TECHNOLOGY. for ALL 2016: GIS BIM GNSS UAV CAD. LiDAR. Emergenza sull'himalaya. Geomatica tra antico e moderno

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1 Rivista bimestrale - anno XX - Numero 4/ Sped. in abb. postale 70% - Filiale di Roma TERRITORIO CARTOGRAFIA GIS CATASTO 3D INFORMAZIONE GEOGRAFICA FOTOGRAMMETRIA URBANISTICA GNSS BIM RILIEVO TOPOGRAFIA CAD REMOTE SENSING SPAZIO EDILIZIA WEBGIS UAV SMART CITY AMBIENTE NETWORKS LiDAR BENI CULTURALI LBS Lug/Ago 2016 anno XX N 4 La prima rivista italiana di geomatica e geografia intelligente TECHNOLOGY for ALL 2016: Obiettivo raggiunto Geomatica tra antico e moderno Valutazione statica di strutture storiche Emergenza sull'himalaya

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3 TFA2016 obiettivo raggiunto Una straordinaria partecipazione di studenti, tecnici, ricercatori, professionisti, amministratori ed aziende alla terza edizione del TECHNOLOGY for ALL (TFA2016), ha dimostrato un rinnovato interesse per un evento mirato a diffondere e confrontare informazioni tecnico-scientifiche per gli sviluppi futuri del mondo della geomatica. La geomatica come base di tutto il mondo del geospatial è presente in molte delle nostre attività di routine ed è stata assimilata nella nostra vita quotidiana, però quasi senza consapevolezza della sua esistenza, a causa di una forte carenza nella formazione di base, che nel tempo si sta perdendo in un trend completamente opposto alle attuali tendenze europee e mondiali. Nel nostro paese, invece di fare formazione adeguata aggiornando repentinamente i programmi di insegnamento, specialmente delle lauree di base, si demanda e frantuma la conoscenza e l aggiornamento in migliaia di master spesso completamente inutili, giungendo poi a far adottare gli avanzamenti tecnologi tramite apposite leggi e non per la loro convenienza. È questo il caso della recente adozione della obbligatorietà dell uso del BIM, introdotto nel mondo delle costruzioni ad aprile scorso dal governo Renzi. In molti paesi europei, tra cui spicca l Inghilterra, l uso del sistema BIM (Building Information Modeling) nella maggioranza delle costruzioni e degli appalti è evidente a tutti gli operatori ed è spinto dalle manifeste ricadute economiche e sociali. L esplosione della soddisfazione di produttori ed utenti, nel TFA2016, sta dando vita a un obiettivo comune creando un movimento non solo di convergenze e competitività ma di immediata contestualizzazione. I contenuti si sono alimentati sia spontaneamente con singoli contributi che dal raffronto di ambiti di specifica collaborazione. Nella prima circostanza, dal palco dell Auditorium della Biblioteca Nazionale Centrale di Roma sono state mostrate esperienze svolte recentemente dai professionisti, produttori e amministratori; nella seconda, gli stands espositivi delle aziende hanno espresso il loro ruolo di primo piano nel campo di estensione dell operatività consueta, anche presso le pubbliche amministrazioni, non solo con processi di ottimizzazione e connessione trasversale di banche dati generate da tecnologie d avanguardia. Partendo dal workshop ad immersione completa di ogni tecnologia più avanzata testabile, che si è svolto nell Area Archeologica di Massenzio (Roma), fino alle analisi velocemente realizzate con assemblamento dei dati rilevati. Quest ultimi frutto dei test espositivi, organizzati per essere messi a disposizione successivamente per studiosi che vorranno utilizzarli per le loro analisi. Operative, con criteri di rapidità eccezionali, sono state tecnologie come Laser Scanner, Total Station, Droni, Image processing, Realtà Virtuale, 3D Model, Mobile Mapping, GNSS, Indagine magnetometrica, Prospezione tomografica elettrica tridimensionale ed Analisi dinamico-vibrazionale. L evento è stato reso possibile dalla Biblioteca Nazionale Centrale di Roma (MIBACT), dalla Sovrintendenza ai Beni Culturali Capitolina e dai numerosi sponsor, partner e patrocinanti che, insieme ai moderatori, ai relatori, al pubblico intervenuto e lo staff logistico hanno reso possibile un evento particolarmente positivo. Ci auguriamo che manifestazioni come queste non servano solo come esperienza del momento, ma anche come sviluppo futuro. Innovazione e sviluppo convivono simbioticamente. Senza innovazione non ci può essere sviluppo, senza sviluppo non ci può essere memoria dell innovazione e dialettica tra soluzioni e proposte. La comunicazione a più ampio raggio non solo divulga tutte le informazioni tecniche (spesso complicate da apprendere) in modo semplice, ma diventa parte portante di un confronto che lega tanti operatori di diversi settori e di diversi ambienti in un unica grande squadra. Buona lettura, Renzo Carlucci

4 In questo numero... FOCUS GUEST Ponti antichi e moderni: utilizzo di tecniche geomatiche per il rilievo, la rappresentazione e la modellazione strutturale di Serena Artese, Angela Miceli, Paolo Talarico, Assunta Venneri, Giuseppe Zagari e Raffaele Zinno 6 LE RUBRICHE anni di GEOmedia 26 IMMAGINE ESA 37 ASSOCIAZIONI 48 MERCATO 50 AGENDA Sullo sfondo una suggestiva immagine del TECHNOLOGY forall presso il complesso archeologico Villa di Massenzio, al momento del lancio di un sistema a pilotaggio remoto. 12 La tecnologia laser scanning per la valutazione statica delle strutture storiche di Filiberto Chiabrando, Elisabetta Donadio, Giulia Sammartano e Antonia Spanò 18 In copertina uno dei software da campo per assistenza al lavoro dei rilevatori e dei topografi, mostrato in azione durante il Forum dell Innovazione delle tecnologie geomatiche, il TECHNOLOGY for ALL 2016, su piattaforme per tablet quali Android e Windows Mobile. La manutenzione e riabilitazione delle dighe ed opere idrauliche associate di Francesco Fornari geomediaonline.it GEOmedia, bimestrale, è la prima rivista italiana di geomatica. Da 20 anni pubblica argomenti collegati alle tecnologie dei processi di acquisizione, analisi e interpretazione dei dati, in particolare strumentali, relativi alla superficie terrestre. In questo settore GEOmedia affronta temi culturali e tecnologici per l operatività degli addetti ai settori dei sistemi informativi geografici e del catasto, della fotogrammetria e cartografia, della geodesia e topografia, del telerilevamento aereo e spaziale, con un approccio tecnico-scientifico e divulgativo.

5 INSERZIONISTI 3D TARGET L attività di ricerca della SIFIP di Carlo Monti e Attilio Selvini Epsilon 40 Esri 51 Flytop 24 GEOfly 10 GEOCART 48 Aerrobotix 37 ME.S.A 11 Planetek 41 Sinergis 25 Sistemi Territoriali 33 Teorema Immagini dal TECHNOLOGY for ALL a cura della Redazione 36 INTERGEO 2016 a cura della Redazione Topcon 52 Trimble 2 28 Emergenza sull Himalaya di John Stenmark 38 Geo-graphical Representation for Future Challenges in e.education by Agata Lo Tauro una pubblicazione Science & Technology Communication Direttore RENZO CARLUCCI, direttore@rivistageomedia.it Comitato editoriale Vyron Antoniou, Fabrizio Bernardini, Mario Caporale, Luigi Colombo, Mattia Crespi, Luigi Di Prinzio, Michele Dussi, Michele Fasolo, Flavio Lupia, Beniamino Murgante, Aldo Riggio, Mauro Salvemini, Domenico Santarsiero, Attilio Selvini, Donato Tufillaro Direttore Responsabile FULVIO BERNARDINI, fbernardini@rivistageomedia.it Redazione VALERIO CARLUCCI, GIANLUCA PITITTO, redazione@rivistageomedia.it Diffusione e Amministrazione TATIANA IASILLO, diffusione@rivistageomedia.it Comunicazione e marketing ALFONSO QUAGLIONE, marketing@rivistageomedia.it Progetto grafico e impaginazione DANIELE CARLUCCI, dcarlucci@rivistageomedia.it MediaGEO soc. coop. Via Palestro, Roma Tel Fax info@rivistageomedia.it ISSN Reg. Trib. di Roma N 243/2003 del Stampa: SPADAMEDIA srl VIA DEL LAVORO 31, CIAMPINO (ROMA) Editore: mediageo soc. coop. Condizioni di abbonamento La quota annuale di abbonamento alla rivista è di 45,00. Il prezzo di ciascun fascicolo compreso nell abbonamento è di 9,00. Il prezzo di ciascun fascicolo arretrato è di 12,00. I prezzi indicati si intendono Iva inclusa. L editore, al fine di garantire la continuità del servizio, in mancanza di esplicita revoca, da comunicarsi in forma scritta entro il trimestre seguente alla scadenza dell abbonamento, si riserva di inviare il periodico anche per il periodo successivo. La disdetta non è comunque valida se l abbonato non è in regola con i pagamenti. Il rifiuto o la restituzione dei fascicoli della Rivista non costituiscono disdetta dell abbonamento a nessun effetto. I fascicoli non pervenuti possono essere richiesti dall abbonato non oltre 20 giorni dopo la ricezione del numero successivo. Gli articoli firmati impegnano solo la responsabilità dell autore. È vietata la riproduzione anche parziale del contenuto di questo numero della Rivista in qualsiasi forma e con qualsiasi procedimento elettronico o meccanico, ivi inclusi i sistemi di archiviazione e prelievo dati, senza il consenso scritto dell editore. Rivista fondata da Domenico Santarsiero. Numero chiuso in redazione il 10 ottobre 2016.

6 FOCUS Ponti antichi e moderni: utilizzo di tecniche geomatiche per il rilievo, la rappresentazione e la modellazione strutturale di Serena Artese, Angela Miceli, Paolo Talarico, Assunta Venneri, Giuseppe Zagari e Raffaele Zinno Presso il Laboratorio SmartLab dell Università della Calabria si svolgono da diverso tempo attività riguardanti il rilievo, il monitoraggio e la rappresentazione di strutture. Nell articolo sono descritte le attività riguardanti due ponti che presentano caratteristiche molto diverse: gli strumenti, Fig. 1 Il laser scanner in stazione (sx alto), l unione delle nuvole filtrata (dx alto), il modello (in basso) le tecniche adoperati per il rilievo e la georeferenziazione, le operazioni di modellazione, i risultati numerici relativi alle ipotesi geometriche e gli scostamenti tra modelli ed as built. Le attività descritte sono state eseguite nell ambito di una campagna di rilievo e modellazione di ponti stradali. Gli enti preposti alla manutenzione dei manufatti stradali (ANAS, Regioni, Province, ecc..) devono affrontare problemi differenti per strutture recenti o datate. Nel primo caso si dispone dei progetti esecutivi e dei disegni di contabilità, per cui l obiettivo dei rilievi è quello di ottenere il cosiddetto as built, da confrontare con il progetto, per attività di collaudo e di contabilizzazione dei lavori eseguiti, oltre che per scopi di documentazione [Fuchs et al., 2004, Zogg and Ingensand, 2008]. Nel caso di strutture datate, molto spesso non è possibile disporre di elaborati progettuali, per cui l attività di rilievo serve anche per ricostruire le modalità esecutive e scomporre l organismo strutturale negli elementi che erano stati considerati e dimensionati nella fase progettuale [Lubowiecka et al., 2009]. I modelli geometrici ottenuti sono utilizzati dagli strutturisti per ottenere la modellazione agli elementi finiti e modellare il comportamento strutturale sotto carichi statici, transito di carichi mobili e azioni sismiche. La modellazione strutturale consente di individuare le parti critiche delle strutture, eventualmente da rinforzare. I rilievi e le rappresentazioni sono utilizzati, inoltre, per l individuazione di zone degradate o che presentano distacchi di copriferro, sulle quali bisogna intervenire con azioni di recupero e restauro. Un accurato modello agli elementi finiti è utilizzato, infine, per l identificazione dei modi di vibrare della struttura indipendenti da sollecitazioni esterne, necessari per prevedere il suo comportamento sotto carichi dinamici. Di seguito sono descritti le operazioni eseguite per il rilievo e la modellazione di due ponti posti su due strade gestite dalla Provincia di Cosenza. Il primo ponte è un manufatto di recentissima realizzazione, con impalcato costituito da travi prefabbricate in cemento armato precompresso e fornito di isolatori sismici. Il secondo è un ponte ad arco risalente agli anni 50 in cemento armato realizzato in opera. Il rilievo in questo caso è finalizzato alla ricostruzione esatta della geometria, alla ricostruzione del procedimento costruttivo, all individuazione di cedimenti fondali ed alla modellazione agli elementi finiti del comportamento della struttura. Strumenti e metodologia Si è scelto di utilizzare la tecnologia laser scanner, con fotocamera integrata, così da acquisire grandi quantità di dati, sia geometrici che fotografici, in tempi contenuti. La scelta del laser scanner per eseguire un rilievo in maniera 6 GEOmedia n

