SIFET Bollettino della Società Italiana di Fotogrammetria e Topografia n 4 anno 2010

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2 SIFET Bollettino della Società Italiana di Fotogrammetria e Topografia n 4 anno 2010 Periodico trimestrale Sped in abb. post 45% Decreto legge 24/12/2003 n 353 convertito in legge il 27/02/2004 n 46 Cagliari - ISSN X Autorizzazione del Tribunale di Firenze n del 4 dicembre 1962 iscrizione RNS n vol. 20 foglio 29 del 27 maggio 1986 Distribuzione gratuita ai soci SIFET Associato alla Unione Stampa Periodica Italiana Direttore responsabile Prof. Alessandro Capra Comitato di Redazione Prof. Alessandro Capra Ing. Paolo Aminti Prof.ssa Maria Antonia Brovelli Ing. Virgilio Cima Prof.ssa Donatella Dominici Prof. Stefano Gandolfi Ing. Claudio Pigato Prof. Livio Pinto Prof. Fulvio Rinaudo Prof. Luca Vittuari Ing. Giuseppina Vacca Segreteria di Redazione SIFET C.P. 286 Cagliari Centro Piazza del Carmine CAGLIARI t /42 Progetto grafico S. Asili, G. Toneguzzi Autorizzazione del Tribunale di Firenze n del iscrizione R.N.S. n vol. 20 foglio. 29 del ABBONAMENTO ANNUALE AL BOLLETTINO Soci: distribuzione gratuita Non Soci: Italia e Comunità Europea E Altri Stati E

3 4 10 Bollettino della Società Italiana di Fotogrammetria e Topografia n 4 anno 2010 In questo numero: 9 Reti di monitoraggio gps permanenti in aree in frana: confronto tra differenti metodologie di elaborazione Stefano CALCATERRA, Piera GAMBINO, Katia MERLI 27 Immagini satellitari ad alta risoluzione per il catasto delle cave in Campania Angela ERRICO, Francesca GUASTAFERRO, Pasquale MAGLIONE Claudio PARENTE, Raffaele SANTAMARIA Nella foto sopra Giroscopio da navigazione sviluppato agli inizi del A fianco Carta nautica del Mediterraneo di Filippo Geraci (Manoscritto in pergamena datato 1707). 41 Riduzioni delle misure giroscopiche di alta precisione: un caso di studio, la tratta ferroviaria Firenze-Bologna Renzo MASEROLI, Marco PIEROZZI 73 Un WEBGIS Open Source a supporto dei rilievi GPS in Sicilia Gino DARDANELLI, Alessandro FERRARA, Andrea SCIANNA 87 L applicazione TELAER per l aggiornamento di layer cartografici edifici : una opzione integrativa del progetto riuso ortofoto AGEA Giulio MONALDI, Roberto GAVARUZZI, Giuseppe GENTILE, Fabio VOLPE 95 L apertura a terra nelle operazioni di riconfinamento Salvatore Sandro VISCOMI 111 FIG Working Week 2011 Marrakech, Morocco May 18-22, 2011 Bridging the Gap Between Cultures Cristina Castagnetti

4 La SIFET per il quadriennio Presidente Prof. Ing. Elio Falchi c/o DIST - Facoltà di Ingegneria Piazza d Armi Cagliari t f e Vice Presidente Prof. Luciano Surace c/o Istituto Idrografico della Marina Passo Osservatorio, Genova t f e Assessori Prof. Livio Pinto c/o DIIAR - Politecnico di Milano Piazza Leonardo da Vinci, Milano t 02/ f 02/ e Geom. Renzo Maseroli c/o Istituto Geografico Militare Via di Novoli, Firenze t f e Tesoriere Prof. Ing. Giannina Sanna c/o DIST - Facoltà di Ingegneria Piazza d Armi Cagliari t f e Segretario Geom. Ornella Sperandeo Via Bixio, Monza e Bollettino SIFET 4/2010

