RILIEVO LIDAR MULTI TEMPORALE DELLA FRANA DI MONTAGUTO

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1 6 riunione GEOLOGY AND INFORMATION TECHNOLOGY GROUP Sessione 4 PROTEZIONE CIVILE RILIEVO LIDAR MULTI TEMPORALE DELLA FRANA DI MONTAGUTO ING. RUGGERO PALUMBO (AEROSIGMA srl)

2 Dal dato all informazione

3 Utilizzo integrato di tecnologie al servizio dell informazione geografica

4 Dal dato all informazione I servizi e le attività Rilevamenti: Aerofotogrammetrici Lidar Iperspettrali - Termici MMS GPR Elaborazione di Banche Dati Territoriali e Ambientali Monitoraggio ambientale e Protezione Civile Informatica per il Territorio Progettazione, realizzazione e gestione di Sistemi Informativi Territoriali e di WebGIS. Sviluppo e personalizzazione di applicativi software in ambiente ESRI ed open source. Formazione e Vendita di prodotti a listino ESRI

5 Le Tecnologie

6 Riprese aeree digitali La flotta aerea Partenavia P68 Observer Officina manutenzione Rockwell Aerocommander 685

7 Camere aerofotogrammetriche digitali Z/I DMC

8 LA FOTOGRAMMETRIA DIGITALE Triangolazione Aerea Automatica Autocorrelazione Digitale Modelli Digitali Del Terreno (Dtm) E Di Superficie (Dsm) Restituzione Fotogrammetrica Ortofoto Digitale

9 I Prodotti

10 Realizzazione DTM Il modello Il DTM numerico: TIN e breaklines

11 Visualizzazione tridimensionale del DTM

12 Ortofoto: dal 2D al 3D il 3D

13 Rappresentazione cartografica a scala 1:5.000

14 Rappresentazione cartografica a scala 1:2.000

15 Utilizzo integrato di tecnologie innovative per la conoscenza e la tutela del territorio e dell ambiente Riprese aeree con Sensore LIDAR

16 Riprese aeree con Sensori speciali Il LIDAR LIght Detection And Ranging L apparato inerziale APPLANIX Lo scanner Leica ALS50-II Le traiettorie

17 PRINCIPALI VANTAGGI Altissima produttività: acquisizione di nuvole di milioni di punti 3D in pochissimo tempo Alta qualità metrica Altissima densità di dati Caratteristiche dei dati LIDAR La scansione laser rappresenta la nuova frontiera per il rilievo topografico e per le analisi tecniche del territorio. Relativa indipendenza dall illuminazione ambientale Informazione radiometrica del segnale Possibilità di bucare la vegetazione, quindi capacità di determinare la morfologia del terreno naturale anche se nascosto da qualunque tipo di ostacolo grazie all effetto ecodoppler che passa attraverso gli oggetti. Considerevole risparmio per l esecuzione del rilievo, tra un % del costo globale. Drastica riduzione dei tempi di esecuzione nell ordine di un 95 % (si eseguono da 20 a 50 Kmq di scansione giornaliera). Importante riduzione del personale di ufficio e di campo.

18 Caratteristiche dei dati LIDAR PRODUZIONE di: Modelli Digitali della Superficie e del Terreno (DSM e DTM) Modelli 3D di pendici, alvei fluviali e bacini montani Stima della biomassa boschiva Stima della volumetria dell edificato urbano Modellazione dell edificato urbano

19 Prodotti dati LIDAR DSM (Digital Surface Model) DTM (Digital Terrain Model) DEM (Digital Elevation Model)

20 Possibili applicazioni dei dati LIDAR Rilievo per la progettazione e contabilizzazione di grandi opere (Autostrade, Ferrovie, Impianti industriali, Oleodotti) ecc. Studio ambientale e geologico. Rilievo di grandi cave a cielo aperto. Rilievo di linee elettriche A.T. e sub-stazioni elettriche. Monitoraggio di zone montagnose, argini fluviali, marittimi, laghi, ecc. Rilievo con modellazione 3D di centri abitati. Rilievo pianificazione urbanistica e interventi del territorio. Rilievi per protezione civile in zone critiche per prevenzione e mitigazione del rischio (inondazioni, frane, smottamenti, ecc.) e studio di piani di evacuazione. Etc...

