COAST - Gestione ambientale di marina e porti - Parte I Mercoledì 19 Settembre 2018

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1 Rete Geodetica Costiera una infrastruttura utile per attività di monitoraggio del litorale emiliano-romagnolo Stefano Gandolfi, Luca Tavasci, Luca Poluzzi Università di Bologna Maurizio Morelli e Nunzio De Nigris ARPAE Emilia Romagna COAST - Gestione ambientale di marina e porti - Parte I Mercoledì 19 Settembre 2018 RemTech Expo 2018 (19, 20, 21 Settembre) Ferrara Fiere

2 sommario 1. Inquadramento del problema 2. Metodi geomatici per il monitoraggio del litorale (limiti e potenzialità) 3. E necessaria una infrastruttura geodetica passiva? 4. La realizzazione della Rete Geodetica Costiera 5. Vantaggi e limiti attuali 6. Sviluppi futuri (Progetto GIN)

3 Inquadramento del problema A partire dagli anni 80, la Regione Emilia- Romagna, in collaborazione con Arpae, svolge attività di monitoraggio delle dinamiche costiere per la valutazione dei fenomeni erosivi e di subsidenza CONFRONTO RILIEVI TOPOGRAFICI E BATIMETRICI SULLA STESSA AREA IN TEMPI DIVERSI MONITORAGGIO, strumento indispensabile per stimare la continua evoluzione dell erosione costiera, fondamentale per poter dare seguito all attuazione di politiche di prevenzione e gestione delle aree colpite.

4 Inquadramento del problema Principali fattori incidenti sull erosione costiera: Riduzione del trasporto solido fluviale per l estrazione di inerti dagli alvei ed un elevato numero di opere idrauliche per la regimazione dei corsi d acqua, Subsidenza dovuta all attività antropica ed all estrazione di fluidi dal sottosuolo, Realizzazione di moli aggettanti, Urbanizzazione intensa e rimozione della maggior parte delle dune costiere, Forti mareggiate, con la possibilità di determinare l allagamento di aree dell entroterra. Global Warming (Climate Change) Ripascimento Rilievi topografici e batimetrici nello STESSO SISTEMA DI RIFERIMENTO

5 Metodi geomatici per il monitoraggio del litorale (limiti e potenzialità) L area interessata dal monitoraggio è definibile indicativamente nella fascia di territorio compresa tra i -10m e i + 3m slmm (sul livello medio del mare) Per la parte emersa esistono numerose tecniche disponibili Topografia tradizionale (stazioni totali e rilievi generalmente per sezioni) GNSS in modalità cinematica (RTK, NRTK, Cinematico Post Processato). Aerofotogrammetria Laser Scanner (da velivolo o drone) pographic_surveys/?link=survey_techniques.html

6 Metodi geomatici per il monitoraggio del litorale (limiti e potenzialità) Per la parte sommersa sostanzialmente si utilizza un accoppiamento GNSS con ecoscandaglio (single-beam o multibeam)

7 Metodi geomatici per il monitoraggio del litorale (limiti e potenzialità) Indipendentemente da quale sia la tecnica di rilievo che si decide di adottare, considerando anche le precisioni che si vogliono raggiungere, ai fini di poter eseguire un monitoraggio in modo corretto è fondamentale che i rilievi eseguiti in tempi differenti siano riferiti allo stesso sistema di riferimento. Domande: Quale sistema di riferimento (SR)? Quale precisione deve avere? Come viene realizzato un SR?

8 Quale? E necessaria una infrastruttura geodetica passiva? Deve essere un sistema geodetico, possibilmente stabile (solidale con il territorio) Quale precisione deve avere? Dipende da quale è l entità del fenomeno che si vuole rilevare. Come viene realizzato un SR? Mediante capisaldi o vertici ancorati al terreno in zone ritenute stabili ed attribuendo ad essi coordinate stimate con vari approcci Mediante reti «attive» costituite da stazioni GNSS permanenti che oltre alla propria posizione consentono di poter inviare anche dati e servizi.

9 E necessaria una infrastruttura geodetica passiva? Aspetti da considerarsi: Esistono attualmente servizi di posizionamento (NRTK, Global Augmentation Systems) che consentono in tempo reale un posizionamento che va da qualche centimetro in planimetria (poco più in quota) al decimetro. Tali servizi consentono di raggiungere quelle precisioni all interno della rete geodetica utilizzata dal servizio Il litorale emiliano-romagnolo è al bordo delle reti NRTK Tali servizi sono, in Emilia-Romagna, gestiti da Ditte private o da Associazioni private che se lo ritenessero opportuno potrebbero smantellare l intero apparato Anche nell ipotesi che tali servizi rimangano attivi, le precisioni raggiungibili non consentono un monitoraggio con le precisioni richieste.