5 SIFET Società Italiana di Fotogrammetria e Topografia Sede legale c/o FAST - P.le Morandi Milano Partita Iva Codice fiscale Coordinate SIFET C.C.P. Banco Posta n IBAN IT45Q intestato a Sifet C. P. n. 286 Cagliari Centro Piazza del Carmine Cagliari Il Consiglio Direttivo della Società è così costituito Giunta esecutiva Presidente Prof. Ing. Elio Falchi Vice Presidente Prof. Luciano Surace Segretario Geom. Ornella Sperandeo Tesoriere Prof. Giannina Sanna Assessori Geom. Renzo Maseroli Prof. Livio Pinto Membri onorari Gen. Mario Carlà Geom. Angelo Pericoli Membri di diritto Direttore del Centro Informazioni Geotopografiche dell Aeronautica Direttore del Dipartimento del Territorio delle Finanze Direttore dell Istituto Geografico Militare Direttore dell Istituto Idrografico della Marina Direttore del Servizio Geologico Nazionale Presidente del Consiglio Nazionale degli Architetti Presidente del Consiglio Nazionale dei Geometri Presidente del Consiglio Nazionale degli Ingegneri Presidente CS SIFET Presidente Sezione SIFET Palermo Presidente Sezione SIFET Catania Membri ordinari (oltre ai componenti la giunta esecutiva) Prof. Maurizio Barbarella Geom. Karl Bernard Prof. Alberto Cina Geom. Mauro Fino Geom. Vittorio Grassi Geom. Otello Grassi Prof. Ambrogio Manzino Geom. Stefano Nicolodi Prof. Anna Spalla Ing. Giuseppina Vacca Probiviri Ing. Virgilio Cima Prof. Giovanmaria Lechi Prof. Attilio Selvini Revisori dei conti Sig.ra Giusy Italiano Ing. Marco Nardini Le quote sociali (con rinnovo entro il 31 Marzo) per l anno 2010 sono le seguenti: Soci annuali individuali Euro (Europa) Euro Soci annuali collettivi Euro (Europa) Euro Soci annuali giovani (*) Euro (Europa) Euro Soci vitalizi individuali Euro (Europa) Euro Soci vitalizi collettivi Euro (Europa) Euro (*) età inferiore a 26 anni Per informazioni: Segreteria Amministrativa Dott.ssa Lucia Amato t e 5

6 scienza sifet

7 Reti di monitoraggio gps permanenti in aree in frana: confronto tra differenti metodologie di elaborazione Stefano CALCATERRA Piera GAMBINO ISPRA, Dipartimento Difesa del Suolo Servizio Geofisica, Roma, Italy e Katia MERLI Libera professionista Via Follonica S.N.C Canale Monterano Key words > GPS, reti di monitoraggio integrate, frane, metodologie di elaborazione, analisi statistica. Riassunto > Il Servizio Geofisica Dipartimento Difesa del Suolo di ISPRA ha in corso da diversi anni studi che riguardano reti di monitoraggio geodetiche e geotecniche in aree in frana. Obiettivo di questo lavoro è il confronto tra diverse modalità di processamento di dati acquisiti da reti di monitoraggio GPS permanenti su instabilità di versante, al fine di individuare gli strumenti e le procedure di analisi dei dati più facilmente fruibili da un operatore non specializzato. La sperimentazione condotta in questo lavoro fornisce una valutazione utile alla definizione di modalità di configurazione e gestione dei sistemi di elaborazione dei dati, valida per applicazioni in condizioni di emergenza a fini di protezione civile. Per questo studio sono stati utilizzati i dati acquisiti presso le frane di Lago (CS) e di Costa della Gaveta (PZ). I movimenti delle frane sono ottenuti dal processamento dei dati sia con un software di gestione e elaborazione automatica (Leica GNSS Spider) sia attraverso altre due strategie di post-processamento: una con software commerciale (Trimble Total Control TM ) e l altra matematicamente rigorosa con software scientifico (Bernese 5.0). Le reti analizzate, istituite in contesti geologici differenti, controllano entrambe aree urbanizzate e sono costituite da 6 stazioni permanenti e da numerosi punti di controllo periodico. Si tratta di reti di monitoraggio integrato geotecnico-gps con controllo da remoto che, per quanto riguarda il segmento GPS, trasmettono giornalmente i dati presso la sede ISPRA di Roma; nel caso di Lago è attivato anche un sistema di monitoraggio in tempo quasi reale. Tra le modalità di elaborazione utilizzate l una predilige l automazione e la gestione amichevole del processamento dei dati, utile in situazioni di emergenza e gestibile anche da operatori non specializzati, le altre offrono una maggiore versatilità nella impostazione dei parametri di elaborazione, in alcuni casi conseguendo risultati più accurati nella determinazione degli spostamenti, a scapito dell immediatezza dell informazione. Il Articolo ricevuto in redazione nel mese di Gennaio 2011 e accettato dopo revisione scientifica nel mese di Marzo