21 Rilievo della frana di Montaguto

22 - NOVEMBRE - DICEMBRE 2005 PRIME SEGNALAZIONI DA PARTE DEGLI ENTI LOCALI - GENNAIO - FEBBRAIO 2006 PRIMI SOPRALLUOGHI DA PARTE DEI TECNICI - 27 APRILE 2006 SOPRALLUOGO PROMOSSO DAL DIPARTIMENTO NAZIONALE DI PROTEZIONE CIVILE NAZIONALE E CHIUSURA DELLA SS 90 DELLE PUGLIE - 12 MAGGIO 2006 DPCM DICHIARAZIONE DELLO STATO DI EMERGENZA - 13 LUGLIO 2006 ORD. PC N NOMINA DEL PRESIDENTE DELLA REGIONE CAMPANIA A COMMISSARIO DELEGATO - PROROGA DELLO STATO DI EMERGENZA E DELLA DELEGA ALLA REGIONE CAMPANIA FINO AL APRILE 2010 ORDINANZA PC N NOMINA A COMMISSARIO DELEGATO, CON POTERI STRAORDINARI, DEL CAPO DEL DIPARTIMENTO NAZIONALE DI PROTEZIONE CIVILE (GUIDO BERTOLASO) 7 GIUGNO RIAPERTURA DELLA FERROVIA FOGGIA - BENEVENTO - 16 APRILE 2010 DPCM DICHIARAZIONE DELLO STATO DI EMERGENZA 11 MARZO 2010 LA FRANA INVADE I BINARI FERROVIARI E VIENE PREDISPOSTA LA CHIUSURA DELLA FERROVIA FOGGIA - BENEVENTO - 30 MARZO 2007 DELIBERAZIONE DEL COMITATO ISTITUZIONANE DELL AUTORITÀ DI BACINO DELLA PUGLIA AGGIORNAMENTO DELLA PERIMETRAZIONE E CLASSIFICAZIONE DELL AREA A PERICOLOSITÀ GEOMORFOLOGICA MOLTO ELEVATA

23 Nell'ambito del monitoraggio di frane attive, il LiDAR da piattaforma aerea è stato utilizzato negli ultimi anni con lo scopo di produrre DTM dei corpi in movimento. Il confronto tra DTM acquisiti in periodi differenti consente infatti di identificare le aree soggette ad abbassamento o sollevamento, di stimare la velocità delle deformazioni verticali e, in alcuni casi, di determinare le velocità delle deformazioni orizzontali rappresentando la tecnologia di monitoraggio più idonea nel caso di estesi fenomeni gravitativi lenti di tipo attivo. Frana di Montaguto Studi di monitoraggio basati sull'analisi temporale di più rilievi LiDAR su corpi di frana sono tuttavia rari e generalmente basati su due singole acquisizioni, tipicamente pre e post evento. L'analisi multitemporale realizzata tramite postprocessamento di dati LiDAR da aereo acquisiti da quattro missioni di volo effettuate nel periodo sulla frana attiva di Montaguto ha messo in evidenza la complessità del movimento e dei meccanismi di scorrimento/scivolamento della frana.

24 Frana di Montaguto La frana più grande d Europa, nel Marzo 2010 il fenomeno franoso si è esteso fino a coprire la linea ferroviaria DTM con LIDAR a 30cm Esempio pratico di nuvole di punti classificate: è possibile accendere tutte le classi (terreno, vegetazione, costruzioni) per ottenere un DSM (fig. sopra) o spegnerle tutte eccetto quella del terreno, per ottenere un DTM (a fianco)

25 Frana di Montaguto Porzione del DTM in vista 3D: rete stradale e linea ferroviaria Particolare della nuvola di punti non interpolata, in visione 3D

26 Nuvola di punti DTM

27 I risultati ottenuti dall'approccio basato sul processamelo di dati LiDAR multitemporali confermano che tale tecnica di telerilevamento risulta essere particolarmente idonea per lo studio ed il monitoraggio di frane complesse e/o flussi gravitativi (es. debris-flow) di tipo attivo e che presentano ampia estensione geografica dei fenomeni. La tecnologia LiDAR da aereo negli aspetti di acquisizione, pre e post processamento realizzati secondo approcci multi temporali è inoltre in grado di operare con successo nell'identificazione preventiva dei fenomeni precursori di frane che possono negativamente coinvolgere infrastrutture di trasporto strategiche, aree urbanizzate ed impianti industriali.