7 FOCUS Fig. 2 Ponte Caprovidi: Particolare di una nuvola di punti a colori. soddisfacente, con precisione adeguata e completezza di rappresentazione, oltre alle inderogabili considerazioni circa la precisione e la portata, deve tener conto anche di alcune altre caratteristiche praticooperative. È fondamentale la valutazione delle prese necessarie per una completa visibilità di tutte le parti dell oggetto da rilevare, e delle condizioni nelle quali si deve operare per eseguire il rilievo. E stato utilizzato il laser scanner RIEGL VZ 1000, avente le seguenti caratteristiche: 4Accuratezza del singolo punto ± 8mm 4Portata da 1m a 1400m 4Frequenza di campionamento fino a punti/sec 4Campo di vista: 100 (Verticale) (Orizzontale) 4Compensatore e magnetometro 4Ricevitore GPS 4Fotocamera NikonD610 con obiettivo da 20 mm calibrata 4Acquisizione della forma d onda dell impulso di ritorno Quest ultima caratteristica permette di discriminare il terreno o un manufatto dalla vegetazione che lo ricopre. L elaborazione dei dati da laser scanner è stata eseguita con i software RiscanPro e Geomagic. Bisogna osservare che il ricevitore GPS di cui è fornito il laser scanner utilizzato consente solo un posizionamento approssimato della stazione (single point positioning) con l utilizzo del codice ed il metodo delle pseudoranges, per cui, per ottenere una georeferenziazione accurata è stato utilizzato un ricevitore Leica Viva a doppia frequenza, in grado di ricevere i segnali provenienti dalle costellazioni GPS e GLONASS. Per la restituzione dei rilievi satellitari in modalità differenziale, ci si è avvalsi dei dati acquisiti dalla stazione permanente GNSS alloggiata presso il laboratorio di Geomatica del Dipartimento di Ingegneria Civile dell Università della Calabria, che acquisisce i dati con frequenza di un secondo. L elaborazione dei dati acquisiti, eseguita con il software Leica Geo-Office, ha fornito le coordinate dei punti di stazione con approssimazione centimetrica. Ponte Arenazza Il ponte Arenazza, in località Ceramide del Comune di Cetraro (CS), è sito al km della Strada Provinciale 270. E un ponte a due campate, con impalcato costituito da travi in c.a.p. affiancate e sovrastante soletta in c.a.; le travi sono poggiate sulle due spalle e sulla pila centrale, fornite di isolatori sismici. Lo scopo principale del rilievo era la verifica della conformità del manufatto realizzato al progetto. Per questa ragione non era necessario eseguire prese dai due lati della carreggiata, ma bastava ricavare il dimensionamento degli elementi costruttivi (spalle, pila, travi, appoggi). Non ha costituito, pertanto, un problema la presenza di una recinzione metallica che impediva l accesso alla zona a nord della carreggiata. E stato sufficiente, inoltre, un solo punto di stazione, scelto in modo tale da poter scansionare la massima parte del manufatto (Figura 1). Lo strumento, utilizzato con compensatore attivato (levelled instrument), fotocamera esterna Nikon D610 e ricevitore GPS montati, è stato configurato con una risoluzione di 0.08 / pt e una velocità di scansione di punti al secondo. Alcuni particolari del ponte (isolatori sismici) sono stati Fig. 3 Ponte Caprovidi: Unione delle scansioni. GEOmedia n

8 FOCUS scansionati con una risoluzione di /pt, per poter ricostruire in maniera più accurata la loro geometria. Per la georeferenziazione sono state utilizzate le coordinate della stazione ricavate mediante GPS, unite alle indicazioni del magnetometro di cui è dotato il laser scanner. Dopo aver sfoltito la nuvola attraverso le operazioni di filtraggio del rumore, filtraggio della ridondanza e decimazione si è passati alla fase di ricostruzione di superfici, tramite mesh [Remondino, 2003]. Imponendo l esistenza di primitive geometriche note (piani), è stato ottenuta la geometria semplificata del manufatto, da confrontare con i disegni di progetto. Dal modello tridimensionale si sono ricavate sezioni verticali ed orizzontali. Le prese dettagliate sono state utilizzate per la modellazione degli appoggi. Ponte Caprovidi Il ponte Caprovidi, in località S. Angelo del Comune di Cetraro (CS), è sito al km della Strada Provinciale 26. E un ponte ad arco in c.a. gettato in opera, con due pile a telaio convergenti nei plinti di appoggio dell arco (Figure 2,3). Fig. 4 Ponte Caprovidi: Mesh. Fig. 5 Ponte Caprovidi: Modello CAD. Per il rilievo sono state utilizzate tre scansioni. A causa della situazione topografica, infatti, non è stato possibile accedere alla zona in destra idraulica del fiume, per cui alcune parti risultavano non visibili; anche la folta vegetazione ha costituito un ostacolo che ha impedito di scansionare alcune parti delle spalle del ponte. Infine, le basi di appoggio dell arco e dei telai risultano coperte, oltre che da vegetazione, da terreno di riporto. Per ogni scansione è stata prevista una parziale sovrapposizione spaziale con quelle adiacenti. Sono state eseguite due prese dai due lati del manufatto; per la terza acquisizione, eseguita sotto l impalcato, lo strumento è stato posizionato con un inclinazione di 90. Anche in questo caso, alcuni particolari del ponte sono stati scansionati con una definizione maggiore. Sono stati posizionati targets cilindrici aventi un diametro di 14 cm, per agevolare l allineamento delle scansioni in fase di post processing. E stato adoperato il sistema di riferimento della prima una stazione anche per le successive. I targets, aventi superfici catarifrangenti, sono stati posizionati in modo tale da essere facilmente e chiaramente visibili nelle scansioni. Per la georeferenziazione accurata sono state utilizzate le acquisizioni eseguite con il ricevitore GNSS a doppia frequenza, post-elaborate insieme ai dati raccolti dalla stazione fissa permanente. L operazione di filtraggio e sfoltimento delle nuvole di punti è stato particolarmente delicato. Pur avendo la possibilità di discriminare gli impulsi di ritorno, è stato necessario un approfondito lavoro dell operatore, in quanto le procedure automatiche erano influenzate dalla vegetazione e sullo sfondo dalla geometria dell opera. In assenza dei disegni di progetto, il rilievo è stato finalizzato alla ricostruzione del manufatto, ma anche ad ottenere il progetto iniziale (reverse engineering). Per questo motivo sono stati ricavati due modelli: il primo è ottenuto direttamente dalla mesh generata dopo le fasi di registration, filtraggio e decimazione; il secondo è il modello geometricamente regolare, che dovrebbe rappresentare il progetto dell opera. Il primo modello può essere utilizzato per documentazione, mentre il secondo viene 8 GEOmedia n

9 FOCUS Fig. 6 Scostamenti Punti-Modello. Fig. 7 Scostamenti alti Punti-Modello in corrispondenza di zone deteriorate. adoperato come base per modellazioni strutturali. Recenti applicazioni mirano ad ottenere il modello ad elementi finiti direttamente dalla nuvola di punti [Castellazzi et al., 2015]. In figura 4 si osserva la mesh ottenuta dopo l eliminazione della vegetazione. E evidente la mancanza d informazione, soprattutto nelle zone delle fondazioni. Le indagini in loco e le misure di dettaglio hanno consentito di integrare i risultati del rilievo con laser scanner e di mettere a punto il modello geometrico più probabile di progetto, rappresentato in figura 5 con gli elementi strutturali principali evidenziati in colori diversi. Nelle figure 6 e 7 sono riportati gli scostamenti tra il modello geometrico ideale e la nuvola dei punti. Si può osservare che gli scostamenti sono in genere di ordine centimetrico, rientranti nelle tolleranze di lavorazione per questo genere di strutture gettate in opera. Le zone rosse e blu individuano irregolarità dovute in genere a distacchi di materiale. I valori molto alti delle deviazioni massima e minima sono dovuti alla presenza di alcuni outliers non filtrati. Il modello del progetto è una rappresentazione analitica del volume dell opera. Durante la vettorializzazione si procede ad eliminare eventuali interferenze tra i vari solidi semplici che formano il volume complessivo. Il modello così ottenuto, in questo caso, è stato utilizzato per l identificazione dinamica, procedura molto utile anche per individuare possibili danneggiamenti nella struttura. Il modello iniziale è stato trasformato in modello ad elementi finiti (FEM) ed analizzato tramite il software di analisi strutturale Abaqus [ABAQUS, 2014], che tramite procedure automatiche importa il modello grafico vettorializzato e lo converte in una mesh di elementi finiti, in questo caso elementi tetraedrici a 4 nodi solidi con solo 3 gradi di libertà per nodo (Ux, Uy, Uz). Questa tipologia di elementi ha consentito di generare mesh prevalentemente strutturate e comunque abbastanza regolari, senza perdere di accuratezza anche nelle zone a spessore variabile (Figure 8 e 9). Gli output dei calcoli strutturali eseguiti sul modello agli elementi finiti sono stati confrontati con quelli ottenuti tramite misurazioni in situ eseguite posizionando sull opera dei trasduttori di accelerazione unidirezionali, disposti in modo adeguato, di tipo piezo-elettrico con sensibilità pari a 10 V/g. Tali sensori hanno consentito di individuare i modi di vibrare reali della struttura sottoposta a rumori ambientali e sollecitazioni non controllate (FDD) [GRANO, 2015]. I risultati delle analisi sono in perfetto accordo con le Fig. 8 Modello FEM generato automaticamente a partire dal modello CAD. GEOmedia n

10 FOCUS misurazioni in situ e non sono state necessarie particolari procedure di updating per identificare le caratteristiche meccaniche della struttura, che sono risultate in accordo con i valori di progetto o misurati in sito. Conclusioni e futuri sviluppi I risultati ottenuti hanno mostrato l utilità delle tecniche geomatiche sia per la documentazione che per la modellazione strutturale di ponti. Le future attività riguarderanno anche manufatti antichi in muratura di mattoni e di pietrame, che presentano problematiche particolari dovute alle irregolarità geometriche caratteristiche in questa tipologia strutturale. Fig. 9 Viste del modello FEM. BIBLIOGRAFIA ABAQUS 6.14 Analysis User s Manual. Online Documentation Help: Dassault Systèmes. Castellazzi G., D Altri A.M., Bitelli G., Selvaggi I. and Lambertini A. (2015), From laser scanning to finite element analysis of complex buildings by using a semi-automatic procedure, Sensors, 15(8), ; doi: /s Fuchs, P.A., Washer, G.A., Chase, S.B., and Moore, M. (2004), Applications of Laser-Based Instrumentation for Highway Bridges, Journal of Bridge Engineering, ASCE, November/December, pp Grano, A. (2015). Health monitoring of buildings: methodologies, tools and practical applications. Tesi di Dottorato. Lubowiecka, I.; Armesto, J.; Arias, P.; Lorenzo, H. (2009) Historic bridge modelling using laser scanning, ground penetrating radar and finite element methods in the context of structural dynamics. Engineering Structures, 31, Remondino, F. (2003). From point cloud to surface: the modeling and visualization problem. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 34(5), W10. Zogg, H.M., and Ingensand, H. (2008), Terrestrial Laser Scanning for Deformation Monitoring Load Tests on the Felsenau Viaduct (CH), The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XXXVII, Part B5, pp ABSTRACT In the last few years, at the SmartLab laboratory of the University of Calabria, there were developed activities in the field of surveying, monitoring and representation of structures. In the framework of these activities, Geomatics techniques for the surveying of bridges are widely used since The results of the measurements are used for documentation and representation purposes, as well as for the reconstruction of the constructive procedures. The finite element modeling of the structures has been obtained to simulate their behavior in case of earthquake. The article describes the activities relating to two bridges, that have very different characteristics. The first bridge has been recently built, and it is characterized by a superstructure realized with precast prestressed concrete girders and provided with seismic isolators. In this case, the activity is mainly aimed to get an "as built", useful for control and documentation. The second bridge dates back to the 50s of the twentieth century: it is an arch bridge made of reinforced concrete. The surveying in this case is aimed to the exact reconstruction of geometry, the identification of foundation settlement and the finite element modeling, to simulate the behavior of the structure in seismic conditions. The article describes the activities, instruments and techniques used for surveying and modeling operations, along with the deviations between models and "as built". PAROLE CHIAVE Laser Scanner; ricostruzione 3D; modelli FEM; identificazione strutturale; Ingegneria inversa AUTORE Serena Artese, Serena.artese@unical.it Angela Miceli, angela.miceli.smartlab@gmail.com Paolo Talarico, paolo.talarico.smartlab@gmail.com Assunta Venneri, assunta.venneri.smartlab@gmail.com Giuseppe Zagari, Giuseppe.zagari@unical.it Raffaele Zinno, Raffaele.zinno@unical.it Università della Calabria - DIMES Dipartimento di Ingegneria Informatica, Modellistica, Elettronica e Sistemistica NOTA REDAZIONE Il presente contributo è cofinanziato con il sostegno della Commissione Europea, Fondo Sociale Europeo e della Regione Calabria. Inoltre è stato presentato alla 19 Conferenza ASITA 2015 (Lecco). Si ringrazia la segreteria organizzativa per la cortesia e la disponibilità dimostrata e si augura la migliore riuscita per la 20 Conferenza ASITA 2016 (Cagliari novembre 2016). Vola solo chi osa farlo (anonimo) Vola sicuro con l'autorizzazione ENAC. Vola responsabile con l'addestramento e laconoscenza delle norme. Vola assistito con il corso di post-produzionefotogrammetrica. Patentino APR con 10% di sconto per i soci di Geo-Fly. VOLA RESPONSABILE GEOfly 4D SMART VISION ASSOCIATION 10 GEOmedia n

11 20 anni FOCUS un mondo di bit e di satelliti. 20 anni fa: perchè la newsletter italiana di geomatica? La proposta editoriale di GEOmedia nasce dalla constatazione di un vuoto informativo che da più parti è sentito e puntualizzato come aspetto non secondario sia nella formazione che nell'adempimento della professione del topografo, del cartografo, del tecnico del survey o del rilevatore di beni culturali. Perché la neswletter italiana di geomatica? Geomatica è sinonimo di automazione delle Scienze della Terra, termine attuale che coniuga aspetti professionali ed applicativi in Anche se di recentissimo conio, l'espressione è già invalsa nell'uso allargandosi a vasti settori accanto a neologismi paralleli che parzialmente ne colgono o riflettono l'universo pratico, come technadvance (technological advance) a sua volta sinonimo di tecnologie avanzate. Da qualche anno operativo in Canada è il Department of Geomatics e più recentemente, diversi Dipartimenti di Geomatica sono stati attivati nelle Università Europee. Così esordiva il numero 0 della newsletter italiana di geomatica a fine 1996, quattro pagine di informazioni che avrebbero dato vita successivamente a GEOmedia, la rivista italiana di geomatica, che ancora oggi dopo ben 20 anni porta l'informazione del settore ponendosi come un ponte tra la ricerca, l'accademia, la professione e la pubblica amministrazione. GEOmedia n

