l’eventuale copertura nevosa o la
presenza di nuvole. Nel caso di fotogrammi d’archivio, una volta definite le immagini
d’interesse, ricorrendo eventualmente a strumenti GIS (georeferenziazione dei piani
di volo) (Figura 1), è necessario procedere alla loro scansione ed all’acquisizione
dei rispettivi certificati di calibrazione.
- Organizzazione dei dati acquisiti ed allestimento di progetti multitemporali:
per una migliore gestione dei dati è indispensabile organizzare all’interno di un GIS
tutti i dati acquisiti in formato digitale, in modo da poter operare su di essi con
facilità.
1
SECONDA PARTE (dedicata al trattamento delle immagini d’archivio):
- Orientamento dei fotogrammi: l’orientamento interno ed esterno si realizza con
l’impiego di specifici software per la fotogrammetria digitale (es. ZMap, LPS).
Questo procedimento richiede l’individuazioni di una serie di punti d’appoggio di
coordinate note e comuni ai fotogrammi considerati (Figura 2).
A conclusione di questa fase è utile tenere memoria del risultato delle operazioni di
orientamento dei fotogrammi, salvando i relativi parametri in apposite tabelle
(Tabella 1) e monografie. Questa procedura consentirà, disponendo dei fotogrammi
di partenza, di effettuare gli orientamenti (con software diversi) in tempi successivi e
senza dover necessariamente ripercorre tale procedura dall’inizio. A partire da
questo momento sono possibili la visione stereoscopica e le operazioni di
restituzione.
- Ortorettifica dei fotogrammi: a partire dai fotogrammi orientati e disponendo di
un opportuno DEM, vengono automaticamente prodotte le relative ortofoto (Figura
3).
TERZA PARTE: Visualizzazione e analisi dati
- Analisi dati in ambiente bidimensionale: Dopo aver importato all’interno di un
progetto GIS un set di dati multitemporale (ortofoto riferite ad anni diversi) (Figura
3), si procede alla delimitazione dei limiti glaciali, o di altro elemento geomorfologico
di interesse, attraverso la creazione di una serie di shape file lineari e/o areali
(Figura 4).
- Visualizzazione in ambiente GIS 3D: nel caso in cui si disponga di un Modello
Digitale del Terreno (DEM), è possibile procedere alla visualizzazione dell’ortofoto
ottenuta in ambiente GIS, semplicemente “drappeggiando” l’ortofoto sul DEM
(Figura 5). Con l’ausilio di appositi strumenti di editing è inoltre possibile procedere
alla digitalizzazione degli elementi geomorfologici.
- Visualizzazione stereoscopica: i software fotogrammetrici consentono la
visualizzazione stereoscopica digitale dei fotogrammi orientati e la conseguente
restituzione degli elementi del territorio (attraverso schermi ed occhiali polarizzati).
QUARTA PARTE: generazione del DEM e analisi quantitativa
- Generazione di DEM: la procedura di restituzione di punti quotati, alla base del
processo di generazione del DEM per via fotogrammetrica, può essere di tipo
manuale o automatico. Nel primo caso la procedura è molto rigorosa, ma comporta
tempi più lunghi; pertanto, nel caso in cui la generazione del modello debba
avvenire relativamente a settori ampi, questa viene generalmente sostituita da
procedure di tipo semi-automatico.
2
- Analisi quantitativa: attraverso il confronto numerico di DEM riferiti a periodi
diversi si può giungere alla valutazione delle variazioni volumetriche delle masse
glaciali (Figura 6) o di altro elemento di interesse. Infine, può essere utile
visualizzare i dati ottenuti in appositi grafici e mappe tematiche.
TEMPI NECESSARI PER L’ESECUZIONE
Individuazione e scelta delle immagini: variabile in base al numero.
Acquisizione digitale delle immagini: variabile a seconda della quantità di dati, della
loro disponibilità in archivio e/o delle necessità di nuove acquisizioni ad hoc ed infine del
loro formato d’origine.
Organizzazione dei dati acquisiti ed allestimento di progetti multitemporali: variabile
a seconda della quantità di dati considerati.
Orientamento dei fotogrammi e creazione di ortofoto: dipende dalla qualità di
fotogrammi - in generale, il processo completo applicato ad una coppia di immagini può
necessitare di un paio di giorni di lavoro Editing dei limiti glaciali e calcoli delle variazioni areali: anche in questo caso dipende
dalla quantità di dati di origine e dell’accuratezza richiesta del dato finale (per un dataset di
piccole dimensioni, 4-6 ortofoto, la fase di restituzione lineare dei limiti, ed i relativi calcoli
necessitano di alcuni giorni di lavoro).