10 La realizzazione della Rete Geodetica Costiera REQUISITI Rete Geodetica Costiera: Rete sufficientemente densa, indicativamente interdistanza di 4 km tra i vertici; Precisione centimetrica sia in termini planimetrici che altimetrici e, per la componente in quota, stima sia delle quote ellissoidiche che ortometriche; Vertici stazionabili con strumentazione GNSS, Vertici in prossimità della costa, in siti tali da garantirne la stabilità e la conservabilità nel tempo; Preferibile utilizzo di vertici o capisaldi preesistenti, in quanto indice di una corretta monumentazione e stabilità nel tempo.

11 La realizzazione della Rete Geodetica Costiera Rilievi GNSS statici e vincolati a stazioni permanenti Livellazione per riattacco quota ortometrica da rete Arpae per la subsidenza RILIEVI NRTK

12 La realizzazione della Rete Geodetica Costiera

13 Alcune analisi [NRTK] Le componenti planimetriche mostrano differenze inferiori rispetto alla componente altimetrica Differenze sulle componenti delle coordinate nell intorno di 5 cm, ma in alcuni casi può raggiungere valori anche superiore a 10 cm.

14 CARI0100 CARI0200 CARI0300 CARI0400 CARI0500 CARI0600 CARI0700 RICE0100 RICE0200 RICE0300 RICE0400 RICE0500 RICE0600 RICE0700 CESA0100 CESA0200 CESA0300 CESA0400 SAPC0100 SAPC0200 SAPC0300 SAPC0301 SAPC0400 SAPC0500 SAPC0600 SAPC0700 PCPG0100 PCPG0200 PCPG0300 PCPG0400 PCPG0500 PGFV0100 PGFV0200 PGFV0300 PGFV0400 PGFV0500 FVFG0500 PGFV0600 FVFG0400 FVFG0300 FVFG0100 FVFG0200 N (ondulazione geoidica m) Confronto tra ondulazione geoidica 42 41, , , ,5 stimata e modello ITG2009 Italgeo2005 Bias di ~ 7 cm Dev. St. ~4 cm ITG2009 Bias di ~ 22 cm Dev. St. ~3 cm 38 Ondulazione_sperimentale Modello ITG2009 Modello ITALGEO2005

15 Considerazioni L attuale Rete Geodetica Costiera è utilizzata dal 2017 come riferimento ufficiale per i rilievi topo-batimetrici di parti del litorale emilianoromagnolo ma anche per altre applicazioni di rilevamento in prossimità della costa. Le precisioni, centimetriche sono sufficienti per le applicazioni per cui è stata progettata. Esistono però ancora alcuni elementi che meritano attenzione Limiti La quote ortometriche, stimate a partire dalle quote di impianto della Rete di Livellazione per lo studio della subsidenza ed aggiornate con i modelli di subsidenza prodotti da Arpae non sono riferiti al livello medio mare dell Adriatico. Non esiste un collegamento diretto tra mareografi e RGC Attualmente questa infrastruttura geodetica è svincolata da altre reti passive presenti in regione ER creando in alcuni casi confusione.

16 Considerazioni Il controllo ed il monitoraggio del territorio Emiliano- Romagnolo è fondamentale per la prevenzione e la pianificazione di interventi volti ad incrementare la sicurezza del territorio. La conoscenza della morfologia territoriale è altresì importante per una più efficace simulazione di eventi catastrofici e dei loro possibili impatti sul territorio. Attualmente le infrastrutture geodetiche presenti sul territorio appaiono disomogenee, riferite a sistemi di riferimento differenti e non aggiornate.

17 Sviluppi futuri (Progetto GIN) Nel 2018 sono quindi iniziati alcuni studi preliminari che, qualora attuati, permetterebbero, almeno nelle parti più critiche del territorio, di armonizzare tali reti e renderle utili alle azioni precedentemente elencate. Tale proposta, che si sviluppa in tre ambiti territoriali, ha l obiettivo di mettere in relazione tra di loro e migliorare la conoscenza: del livello medio mare locale; della quota dell area costiera emiliano-romagnola; della quota degli argini fluviali di pianura e dei livelli idrici dei corsi d acqua.

18 Sviluppi futuri (Progetto GIN) Nel 2018 sono quindi iniziati alcuni studi preliminari che, qualora attuati, permetterebbero, almeno nelle parti più critiche del territorio, di armonizzare tali reti e renderle utili alle azioni precedentemente elencate. Tali studi hanno portato a proporre a Regione Emilia-Romagna la realizzazione di un progetto di rete integrata (Geodetic Integrated Network - GIN) che intende: Potenziare la rete mareografica emiliano-romagnola Collegare, e quindi uniformare, in termini altimetrici il datum d altezza delle principali infrastrutture geodetiche a partire dalla costa e dal livello medio mare locale Irrobustire la RGC con stazioni permanenti GNSS attive e con nuovi vertici. Collegare altimetricamente in modo corretto i principali idrometri della rete idrometrica Emiliano Romagnola

19 GRAZIE PER L ATTENZIONE, Prof. Stefano Gandolfi Università: Università di Bologna Telefono: stefano.gandolfi@unibo.it