12 La tecnologia laser scanning per la valutazione statica delle strutture storiche di Filiberto Chiabrando, Elisabetta Donadio, Giulia Sammartano e Antonia Spanò Il gruppo di Geomatica del Politecnico di Torino, ha avviato in collaborazione con il gruppo di Ingegneria delle Strutture, un programma di esperienze condotte su casi studio significativi, per contribuire agli studi che tendono a delineare buone pratiche per la generazione di modelli relativi a diverse tipologie di strutture storiche. Questo contributo intende riferire alcuni risultati di queste esperienze: in particolare viene approfondita la generazione di modelli accurati da nuvole dense e della loro riduzione a modelli dalle geometrie semplificate, con l ulteriore finalità di ricercare strategie di automazione del processo di generazione ed editing che conduca a modelli adeguati per il calcolo strutturale analitico. La tecnologia laser scanner e la sua versatilità per le analisi architettoniche I metodi aggiornati del rilevamento close-range, basati su sistemi a sensore attivo o passivo che consentono di generare modelli tridimensionali accurati e altamente descrittivi degli oggetti rilevati, sono sempre più chiamati ad accompagnare l intero sviluppo dei progetti di Conservazione del patrimonio costruito. Le finalità principali per le quali viene richiesto l intervento di metodologie in grado di fornire risultati metrici verificabili e di qualità predefinite possono essere variegati e sempre più spesso non indipendenti fra loro. L introduzione di automatismi nella raccolta dati, elaborazione, gestione, produzione e comunicazione dei risultati consente di focalizzare l attenzione sulla lettura e interpretazione delle informazioni, sui sistemi di rappresentazione e comunicazione, sulla diffusione condivisa e sulla facilità di fruizione dei risultati. Il vantaggio pienamente riconosciuto ormai da un certo tempo alle tecnologie della fotogrammetria digitale e del terrestrial laser scanning (TLS), e soprattutto alla loro integrazione, è quello dell elevata produttività di acquisizione dei dati, densi accurati e tridimensionali, che consentono di costituire un archivio digitale 3D dal quale selezionare e declinare le elaborazioni successive al fine di derivare prodotti del rilievo, modelli digitali 2D, 3D e le ortofoto. (Boehler, Marbs, 2004; Shan, Toth, 2008) L insieme delle nuvole di punti è a tutti gli effetti un database tridimensionale, che sicuramente consente di indagare più dettagliatamente il manufatto, tramite anche i prodotti derivati; l ortoproiezione e i DEM hanno avuto infatti un ruolo fondamentale nello studio e analisi del variegato mondo dei Beni Culturali, principalmente architettonici e archeologici ma anche tutti gli altri, da quelli paesaggistici a quelli artistici, poiché hanno consentito di Fig. 2 - Modello di punti con proiezione dei dati RGB, porzioni di edificio rappresentate tramite modelli mesh, vettorializzazione della muratura isodoma tramite ortofoto e restituzione dal modello 3D. 12 GEOmedia n

13 Fig. 1 - Alcuni esempi degli imponenti dissesti delle murature e delle volte delle Terme-chiesa. finalizzare le indagini di sistemi costruttivi, elementi architettonici, materiali, degrado superficiale e strutturale, nonchè nel monitoraggio degli stati di conservazione. (Patias, 2013) La generazione di modelli idonei alla valutazione statica Il campo di studi della valutazione e del consolidamento delle strutture architettoniche caratterizzate da tecniche costruttive tradizionali, deve sicuramente affrontare la sfida di un infinito delinearsi di casi studio, di scenari diversi dovuti a sistemi e tecniche costruttive differenti, materiali diversi, moltiplicati in declinazioni di aree geografiche che esprimono le proprie peculiarità. Con il crescere della consapevolezza della fragilità dei beni ed al contempo del rischio cui sono sottoposti per le ragioni sia antropiche che naturali, oltre ad essere accresciute le capacità di analisi e di intervento, si è sviluppata la fiducia nelle sinergie interdisciplinari. E quindi un importante conseguenza che le linee guida dedicate agli interventi sul patrimonio costruito tutelato 1 suggeriscano esigenze ai sistemi di documentazione e rilievo, ed anzi è rilevante che i diversi campi di studio si confrontino e si infittiscano gli studi in collaborazione in quanto è sicuramente riconosciuta preminente la necessità di poter disporre di quadri conoscitivi il più possibile dettagliati ed approfonditi. (Pieraccini et al., 2013, Castellazzi et al., 2015) La generazione di modelli idonei alle valutazioni staticostrutturali si può considerare sicuramente una specializzazione ulteriore della generazione di modelli architettonici dedicati in senso più vasto alle variegate indagini e monitoraggi richiesti dai progetti di conservazione. In linea generale la segmentazione del modello che individua porzioni omogenee rispondenti all organizzazione degli elementi architettonici e costruttivi della fabbrica comporta un livello di organizzazione del modello che è sicuramente cruciale per poterlo utilizzare con finalità specializzate di diverso tipo. Tale livello di organizzazione deve essere ulteriormente finalizzato al riconoscimento del sistema strutturale per le indagini di stabilità condotte con il metodo degli Elementi Finiti, che è una tecnica numerica che permette Fig. 3 - A sinistra, applicazione dell algoritmo region growing per l individuazione di superfici piane sulla mesh dei conci architettonici. La variazione di tolleranza della ricerca dei punti complanari consente l individuazione dei contorni dei singoli blocchi murari. A destra l estrazione dei contorni dei conci di un arco, applicata alla nuvola di punti e alla superficie triangolata. Il riconoscimento a partire dalla nuvola è molto accurato (sul 70% dei punti lo scarto dalla nuvola originale è inferiore a 7mm); leggermente meno accurato è il riconoscimento a partire della mesh ma la linearità del profilo e il numero di vertici estratti è sicuramente più opportuno per gli obiettivi indicati (sul 40% circa dei punti lo scarto è inferiore a 3mm,il 40% circa tra 3 e 7 mm e per i restanti si raggiungono anche i 2cm). GEOmedia n

14 di determinare lo stato di sforzo e di deformazione di una struttura soggetta a una condizione di carico, quando la soluzione per via analitica sia impossibile da ricavare. (Carpinteri, 1997; Corradi Dell Acqua, 2010) La complessità dell operazione risiede anche nel fatto che la caratterizzazione funzionale deve essere accompagnata da quella materica; quest'ultima esula dal campo d'azione delle tecniche geomatiche che supportano la cartterizzazione morfologica degli elementi costruttivi delle fabbriche e delle loro alterazioni 2. Sul versante dell introduzione di processi automatici nella gestione dei modelli da nuvole di punti, la segmentazione delle nuvole ha rivestito un ruolo importante e gli approcci possono essere classificati nelle due categorie delle tecniche region based e edge based. (Alshawabkeh et. al., 2006; Crosilla et al., 2009; Lari et al., 2011) Esperienze di generazione di modelli 3D sul patrimonio antico, storico e moderno - Murature antiche. Le Terme extraurbane di Hierapolis di Frigia (TK) Il complesso delle Terme-Chiesa (Mighetto, 2012) per l entità dei dissesti e dei crolli che gli derivano da due disastrosi eventi sismici (I e nel III sec.; Hancock, Altunel, 1997), è stato scelto come l edificio più rappresentativo del progetto di Parco archeo-sismologico ierapolitano (D Andria, 2007). Al proposito di rendere l intero edificio oggetto di un articolato programma di consolidamento e restauro è legato il rilievo TLS completo e la conseguente preliminare indagine condotta con il metodo degli Elementi Finiti utilizzando il software idiana 3, che è particolarmente indicato per lo studio dei fenomeni di propagazione della frattura che caratterizzano i modi di collasso fragili, come pure il comportamento delle interfacce coesive e scabre, come quelle che si riscontrano al contatto tra i blocchi della muratura di travertino. (Invernizzi et al., 2014) Fig. 4 - Rappresentazione delle anomalie di forma della volta tramite isolinee, valutazione del cedimento e della rotazione della muratura d ambito, sezione trasversale e valutazione dello spessore della volta, verifica e confronto delle anomalie lungo i profili di sezione con un modello geometrico ideale ricostruito dagli studi di De L Orme. 14 GEOmedia n

15 Fig. 5 - Fasi della segmentazione della nuvola laser e della generazione della mesh dalla quale sono stati estratti i profili di sezione utili a ricavare il modello di aste sottoposto ad analisi FEM. In alto, approssimazione ad un cilindro di uno degli elementi orizzontali di una capriata (tramite software 3D Reshaper) e individuazione degli assi degli elementi della capriata dalla nuvola laser (tramite il software Scan to BIM). Nel quadro complessivo degli imponenti dissesti, l effetto leggibile più rilevante è il cedimento e la rotazione della muratura isodoma a grandi blocchi, in particolar modo del fronte est, che ha determinato la disarticolazione delle murature dei possenti pilastri che sostenevano le volte della struttura termale, creando l attuale configurazione dei conci a cui manca una parte dell ammorsatura. Il rilievo laser scanning e fotogrammetrico integrati hanno dimostrato che nelle situazioni peggiori l allontanamento tra i blocchi lungo la sezione trasversale di volte e murature vale circa 30 cm, con punti in cui la distanza tra blocchi, in origine contigui, è addirittura di cm. Il fuori piombo totale della muratura orientale supera il metro sulla sommità (h= 12m circa). Per la realizzazione del rilievo laser scanning sono state eseguite un totale di 43 scansioni con passo tra i punti alla distanza dieci metri pari a 6 mm; per raggiungere i requisiti di precisione e di georeferenziazione sono stati misurati target distribuiti a partire da una rete topografica d inquadramento dell edificio. La registrazione delle nuvole di punti è stata gestita raggruppando set diversi di scansioni, suddivise per aree differenti dell edificio, sia per agevolare il calcolo, sia per consentirne un miglior controllo (tale impostazione di base del rilievo TLS caratterizza anche le esperienze dei prossimi paragrafi). Sebbene questa ricchezza informativa sembri a piena disposizione tramite gli infiniti possibili profili di sezione generabili automaticamente, l isolamento di un singolo profilo di sezione dalla sua giacitura e dal modello che lo genera diviene alquanto sterile, a meno di casi corrispondenti a profili di sezione apportati su giaciture specifiche di elementi architettonici (imposte, chiavi, modanature ecc.). L estrazione di un modello bidimensionale della struttura rilevata inoltre, sezionata o proiettata su un piano architettonico, è un operazione che se gestita manualmente richiede tempi onerosi di editing (Fig. 2) e che può essere quindi efficacemente supportata da strumenti automatici (Fig.3). GEOmedia n

16 Sistemi lignei di età barocca. La volta del salone centrale e la travatura di una porzione della copertura del Castello del Valentino Il castello del Valentino collocato sulla riva sinistra del Po ed oggi compreso nel tessuto urbano, era originariamente un villino fluviale e fu scelto dalla famiglia Savoia come residenza extraurbana; attestato fin dalla metà del XVI secolo, nel 1620 fu trasformato alla configurazione grossomodo attuale per volere di Cristina di Francia e per opera dell architetto di corte Carlo di Castellamonte. Il gusto francese della sistemazione prevedeva il pavillon system, con quattro torri angolari e una corte centrale. Le zone oggetto di indagine integrata tramite rilievo laser scanning e monitoraggio dello stato di salute oltre che di analisi FEM, sono stati l estesa volta del salone d onore e la struttura lignea di copertura di una delle torri, unica superstite seicentesca dopo le sostituzioni occorse per i restauri. La volta a padiglione, cosiddetta falsa volta poichè realizzata tramite il getto di un intonaco di gesso su incannicciato appeso a centine lignee, è interamente affrescata e fu danneggiata da infiltrazioni d acqua dovute ai bombardamenti dell ultimo conflitto mondiale. Il rilievo TLS ha interessato l intradosso e l estradosso, con il ruolo di determinare anche lo spessore della volta, che proprio per il ripristino del manto in luogo dell affresco ha reso disomogenea la distribuzione dei carichi originari. Gli esiti più rilevanti dell indagine (Bertolini et al., 2013) hanno evidenziato un cedimento piuttosto significativo, da imputare oltre al consolidamento della volta, anche ad una rotazione e spanciamento della muratura d ambito orientale. (Fig. 4) Per migliorare la valutazione dell entità delle anomalie della volta, una mirata serie di profili di sezione del modello laser sono stati confrontati con un modello dalla geometria derivata dall ipotetico progetto della volta, dal momento che il sistema costruttivo ed il tipo di curvatura lo hanno ricondotto ai tipi di P. De l Orme (P. De l Orme, Nouvelles inventions pour bien bastir à petits frais, Frédéric Morel, Paris, 1561.) (Fig. 4, sotto) La struttura lignea delle coperture ha un organizzazione tridimensionale; nelle torri la sezione trasversale presenta una serie di grandissime capriate con legature finali, mentre nella longitudinale presenta, inferiormente alla trave di colmo, 5 serie di controventi e 3 ordini di impalcato con funzione di irrigidimento; lo spiovente ha inclinazione molto accentuata ed al tavolato terminale sono ancorate le lastre di ardesia. In seguito al rilievo laser scanning, una prima strategia per generare un modello utile alle analisi FEM, è stata l estrazione a passo regolare e ravvicinato di profili di sezione della complessa struttura per ricercare l asse baricentrico dei singoli elementi dell orditura lignea che è stata in tal modo verificata con metodo FEM (Bertolini et al., 2015) (Fig. 5 in alto). La nuvola laser, benché rumorosa a causa del colore, ruvi- 16 GEOmedia n Fig. 6 - (in alto) Il paraboloide di Casale Monferrato in uno scorcio dell interno e in due rappresentazioni architettoniche di sezione trasversale, con e senza proiezione della nuvola; (in basso) sezioni mirate del modello laser per la ricostruzione organizzata secondo il ruolo funzionale dei singoli elementi strutturali.

