Verifiche di qualità del Data Base Topografico. Daniele Passoni

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1 Verifiche di qualità del Data Base Topografico Prof. Livio Pinto Ing. Daniele Passoni Monza,

2 INTRODUZIONE (1/2) Un DataBase Topografico (DBT) è un archivio integrato contenente dati cartografici e altre informazioni alfanumeriche in formato digitale, utilizzate nelle attività di lavoro di una Organizzazione o di un Ente.

3 INTRODUZIONE (2/2) Un DBT è costituito da dati geometrici e informazioni tematiche (archiviate in forma tabellare) Dati cartografici: Carte Tecniche Comunali. Informazioni geometriche Dati tematici: Mappe catastali, PGT,. Informazioni tematiche (semantiche)

4 Come si costruisce un geo-database: 1 - la struttura Per ogni aspetto della realtà di cui si vogliono archiviare informazioni si definisce una ENTITA, caratterizzata da diversi ATTRIBUTI Ogni specifica entità deve essere identificata da un CODICE Le entità (e quindi i loro dati) possono essere collegate fra loro ( messe in RELAZIONE ) grazie al sistema di codifica Le entità georeferenziate devono riferirsi ad un unico Sistema Cartografico e di Riferimento REGIONE LOMBARDIA ha prodotto delle Specifiche Tecniche nelle quali sono descritte le modalità di realizzazione del DBT

5 Come si costruisce un geo-database: 2 - la popolazione Occorre acquisire dati georeferenziati secondo le tecniche di realizzazione della cartografia che garantiscano la qualità metrica del risultato. Possono essere inoltre integrati: Ortoimmagini Cartografia tematica (catastale) Piani già esistenti (PGT) Basi di dati geografiche già esistenti unificazione del sistema cartografico e di riferimento

6 Fasi per la formazione di un DBT Il rilievo per aree estese viene realizzato con metodo aerofotogrammetrico secondo le seguenti fasi di processo: 1) Ripresa aero-fotogrammetrica delle immagini 2) Realizzazione della rete di inquadramento e d appoggio e determinazione dell Orientamento Esterno delle immagini 3) Fotorestituzione delle immagini e creazione di un Modello Digitale del Terreno (DTM) 4) Ricognizione a terra per integrare la fotorestituzione 5) Editing e strutturazione del DBT

7 Fasi per la formazione di un DBT Volo fotogrammetrico Collaudo Inquadramento, appoggio e Triangolazione aerea Collaudo Fotorestituzione Collaudo Ricognizione Collaudo Collaudo terreno Editing e strutturazione DBT Collaudo Prodotti finali

8 DBT Provincia di Monza Brianza/Milano: Progetto (1/2) Progetto avviato nell inverno 2006/07

9 DBT Provincia di Monza Brianza/Milano: Progetto (1/2) 49 comuni: 5 in aggiornamento (4800 ha), 4 in trasposizione (3200 ha), 40 ex novo (32800 ha). Totale circa ha a scala 1:2000 / 1:5000 Circa 1% (320 ha) scala 1:1000

10 Riprese aeree (1/3) Riprese effettuate nell estate 2007 dalla Rossi srl di Brescia. Due differenti quote di volo per le due scale di DBT Strumentazione: fotocamera analogica (a pellicola) Zeiss RMKTop 15 GPS/IMU per fornire posizione e assetto delle immagini Scala DBT Scala Fotogramma Dimensione pixel # Strisciate # Immagini Volo Prov. MI / MB 1:2000 1:1000 1:7000 1: cm 5.6 cm Controlli effettuati: Geometrico: ricoprimenti, Livellamento delle immagini (var. angolari) Qualità informativa: assenza di nubi e ombre, leggibilità dei particolari Qualità del posizionamento e dell assetto della camera con GPS/IMU

11 Riprese aeree (2/3) Volo a scala 1:7000 effettuato nel luglio 2007

12 DBT Provincia di Milano: Riprese aeree (3/3) Volo a scala 1:4000 effettuato nel luglio 2007

13 Riprese aeree: proposta migliorativa (1/2) Ripresa digitale effettuata nel febbraio 2009

14 Riprese aeree: proposta migliorativa (2/2)

15 Particolare immagine digitale su Milano (1)

16 Inquadramento geodetico (1/3) L inquadramento geodetico delle immagini viene realizzato tramite il riconoscimento e la collimazione sulle stesse immagini di punti fotografici di coordinate note Come informazione di base è stata utilizzata la Rete Regionale GPS- Lombardia e in sub-ordine la Rete GPS della provincia di Milano La ripresa con GPS/IMU ha permesso una drastica riduzione del numero di punti d appoggio del blocco di immagini Il perfezionamento della posizione e dell assetto (Orientamento Esterno) di ciascuna immagine è stato realizzato con metodi fotogrammetrici ampiamente automatizzati (Triangolazione Aerea) il sistema di riferimento è WGS84, la proiezione cartografia UTM

17 Inquadramento geodetico (2/3)

18 Monografie

19 Inquadramento geodetico (3/3) Vx [m] Vy[m] Vz[m] Conteggio Media Sqm Min Max Statistica degli scarti di TA sui punti di appoggio Vx[m] Vy[m] Vz[m] Vom[gon] Vfi[gon] Vk[gon] conteggio media sqm RMS min max Statistica degli scarti di TA sugli orientamenti esterni

20 Restituzione delle immagini Visione stereoscopica a partire da coppie di immagini (modelli) Memorizzazione in file vettoriali delle coordinate (XYZ) degli oggetti da rilevare (Edificato, Viabilità, etc) σ XY Elemento Territorio Restituzione Precisione della fotorestituzione Scala σ XY σ Z σ Z 1: m 0.3 m 1: m 0.4 m

21 Restituzione delle immagini Procedimento di verifica di qualità interno alla ditta

22 Collaudo della Restituzione

23 Il GIS a supporto del collaudo della Restituzione Automatizzazione procedure: MODEL BUILDER Identificazione sistematica punti omologhi nel collaudo della restituzione Identificazione flussi operativi Implementazione di appositi tools realizzati con il Model Builder di ArcGIS.