Estrazione di DEM: in funzione dell’area e del passo di restituzione, oltre che della
modalità manuale o semi-automatica. Nel caso di procedura di tipo manuale, su un
ghiacciaio di medie dimensioni l’operazione richiede una giornata di lavoro.
Elaborazione dei dati e loro interpretazione: la costruzione di grafici riassuntivi e la loro
analisi conclusiva necessita di alcuni giorni di lavoro.
STRUMENTAZIONE NECESSARIA
Hardware: PC con sistema operativo a 64 bit e memoria sufficiente (4 Gb RAM) –
Windows--based.
Software: Software dedicato fotogrammetria digitale (ad es. LPS, Zmap, INPHO, ecc.),
software per Sistemi Informativi Territoriali (ArcGIS, QGis, ecc.
DATI NECESSARI
Fotogrammi aerei in formato digitale;
Metadati completi per la calibrazione geometrica dei fotogrammi aerei;
DEM.
3
APPLICABILITÀ E LIMITI
Ortofoto: calcolo variazioni fronti glaciali individuate in un ambito temporale degli ultimi
50-60 anni (che è quello per il quale sono disponibili immagini aeree).
Estrazione DEM: il metodo del confronto dei DEM è adatto allo studio delle variazioni che
hanno una componente altimetrica importante.
I limiti del metodo sono legati all’entità di variazione che si intende misurare, e che non
può essere uguale o inferiore all’accuratezza del dato ottenuto.
INCERTEZZA
Il metodo si basa sull’estrapolazione di dati derivati da una successione di elaborazioni.
L’incertezza del dato finale è in relazione a:
- Tecnica di acquisizione del dato e conseguente risoluzione del dato estratto;
- Qualità del dato di riferimento (per quanto riguarda le immagini d’archivio);
- Procedimenti di restituzione manuale (precisione nella scelta e nell’individuazione
dei punti di controllo per la creazione del modello e nella restituzione manuale degli
elementi morfologici etc.).
PRECISIONE
Legata ai parametri fondamentali del processo fotogrammetrico (cfr. Kraus, 1994)1.
SCALA DI LAVORO/SCALA DI RESTITUZIONE DEL DATO
Dipende dai dati di partenza – tipicamente tra 1:5.000 e 1:25.000 come scala cartografica
di riferimento.
POSSIBILI MIGLIORAMENTI OPERATIVI
Rispetto al presente test si auspicano la disponibilità futura di dati a maggior risoluzione in
modo da aumentare la significatività del dato estratto.
1
Kraus K., 1994 - Fotogrammetria. Teoria e applicazioni. Levrotto & Bella, Torino.
4
OPERATORI
Numero di operatori necessari: 1
Di cui specializzati: 1
Grado di specializzazione richiesto per l’esecuzione delle misure: elevato – acquisto
dato e/o volo aereo
Grado di specializzazione richiesto per l’interpretazione dei dati: elevato
Grado di istruzione richiesto per operatori specializzati: laurea
COSTI
COSTI DELLA STRUMENTAZIONE:
Hardware: PC Windows-based attrezzato per la stereoscopia
Software: software dedicati per fotogrammetria e GIS
Costo totale indicativo: a partire da 15000 €
COSTO NEL CASO DI INCARICO ESTERNO:
a richiesta a società specializzate – variabile – non quantificabile a priori.
5
FOTOGRAMMETRIA AEREA DIGITALE
PROCEDURA DI RACCOLTA ED ORGANIZZAZIONE DEI DATI
Schema operativo ed esempi applicativi
Selezione
dei fotogrammi
Scansioni
1
Orientamento dei
fotogrammi
Interno
Esterno
Modello
stereoscopico
2
FIG. 1 Esempio di dati iniziali (Volo Gh. Piemonte 2001).
FIG. 2 Schema del processo di orientamento
dei fotogrammi e prodotti derivati.