28 Rilievo delle città di Matera

29 Zona Castello Tramontano - Matera Esempio di nuvola di punti ripulita e visualizzata per intensità degli echi

30 NUVOLA DI PUNTI CLASSIFICATA DUOMO DI MATERA (Centro Storico) Esempi di sezioni tracciate sulla nuvola di punti nello spazio 3D, da due lati diversi

31 Rilievo delle aste fluviali del Bacino del Fortore

32 CAMPAGNA DI RILEVAMENTO TOPOGRAFICO LUNGO LE ASTE FLUVIALI DEI TORRENTI CARAPELLE, CERVARO, CANDELARO E FIUME FORTORE ED AFFLUENTI - Rilievo topografico delle opere d arte (n.435 ponti) che intersecano le aste fluviali in oggetto. Rilievo LIDAR con sensore ALS 50/II aviotrasportato, densità punti 4-5 pt/m 2 sui torrenti Carapelle, - Creazione Cervaro, di un database Candelaro, in ACCESS fiume Fortore corredato affluenti di rilevi topografici per un estensione e fotografici totale su tutte di 974 le Km di opere una fascia d arte di 500 m a cavallo delle aste fluviali. - Generazione Filtraggio di e sezione classificazione a monte dei e a dati valle LIDAR di ogni ponte. - Generazione Ground di DTM (punti e DSM a terra) ottenuti mediante interpolazione dei dati LIDAR maglia 1m x 1m Vegetazione Building (edificato) Model Key Point (punti caratteristici) Low Point (punti da eliminare)

33 Inquadramento generale del area

34 Sezioni di rilievo

35 Visualizzazione dei dati LIDAR classificati

36 Visualizzazione dei dati LIDAR classificati

37 Visualizzazione in diverse prospettive dei dati LIDAR classificati

38 Modellazione di ortofoto su DTM Lidar

39 Visualizzazione dati LIDAR classificati

40 Simulazione onda di piena con software HEC - RAS Area test

41 Simulazione onda di piena con software HEC - RAS Sezioni lungo il corso d acqua

42 Simulazione onda di piena con software HEC - RAS TIN ottenuto dai dati LIDAR

43 Simulazione onda di piena con software HEC - RAS Progetto

44 Simulazione onda di piena con software HEC - RAS

45 Simulazione onda di piena con software HEC - RAS Area inondata con portata simulata

48 Simulazione onda di piena con software HEC - RAS Delimitazione area inondata

49 Rilievo della costa San Pancrazio Salentino

50 Rilievo di dettaglio aree costiere mediante LIDAR Ortofoto ad alta risoluzione (pixel 20 cm)

51 Rilievo di dettaglio aree costiere mediante LIDAR Mappa di riflettanza

52 Rilievo di dettaglio aree costiere mediante LIDAR Mappa delle elevazioni

53 Rilievo di dettaglio aree costiere mediante LIDAR Il TIN

54 Rilievo di dettaglio aree costiere mediante LIDAR Il DTM

55 Rilievo di dettaglio aree costiere mediante LIDAR Il DTM vista 3D

56 Rilievo di dettaglio aree costiere mediante LIDAR Ortofoto vista 3D

57 Progetto SIMOC

58 Sistema Informativo per il Monitoraggio delle Coste Il monitoraggio degli interventi di difesa delle coste e dell evoluzione del litorale pugliese, nasce dall esigenza, sempre più sentita, di tutelare ed ottimizzare la gestione di un bene estremamente prezioso sul piano ambientale e socioeconomico, quale il sistema costiero. Il litorale pugliese infatti si caratterizza oltre per la notevole estensione anche per l eterogeneità dei paesaggi. Il risvolto positivo di un controllo dello stato fisico ed ambientale delle coste risiede sicuramente nella tutela del bene e della biodiversità ad esso associata, ma ha interessi anche economici sia per lo sviluppo del turismo che per la gestione di tutte le attività strettamente collegate.

59 Contesto territoriale

60 Banche dati monitoraggio Rilievo Laser-scan, dati altimetrici Rilievo batimetrico dati derivati dai rilievi con SSS Modello Digitale del Terreno

61 Banche dati analisi Granulometria

62 Variazione linea di costa (Spiaggia di Scialmarino - Vieste FG) Linea di costa Settembre 2001 Giugno 2006 Giugno 2006 Settembre 2001 Settembre 2004

63 Utilizzo integrato di tecnologie innovative per la conoscenza e la tutela del territorio e dell ambiente Riprese aeree con Sensore Iperspettrale