8 confronto viene quindi affrontato in termini di coordinate e accuratezza dei risultati tra le diverse soluzioni ottenute. Stefano Calcaterra, Piera Gambino, Katia Merli Abstract Integrated permanent surficial and deep monitoring networks, such as geotechnical and geodetic (GPS) systems in landslide areas, represent one of the studies proposed by Geophysical Service- Land Protection and Georesources Departmen of ISPRA (Italian National Institute for Environmental Protection and Research). Aim of this paper is the analysis and comparison of different methods of data processing in order to identify tools and actions for the data analysis suitable also for unskilled operators. The tests conducted on GPS time series processed by commercial (Leica GNSS Spider and Trimble Total Control TM ) and scientific software (Bernese 5.0) provides a useful assessment of systems configuration, data analysis tools and network management. The analyzed networks control some urbanized area, respectively on the slope of a hill facing the valley of the Basento river, east of the town of Potenza (Basilicata Region) and in the neighbourhood of the Lago Town in the Cosenza district (Calabria Region). Each network consists in an integrated geotechnical and GPS monitoring system in zones at highly risk; in particular, six permanent and numerous non-permanent stations were installed. Continuous GPS data are automatically transmitted by GSM modem to the processing centre of the ISPRA Geophysical Service, where the SW Leica GNSS provides the quality of data, the RINEX files and the daily displacements. As test, the Lago network was built up as an additional Local Elaboration Centre for the quasi-real time monitoring. The analysis and comparison between different software were conducted on the basis of coordinate and their measure of dispersion. From this study, interesting information are collected about the configuration of different elaboration systems of the monitoring landslide data, directed to provide measures useful to local civil protection authority to manage warning conditions. Bollettino SIFET 4/2010