Ortofoto
DEM
CARATTERISTICHE delle IMMAGINI AEREE e dei RELATIVI FILES DI SCANSIONE
Quota
Quota
Quota
media a relativa [Z]
N FOTOvolo [Zv]
(m)
GRAMMI
terra [Zt]
(m)
(m)
z = Zv-Zt
Camera
Focale [c]
(m)
pixel
necessario
(immagine)
DPI scansione
7064
T-11
0,15
0,12
220,43
2936
3064
Nr11704
0,15
0,04
677,86
7950
2936
5014
uag407
0,15
0,08
307,88
2
7600
2936
4664
Nr11704
0,15
0,08
333,86
14/08/01
3
6069
2936
3133
15/4 uag-s
0,15
0,05
495,94
15/09/01
4
4530
2936
1594
uag407
0,15
0,03
968,45
01/07/05
2
5250
2936
2314
uag407
0,15
0,04
667,12
VOLO
DATA
1954 GAI
12/10/54
2
10000
2936
01/09/75
2
6000
01/09/83
3
10/08/88
1975 PROVINCIA
DI TORINO
1983 VOLO
GHIACCIAI
1988 IGM
2000 REGIONE
PIEMONTE
2001 GHIACCIAI
PIEMONTE
2005 COMUNITA'
MONTANA
Tabella 1 Caratteristiche dei voli considerati nell’ambito del Progetto.
6
FOTOGRAMMETRIA AEREA DIGITALE
ANALISI QUALITATIVA DI ORTOFOTO DERIVATE
Schema operativo ed esempi applicativi
Visualizzazione
ed editing 2D
3
Produzione
di ortofoto
Elaborazioni qualitative
(cartografia
multitemporale)
4
FIG. 3 Esempio di ortofoto prodotta da fotogrammi d’archivio (Ghiacciaio Ciardoney).
FIG. 4 Esempio di mappatura dei limiti glaciali sulla base del confronto di ortofoto riferite ad anni diversi.
7
FOTOGRAMMETRIA AEREA DIGITALE
VISUALIZZAZIONE TRIDIMENSIONALE ED ANALISI QUANTITATIVA
DEI MODELLI DIGITALI DI TERRENO
Schema operativo ed esempi applicativi
Visualizzazione
ed editing 3D
5
Restituzione
dati in
ambiente 3D
Produzione
di DEM
Confronto di
DEM riferiti
ad anni diversi
Elaborazioni
quantitative
(analisi delle variazioni
volumetriche)
6
FIG.5 Esempio di visualizzazione 3D ottenuta sovrapponendo un’immagine telerilevata ad un Modello
Digitale del Terreno (Ghiacciaio Ciardoney).
FIG. 6 Esempio di elaborazione finale: carta tematica delle variazioni volumetriche del Ghiacciaio
Ciardoney. Nell’esempio si riporta il risultato del calcolo condotto in ambiente GIS confrontando una
coppia di DEM riferiti agli anni 2006 e 2010.
8
ALLEGATO 2
FOTOGRAMMETRIA DIGITALE TERRESTRE
METODO
Il metodo prevede l’acquisizione, l’orientamento, l’elaborazione e l’analisi di immagini
fotografiche digitali acquisite tramite macchina fotografica tradizionale a basso costo; le
immagini sono processate mediante software dedicati per l’estrazione di Modelli Digitali
della Superficie (DSM), da cui vengono estratti i dati geometrici.
FINALITÀ NELL’AMBITO DEL PROGETTO
La fotogrammetria terrestre rappresenta una metodologia di rilevamento, prospezione,
individuazione e misura delle modificazioni morfologiche degli oggetti considerati e nella
definizione delle loro caratteristiche spaziali, talvolta non evidenti alla normale
osservazione visuale o non raggiungibili con le normali tecniche di rilevamento.
DESCRIZIONE SINTETICA
L’utilizzo di questa tecnica consente di effettuare un rilievo di tipo morfo-strutturale di una
superficie senza venirne in contatto (Figura 1). Questo tipo di soluzione è estremamente
vantaggiosa nel caso in cui detta superficie sia difficilmente raggiungibile (es. pareti situate
in ambiente di alta montagna) e/o esposta a pericoli oggettivi (es. caduta blocchi).
L’obiettivo che ci si è posti è quello di sviluppare una tecnica di rilevamento le cui
caratteristiche possono così essere riassunte:
•
rilievo a distanza (senza venire in contatto con la superficie);
•
utilizzo di un attrezzatura facilmente trasportabile e poco onerosa dal punto di vista
economico.
TEMPO NECESSARIO PER L’ESECUZIONE DELLE MISURE
L’acquisizione delle immagini è rapida (Figura 2a, 2b), ma i tempi variano a seconda della
distanza dell’oggetto da fotografare (Figura 3).