24 Formazione del Modello Digitale del Terreno (DTM) Con tutte le informazioni altimetriche disponibili è stato prodotto un Modello Digitale del Terreno (DTM) al fine di: Determinare il riferimento a terra delle entità in elevazione; Sovraimporre le immagini per la produzione delle ortofotocarte. Caratteristiche del DTM Maglia regolare: 5 metri Precisione in quota: 1 metro Collaudo A campione con restituzione di profili A campione con rilevamento GPS cinematico

25 Formazione del Modello Digitale del Terreno (DTM)

26 Formazione del Modello Digitale del Terreno (DTM)

27 Formazione del Modello Digitale del Terreno (DTM)

28 Ricognizione sul terreno 1/2 La ricognizione si rende necessaria per integrare metricamente e informativamente (toponomastica, civici, accessi) le zone fotorestituite. Il collaudo si svolge a campione circa 50 tavole per le scale 1:2000 e 1:1000

29 Ricognizione sul terreno 2/2 Collaudo della ricognizione Per ogni tavola scelta (10% del totale) si effettua un attento sopralluogo sul terreno. Vengono analizzate le risultanze della ricognizione ed evidenziati gli errori. L indagine ricopre una superficie > 40-50% della tavola;; Errori classificati secondo 3 tipologie: tipo 1: errori riconducibili al contenuto informativo (completezza, classificazione, etc); tipo 2: errori riconducibili al contenuto metrico della ricognizione (con particolare riferimento alla presenza di sgrondature in fase di ricognizione, etc); tipo 3: errori riguardanti la toponomastica e la numerazione civica.

30 Collaudo sul terreno 1/2 Verifiche preliminari Si analizza la tavola cartografica nella sua veste grafica finale editata e si controlla: l effettivo riporto delle risultanze della fase di ricognizione; la completezza e leggibilità delle informazioni riportate nella cartografia A questo punto si può procedere con.. Controlli statistici a campione. Su una percentuale del totale delle tavole (43 tavole circa il 10%) si verifica: il controllo geometrico a campione della posizione degli oggetti (secondo quanto indicato dalle Specifiche tecniche di R.L.). Su ogni tavola si misurano almeno 30 punti calcolando le differenze tra coordinate della carta e coordinate misurate con metodi topografici (GPS) verificando la popolazione delle differenze di coordinate.

31 Collaudo sul terreno 2/2 In totale sono stati misurati circa 1700 punti ben distribuiti sul territorio!!

32 Editing e Strutturazione DBT 1/3 L ultima fase del processo è la strutturazione dei dati secondo i criteri dei Data Base. vengono generate le aree (autoconsistenti) e le congruenze (geometriche e topologiche) tra tutte le Entità; comporta l inserimento dei dati nelle tabelle associate a ciascun elemento cartografato (Entità); Si procede alla costruzione dei grafi della viabilità, idrografici e tecnologici.

33 Editing e Strutturazione DBT 2/3

34 Editing e Strutturazione DBT 3/3

35 Collaudo della banca dati (1/2) Controlli formali / topologici: Procedure di controllo Reg. Lombardia Sw (estensione di ArcGIS) sviluppato dalla RL e testato dagli autori sul DBT Prov MI Serie di controlli operando iterativamente un confronto tra i dati di interesse e un modello logico predefinito.

36 Collaudo della banca dati (2/2) Controlli formali / topologici: Procedure di controllo Reg. Lombardia I controlli implementati: COMPLETEZZA DEI FILE DI CONSEGNA; CORRETTEZZA DEL FORMATO FISICO; CORRETTEZZA DELLA COMPILAZIONE DEGLI ATTRIBUTI; CORRETTEZZA DELLE GEOMETRIE; VERIFICA DEL RISPETTO DEI VINCOLI TOPOLOGICI DELLO SCHEMA. Output: REPORT SINTETICO ED ANALITICO DELLE SEGNALAZIONE DI ERRORE SHAPE FILE DELLE GEOMETRIE ERRATE/ DELLA CORRETTA COPERTURA DEL TERRITORIO SHAPE FILE DELLE TOPOLOGIA ERRATA

37 Conclusioni (1/2) 49 Comuni delle Provincie di Monza Brianza e Milano si sono dotati di un prodotto moderno per la gestione del territorio amministrato Il DBTop è uno dei primi realizzati tra quelli cofinanziati dalla Regione Lombardia (bando ) anche se i tempi di consegna sono stati allungati di circa 1 anno. Ciascuna fase di realizzazione del DBT è stata collaudata positivamente Le precisioni riscontrate su un ampio campione di punti controllati con modalità topografiche sono in linea con le precisioni richieste per il prodotto Deviazione standard # punti Est [m] Nord [m] Quota [m]

38 Conclusioni (2/2) Alcune raccomandazioni Necessità di integrare in un unico DBT tutti i Comuni del territorio provinciale Mettere a punto quanto prima procedure di aggiornamento delle basi dati tramite un iter condiviso dalle Amministrazioni e dai Professionisti Integrazioni di ulteriori basi di dati (anagrafe, tributi) mediante il collegamento con gli stradari comunali. Il problema della FORMAZIONE dei tecnici.

39 Fine Grazie per l attenzione!

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