17 dezza e per lo spesso strato di polvere che ricopre l orditura lignea storica, una volta ottimizzata ben si presta ad essere riconosciuta e approssimata a elementi geometrici dalle primitive notevoli come i cilindri; ciò è oggi raggiungibile tramite software di modellazione da nuvole, o dedicati alla gestione e archiviazione come i Building Information Modeling (BIM). (Barazzetti, 2015) Le volte sottili in CA resistenti per forma. Il Paraboloide di Casale Monferrato Il caso studio del Paraboloide di Casale rappresenta un caso esemplare delle architetture resistenti per forma poiché la sua epoca di costruzione, ipotizzata intorno agli anni 20 del 900, ne fa un punto cardine nell evoluzione delle costruzioni in CA. Il rilievo laser scanning applicato sia all intradosso che all estradosso della membrana paraboloide, ha consentito di valutare un estrema aderenza alla geometria di progetto (direttrici paraboliche traslate nella direzione dell asse longitudinale dell edificio), non essendo osservabili cedimenti o deformazioni in alcun punto della grande superficie paraboloide. Il vantaggio più rilevante del rilievo TLS è stata la possibilità di ricavare in modo agevole un modello semplificato di forma, molto fedele all originale, ed utile alla verifica statica. (Bertolini et al., 2014) La volta è spessa soltanto 8cm (per circa 23 m di luce) ed è nervata tramite archi parabolici che si concludono in pilastri principali e secondari e travi di irrigidimento longitudinali. In questo caso la complessità e la pesantezza del modello triangolato, ha suggerito la strategia di creazione di un modello di superfici NURBS, i cui singoli elementi sono stati derivati dai profili di sezione del modello laser, già studiati per la realizzazione del complesso di disegni architettonici standard per la rappresentazione bidimensionale del complesso. Conclusioni Più che valutazioni conclusive, si può dire che l uso integrato dei modelli derivati dalle tecnologie range based nel campo della valutazione statica delle strutture storiche sia in progressivo sviluppo. Il quadro attuale testimonia quanto strumenti specialistici di settori diversi fino a poco tempo fa racchiusi in specifici ambiti disciplinari integrino strategie e strumenti di calcolo. Le analisi FEM, si direzionano verso una più completa e integrata gestione dei dati 3D; i sistemi che gestiscono NURBS e BIM sono sempre più in grado di controllare ed elaborare dati provenienti da sistemi a scansioni laser. NOTE 1 DPCM 2011, Valutazione e riduzione del rischio sismico 2 Dedicata ai contributi che la Geomatica può offrire all'analisi e all'interpretazione strutturale di architetture storiche in muratura, la tesi di dottorato di N. Guardini TNO Diana, 2007; Url: BIBLIOGRAFIA Alshawabkeh,Y. Haala N., Fritsch D. (2006), 2D-3D feature extraction and registration of real world scenes, IAPRS Volume XXXVI, Part 5, Dresden September Barazzetti, L.; Banfi, F.; Brumana, R.; Gusmeroli, G.; Oreni, D.; Previtali, M.; Roncoroni, F.;Schiantarelli, G. (2015), BIM From Laser Clouds and Finite Element Analysis: Combining Structural Analysis and Geometric Complexity. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci. 2015, XL-5/W4, Boehler W., Marbs A. (2004) 3D scanning and photogrammetry for heritage recording: a comparison. Proceedings of the 12th International Conference on Geoinformatics, University of Gavle, Sweden, Carpinteri A. 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Uff. n.47 del 26 febb Suppl. ord. n. 54. PAROLE CHIAVE Geomatica; strutture antiche; modelli 3D; laser scanner; valutazioni statiche ABSTRACT In recent years, laser scanning technique has aroused huge interest in the field of structural analysis of historical built heritage aimed at the evaluation of different static stress states and the assessment of health conditions. Nowadays it is possible to generate and manage multi-scale and simplified 3D and 2D structural models featured by different levels of detail, on which static assessment can be applied. The Geomatics group of the Politecnico di Torino, in cooperation with the Structural Engineering group, has started a series of experiences and studies oriented to outline good practices for the models generation of different historical structures, from ancient stone-walls, up to wooden beams, thin vaults and reinforced concrete structures. This paper shows some results, issues and considerations of such experiences: an in-depth analysis about the generation of adequate 3D models from point clouds and their geometrical generalization is carried out, which comes with the selection of the best strategies and algorithms for the automation of editing. The selected case studies are quite different regarding the period in which they were built and, therefore, regarding their building systems. The aim is to highlight tools already available for the automatic and semiautomatic geometrical entities recognition and features extraction which are necessary to develop geometrical models useful for Finite Element Method (FEM). The case studies consist in: the large masonry blocks laid almost dry of the ancient suburban bath of Hierapolis (TK); the thin wooden vault and wooden timbers roof of the large sloping Baroque roofs, both belonging to the seventeenth century Castle of Valentino in Turin; the latest is the reinforced concrete vault of the Paraboloid of Casale Monferrato (AL). AUTORE Filiberto Chiabrando Filiberto.chiabrando@polito.it Elisabetta Donadio elisabetta.donadio@polito.it Giulia Sammartana giulia.sammartano@polito.it Antonia Spanò antonia.spano@polito.it Dipartimento Architettura e Design Politecnico di Torino GEOmedia n

18 La manutenzione e riabilitazione di Francesco Fornari ITCOLD Comitato Italiano Grandi Dighe è un'associazione culturale e scientifica che si propone di promuovere ed agevolare lo studio di tutti i problemi connessi con le dighe, la loro realizzazione ed il loro esercizio. Due Gruppi di Lavoro hanno prodotto un indagine sulle esperienze riabilitative riguardanti le dighe e le opere idrauliche ad esse associate dando un quadro generale dello status del settore. L Osservatorio Permanente è finalizzato alla raccolta e alla diffusione di tutte le ulteriori attività realizzative messe in atto sul tema, favorendo il dibattito tecnico e la crescita del know how nella comunità degli associati. delle dighe ed opere idrauliche associate Fig. 1 Evoluzione realizzazione dighe. L età media delle dighe italiane è prossima ai 60 anni e supera anche i 70 anni se ci si limita alle Alpi come territorio di riferimento. La vetustà di queste opere risulta quindi confrontabile con la vita utile prevista in sede di progetto e pertanto la valorizzazione delle attività di esercizio, manutenzione, miglioramento o riabilitazione delle dighe esistenti ha trovato grande sviluppo, fino a prevalere sulle attività connesse alle nuove realizzazioni. Si pone quindi evidente la necessità di armonizzare la gestione di un patrimonio infrastrutturale tra i più importanti d Europa e che fornisce un supporto fondamentale allo sviluppo del nostro Paese soprattutto sul piano energetico e in termini di disponibilità della risorsa idrica con il quadro normativo di settore. Le grandi dighe in Italia Le prime dighe dell era moderna in Italia risalgono alla fine dell 800, a scopo potabile, Bunnari (SS-1879), la prima idroelettrica Trezzo d Adda (MI- 1906). L incremento nella realizzazione di nuove dighe si è avuto soprattutto nel periodo tra le due guerre mondiali, delimitato dalle stasi nei due periodi bellici, e tra il 1950 e il 1990 (Fig. 1). Attualmente le 534 dighe presenti sul territorio italiano risultano così disaggregate: 4 esercizio normale 402 4esercizio sperimentale 89 4fuori esercizio 25 4costruzione 11 Nella Tab n. 1 il dato numerico complessivo (534 grandi dighe) può anche essere disaggregato in funzione dell utilizzazione prevalente del serbatoio e associato al Volume totale dell invaso. Per completezza, si chiarisce che nel novero dei volumi totali sono conteggiati anche i circa Mm 3 determinati dagli sbarramenti regolatori dei 6 grandi laghi prealpini : Garda Maggiore Como Iseo Orta Varese, nella misura determinata dai sopralzi delle traverse. Il mantenimento delle condizioni di sicurezza Il mantenimento delle condizioni di sicurezza delle dighe viene operato, come per tutte le opere ingegneristiche, da un lato attraverso la raccolta di tutti i dati e le notizie sull opera e la valutazione del suo comportamento passato e presente in confronto agli obiettivi di progetto e dall altro promuovendo, in caso di riscon- 18 GEOmedia n

19 Tab. 1 - Dighe in base ad utilizzo. trate carenze, l adozione di interventi manutentivi finalizzati ad accrescere la capacità di resistenza delle strutture alle azioni considerate e quindi alla riabilitazione dell opera nei confronti delle originarie condizioni di progetto. L attività del controllo delle condizioni di sicurezza viene effettuato dai Concessionari delle dighe, ma disciplinato dall Autorità di controllo; le attività manutentive e quindi riabilitative vengono preliminarmente disposte ed approvate dall Autorità di controllo, ma sono programmate ed attuate dai Concessionari. Le attività manutentive e riabilitative Le attività che i Concessionari, sotto la vigilanza dell Autorità di controllo, eseguono per garantire l esercizio in sicurezza delle opere di sbarramento loro affidate possono riassumersi in: - Attività di monitoraggio, per la verifica della risposta dell opera alle sollecitazioni di progetto; - Attività di manutenzione, per consentire all impianto di ritenuta di continuare a svolgere efficientemente la funzione prevista dal progetto approvato senza innovare lo stato di fatto; - Attività di riabilitazione, per il recupero delle caratteristiche di sicurezza o funzionalità dell impianto di ritenuta, previste dal progetto approvato, ovvero per il miglioramento delle medesime caratteristiche ovvero per il loro adeguamento ai requisiti prestazionali richiesti per le nuove costruzioni. Gli interventi di riabilitazione L esame di una diga finalizzato alla valutazione del suo comportamento immediato e nel prosieguo degli anni di esercizio, deve tenere conto delle precipue caratteristiche dei diversi fattori che caratterizzano l opera ed incidono sul suo comportamento. Fra questi ve ne sono alcune che potremmo considerare praticamente intangibili ed invariabili, degli a priori, a parte le dovute eccezioni: - l ubicazione - la tipologia - le dimensioni - le scelte progettuali - le caratteristiche dell ambiente coinvolto - le metodologie costruttive adottate - la qualità esecutiva conseguita Altri sono invece da considerarsi evolutivi: - le variazioni antropiche del territorio - le trasformazioni socio-economiche - il progresso tecnologico - lo sviluppo normativo - le istanze di variazione nell utilizzo delle risorse - le disponibilità economicofinanziarie - le scelte politiche Motore di un attività di riesame di uno sbarramento sono le anomalie del comportamento strutturale o di esercizio, nonché gli eventuali segnali di non conformità delle opere e dell ammasso roccioso costituente l imposta ed i versanti dell invaso. Fra questi i principali sono senz altro: - l effetto indotto da eccezionali eventi naturali - il degrado strutturale e/o dei sistemi operativi - alterazione dei materiali - le anomalie segnalate dal sistema di monitoraggio - i segni di spostamenti anormali, specie se soggetti a possibile evoluzione - eventuali modifiche alle condizioni di esercizio - l incidente da malfunzionamento o errore umano - la verifica della risposta dell opera a sollecitazioni non oggetto della progettazione originaria Le attività dei gruppi di lavoro ITCOLD Riabilitazione delle dighe Il gruppo di lavoro sulla Riabilitazione delle dighe in Italia si è formato all inizio del 2008 con una prima fase di approfondimento tematico da cui è discesa la definizione degli obiettivi e della tempistica. La raccolta delle informazioni ha richiesto più di due anni, al termine dei quali si sono potute tirare le conclusioni esposte nel corso della Giornata di studio ITCOLD del 16 maggio L attività sta proseguendo attraverso un Osservatorio permanente attivato a valle dei primi positivi riscontri. Nel corso del censimento si sono manifestate non poche difficoltà nella raccolta dei dati relativi agli interventi soprattutto per l estrema frammentazione dei Concessionari irrigui ed idropotabili. Nonostante tutto, la consolidata comunità dei tecnici che si occupano di queste tematiche, ha fornito elementi che si ritengono sufficienti a raffigurare un quadro ben rappresentativo di questa importante tematica. Lo screening Tab. 2 - Classificazione degli interventi GEOmedia n

20 dei dati raccolti consente di completare la seguente tabella in cui gli interventi sono classificati per il periodo in cui sono stati eseguiti e per categorie tipologiche (Tab. n. 2). In diversi casi gli interventi su di un opera hanno riguardato diversi aspetti della stessa e quindi si può dire che le dighe oggetto delle attività di riabilitazione sono state 166 pari al 41% del totale. Per quanto riguarda il periodo in cui sono stati eseguiti, è notevole l incremento degli interventi negli anni più recenti, tanto da non poter essere giustificato con il solo analogo incremento dell età degli impianti. L interpretazione non può non richiamare la già segnalata maggior attenzione volta allo sviluppo di attività che prolunghino la vita utile degli impianti ma anche ulteriori norme disponenti maggiori e ulteriori parametri di sicurezza (Fig. 2). Ciò ha senz altro determinato una significativa evoluzione nel settore gestionale degli impianti, e in quello degli Organi di vigilanza. Molto interessante è anche la ripartizione delle dighe sul territorio italiano, rapportata agli interventi eseguiti. La concentrazione delle informazioni derivanti dall area Nord Ovest ancorché influenzata da un età media delle dighe più elevata e da una maggiore concentrazione di gestori idroelettrici, fa presupporre che esista ampio spazio per ulteriori segnalazioni di interventi effettuati e non ancora censiti (Fig. 3). Pur nella incompletezza delle Fig. 2 - Evoluzione temporale interventi riabilitativi. informazioni disponibili si può anche rilevare che il costo tipico degli interventi non si discosta significativamente da una cifra media intorno al milione di euro, cioè di un valore raramente superiore al 5% del valore presumibile dell opera al nuovo. Riguardo alle quattro macrocategorie in cui sono stati suddivisi gli interventi, si può sottolineare la prevalenza di interventi riguardanti la tenuta del paramento diga rispetto agli interventi sul corpo e, soprattutto, sull ammasso di imposta. Per valutare la significativa percentuale (28%) riferita agli organi di scarico, bisogna considerare le rivalutazioni idrologiche che hanno spesso portato all incremento delle onde di piena massime prevedibili, con l effetto di spingere i Concessionari ad intervenire per incrementare la sicurezza idraulica degli sbarramenti. Dal punto di vista delle parti di infrastruttura oggetto degli interventi, le quattro categorie individuate presentano tutte un buon numero di casi che verranno analizzati nel seguito (Fig. 4). Metodo di classificazione Tutta una serie di problematiche importanti e delicate riguardanti varianti anche sostanziali ad un progetto approvato e legate ad evidenze emerse in fase realizzativa o durante gli invasi sperimentali, non sono oggetto della presente indagine in quanto risolte prima del collaudo. E confermato anche da statistiche internazionali come una gran parte degli incidenti o dei grandi interventi correttivi anche nel campo degli sbarramenti, si concentri durante gli invasi sperimentali. In questa sede invece, vengono presi in esame quei provvedimenti adottati dai Concessionari nella fase di maturità di un opera e legati quindi alle evidenze che Fig. 3 - Distribuzione geografica interventi censiti. emergono nel periodo di vero e proprio esercizio. Gli interventi segnalati discendono dalle criticità riscontrate sullo sbarramento in esercizio. Tali interventi si possono organizzare in: - carenze strutturali - inadeguatezza delle opere di scarico - instabilità del territorio circostante Carenze strutturali A questa categoria appartengono oltre il 60% delle segnalazioni e sono così ulteriormente articolabili: - carente assetto statico - insufficiente tenuta idraulica del corpo diga e/o dello schermo in fondazione - insufficiente sistema di drenaggio - inadeguata risposta alle azioni esterne (temperatura) o interne (trasformazioni chimiche). a) Carente assetto statico Si tratta evidentemente del caso più significativo, in quanto prefigura un potenziale carente equilibrio strutturale in determi- Fig. 4 - Macrocategorie di intervento 20 GEOmedia n