La modalità di acquisizione non è particolarmente rigorosa e permette scelte operative
pratiche e veloci.
1
TEMPO NECESSARIO PER L’ELABORAZIONE E L’INTERPRETAZIONE DEL DATO
Calibrazione obiettivo + Scarico dati ed elaborazione immagini: circa 2 giorni lavorativi per
un centinaio di immagini.
STRUMENTAZIONE NECESSARIA
Hardware: macchina foto reflex digitale con obiettivo calibrato
Software: dedicato per estrazione di DSM
APPLICABILITÀ E LIMITI
La metodologia è stata adottata per l’analisi dei versanti in roccia nelle zone periglaciali,
spesso inaccessibili o comunque distanti e pericolose, e dei fianchi di morena. Il metodo
consente di estrarre una nuvola di punti (Figura 4) da cui viene creato un DSM accurato
(Figura 5) con pixel millimetrico, utile in particolare per analisi strutturali anche
multitemporali (Figura 6).
INCERTEZZA E PRECISIONE
L’accuratezza e la precisione del modello dipendono dalla calibrazione
dell’apparecchiatura, dalla geometria di presa e dalle procedure automatiche di
generazione del modello stesso. La precisione planimetrica (planimetric accuracy) è
generalmente intorno ai 0.3 pixel (0.05-0.5) assumendo un’adeguata taratura degli
strumenti, mentre la precisione legata alla profondità di campo (depth accuracy) dipende
dalla distanza tra la posizione della fotocamera e l’oggetto fotografato (distance) e la
distanza tra due posizioni di ripresa successive (baseline).
Per quanto riguarda la precisione assoluta questa dipende dalla precisione di misura dei
GCPs utilizzati per la georeferenziazione del modello.
SCALA DI LAVORO/SCALA DI RESTITUZIONE DEL DATO
Dipende dalla risoluzione del dato di partenza – tipicamente tra 1:100 e 1:1.000 (in base
alla progettazione del rilievo) come scala cartografica di riferimento.
OPERATORI
Numero di operatori necessari: 1
Grado di specializzazione richiesto per l’esecuzione delle misure: medio
Grado di specializzazione richiesto per l’interpretazione delle misure: elevato
Grado di istruzione richiesto per operatori specializzati: laurea
2
COSTI
COSTI DELLA STRUMENTAZIONE
DATI : acquisiti tramite macchina fotografica amatoriale non metrica
Hardware: PC Windows-based con buona scheda grafica
Software: software dedicato acquisibile via internet o anche software libero sviluppato di
solito da università - particolarmente diffusi per produzione modelli 3D cinematografici o
per lavori con DRONE
Costo totale minimo molto contenuto – PC – Macchina Foto e Software – 3.000/5.000 €
3
FOTOGRAMMETRIA DIGITALE TERRESTRE
PROCEDURA DI PROGETTAZIONE DEL RILIEVO ED ACQUISIZIONE DEI DATI
Schema operativo ed esempi applicativi
Progettazione
del rilievo
Acquisizione
delle immagini
Orientamentodei
dei
Orientamento
fotogrammi
fotogrammi
1
Generazione
Generazione
automatica
del modello 3D
Editing del
Editing
modello 3D
modello
2a
2b
FIG. 1 Progettazione del rilievo (Ghiacciaio Ciardoney).
FIG. 2a, 2b Acquisizione delle immagini di campo.
FIG. 3 Sequenza immagini acquisite (da Est verso Ovest).
3
4
FOTOGRAMMETRIA DIGITALE TERRESTRE
PROCEDURA DI ELABORAZIONE DEI DATI
Schema operativo ed esempi applicativi
Progettazione
Progettazione
del rilievo
rilie
del
4
Acquisizione
Acquisizione
delle
immagini
delleni
Orientamento dei
fotogrammi
5
Generazione
automatica
del modello 3D
Editing del
modello 3D
6
FIG. 4 Orientamento dei fotogrammi
FIG. 5 Generazione del DSM (Digital Surface Model).
FIG. 6 Editing del modello
5
ALLEGATO 3
GNSS – TECNICHE POSIZIONAMENTO SATELLITARE
METODO
Il rilievo GNSS (Global Navigation Satellite System) è basato su tecnologia satellitare;
esso consente di rilevare la superficie terrestre e di ottenere una posizione dei punti su di
essa con precisioni elevate. I vantaggi di un sistema GNSS sono infatti l’elevata
precisione, la possibilità di operare in un punto qualsiasi della Terra in ogni istante, e la
funzionalità in tutte le condizioni meteorologiche.