9 Immagini satellitari ad alta risoluzione per il catasto delle cave in Campania Angela ERRICO Francesca GUASTAFERRO Pasquale MAGLIONE Claudio PARENTE Raffaele SANTAMARIA Key words > catasto cave, immagini satellitari ad alta risoluzione geometrica, IKONOS, classificazione supervisionata, estrazione in automatico, ricampionamento, ortorettifica, mappatura delle discontinuità. Dipartimento di Scienze Applicate, Facoltà di Scienze e Tecnologie, Università degli Studi di Napoli Parthenope, Centro Direzionale di Napoli, Isola C4, Napoli e Riassunto > Le immagini satellitari ad alta risoluzione (da 0.5 m a 2.5 m nel pancromatico, da 2.4 m a 5 m nel multispettrale) possono fornire un valido supporto per la realizzazione e l aggiornamento del catasto delle cave. Le ridotte dimensioni dei pixel consentono di disporre di dati dettagliati, per cui diviene possibile aggiornare l archivio in relazione alla variabilità temporale delle cave e monitorare le attività estrattive. L accuratezza dipenderà, oltre che dalle dimensioni dei pixel, dal processo di raddrizzamento delle immagini, ovvero dall algoritmo utilizzato per l ortorettifica e dall accuratezza dei punti del modello (GCPs, Ground Control Points). In definitiva sarà possibile eseguire rilevamenti ad intervalli regolari, tenendo conto del tempo di rivisitazione del satellite e delle caratteristiche richieste all immagine risultante. In questo lavoro si prendono in esame le possibilità di utilizzo di immagini satellitari ad alta risoluzione per la realizzazione e l aggiornamento del catasto delle cave in Campania. Vengono illustrati gli aspetti metodologici riguardanti l elaborazione di dati telerilevati pancromatici e multispettrali, ad alta risoluzione geometrica, con particolare attenzione al processo di ortorettifica, classificazione ed estrazione automatica dei contorni delle cave (algoritmo di Canny) a partire da immagini IKONOS. Le applicazioni realizzate dimostrano la validità dell approccio seguito per la mappatura delle discontinuità, operazione fondamentale per determinare le variazioni nel tempo dell area interessata da attività estrattive. Abstract > High resolution satellite images (panchromatic: 0.5 m m; multispectral: 2.4 m - 5 m) can provide a valuable support to realize and update Cadastre of mines. The small size of the pixel supplies detailed data so it is possible to update the database in reference Articolo ricevuto in redazione nel mese di Gennaio 2011 e accettato dopo revisione scientifica nel mese di Marzo

10 Angela Errico, Francesca Guastaferro, Pasquale Maglione, Claudio Parente, Raffaele Santamaria to the temporal variability of mines and to have data to monitor activities for extraction of valuable minerals. The accuracy depends not only on the pixel size, but also on the method to correct images, in other term on the algorithm used for the rectification and the accuracies of the model points (GCPs, Ground Control Points). Ultimately you can make measurements at regular intervals, taking into account the revisiting time of the satellite and the characteristics required for the resulting. In this paper the possibility of using high resolution satellite imagery for the creation and updating of the Cadastre of mines in Campania is considered. Methodological issues regarding the process of panchromatic and multispectral remote sensed data with high geometric resolution are described, with particular attention to the process of ortho-rectification, classification and automatic extraction of contours (Canny algorithm) using IKONOS imagery. Running applications show validity of this approach for discontinuity mapping, fundamental operation to determine changes over time in the area interested by mining activities. Bollettino SIFET 4/2010

11 Riduzioni delle misure giroscopiche di alta precisione: un caso di studio, la tratta ferroviaria Firenze-Bologna Renzo MASEROLI Istituto Geografico Militare Firenze e Marco PIEROZZI Istituto Idrografico della Marina Genova e Key words > TAV, deviazione della verticale, astronomia geodetica, ondulazione geoidica, GPS, scavo di gallerie Sommario > In questa Nota viene evidenziato il ruolo non trascurabile giocato dalle riduzioni per la deviazione della verticale applicate alle misure di azimut effettuate con il giroscopio geodetico. Vengono a tale scopo analizzate le misure effettuate lungo la tratta dell alta velocità (TAV) Firenze-Bologna e si mostra come l applicazione delle riduzioni suddette - in termini di componenti meridiana e in primo verticale della deviazione della verticale, derivanti da misure di astronomia geodetica - conduca ad un risultato di maggiore affidabilità. Si accenna infine a procedure alternative per la determinazione di tali componenti e, in particolare, alla possibilità di utilizzare per tale scopo modelli di geoide sufficientemente accurati. Summary > In this Note the important role played by the reductions, relevant to the vertical deflection determinations, as applied to azimuth measurements is pointed out. For that purpose, the measurements carried out along the Firenze-Bologna High Velocity Railway (TAV) are analyzed and it is shown that the applications of such reductions - in terms of meridian and prime vertical components of the vertical deflections, as coming from geodetic astronomy observations provide more affordable results. Some possible alternative procedures to get such reductions are then outlined and, in particular, the possibility of using sufficiently accurate geoid models for that purpose is briefly analyzed. Articolo ricevuto in redazione nel mese di Febbraio 2011 e accettato dopo revisione scientifica nel mese di Aprile