21 Fig. 5 - Diga Camposecco (ENEL- VB): paramento in geomembrana (PVC) Fig. 6 - Diga Lago Baitone (ENEL - BS): nuovo paramento in cls Fig. 7 - Diga S. Giacomo (A2A SO): integrazione schermo drenante nate situazioni di sollecitazione in funzione della configurazione dell opera. b) Insufficiente tenuta idraulica corpo diga e schermo La tenuta idraulica di uno sbarramento è contributo essenziale alla sua funzionalità, ma anche protezione nei riguardi di indesiderate ed anche pericolose filtrazioni in corpo diga o nell ammasso costituente la sua imposta. Si tratta di una caratteristica difficile da preservare nel tempo, perché frutto di un complesso di dispositivi soggetti ad importanti sollecitazioni da parte dell ambiente esterno. c) Insufficiente sistema di drenaggio Argomento strettamente legato a quello precedente è indubbiamente il corretto dimensionamento del sistema di drenaggio in corpo diga ed in fondazione. Nel corso dell esercizio dell opera, in correlazione all efficienza del sistema di impermeabilizzazione, questo apparato costituisce un elemento essenziale per l evacuazione corretta delle permeazioni ed il controllo delle sottopressioni sul piano di fondazione e nell ammasso di imposta. d) Inadeguata risposta alle azioni esterne o interne In questa categoria rientrano una serie di fenomeni quali: - lesioni o deformazioni anomale per sollecitazione termica - rigonfiamento corpo diga per sviluppo reazione alcaliaggregati - impoverimento del legante per progressivo dilavamento Inadeguatezza organi di scarico A questa categoria appartengono circa il 28% delle segnalazioni e sono così ulteriormente articolabili: - insufficiente dimensionamento - inadeguatezza organi di intercettazione - inadeguata risposta alle azioni esterne (materiale flottante o sedimentato) A ciò ha certamente contribuito l esperienza di esercizio e l evoluzione degli studi idrologici con un livello di oggettività maggiore rispetto al concetto di piena di progetto su cui la gran parte delle dighe era stata dimensionata. La tendenza generale è oggi di privilegiare scarichi di superficie a soglia libera e con luci ampie in modo da ridurre i rischi di occlusione da materiale galleggiante. L ampia problematica legata ai copiosi fenomeni di interrimento che interessano una non trascurabile percentuale delle dighe non solo italiane, porterà nel medio termine a valutare interventi integrativi miranti ad una migliore esercibilità dei serbatoi anche attraverso condivise operazioni di gestione dei sedimenti disciplinate dal Progetto di Gestione dell invaso. Una categoria di recente sviluppo è poi quella degli organi dedicati al rilascio del Deflusso Minimo Vitale che in qualche caso si configurano come vere e proprie opere accessorie nel corpo diga. Instabilità del territorio circostante Si tratta generalmente di problemi connessi all instabilità di aree più o meno importanti del territorio circostante lo sbarramento o l invaso con esso realizzato. A modesti fenomeni localizzati, di facile soluzione, si affiancano casi in cui le aree e i volumi di versante soggetti a frana o a deformazioni gravitative, raggiungono valori importanti e richiedono interventi anche drastici. Il complesso delle segnalazioni in merito, allo stato censite, interessano circa il 15% del parco dighe nazionale. Opere idrauliche Fig. 8 - Diga Poglia (EDISON BS) : taglio di nuovo giunto strutturale Fig. 9 - Diga Pian Sapeio (TIRRENO POWER GE): riprofilatura sfioratori Fig Diga Beauregard (CVA AO): parziale demolizione GEOmedia n

22 associate alle dighe Il documento, presentato nel 2012, ha voluto rappresentare lo stato dell arte relativamente alla sicurezza delle opere idrauliche analizzandone gli aspetti relativi a: - Attività di controllo; - Scenari d deterioramento; - Tipologie dei degradi della opere; - Interventi di manutenzione e riabilitazione Il Gruppo di Lavoro, dopo una fase di indagine su ampia base di segnalazioni fornite dai gestori e dai progettisti, ha proposto una sintetica rassegna delle opere che costituiscono un impianto di derivazione idrica qualunque ne sia la finalità; irrigua, potabile, idroelettrica o industriale. Le opere sono state trattate con riferimento alla loro funzione e sono state pertanto suddivise nelle seguenti categorie: - Opere di presa - Opere di derivazione e scarico (canali, gallerie, ponti canali, ); - Elementi di disconnessione (pozzi piezometrici, vasche di carico); - Condotte forzate Dopo una trattazione analitica della casistica di degradi emersa dall indagine e delle migliori tecnologie adottate per correggerli, è stato prescelto un ristretto numero di case histories che fosse adeguatamente rappresentativo della materia: L esperienza dei gestori idroelettrici mette in luce come le opere di adduzione a valle delle dighe siano per la loro stessa estensione ed articolazione, più frequentemente soggette a criticità dovute a fenomeni di instabilità del territorio circostante (fig. 11) e degrado dei materiali (fig. 12). Importanza delle riabilitazioni Il quadro della tematica riabilitativa, come seppur sinteticamente enunciato nei capitoli precedenti, è quanto mai articolato. La molteplicità delle problematiche che si pongono durante la lunga vita delle dighe è ben più ricca di spunti e sfumature di quanto non si possa schematizzare in uno studio come quello presente; ogni opera di sbarramento costituisce un unicum con il territorio che la ospita senza contare il peso che assume il contesto climatico. Altro fattore talvolta determinante è il contesto in cui chi gestisce la diga si trova ad analizzare una anomalia e a progettare un possibile rimedio. Nel descrivere il quadro che emerge da oltre 40 anni di interventi di riabilitazione emergono evidenti i fenomeni evolutivi dettati da un know-how che via via si è affinato anche in relazione ad una maggiore esperienza, più approfondite analisi e maggiore attenzione ai volumi di spesa. In generale, laddove le informazioni sui singoli interventi lo hanno consentito, è stato espresso un giudizio positivo sull efficacia delle attività messe in campo, ma tale quadro va preso con la dovuta prudenza vista la lentezza con cui si sviluppano i fenomeni di deterioramento per grandi opere quali le dighe. Da notare come, secondo le testimonianze di chi ha collaborato al Gruppo di Lavoro, quasi sempre si sono risolti efficacemente problemi anche gravi all origine degli interventi messi in atto con costi variabili ma sempre al di sotto del 5% del valore di ricostruzione dell opera. Tab. 3 - Case Histories interventi su opere idrauliche. Elementi di riflessione Il quadro che emerge da questa seppur incompleta indagine statistica evidenzia come la materia presenti una notevole ricchezza di spunti di approfondimento; alcune domande possono indirizzare ulteriori sviluppi di ricerca: - Gli interventi posti in essere sono stati risolutivi? - Le tecnologie a suo tempo adottate sono ancora attuali? - Che tempi e quante risorse sono state investite nella fase di analisi pre-intervento? - Si può parlare di best practices? Quanto sono note alla comunità tecnica formata dai gestori, consulenti, autorità tutorie, atenei? - L evoluzione normativa ha indirizzato positivamente gli investimenti nell ambito della sicurezza dighe? L Osservatorio Permanete Fig Cedimento di un canale. 22 GEOmedia n

23 Fig Danneggiamento e corrosione su condotta in CAP Il Gruppo di Lavoro Riabilitazione Dighe ha prodotto 76 schede di intervento già presentate nel 2012; ad esse se ne sono aggiunte nel frattempo altre 42 raccolte nell ambito dell Osservatorio Permanente. Nelle schede sono riportate descrizioni sintetiche dei lavori eseguiti per la riabilitazione di dighe in Italia ( Fig. 13). Sulla base dei dati raccolti e precedentemente presentati, risulta che il numero complessivo degli interventi riabilitativi, indipendentemente dalla loro importanza, è di 210 su 166 dighe cui corrisponde il 41% delle dighe italiane in esercizio senza limitazioni. Oltre la metà di questi interventi sono stati eseguiti negli ultimi 10 anni, fatto dovuto sicuramente non solo all incremento di età degli impianti, ma anche alla maggiore attenzione dedicata da parte dei soggetti coinvolti al prolungamento della vita utile degli stessi. Si segnala inoltre come gli interventi di riabilitazione che attengono a problematiche connesse all ammasso di fondazione sono solo il 5%, in contrasto con la casistica internazionale in cui queste criticità sono prevalenti. In Italia emergono invece come predominanti gli interventi per il recupero dell impermeabilità del corpo diga, che rappresentano il 33% del totale di cui circa il 60% con interventi parziali ed il restante 40% con rifacimenti completi. Questi interventi riguardano una frazione significativa dei lavori di ripristino effettuati sulle 402 grandi dighe italiane in effettivo esercizio. L attività del Gruppo di Lavoro prosegue con un Osservatorio permanente che si occupa di mantenere aggiornata, ed eventualmente di completare, la documentazione ad oggi raccolta. Considerazioni conclusive Nel concetto di riabilitazione è implicito uno sviluppo delle potenzialità di un impianto per incrementarne la performance ma anche la sicurezza rispetto all ambiente circostante. E un tema di attualità in tutta Europa dove l età media degli sbarramenti ha superato i 60 anni con un nutrito drappello ultrasecolare. Nel recente Simposio del Club Europeo ICOLD tenutosi a Venezia lo scorso aprile (1), almeno 25 delle memorie presentate facevano esplicitamente riferimento a temi riabilitativi. E risultato evidente ai partecipanti del meeting come l ormai diffusa sensibilità per la conservazione dell ambiente, l innalzamento dei livelli di sicurezza richiesti e lo sforzo di privilegiare forme di produzione energetica ecocompatibili stia diffusamente spingendo il nostro continente ad una nuova giovinezza dello stoccaggio delle acque, ambito che per lunghi decenni era uscito dall attenzione degli investitori e delle pubbliche autorità. Altro punto importante riguarda il problema delle risorse economiche destinate al mantenimento del patrimonio infrastrutturale rappresentato dalle dighe e dalle opere di derivazione ad esse connesse. Come detto nell introduzione le grandi dighe sono infrastrutture che nella maggioranza dei casi modificano in maniera definitiva l assetto paesaggistico; superati gli scogli autorizzativi, le opposizioni locali, talvolta motivate, spesso pretestuose, le incertezze della fase realizzativa e gli invasi sperimentali, vanno a costituire una risorsa del territorio cui ben raramente la popolazione accetta di rinunciare. Queste vere e proprie miniere a cielo aperto, soffrono spesso del fatto che non sono più viste, a volte nemmeno dai Concessionari, come un opera speciale con le sue peculiari esigenze manutentive proporzionali al valore di reintegro del bene, ma come una porzione di un impianto industriale la cui vita utile è usualmente ben più esigua. Negli anni scorsi si è assistito ad una proliferazione di provvedimenti incentivanti lo sviluppo delle fonti rinnovabili. Tali iniziative, certamente efficaci, hanno determinato un boom di investimenti nel settore eolico, fotovoltaico, delle biomasse; anche l idroelettrico ne ha beneficiato parzialmente con una accelerazione nel rinnovo dei macchinari. L ambito delle grandi infrastrutture idrauliche è però stato solo sfiorato da tali interventi finanziari mentre ci sarebbe margine anche per riconoscere l elevato valore energetico da preservare in ambito idroelettrico, senza par- Fig Scheda tipo. GEOmedia n

24 lare di quanto siano strategiche le risorse ai fini idropotabili ed irrigui. Un articolo del comitato svedese evidenzia quanto sta avvenendo nelle economie mature: le competenze sono strettamente correlate con gli investimenti sia nello sviluppo sia nella gestione e manutenzione. Ad una ricrescita di interesse per la riqualificazione degli impianti corrisponde la richiesta di una maggiore competenza tecnica ma la sua disponibilità sconta i tempi fisiologici della formazione (fig.14). Quindi ogni sforzo di preservazione e sviluppo del know-how disponibile presso le strutture tecniche del settore va nella direzione di una valorizzazione di un bene prezioso. Azioni formative specifiche per le nuove generazioni, quali il coinvolgimento dei giovani ingegneri nell attività e nei gruppi di lavoro dell ITCOLD, possono certamente concorrere a raggiungere questo obiettivo. BIBLIOGRAFIA 1. ANIDEL Le dighe di ritenuta degli impianti idroelettrici italiani 2. F. Arredi Costruzioni idrauliche 3. F. Contessini Impianti idroelettrici 4. F. Contessini Dighe e traverse 5. G. Supino Reti idrauliche 6. Ass. Idrotercnica Italiana Cinquanta anni di ingegneria italiana dell acqua 7. U. Bellometti Condotte forzate idroelettriche metalliche, in calcestruzzo armato e precompresso 8. 9th ICOLD European Club Symposium Venezia 2013 Topic 2: Preservation and development of European hydraulic infrastructural system 9. Carlo Ricciardi, del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, Intervento alla Celebrazione Giornata Mondiale dell Acqua Torino 20 marzo 2013 Valorizzazione del patrimonio infrastrutturale delle dighe 10. 8th ICOLD European Club Symposium Innsbruck Topic A: Sustainability of Know How PAROLE CHIAVE Dighe; manutenzione; riabilitazione ABSTRACT ITCOLD Italian Committee on Large Dams is a cultural and scientific association that proposes him to promote and to facilitate the study of all the connected problems with the dams, their realization and their operation. The Italian patrimony in this field is of everything respect in the international panorama. The structures operating on our territory are over 500 with a 60 year-old middle age. The appointment of the technicians of the countries developed as ours is for the most turned to the maintenance, to the increase of the safety and the optimization of this typology building that it is often by now considered integral part of the natural environment in which is inserted. Two Groups of Job have produced an investigation on the experiences concerning rehabilitation of the dams and of the hydraulic works to them associate giving a general picture of the status of the sector, The Permanent observatory is finalized to the harvest and the diffusion of the whole further refurbishment activities applied right now, favoring the technical debate and the growth of the know how in the community of the associates. AUTORE Francesco Fornari francesco.fornari@enel.com ENEL S.p.A., Corso Regina Margherita, Torino Fig Trend degli investimenti, dei costi di manutenzione e delle competenze in Svezia. 24 GEOmedia n