FINALITÀ NELL’AMBITO DEL PROGETTO
Il metodo prevede l’acquisizione, la compensazione e l’analisi di punti e tracciati acquisiti
tramite strumentazione GNSS (Figura 1a, 1b, 1c ). I dati vengono elaborati sotto forma di
coordinate tridimensionali X,Y,Z e vengono utilizzati per la misure sulle aree e sulle masse
glaciali per la stima delle variazioni volumetriche e planimetriche (Figura 2).
DESCRIZIONE SINTETICA
La strumentazione necessaria al rilievo GNSS consiste in uno o più ricevitori satellitari
muniti di antenne. E' possibile eseguire i rilievi in diverse modalità, alle quali corrispondono
diverse prestazioni in base alla tipologia di strumento (codice, singola o doppia frequenza),
si citano di seguito quelle più utilizzate:
Posizionamento assoluto o Point positioning: si opera con un solo ricevitore
utilizzando il codice del segnale GNSS. Si ottengono coordinate del punto con
accuratezze dell'ordine di 10-15 metri. La soluzione viene ottenuta immediatamente, sul
posto (in tempo reale).
Posizionamento differenziale o DGPS: si opera con un ricevitore mediante il codice, ma
si acquisiscono contemporaneamente le correzioni differenziali (relative al solo codice)
trasmesse da un secondo ricevitore di posizione nota. Si ottengono coordinate con
accuratezze dell'ordine di 1 metro, in tempo reale.
Posizionamento relativo statico o statico rapido: si opera con almeno due ricevitori. I
ricevitori vanno mantenuti in posizione per una sessione di misura la cui durata varia da
pochi minuti ad alcune ore. In tutti i punti si acquisisce sia il codice sia la fase del segnale
GNSS (dati grezzi o raw data) e mediante un'elaborazione in post-processamento
(differita, quindi non in tempo reale) si ottengono le posizioni relative sotto forma di
baselines (vettori, ovvero differenze di coordinate tra i punti). L'accuratezza delle
componenti delle baselines è in genere molto buona, può risultare anche inferiore al
centimetro.
1
Posizionamento differenziale RTK: si opera con due ricevitori, di cui uno (detto base)
mantenuto fermo su un punto di posizione nota, mentre il secondo (detto rover) va ad
occupare i punti da rilevare. Il ricevitore base trasmette al rover i dati di correzione di
codice e fase, mediante i quali la posizione del rover viene calcolata immediatamente, in
tempo reale. L'accuratezza delle coordinate ottenute è mediamente dell'ordine di alcuni
centimetri. Se i dati "grezzi" (raw data) acquisiti da base e rover vengono conservati, è
possibile effettuare un'elaborazione di controllo in post-processamento.
TEMPO NECESSARIO PER L’ESECUZIONE DELLE MISURE (per 100 metri)
Dipende dalla tipologia di rilievo, da pochi secondi a un paio d’ore.
TEMPO NECESSARIO PER L’ELABORAZIONE E L’INTERPRETAZIONE DELLE
MISURE
Dipende dalla tipologia di rilievo: con rilievi in tempo reale è sufficiente lo scarico dati. In
post-processamento i tempi sono comunque rapidi.
STRUMENTAZIONE NECESSARIA
Ricevitori GNSS – Singola o Doppia Frequenza eventualmente con connessione UMTS
Hardware: PC con sistema Windows-based
Software: dedicato per Post-Processamento dati GNSS
DATI NECESSARI
Dati da stazione permanente per Statico o DGPS/RTK
Eventualmente effemeridi precise per post-processamento
Dati di verità a terra sulle coperture ed uso del suolo
APPLICABILITÀ E LIMITI
Utile per raccolta di coordinate tridimensionali puntuali ma anche per acquisizione tracce
vettoriali e loro successiva spazializzazione.
INCERTEZZA E PRECISIONE
Il metodo si basa sulla tipologia di segnale e di posizionamento utilizzato. L’incertezza del
dato finale è in relazione a:
- Tecnica di acquisizione del dato;
- Tipologia strumentazione;
2
- Tempi di acquisizione.
SCALA DI LAVORO/SCALA DI RESTITUZIONE DEL DATO
La scala di lavoro dipende dalla precisione relativa e/o assoluta del rilievo – un rilievo
GNSS può essere funzionale a tutte le scale – da locale a globale.