64 Riprese aeree con Sensori speciali Iperspettrali - Termici Sensore Iperspettrale CASI 1500 Sensore Termico TABI 320

65 Rilevazione parametri ambientali mediante rilievi multispettrali Ortofoto RGB Ortofoto CIR

66 Monitoraggio ambientale mediante rilievi iperspettrali Concentrazione clorofilla Sedimenti in sospensione

67 Mappa NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) Area costiera AVETRANA (TA) Viene utilizzato l algoritmo NDVI presente nel software ENVI sotto la voce Vegetation Analysis il quale implementa la definizione dell indice stesso adattato per i dati iperspettrali

68 Mappa NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) Area S.Pancrazio Salentino

69 Carta del rischio di incendio Area costiera AVETRANA (TA) Vengono implementati due indici, NDVI, NDWI, tramite il modulo ENVI Fire Fuel, il quale fornisce un tematismo derivato dalla interpolazione dei tre indici.

70 Carta del rischio di incendio Area S.Pancrazio Salentino

71 Carta delle aree percorse da di incendio Area costiera AVETRANA (TA) Viene utilizzata la funzione Spectral Analogies tramite la quale è possibile comparare le firme spettrali dei materiali combusti con le riflettanze presenti nel dato iperspettrale

72 Carta delle aree percorse da di incendio Area S.Pancrazio Salentino

73 Rilevamento Coperture in Amianto Area costiera AVETRANA (TA) Viene utilizzata la funzione Spectral Analogies tramite la quale è possibile comparare le firme spettrali dei quattro minerali caratteristici dell amianto con le riflettanze rappresentate dal dato iperspettrale

74 Stress agricolo Area costiera AVETRANA (TA) Vengono implementati i due indici: NDVI e NDWI

75 Stress agricolo Area S.Pancrazio Salentino

76 Mappa delle temperatura Area costiera AVETRANA (TA) Rilievo effettato con sensore termico TABI 320

77 Catasto Strade e Mappatura Sottoservizi

78 Il Catasto Strade e la mappatura dei sottoservizi

79 Il Catasto Strade e la mappatura dei sottoservizi Tracciato del rilievo stradale Ricostruzione tracciato dei sottoservizi

80 Immagine frontale Immagine a sx Immagine a dx

81 Rilievo della segnaletica stradale verticale, orizzontale e luminosa

82 Webgis

83 Le Banche dati territoriali

84 WEBGIS Il sistema WebGIS consente di incrementare la tipologia dei servizi e delle informazioni diffuse all'esterno, mettendo a disposizione sulla rete telematica, previa definizione delle modalità e dei vincoli di accesso, il patrimonio informativo territoriale e permettendo all'utenza, con l'uso di un qualunque browser e senza dovere installare alcun plug-in aggiuntivo, di navigare nei dati geografici. Facilità di utilizzo, condivisione delle informazioni, velocità di accesso e di risposta, aggiornamento automatico, gestione centralizzata, profili Utente personalizzabili e download via Web fanno di InformCity un sistema funzionale e gradito agli addetti ai lavori

85 AMBITI DI APPLICAZIONE L'applicazione modulare e scalabile, offre numerose opportunità d'impiego: Gestione del territorio: attraverso la sovrapposizione ed interrogazione dinamica di diversi tipi di cartografia (foto aeree, PRG, CTR...) e di archivi alfanumerici, consente un'elevata integrazione dei dati per un'indagine accurata e puntuale. Pianificazione: attraverso l'analisi dello stato del territorio al momento attuale e la conoscenza delle esigenze sia di tutela che di sviluppo, l'applicazione rappresenta un valido supporto alle attività di programmazione degli interventi. Zonizzazione territoriale ai fini fiscali (zone I.C.I., zone soggette a particolari benefici o aggravi tributari, crediti edilizi ecc..) con i relativi dati associati. Informazione per gli utenti: attraverso un sistema di accesso controllato ai dati è possibile mettere a disposizione degli utenti (cittadini, aziende, liberi professionisti) determinati tipi di informazioni, gratuitamente o a pagamento

86 FUNZIONALITA' Consultazione ed integrazione delle banche dati cartografiche ed alfanumeriche Allo strumento di pubblicazione su Web dei dati è associato uno strumento di visualizzazione cartografica dei temi di base specifico per il Web. E' quindi possibile visualizzare la cartografia relativa ad una qualsiasi zona del contesto territoriale di interesse, attivare e disattivare i diversi temi (layers) e/o i diversi punti relativi ai vari tematismi. La personalizzazione dei temi è semplice ed immediata; si possono quindi inserire o togliere temi, purché disponibili in formati standard.

87 FUNZIONALITA' Ortofoto PRG Catasto Stampa

88 Grazie per l attenzione!