25 FIBER MANAGER TUTTA LA TUA RETE A PORTATA DI MANO GESTISCI L INFRASTRUTTURA CON UN SOLO GEODATABASE INTEGRATO Con FiberManager puoi gestire le reti di telecomunicazione con un unico geodatabase che consente la visione globale ed integrata dell intera infrastruttura di rete. In questo modo hai a disposizione uno strumento di business intelligence geografica centralizzato, da cui puoi estrarre tutti i report, gli schemi e i documenti necessari a progettare, costruire, sviluppare e gestire la tua rete nel modo più efficace possibile. FiberManager mette a fattor comune la piattaforma GIS leader nel mondo con il modello dati e le funzionalità smart implementate da una community network di aziende di telecomunicazioni operanti in vari paesi nel mondo. FiberManager è una verticalizzazione della suite ArcFM di Schneider Electric, di cui Sinergis è rivenditore esclusivo in Italia. GEOmedia n

26 Il lago di Poyang Nell immagine satellitare di questa settimana viene mostrato il lago di Poyang, che si trova nella Cina meridionale e costituisce il più grande bacino di acqua dolce della nazione. È situato più esattamente nella provincia di Jiangxi e realizza un habitat molto importante per la migrazione delle gru siberiane, della quale molti esemplari trascorrono proprio in quest area la stagione invernale. Il lago ospita anche la specie in via di estinzione detta focena senza pinna, un mammifero d acqua dolce noto per il suo elevato quoziente di intelligenza. Nel timore che potesse raggiungere presto líestinzione lo scorso anno la focena ha fatto notizia quando il governo cinese ha deciso di spostare 8 esemplari della specie dal lago di Poyang in due habitat più sicuri, con l obiettivo di accrescerne la riproduzione negli anni a venire. Uno studio condotto su questo tema ha dimostrato che -senza interventi- il decremento della popolazione porterà alla estinzione entro il Dal punto di vista della popolazione umana quella di Poyang è una delle più importanti regioni della Cina dove si produce riso, sebbene gli abitanti locali debbano fare i conti con consistenti cambiamenti stagionali nel livello dell acqua. Scienziati del posto, in collaborazione con ESA attraverso il programma Dragon, hanno identificato un calo complessivo del livello dell acqua nell ultimo decennio, ma il fenomeno climatico noto come El Nino ha determinato all,inizio di quest anno un incremento dei livelli di precipitazione che a loro volta hanno portato ad una crescita dei livelli idrici del lago. Le immagini radar di Sentinel-1 sono state utilizzate per monitorare l evoluzione del lago, come nel caso dell immagine che pubblichiamo, immagine ottenuta dalla combinazione di due scansioni radar eseguite il 7 ed il 19 marzo scorso. Questa immagine è anche disponibile presso l Earth from Space video programme. Credits: ESA. Traduzione: Gianluca Pititto

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28 Emergenza sull Himalaya di John Stenmark Subito dopo il devastante terremoto dell aprile 2015 in Nepal, gli sforzi si sono concentrati nell aiuto alle vittime e ai superstiti. Un piccolo team di scienziati ha però lavorato dietro le quinte per mettere in sicurezza alcuni dati utili per investigare le cause del terremoto ed aiutare la popolazione a prepararsi ai prossimi eventuali eventi sismici. Fig. 1 - Una casa distrutta nei pressi della stazione GPS KKN4. Il terremoto Gorkha ha coinvolto migliaia di abitazioni: i danni sono stati peggiori nelle zone rurali, dove la costruzione non è regolamentata. È una storia vecchia 180 milioni di anni. L incessante movimento delle placche crostali in Asia meridionale provocò la subduzione della placca oceanica sotto il Tibet meridionale, più a nord. La collisione tra le due placche corrugò la crosta, spinse verso l alto la roccia e creò una delle più grandi catene montuose del pianeta, l Himalaya. Oggi l Himalaya domina il nord-ovest dell India, il Nepal, il Kashmir, il Bhutan e il sud-ovest della Cina, compreso il Tibet. La collisione, che continua ancora oggi, è tutt altro che leggera. Il subcontinente indiano, scivolando sulla placca oceanica, si muove verso nord di circa 4 cm all anno. Il movimento viene per metà assorbito dall Himalaya, che così accresce le sue montagne, mentre la restante energia schiaccia la roccia lungo i margini delle due placche in corrispondenza della faglia. Di tanto in tanto la roccia rilascia l energia accumulata e si frantu- 28 GEOmedia n Fig. 2 - Una mappa delle stazioni GPS CORS in Nepal e, in arancione, l area della frattura provocata dal terremoto Gorkha. I GPS e i sensori sismici all interno della zona del terremoto hanno permesso di studiare dettagliatamente gli effetti del sisma.

29 Fig. 3 - Jeff Genrich (Caltech, a sinistra) e Mike Fend (UNAVCO) posano, assieme a Ritu Vayda (a destra), di fronte ai pezzi di ricambio all interno del laboratorio della Toyota Nepal: Vayda e suo marito Suraj hanno così messo a disposizione un luogo sicuro nei pressi dell aeroporto. (Foto: John Galetzka) hanno entrambi prodotto uno spostamento di 3.5 m. Per eseguire le loro analisi, Bilham e gli altri scienziati si affidano a dei sensori in grado di raccogliere dati sul movimento della crosta. Dagli anni Novanta, una rete di più di due dozzine di stazioni di riferimento GPS continue (CORS) raccoglie informazioni sui movimenti delle placche in Nepal. Tutto ciò che sappiamo sui terremoti passati è grazie all analisi dei danni agli edifici o all osservazione delle fratture formatesi in superficie, afferma Bilham. Oggi, grazie alla tecnologia GNSS e ad altri sistemi, siamo in grado di misurare vima, provocando un terremoto. Il 25 aprile 2015, nel Nepal centrale, 15 chilometri sotto la superficie terrestre e circa 80 chilometri a nord-ovest di Kathmandu si è verificata una frattura del genere. Il terremoto di magnitudo 7.8 che ne è scaturito ha provocato 9000 vittime, feriti e ha distrutto o danneggiato innumerevoli edifici e case. Quello dell aprile 2015 non è stato il primo terremoto ad aver scosso il Nepal e, purtroppo, non sarà l ultimo. Le caratteristiche del sisma e il modo in cui potrà essere studiato rappresentano un opportunità per comprendere possibili futuri eventi sismici nella regione. comune. Bilham fa notare come un terremoto di magnitudo 8.4 registrato nel 1934 sembri effettivamente la ripetizione dell evento del 1255: i due eventi sismici hanno lo stesso epicentro e hanno prodotto importanti fratture superficiali oltre a danni notevoli. Allo stesso modo, l evento del 2015 (chiamato anche Terremoto Gorkha), è molto simile ad uno verificatosi nel 1833: quel sisma (stimato di magnitudo 7.7) e il terremoto Gorkha (magnitudo 7.8), possiedono lo stesso epicentro e I dati a 5Hz, di fondamentale importanza per comprendere l evento sismico, andavano scaricati subito dopo il terremoto, prima che venissero sovrascritti La misura esatta della faglia Secondo Roger Bilham, geofisico all Università del Colorado, i terremoti in Nepal non possono certamente essere previsti ma di certo non giungono inattesi. Il terremoto più antico mai registrato in Nepal avvenne nel Da allora, si sono verificati almeno dieci sismi di magnitudo 6.3 o maggiore. Gli scienziati hanno notato che gli eventi nella regione si verificano ad intervalli più o meno regolari e che, oltre agli epicentri, hanno anche delle caratteristiche in Fig. 4 - Roger Bilham accanto ad una fessura nel terreno di quasi 1 metro prodotta dal terremoto del 25 aprile. Data l entità del sisma, Bilham si aspettava danni maggiori. (Foto: John Galetzka). GEOmedia n

30 brazioni e movimenti. I sensori sismici sono ottimi per rilevare movimenti leggeri e per individuare movimenti relativamente piccoli ad alte frequenze, ma calcolare gli spostamenti sulla base dei dati di accelerazione non può definirsi una scienza esatta. Inoltre, i sensori sismici tendono a saturarsi in presenza di movimenti più ampi, come durante un grande terremoto. Sfruttando il GPS per misurare gli spostamenti nell ordine dei centimetri o superiori, i ricercatori hanno a disposizione sensori complementari grazie ai quali ottenere un quadro d insieme dei movimenti tettonici e degli effetti dei terremoti; solitamente, i sensori sismici e le stazioni GNSS vengono posizionati assieme. Sebbene la presenza di reti GNSS e di sensori sismici presso le aree soggette a terremoti sia una cosa abbastanza comune, la rete GNSS dispiegata in Nepal presenta delle caratteristiche uniche che permettono di misurare gli effetti dei terremoti lungo le zone di subduzione. Bilham fa infatti notare come, nei recenti terremoti in Giappone, in Cile e a Sumatra, le fratture nella faglia siano avvenute lungo le coste, dove non era possibile usare la tecnologia GNSS per misurare il movimento sui margini della faglia. Ma in Nepal, dove mare non ce n è, i sensori GNSS disposti sulla placca indiana e quella asiatica sono invece in grado di misurare con esattezza gli spostamenti provocati dai terremoti. Al fine di ottenere un quadro generale degli spostamenti, i ricevitori GNSS posizionati in Nepal acquisiscono e immagazzinano infatti dati a differenti velocità. Quelli acquisiti ad intervalli di 15 secondi sono utili per fornire informazioni sul normale, lento movimento della placca nei mesi e negli anni. Ma i dispositivi in Nepal sono anche in grado di eseguire acquisizioni a 5Hz, ovvero 5 volte al secondo, al fine di ottenere informazioni dettagliate sul terremoto proprio mentre questo si verifica. Purtroppo, però, quando il terremoto Gorkha ha colpito e si è avuto urgentemente bisogno dei dati, le frane e i danneggiamenti da esso provocati hanno reso il recupero dei dati praticamente impossibile. E l unica persona in grado di farlo si trovava dall altra parte del pianeta. Un recupero di dati sotto pressione Se cercate qualcuno disposto a viaggiare verso luoghi remoti per lavorare con dispositivi elettronici avanzati in condizioni Fig. 5 - Vista dall elicottero dei danni subiti dalla stazione GPS francese GUMB. Né il ricevitore GPS né l antenna hanno subito danni. estreme, allora John Galetzka è l uomo che fa per voi. Con alle spalle un addestramento militare nel corpo dei Rangers degli Stati Uniti e una laurea in Scienze della Terra, Galetzka ha installato reti GNSS in tutto il mondo. Allo USGS (U.S. Geological Survey), Galetzka è stato artefice della creazione del California Integrated GPS Network (SCIGN). Ha collaborato con l Osservatorio sulla Tettonica del Caltech (California Institute of Technology) lavorando sulle reti GNSS di Sumatra, del Nepal, del Cile e del Perù. Nei 10 anni passati in Nepal, Galetzka ha installato 28 stazioni GNSS per il Caltech più una ventinovesima per un centro di ricerca francese (all incirca altre 20 stazioni CORS in Nepal vengono gestite da altri enti, sempre sotto l egida del Dipartimento di Geologia e delle Miniere nepalese). Nel 2013 Galetzka, sapendo che i fondi a disposizione del Caltech sarebbero presto terminati, passò un anno ad installare nuove batterie e a modernizzare le stazioni GNSS del Caltech in Nepal (le stazioni erano equipaggiate con ricevitori Trimble NetRS, NetR8 e NetR9). Col permesso del governo nepalese, Galetzka installò dei modem basati su rete cellulare per inviare i dati raccolti dai GPS ai server negli Stati Uniti via FTP. I dati raccolti con una cadenza di 15 secondi potevano essere age- Non ci era mai capitato di avere a disposizione dati simili 30 GEOmedia n