OPERATORI
Numero di operatori necessari: 2
Di cui specializzati: 1
Grado di specializzazione richiesto per l’esecuzione delle misure: media
Grado di specializzazione richiesto per l’elaborazione delle misure: elevata
Grado di istruzione richiesto per operatori specializzati: laurea
COSTI
COSTI DELLA STRUMENTAZIONE:
Ricevitori: a partire da 3000 € e fino a 8000 €
Hardware: PC Windows-based senza particolari caratteristiche
Software: post processamento a partire da 1000 euro – software libero non
particolarmente diffuso in questo ambito
3
GNSS - Global Navigation Satellite System (Sistema di Posizionamento Satellitare)
PROCEDURA DI RACCOLTA ED ELABORAZIONE DEI DATI
Schema operativo ed esempi applicativi
Progettazione
del rilievo
1a
Acquisizione
dei punti
Scarico dei dati
in ufficio
Calcoli
di compensazione
1b
1c
LEGENDA
Restituzione
dell’oggetto rilevato
RILIEVO 17 AGOSTO 2012 :
Rilievo della fronte (Modalità CinematicoDinamica)
RILIEVO 5 OTTOBRE 2012:
Rilievo della superficie del ghiacciaio
(Modalità Dinamica)
RILIEVO 5 OTTOBRE 2012:
Rilievo della fronte (Modalità Dinamica)
Rilievo delle coordinate dei punti di ripresa
fotogrammetrica (Modalità Statica)
Acquisizione delle coordinate delle
paline ablatometriche (Modalità Statica)
Editing del
modello
2a
2
FIG. 1a Inizializzazione dello strumento per acquisizione punti in modalità cinematica - statica (Gh.Ciardoney).
FIG. 1b Acquisizione della superficie del ghiacchiaio mediante rilievo in modalità dinamica.
FIG. 1c Acquisizione di un punto della fronte glaciale con un rilievo in modalità statica.
FIG. 2 Schema delle tracce GNSS su CTR (nel dettaglio l’arretramento della fronte del ghiacciaio).
4
ALLEGATO 4
LASER SCANNER TERRESTRE
METODO
Il laser scanner terrestre è una tecnologia che è stata introdotta di recente nel campo del
rilevamento; l’apparecchiatura permette di ricostruire modelli tridimensionali (mediante
nuvole di punti) attraverso la registrazione di scansioni singole o multiple (Figura 1).
La strumentazione, generando un impulso laser infrarosso, registra parte del segnale
riflesso dall’oggetto colpito. L’unità di misurazione del tempo rileva l’intervallo tra
l’emissione del segnale e l’impulso di ritorno; essendo nota la direzione del raggio nello
spazio rispetto ad un sistema di riferimento interno allo strumento, ogni singolo punto
viene posizionato con coordinate x, y, z relative, registrandone anche l’intensità di segnale
in funzione della riflettività del materiale colpito. Le scansioni permettono così di acquisire
in tempi brevi milioni di punti in modo automatico, coniugando alla velocità d’esecuzione
un’elevata accuratezza.
FINALITÀ NELL’AMBITO DEL PROGETTO
Il laser scanner permette la creazione di “nuvole di punti” (Figura 2a) con elevato dettaglio
per la verifica della stabilità dei versanti anche in condizioni di emergenza, attraverso la
ripetizione dei rilievi in momenti successivi.
L’utilizzo del GPS durante le scansioni consente una georeferenziazione veloce ed
automatica: in questo modo, il sistema di misurazione consente di raggiungere anche
zone non accessibili.
DESCRIZIONE SINTETICA
Il rilievo con tecnologia laser scanner 3D permette di rilevare a distanza la morfologia di un
oggetto, attraverso un pennello di luce (laser) che scivola sulle superfici da rilevare.
Le differenze tra il rilievo mediante l’utilizzo di laser scanner e quello con una stazione
totale topografica sono essenzialmente di due tipi: la velocità e il procedimento di
acquisizione dei dati. Infatti il laser rileva in modo automatico una quantità pari a 2000
punti al secondo, mentre la stazione totale, oltre a richiedere l’intervento continuo
dell’operatore, ha un tempo di acquisizione notevolmente maggiore per ogni singolo punto.
Inoltre, l’enorme numero di punti che il sistema laser scanner riesce a fornire permette un
sovra-campionamento, aumentando notevolmente la qualità del rilievo.