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13 Un WEBGIS Open Source a supporto dei rilievi GPS in Sicilia Gino DARDANELLI Dipartimento di Rappresentazione (DIRAP), Università di Palermo Palermo t e Key words > webgis, open source, gnss, nrtk, gps. Riassunto > Con il rapido sviluppo di Internet, degli ultimi anni, i sistemi informativi geografici basati sull utilizzo del Web sono diventati un argomento di forte interesse per il settore dei GIS. Il WEBGIS è uno strumento software, basato su sistemi di reti locali o geografiche e su un interfaccia semplificata operante tramite browser Internet, che permette l accesso a banche dati geografiche, anche a persone non esperte del settore. Tramite tale strumento è possibile visualizzare contestualmente informazioni geografiche organizzate su livelli informativi tematici, anche caratterizzati da diverso sistema di riferimento geografico ed eseguire, tramite un interfaccia Web semplificata, parte delle operazioni che normalmente vengono eseguite con software GIS per desktopworkstation. Un WEBGIS permette quindi in modo efficiente ed a costi contenuti la condivisione di informazioni geografiche ad un più vasto pubblico non necessariamente limitato ai soli addetti ai lavori. I campi applicativi dei WEBGIS sono molteplici ed ancor più numerosi di quelli dei GIS (non dimenticando che dietro un WEBGIS c è sempre un GIS messo a punto da esperti del settore). Di interesse è anche quello del rilievo tramite strumenti di posizionamento globale (GNSS); il WEBGIS, infatti, può anche essere un utile strumento a supporto dei rilievi condotti o da effettuarsi con ricevitori GNSS, permettendo la fornitura di informazioni utili per le fasi preliminari al rilievo (copertura rete telefonica, collegamento internet, monografie dei punti) e/o successive ad esso (download dati necessari al post processing, monografie stazioni permanenti e coordinate aggiornate). Sulla base di tali istanze e dell esistenza di una rete di stazioni permanenti, a copertura della Sicilia occidentale, realizzata dal 2005 al 2007 per fini non soltanto scientifici, ma anche tecnici, presso il Dipartimento di Rappresentazione dell Università di Palermo (oggi Dipartimen- Andrea SCIANNA ICAR C.N.R. c/o Dipartimento di Rappresentazione Università di Palermo Palermo t e Alessandro FERRARA Libero Professionista e Articolo ricevuto in redazione nel mese di Febbraio 2011 e accettato dopo revisione scientifica nel mese di Aprile

14 to di Ingegneria Civile, Ambientale, Aerospaziale, DICA) si è ritenuta di interesse la realizzazione di uno strumento software (WEBGIS), tale da permettere la gestione della grande mole di dati geografici, giornalmente acquisiti, in modo da supportare ricercatori e tecnici durante le operazioni preliminari al rilievo ed al post-processing dei dati rilevati. Gino DARDANELLI, Alessandro FERRARA, Andrea SCIANNA Abstract > With the rapid development of Internet and its applications, Web-based Geographical Information System became an important topic of GIS sector. WEBGIS applications allow their use also to people not experienced of the topic and are the most efficient and low-cost way in delivering and sharing of geographic information. With this instruments it is possible not only to visualize geographical data organized in different thematic layers, probably characterized by different spatial reference systems, but it is also possible to perform many operation typical of desktop GIS. WEBGIS applications could be an helpful instrument also for the sector of GNSS surveying, where is necessary to publish information in order to plain the survey and to execute post-survey operations. This work describes the development of an open source WEBGIS application by which is possible download data for post-processing operations, query spatial data by attribute and view the results as graphic representations, obtaining general information on behaviour of the network and access conditions. This work is based on the Global Navigation Satellite System (GNSS) Network Real Time Kinematic (NRTK) realized in Sicily, from 2005 to 2007, for the 2005 Research Project of Relevant National Interest (PRIN2005) entitled Reti di stazioni permanenti per impieghi di controllo ed emergenza founded by Minister of Instruction, University and Scientific Research (MIUR), by a research group at ex Dipartimento di Rappresentazione (DIRAP) today DICA (Department of Civil, Environmental and Aerospace Engineering), of University of Palermo, Italy. Bollettino SIFET 4/2010