31 volmente inviati tramite la rete cellulare ma il volume dei dati a 5Hz era troppo grande per la ridotta banda a disposizione. Galetzka configurò così una parte della memoria dei ricevitori Trimble per archiviare settimane di dati acquisiti a 5Hz. La restante memoria fu destinata all archiviazione delle acquisizioni a 15 secondi nel caso che la rete cellulare fosse andata giù durante un terremoto. In presenza di un evento sismico, i dati di spostamento acquisiti ogni 15 secondi sarebbero rimasti a disposizione anche dopo settimane o mesi, spiega Galetzka. Quelli a 5Hz, di fondamentale importanza per comprendere l evento sismico, avrebbero invece occupato la memoria molto rapidamente. Era necessario dunque scaricarli subito dopo il terremoto, prima che venissero sovrascritti da dati più recenti. Nel periodo tra l ultima visita di Galetzka e il terremoto Gorkha la connessione alla rete cellulare di molte stazioni CORS si era intanto interrotta. Al momento del terremoto solo nove stazioni stavano effettivamente inviando dati, lo stato delle altre era sconosciuto. Al fine di comprendere l esatto comportamento della faglia, gli scienziati oltre a dover recuperare i dati a 5Hz prima che venissero sovrascritti avevano quindi bisogno di ottenere anche i dati relativi alle acquisizioni a 15 secondi. Quando il terremoto Gorkha colpì, Galetzka si trovava in Messico per conto del suo nuovo datore di lavoro, la UNAVCO, un consorzio nonprofit che promuove la ricerca e la formazione in scienze della Terra attraverso la geodesia. Guardai il telefono e notai una serie di piccoli terremoti in Nepal, ricorda Galetzka. Continuai a scorrere fino a che individuai la scossa più grande. Se ricordo bene, all inizio l USGS lo definì come un evento di magnitudo 7.9. Svegliai il mio Fig. 6 - I dati GPS a 5Hz della stazione NAST mostrano un grande spostamento iniziale ed una conseguente vibrazione. (I dati GPS sono stati forniti da Jianghui Genge, Yehuda Bock e il gruppo di studio GPS Scripps Institution of Oceanography (progetto finanziato dalla NASA AIST) sulla base dei dati del Caltech Tectonics Observatory/Nepal National Seismological Centre GPS stations). collega, Luis Salazar, ed entrambi rimanemmo scioccati dalla forza del terremoto. Mi fermai per qualche secondo poi dissi a Luis: Devo andare in Nepal. Quattro giorni dopo Galetzka sarebbe arrivato a Kathmandu. Nel frattempo che Galetzka si organizzava per andare in Nepal, la macchina degli aiuti internazionali si era già messa in moto. I paesi del mondo inviavano verso la regione colpita dal terremoto squadre di soccorso, scorte sanitarie e di cibo e ripari. Contemporaneamente agli aiuti umanitari, la comunità scientifica iniziava ad organizzare il personale e gli equipaggiamenti necessari per mettere al sicuro i dati di natura geofisica. Una delle risposte più efficaci giungeva dalla Trimble, che mise a disposizione i fondi necessari per permettere che un elicottero raggiungesse le stazioni GNSS più remote. L azienda donò anche sette stazioni di riferimento GNSS Trimble NetR9 per rimpiazzare l equipaggiamento datato o rovinato e svolgere così il monitoraggio post-sismico. Fu Mike O Grady della Trimble, che vanta una grande esperienza in Asia, a portare a mano i dispositivi a Kathmandu ed a partecipare alle operazioni. Nei giorni immediatamente successivi al terremoto, le esigenze umanitarie ebbero la priorità rispetto a quelle scientifiche. Elicotteri privati e militari furono impegnati in moltissime missioni. Migliaia di persone si rifugiarono sotto le tende, non perché le loro case fossero state distrutte, ma per paura di altre scosse. La paura aumentò quando, il 12 maggio, un terremoto di magnitudo 7.3 con epicentro a nord-est di Kathmandu, uccise più di 200 persone e diede il via a un nuovo sciame sismico. Galetzka, ormai in Nepal, fu tempestato di domande di amici e persone per strada: Cosa accadrà oggi? Ci saranno altri terremoti e altri sciami? La scossa principale deve ancora arrivare? Cosa ci dicono i dati GNSS? I primi giorni di Galetzka in Nepal furono molto confusi. Tipicamente, la giornata cominciava verso le due o le tre del mattino. Ricordo che all inizio mi svegliavo a causa del fuso orario. In seguito accadeva a causa della tensione. Una scossa secondaria poteva svegliarti nel cuore della notte e ti impediva di riaddormentarti. Pensavi solo al da farsi. Ogni mattina presto Galetzka e i suoi colleghi andavano all aeroporto per verificare la disponibilità dei velivoli. Se uno degli elicotteri non era impegnato in attività umanitarie lo GEOmedia n

32 usavano qualche ora per raggiungere una stazione GNSS e scaricarne i dati. Se la stazione non trasmetteva dati la riparavano e la rimettevano online. Se non riuscivano a risolvere il problema la sostituivano con un nuovo dispositivo e portavano quello difettoso a Kathmandu da O Grady il quale, in un laboratorio messo a disposizione dal rivenditore locale della Toyota, riusciva a recuperare i dati e ad aggiornare il ricevitore in modo da renderlo disponibile per la missione successiva. Il resto della giornata veniva impiegato a pianificare il da farsi per il giorno o la settimana successiva, si organizzavano missioni motorizzate per scaricare i dati delle stazioni più accessibili oppure si dava una mano su altri progetti. Ad esempio, Galetzka era uno dei pochi a conoscere l accelerometro per movimenti forti dello USGS installato all American Club e gestito dall ambasciata americana. Fu lui a recuperare i dati dallo strumento, che si rivelarono poi fondamentali durante l analisi della scossa a Kathmandu. Altri, compreso Bilham, eseguivano valutazioni sui danni, cercavano segni in superficie e aiutavano a recuperare i dati GNSS. La vista dagli elicotteri era impressionante. Nelle zone rurali, i danni ai villaggi erano molto pesanti, racconta O Grady. Le case di argilla e fango erano crollate. La maggior parte delle vittime erano concentrate nei villaggi montuosi. Le missioni in elicottero verso le stazioni GNSS comprendevano anche la consegna di provviste, scorte sanitarie e tende. Il pilota conosceva la zona e atterrava dove credeva ci fosse bisogno d aiuto. Lì scaricavamo i beni di prima necessità e poi proseguivamo verso i punti GNSS. Quando le squadre raggiungevano una postazione GNSS, c erano danni vari, ma in generale l integrità dei dati era buona. I ricevitori avevano ricevuto qualche colpo ma nessuno di essi era stato messo offline dal terremoto, afferma Galetzka. Niente fa pensare che sia stato il sisma ad aver messo fuori uso un ricevitore o che ne abbia danneggiato l antenna. I piccoli monumenti che avevamo usato erano molto solidi e hanno funzionato bene fornendo misure accurate dei movimenti del terreno. Abbiamo ottenuto degli ottimi risultati. Questo anche perché alcune delle stazioni si trovavano proprio sul margine della faglia. Non ci era mai capitato di avere a disposizione dati simili. Subito dopo il recupero i dati venivano preparati per una prima analisi. Bilham stabilì così che il terremoto iniziò a nord dove, molto in profondità la faglia subì uno spostamento di 5-6 metri. Quando la roccia rilasciò l energia accumulata si scatenò il sisma. Quando raggiunse Kathmandu, lo spostamento era dell ordine di qualche centimetro. Galetzka sfruttò queste informazioni per affinare la sua strategia di recupero dei dati GNSS. Visto che il terremoto provocò movimenti minimi nel Nepal dell ovest, diede alla stazioni GNSS lì dislocate una priorità minore. Risultati inaspettati I dati GNSS e quelli ottenuti grazie ai sensori sismici sono stati usati per esaminare il comportamento del terremoto e i suoi effetti. Allo USGS, Gavin Hayes ha sfruttato l accelerometro per grandi movimenti e i dati GNSS a 5Hz per determinare che, in meno di 5 secondi, la valle di Kathmandu si è sollevata di 60 cm e si è mossa verso sud-ovest di 1,5 m con velocità che hanno toccato i 50 cm/s. Nei successivi 60 secondi i sedimenti della valle hanno oscillato lateralmente con periodi di 4 secondi e un ampiezza tra i 20 e i 50 cm. La scossa ha creato delle fratture nel terreno in prossimità dell aereoporto. Alcuni video girati durante il terremoto hanno mostrato persone in difficoltà nel rimanere in piedi. Le analisi di Hayes hanno rivelato come le superfici che prima della scossa erano disposte orizzontalmente dopo si fossero inclinate verso sudovest, anche se per meno di un grado. La pista dell aeroporto di Kathmandu, ha notato Bilham, si è alzata di circa 50 cm e inclinata di 12 cm. C è un aspetto del terremoto Gorkha che ha sorpreso gli scienziati. Secondo il Dott. Ken Hudnut, geofisico allo USGS, la scossa a Kathmandu non è stata così violenta e devastante se si considera la tensione rilasciata durante la rottura della faglia. Data l energia coinvolta e le modalità di costruzione in uso nella zona, la maggior parte degli edifici ha subito danni sorprendentemente ridotti. Per Hudnut c è ancora bisogno di lavoro al fine di comprendere il movimento superficiale collegato al sisma e come il movimento dei sistemi di faglie sul piano possa tradursi in spostamenti superficiali. È inoltre importante comprendere se il terremoto Gorkha abbia aggiunto ulteriori stress alle altre faglie presenti in zona, cosa che potrebbe contribuire al verificarsi di futuri terremoti. Gli sforzi di Galetzka e degli altri serviranno per ottenere le informazioni di cui ha bisogno Hudnut. Dal momento che la maggior parte dei dispositivi GNSS precedentemente installati era in buono stato, le squadre hanno sfruttato i ricevitori GNSS donati dalla Trimble per stabilire dei nuovi punti di monitoraggio in luoghi altrimenti inaccessibili al solo segnale GPS. Non potendo arrivare in cima alle montagne, prima eravamo costretti ad installare le stazioni in vallate molto profonde. Le funzionalità GNSS dei nuovi ricevitori ci hanno permesso di acquisire, oltre al GPS, anche segnali 32 GEOmedia n

33 GLONASS, Galileo e Beidou, ha spiegato Galetzka. Avere sempre a disposizione un numero sufficiente di satelliti ha aumentato la precisione dei dati acquisiti. Un team dell Università di Cambridge è al momento al lavoro per installare dei sensori sismici in corrispondenza delle stazioni CORS. Le stazioni GPS e GNSS si stanno rivelando anche un vantaggio per gli ingegneri e i topografi nepalesi. Prima del terremoto, la rete geodetica nazionale era costituita da punti di controllo basati su rilievi tradizionali. Gli spostamenti superficiali provocati dal sisma hanno però reso inutilizzabili tutti i precedenti punti di riferimento. I topografi potranno ora impiegare i dati delle stazioni CORS per misurare nuovamente i punti e stabilire nuove coordinate legate ad un sistema di riferimento globale. La rete GPS del Nepal continua a monitorare i movimenti tettonici. I dati GPS permettono ai ricercatori di creare modelli relativi all accumulo di energia lungo i margini della faglia al fine di stimare la forza dei prossimi terremoti. Bilham, sottolineando l impossibilità di prevedere futuri sismi, lavora basandosi sulle informazioni relative alle modalità di accumulo dell energia durante il terremoto Gorkha. Si è trattato di un banco di prova in previsione di eventi futuri, afferma Bilham. Gorkha ha coinvolto una piccola parte dell Himalaya e ha portato all attenzione la necessità di rinforzare case ed edifici. Non si è trattato del peggior evento che può accadere ma sicuramente del peggiore che si verificherà nei prossimi venti anni. I geofisici potranno sfruttare le informazioni ricavate dal terremoto Gorkha per spingere le autorità locali ad adottare delle buone pratiche costruttive al fine di mitigare i danni e le vittime. Galetzka è d accordo. Si tratta sicuramente di una tragedia, ma ho ragione di credere che Kathmandu stavolta abbia schivato il colpo, dice. La gente lo sa. C è un sacco di energia tettonica ancora accumulata in quella parte di Nepal e che non è stata rilasciata durante il terremoto Gorkha. Per questo per me è importante comprendere cosa sia veramente successo e cosa questo significhi per la futura gestione del rischio terremoti in Nepal. PAROLE CHIAVE Terremoto; GNSS; GPS; gestione del rischio; geofisica; ABSTRACT Following April 2015's major earthquake in Nepal, massive efforts focused on providing aid to victims and survivors. Working behind the scenes, a small team of scientists scrambled to secure perishable data that could both explain how the quake occurred and help people prepare for the next one. AUTORE John stenmark john@stenmark.us GEOmedia n

34 TFA2016 Con il TECHNOLOGY for ALL 2016, la mediageo, società cooperativa specializzata nella divulgazione tecnico-scientifica delle tecnologie geomatiche, ha raggiunto l importante obiettivo di ampliare e consolidare il ciclo della propria comunicazione, ponendosi al centro delle richieste emergenti di un grande movimento formato da studenti, tecnici, ricercatori, professionisti, amministratori pubblici ed aziende. Partendo dal workshop ad immersione completa, realizzato con ogni tecnologia più avanzata testabile, nell Area Archeologica di Massenzio messa a disposizione dalla Sovrintendenza Capitolina, fino alla Conferenza ed alla illustrazione dei risultati dei test effettuati nell Auditorium, offerto dalla Biblioteca Nazionale Centrale di Roma, il TECHNOLOGYforALL, 34 GEOmedia n il Forum dell innovazione, si è svolto con successo attirando un gran numero di visitatori.