Per quanto riguarda il procedimento d’acquisizione dei dati, il laser scanner richiede
unicamente la scelta della densità della griglia dei punti (variabile in funzione della
distanza strumento-oggetto), mentre la stazione totale implica l’individuazione e la scelta
1
di numerose variabili topografiche. Inoltre, le stazioni totali classiche richiedono
generalmente la presenza di uno o più canneggiatori sul luogo del rilievo, non sempre
possibile o agevole in zone impervie od in situazioni ad alto rischio.
Attraverso un maggiore o minore infittimento della maglia di scansione è possibile
effettuare sia rilievi generali sia di dettaglio, in corrispondenza di elementi particolarmente
complessi o significativi. Il raggio laser restituisce, per ciascun punto reale della maglia
“distesa” sull’oggetto, un punto virtuale dotato delle 3 coordinate spaziali. L’insieme di tutti
i punti rilevati costituisce una “nuvola di punti” (cloud of points), ovvero l’“immagine solida”
fedele all’oggetto rilevato (Figura 2b, 2c).
TEMPO NECESSARIO PER L’ESECUZIONE DELLE MISURE
Acquisizione dati: variabile a seconda della distanza e dell’accessibilità dell’oggetto da
rilevare (da 30 min a qualche ora)
TEMPO NECESSARIO PER L’ELABORAZIONE E L’INTERPRETAZIONE DELLE
MISURE
Elaborazione immagini: circa 2-3 giorni lavorativi per oggetto rilevato (Figura D1, D2)
STRUMENTAZIONE NECESSARIA
Hardware: PC high end con sistema operativo a 64 bit e memoria sufficiente (12 Gb
RAM) – Windows-based
Software: dedicato per elaborazione nuvole di punti
DATI NECESSARI
Rete di inquadramento per georeferenziazione
SCALA DI LAVORO/SCALA DI RESTITUZIONE DEL DATO
Dipende dalla risoluzione del dato di partenza – tipicamente tra 1:100 e 1:1.000 (in base
alla progettazione del rilievo) come scala cartografica di riferimento.
OPERATORI
Numero di operatori necessari: 3
Di cui specializzati: 1
Grado di specializzazione richiesto per l’esecuzione delle misure: elevato
2
Grado di specializzazione richiesto per l’interpretazione delle misure: elevato
Grado di istruzione richiesto per operatori specializzati: laurea
COSTI
COSTI DELLA STRUMENTAZIONE:
Hardware: PC Windows-based – 1500 €
Software: a partire da 15-20.000 euro – software libero non particolarmente diffuso in
questo ambito – da ricercare eventualmente
Laser Scanner: a seconda della tipologia – comunque long range almeno fino al km –
circa 100.000 €
3
RILIEVI LASER SCANNER - LiDAR Light Detection and Ranging
PROCEDURA DI ACQUISIZIONE ED ELABORAZIONE DEI DATI
Schema operativo ed esempi applicativi
Progettazione
del rilievo
Acquisizione
nuvola punti
Pulizia scansioni
1
Allineamento scena
2a
2b
Georeferenziazione
nuvola di punti
FIG. 1 Progettazione del
rilievo.
3 FIG. 2a, 2b Acquisizione
della nuvola di punti.
FIG 3 Allineamento
scena.
FIG. 4a, 4b Editing del
modello.
Editing del
modello
4a
4b
4
ALLEGATO 5
TELERILEVAMENTO SATELLITARE
METODO
Il termine telerilevamento (“remote sensing” in inglese) indica l’acquisizione a distanza di
informazioni quantitative e qualitative riguardanti l’ambiente ed il territorio mediante la
registrazione dell’energia elettromagnetica riflessa dalle superfici. I dati sono rilevati sotto
forma di immagini raster multispettrali, registrando la componente in riflettenza sotto forma
di digital number.
FINALITÀ NELL’AMBITO DEL PROGETTO
•
Analisi e classificazione di aree glaciali e periglaciali tramite immagini multispettrali
da satellite ad altissima risoluzione (Figura 1).
•
Mappatura di indici radiometrici (ad es: analisi indici di vegetazione normalizzati per
l’individuazione dello stato vegetativo, analisi indici presenza assenza di
neve/ombre/tipologia di rocce).
•
Analisi multitemporale della copertura glaciale.
•
Creazione di ortofoto multispettrali.