15 L applicazione TELAER per l aggiornamento di layer cartografici edifici: una opzione integrativa del progetto riuso ortofoto AGEA Giulio MONALDI AGEA-SIN e Roberto GAVARUZZI Consulente Telaer e Giuseppe GENTILE Consorzio Telaer e Key words > Ortofoto, AGEA, aggiornamento cartografico, Catasto. Fabio VOLPE Consorzio Telaer e Riassunto > Le acquisizioni delle ortofoto AGEA nello scorso triennio sono state fortemente rinnovate determinando un aumento esponenziale della possibilità di loro utilizzazione anche all esterno delle valutazioni agricole; particolarmente rilevante è stato l accordo con l Agenzia del Territorio che ha consentito di individuare due milioni di immobili non presenti nella cartografia catastale. Telaer STA, gestore della realizzazione delle ortofoto AGEA, con il Progetto riuso intende nel prossimo triennio promuovere su vasta scala la loro utilizzazione all esterno delle applicazioni per le valutazioni agricole; una delle opzioni nel Progetto riuso è quella relativa alla produzione di un DSM ed alla sua elaborazione per il riconoscimento automatico degli edifici presenti sulle immagini telerilevate ed al loro confronto con layer cartografici edifici da aggiornare. Abstract > During the last three years the acquisitions of AGEA ortophotos have been strongly renewed determining an increasing growth of the possibility of their use outside the agricultural domain. The agreement with the Cadastral Agency, that allowed to detect two millions of buildings not present in maps, has been very important. During the next three years, Telaer - the manager of AGEA ortophotos realization - with the Progetto riuso aims to vastly promote the use outside of the applications for the agricultural domain; one of the options is a new completely automatic procedure for recognition of buildings from remote sensing images and the comparison with cartographic layers buildings that have to be updated. Articolo ricevuto in redazione nel mese di Febbraio 2011 e accettato dopo revisione scientifica nel mese di Aprile

16 L apertura a terra nelle operazioni di riconfinamento Salvatore Sandro VISCOMI Libero professionista e Key words > Riconfinamento, Catasto, Mappa catastale. Riassunto > Lo schema topografico dell apertura a terra, diffusamente utilizzato in passato nelle operazioni catastali, riveste ancora oggi particolare interesse soprattutto nelle operazioni di riconfinazione basate sulla mappa catastale di impianto. Lo schema è derivato da quello della stazione fuori centro, o ex-centro, storicamente impiegato per il rilievo degli angoli nei vertici di rete e degli azimut di apertura e chiusura delle poligonali nei casi di non stazionabilità dei vertici stessi. Nella versione detta impropria lo schema prevede il calcolo di posizione e la correzione di orientamento della stazione topografica. Se ne presenta qui un analisi numerica con particolare riguardo alla propagazione degli errori. Abstract > Eccentric station setup is a survey technique widely used in cadastral operation in the past and it is of particular interest today in boundaries survey based on cadastral maps. A numerical analysis is presented here with special regard to error propagation. Articolo ricevuto in redazione nel mese di Marzo 2011 e accettato dopo revisione scientifica nel mese di Aprile

17 Finito di stampare nel mese di Giugno 2011 presso le Arti Grafiche Pisano, Cagliari

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