DESCRIZIONE SINTETICA
Il metodo propone l’utilizzo di dati telerilevati da satellite per l’analisi multitemporale di aree
glaciali e periglaciali
Lo studio completo tramite immagini telerilevate prevede tre fasi distinte:
1. acquisizione dei dati ex novo e/o d’archivio sulla base della copertura e del tipo di
sensore;
2. elaborazione dei dati (pre-elaborazioni geometriche e radiometriche) con creazione
di immagini digitali: produzione ortofoto multispettrali;
3. analisi ed interpretazione dei dati per le aree individuate dal progetto.
1
TEMPO NECESSARIO PER L’ESECUZIONE DELLE MISURE
Acquisizione immagini: variabile a seconda della disponibilità in archivio e/o delle
necessità di nuove acquisizioni ad hoc (da pochi giorni a qualche mese di
programmazione anticipata)
TEMPO NECESSARIO PER L’ELABORAZIONE E L’INTERPRETAZIONE DELLE
MISURE
Elaborazione immagini con pre-elaborazioni geometriche e radiometriche (Figura 2a, 2b,
2c): circa 2 giorni lavorativi per immagine da 10 x 10 km (swath tipico per l’alta risoluzione
satellitare)
STRUMENTAZIONE NECESSARIA
Hardware: PC con sistema operativo a 64 bit e memoria sufficiente (4 Gb RAM) –
Windows-based
Software: dedicato per remote sensing
DATI NECESSARI
Metadati completi per la calibrazione radiometrica e geometrica. Punti di appoggio a terra
per la calibrazione geometrica e produzione di ortofoto multispettrali.
APPLICABILITÀ E LIMITI
La metodologia è applicabile teoricamente in ogni ambito glaciale e periglaciale con la
possibilità di produrre cartografia geotematica a scale da piccola a grande (Figura 3).
I limiti sono legati alla limitata risoluzione spettrale (disponibilità di bande all’infrarosso)
quando la risoluzione geometrica è alta. Purtroppo quindi le informazioni spettrali e
radiometriche di interesse per le aree in oggetto sono limitate all’infrarosso vicino.
INCERTEZZA
Bassa se lo scopo è l’individuazione di aree innevate o con ghiaccio rispetto ad aree di
roccia affiorante e/o vegetate.
SIGNIFICATIVITÀ DEL METODO
Legata all’individuazione semi-automatica di superfici coperte da ghiaccio e/o neve e dalla
caratterizzazione delle aree periglaciali in base alla loro copertura vegetale.
2
SCALA DI LAVORO/SCALA DI RESTITUZIONE DEL DATO
Dipende dalla risoluzione del dato di partenza – tipicamente tra 1:5.000 e 1:25.000 (in
base al tipo di immagine) come scala cartografica di riferimento. Dal punto di vista
semantico, il contenuto informativo dell’immagine è generalmente superiore alla scala
cartografica a cui è dedicato.
POSSIBILI MIGLIORAMENTI OPERATIVI
Rispetto al presente test si auspicano la disponibilità futura di dati a maggior risoluzione
geometrica e/o spettrale in modo da aumentare la significatività del dato estratto.
OPERATORI
Numero di operatori necessari: 1
Di cui specializzati: 1
Grado di specializzazione richiesto per l’esecuzione delle misure: esterno – acquisto
dato satellitare
Grado di specializzazione richiesto per l’interpretazione delle misure: elevato
Grado di istruzione richiesto per operatori specializzati: laurea
COSTI
COSTI DELLA STRUMENTAZIONE:
Dati : a partire da 10 euro al km2
Hardware: PC Windows-based senza particolari caratteristiche
Software: a partire da 4-5000 euro – software libero non particolarmente diffuso in questo
ambito – da ricercare eventualmente
COSTO NEL CASO DI INCARICO ESTERNO: variabile – non quantificabile a priori
3
TELERILEVAMENTO SATELLITARE
PROCEDURA DI ACQUISIZIONE ED ELABORAZIONE DEI DATI
Schema operativo ed esempi applicativi
1
Acquisizione
delle immagini
Orientamento
2
Pan - Sharpening
a
Generazione
di ortofoto
b
c
3
Correzione
topografica
Simulazione
ed eliminazione ombre
Calcolo indici
NDVI | NDI
FIG. 1 Esempio di immagine pancromatica 50 cm.
FIG. 2a Esempio di immagine a falsi colori.
FIG. 2b Esempio di immagine classificata secondo l’indice NDVI (Normalized
Difference Vegetation Index).
FIG. 2c Esempio di immagine classificata secondo l’indice NDI (Normalized Difference Index).
FIG. 3 Esempio di elaborazione: mappa della distribuzione di neve e ghiaccio.
4