35 TFA2016 TECHNOLOGY for ALL 2016 si è sviluppato in 3 giornate con ben 14 attività operative in campo, circa 10 sessioni, più di 70 relazioni presentate, e 15 corsi di formazione e approfondimenti tecnici, oltre allo spazio espositivo per 28 aziende sponsor. Vogliamo ringraziare quanti hanno reso possibile la riuscita dell'intervento: la Sovrintendenza Capitolina, la Biblioteca Nazionale Centrale, i Relatori, I Moderatori, lo staff dell'organizzazione e naturalmente coloro che materialmente hanno reso possibile l evento, gli sponsor. Arrivederci alla prossima edizione del GEOmedia n

36 INTERGEO 2016 a cura della Redazione Fulvio Bernardini di GEOmedia e Ted Lamboo di Bentley IN TERGEO quest'anno si è svolto ad Amburgo dall'11 al 13 ottobre. Durante la cerimonia di apertura dell'evento, il professor Hansjörg Kutturer, presidente della DVW, che ha patrocinato l'edizione 2016 di Intergeo, ha sottolineato l'importanza della digitalizzazione nel settore geospaziale e in quello delle smart city. Nigel Clifford di Ordnance Survey ha portato l'esperienza di una delle principali agenzie cartografiche del mondo. Un'esperienza che deve fare i conti, al giorno d'oggi, con uno scenario costellato da applicazioni e bisogni diversi. Se, prima, la fortuna di un'agenzia come l'os era data dal mero possesso dei dati, oggi la differenza è data dal tipo di accesso che si garantisce ai dati stessi. Le sfide da affrontare sono molteplici ma OS sta sapendo reagire in maniera adeguata. Oltre ad essersi attestata come agenzia effettivamente proficua per il governo britannico, OS sta oggi portando avanti una serie di progetti paralleli in diversi ambiti, al fine di identificare delle linee guida per il settore geospaziale del futuro. Ron Bisio di Trimble ha puntato l'attenzione sui diversi aspetti che fanno una città smart. Passando in carrellata le diverse esperienze dell'azienda in vari contesti urbani a livello globale, Bisio ha mostrato come la tecnologia può aiutare a risolvere piccoli grandi problemi utili alla gestione di città più o meno complesse. Si è parlato anche di Italia relativamente al censimento dell'illuminazione pubblica in quel di Padova (GEOmedia ha dedicato un articolo a questa esperienza nel numero della rivista). INTERGEO è la principale fiera internazionale del settore geospaziale ed ogni anno viene ospitata in una città tedesca diversa. L'evento ha confermato la sua centralità sia dal punto di vista commerciale (531 espositori da 33 paesi, visitatori provenienti da 100 paesi) che da quello dei contenuti. Il messaggio che esce forte fa riferimento al concetto di digitalizzazione e ai suoi processi di acquisizione e sfruttamento dei dati. Sotto questo concettoombrello ricadono quelli di Geospatial/Industry 4.0, Smart City e BIM. La presenza di una rappresentanza italiana ha visto Italdron, che ha confermato l'intenzione di partecipare anche il prossimo anno, anche se il mercato dei droni rimane ancora di difficile lettura; la voce delle piccole-medie imprese produttrici è sicuramente importante ma le azioni delle grandi aziende possono altresì dare delle indicazioni importanti: Trimble ha annunciato di aver venduto a DelairTech la sua controllata Gatewing, l'azienda che produce il sistema ad ala fissa di Trimble, l'ux-5. Accordi tra Trimble e DelairTech fanno comunque in modo che l'ux-5 rimanga nel portfolio di strumenti proposti dall'azienda americana. Il team Trimble conferma: "Abbiamo ceduto Gatewing per soffermarci su quello che ci viene meglio e su quello che crediamo possa rappresentare il futuro del settore dei droni, ovvero la gestione del processo. Trimble punta oggi ad integrare i migliori software e le migliori strumentazioni sul mercato al fine di garantire all'utente finale un prodotto efficiente al 100%". Sugli scudi la nuovissima - e unica - applicazione per il riconoscimento delle condizioni dell'asfalto sviluppata da SITECO e gli aggiornamenti al software di elaborazione dei dati acquisiti da APR di Menci Software, sempre tra gli italiani presenti troviamo IDS, 3d Target, 3d flow, Euromed mapping, Gexcel, Helica, Sierrasoft, Scan&go, Aeronike e Analist Group. Intergeo 2017 si svolgerà dal 26 al 28 settembre presso la fiera di Berlino. 36 GEOmedia n

37 ASSOCIAZIONI Aperto il Concorso Barbara Petchenik 2017 Il Concorso Barbara Petchenik 2017 indetto dall International Cartographic Association è finalizzato a promuovere la cartografia e a stimolare la rappresentazione creativa del mondo nei bambini delle scuole primarie. Come in ogni concorso, le scuole interessate attraverso le insegnanti che dimostrano maggiore sensibilità verso la cultura cartografica devono partecipare al bando, allegato alla presente comunicazione o scaricabile direttamente dal sito dell ICA, inviando i disegni prodotti dalle classi che saranno esposti nella sede della Conferenza dove i migliori saranno premiati. Non è la prima volta che l Italia risulta vincitore: nel 2007 ha vinto una scuola fiorentina. Maggiori informazioni sul sito dell Associazione Italiana di Cartografia. (Fonte: aic) Elezione del consiglio direttivo AMFM Triennio Il Consiglio Direttivo nella seduta dello scorso 8 Luglio ha deciso di anticipare l elezione delle cariche per il triennio al prossimo mese di Dicembre. Le ragioni per un tale anticipo sono varie. Tra le altre, il desiderio di un ampliamento della partecipazione dei soci con l auspicato ingresso di nuovi membri nel C.D., che si troverebbe in tal modo ad essere operativo già da Gennaio Inoltre, l auspicato avvicendamento nel C.D. è atteso anche in vista dei nuovi programmi in via di definizione che vedono tra l altro l attenzione al coinvolgimento delle istituzioni e società del Sud Italia. Questa accelerazione di attività dell associazione quindi, e le opportunità che ne possono derivare hanno indotto a convocare l assemblea elettiva con circa sei mesi di anticipo. Il cronoprogramma: 20 ottobre 2016: data di inizio per la presentazione della candidatura 20 novembre 2016: data di chiusura per la presentazione della candidatura 1 dicembre 2016: assemblea per l elezione dei consiglieri. L assemblea si svolgerà a Roma presso la Facoltà di Architettura in Piazza Borghese 9 PRESUMIBILMENTE a partire dalle ore 13,00. Per sottomettere la propria candidatura compilare il form al link: (Fonte: AMFM) Rilievi batimetrici automatizzati Fotogrammetria delle sponde Acquisizione dati e immagini Mappatura parametri ambientali Attività di ricerca Vendita Noleggio - Servizi chiavi in mano, anche con strumentazione cliente

38 GUEST PAPER Geo-graphical Representation for Future Challenges in e.education This article is an opportunity to discuss how well investments in the development of surveying and mapping, through programmes such as GMES, may translate into operational, useful and relevant tools for environment professionals in the territory. by Agata Lo Tauro The Wealth of new geomatic applications has been developed over the last years using data from several instruments (e.g. the 4-tonne Japanese Advanced Land Observing Satellite ALOS, etc.). Under the terms of a cooperative agreement, International Research Institutions has been delivering data to users across Europe and Africa. In particular, some leaders in geomatic applications, have made significant contributions to the Earth Observation mission employing innovative algorithms for estimation of soil moisture from L-Band telemetry. Furthermore Member States have recently approved the new principles for the Sentinel Data Policy, which establishes full and open access to data acquired by the upcoming Sentinel satellite missions. The Sentinels comprise five new missions being developed by ESA specifically for the operational needs of the Global Monitoring for Environment and Security programme (GMES). GMES is an EC-led initiative to ensure the provision of Earth observation (EO) services that are tailored to the needs of users, both public policymakers and citizens, on a sustainable basis. As part of the ESA-led GMES Space Component, which guarantees access to a variety of EO data and the EC worked together to define the principles and implementation scheme of the Sentinel Data Policy. Land Use Sampling and Analysis The analysis includes thematic mapping, a flexible data base editor, formula editing, statistics, charting, matrix manipulation, network generation, models and algorithms, and hooks to external procedures. Novel Open Land cover analysis with temporal evolution of NDVI provides an example of thematic mapping in order to understand patterns and changes in risk zones. The implementation of algorithms for innovative classification methods, after choosing training sets describing environmental stress, water pollution and brownfields are the main task of the methodology: subdivision in cluster with an unsupervised algorithm or new implementations and identification of cluster typologies with a collection of spectral firms. This analysis has proven to be one of the most effective solution for the remote and accurate mapping of pesticides and monitoring their displacements. Despite the advances of the GIS based project, the processes involved in data fusion are still currently under development. The data fusion method will focus on enhancing the appearance of a hybrid high-resolution image to facilitate visual image exploitation. Cloud platform and open data Lowest costs, flexible scaling, increased reliability, and the decoupling of management at the operating system and application levels are just a few of the main benefits that Cloud Technology provide us. Single points of failure are eliminated with Cloud Web from not 38 GEOmedia n

39 GUEST PAPER only the software, but hardware levels as well. We can deploy, scale, or migrate entire servers in just a few moments, which is much faster than a traditional Web Hosting environment. No longer are Web Hosting servers tied to a physical machine. When you have an account with Cloud Web, your account is instantly, and constantly replicated across multiple machines and multiple storage locations. If your website is running on a physical server that crashes, it is instantly restarted on one that is available. You may have read about massive cloud failures with other companies, however many of those were due to a single point of failure on the underlying engine. Each one of our private clouds run off of an underlying engine, or distribution server which manages the applications running on each cloud and physical server. In Cloud Web, we replicate this engine in real time across multiple physical machines so in the event of a failure, the backup engine is automatically and instantly restarted on another server. Our custom implementation provides the benefits a cloud provides, but environments are also separated into smaller, scalable applications similar to that of a traditional Shared Web Hosting provider. At Google I/O, it is possible to introduce new set of products to Google Cloud Platform that help developers get value from Big Data, build great mobile applications and monitor the performance of their cloud applications. It is possible to add tooling to Android Studio, which simplifies the process of adding an App Engine backend to mobile app. In particular, Android Studio now has three built-in App Engine backend module templates, including Java Servlet, Java Endpoints and an App Engine backend with Google Cloud Messaging. Since this functionality is powered by the open-source App Engine plug-in for Gradle, It is possible to use the same build configuration for both app and and Continuous Integration environments. Free and open source softwares on a smartphone (e.g. Android is a Google product) are designed and built from the ground up to integrate with Google services and be a cloud-powered OS. A lot of Android is open source. With some work, it s possible to turn a modern Android smartphone into a Google-less, completely open device. Results and Conclusions The framework presented here represents an important contribution to the future prospects of novel RS automated approach, in situ analysis and GIS integration for the management of natural resources. The experiment results demonstrated automated approach is an effective method in remote sensing image classification and its average performance is better than traditional classification methodologies. The localization of areas of values will help to ensure improved environmental management through the timely detection of areas requiring protection and improved environmental supervision. Development of a growth management strategy and valorization of cultural resources involves a balanced combination of planned growth and environmental integrity. The integrated framework presented in this research has the potential to provide for each of these items. Different types of hyperspectral and RS data could be take into consideration, together with the estimation of several spectral-derived indexes that turn out to be fundamental for a preliminary detection of possible sites of interest. New policies must be implemented to ensure planned growth as opposed to existing random development patterns. GEOmedia n

40 GUEST PAPER However, these policies cannot be devised without adequate information related to the location and form of new development, and this is where the integrated framework can make a substantial contribution to planning and policy formation with the support of open data and Cloud Web in e.education and Research (e.g. core curriculum DL n. 297 del 16/4/1994). Novel technologies enable better decisionmaking and increase knowledge of how citizens may be impacted by those decisions. Multimedia tools and innovative methodologies for developing professor competence under novel educational frameworks and autonomous CLIL and Inclusion in education are planning through the European Union and International Programmes. Today s educators need to have an understanding of all the ways in which communication and innovative technologies can drive institutional success. From tools to technique, this research will focus on how higher and marketers can position themselves and empower their community to help their institutions thrive in this era of convergence. In particular the project asks the user to respond to a set of questions on teaching through a foreign language in relation to community, communication, culture, cognition and innovative e.education solutions. REFERENCES Lo Tauro, A. (2009). Georeferencing of Cultural Heritage and Risk Chart: research of novel applications, in EVA 2009 Florence, Proceedings, pp Lo Tauro, A. (2010): Uso della Geomatica per analizzare i Piani Paesaggistici Regionali, in Proceedings of the 12th ASITA Conference, Italy 2010, pp Lo Tauro, A. (2012): Geospatial Analysis and Data Integration for Cultural Resources Evaluation: A collection of articles on analytical geomatics and their applications. BAR International Series 2313, 2011 pp Lo Tauro, A. (2015): Geomatics for cultural and natural heritage conservation and valorisation, BAR International Series, ACKNOWLEDGEMENTS Thanks to DS, students and friends. KEYWORDS Geomatics; land use; cloud platform; open data; GMES ABSTRACT This research is an opportunity to discuss how well investments in the development of surveying and mapping, through programmes such as GMES, may translate into operational, useful and relevant tools for environment professionals in the territory. Environmental analysis will be given the floor to provide the feedback on the experience with geomatic applications, and their needs under a pluri-disciplinary approach. The suitability of existing applications will be analyzed, as well as the efficiency of current support mechanisms for regions wishing to take up innovative applications and open data for sustainable management, heritage conservation and e.education. The interdisciplinary research will analyze the following topics: territorial planning, environmental impact assessment, cultural heritage conservation, etc. from regional, national, European and International Strategies. This is a work in progress. AUTHOR Agata Lo Tauro agata.lotauro@istruzione.it MIUR, Italy 40 GEOmedia n

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42 L attività di ricerca della SIFIP di Carlo Monti e Attilio Selvini Esattamente quindici anni fa, il secondo dei presenti autori pubblicava, sul Bollettino della SIFET un breve articolo intitolato Dalla SIFIP alla SIFET (1). Vi veniva rievocata fra l altro l attività della Società Italiana di Fotogrammetria Ignazio Porro, di cui la SIFET fu l erede. Qui viene ripreso l esame delle pubblicazioni di quella Società scientifica, numerate da 1 a 21, raccolte in un fascicolo che venne fortunosamente salvato dalla distruzione di molto materiale già della Filotecnica Salmoiraghi, allorché la grande azienda fondata da Ignazio Porro venne inglobata in uno dei tanti carrozzoni (peraltro di breve durata) che andavano in vigore nella seconda metà del secolo ventesimo. Questo lavoro ha lo scopo di illustrare l attività di ricerca in epoca preinformatica, sottolineando poi il fatto che gli ordinari di topografia nelle università italiane erano allora quattro (diverranno tre dopo la improvvisa e immatura scomparsa di Giovanni Boaga nel 1961) e quelli di geodesia erano solo due, uno a Trieste e uno a Bologna. Gli incaricati (ben pochi di loro arriveranno poi alla cattedra) erano una dozzina, ben diversi dagli attuali cosiddetti professori a contratto sia per formazione che per attività. Ma a totale differenza dei tempi nostri, vi erano anche alcuni professori di Istituti Tecnici che si dedicavano all attività di ricerca e con ottimi risultati. Di tutto questo parleremo qui avanti. Poche parole sulla SIFIP; si Fig. 1 - Orientamento esterno grafico. era costituita poco prima del convegno a Roma della International Society of Photogrammetry (1938) per volere di Gino Cassinis, che della compagine internazionale era allora il primo presidente italiano. Esisteva allora da noi soltanto il Gruppo Fotogrammetrico Italiano (G.F.I) che di fatto era solo una sezione autonoma della ben nota Associazoine Ottica Italiana con sede a Firenze. Alla SIFIP aderirono subito le quattro storiche società di rilevamento fotogrammetrico aereo e terrestre, oltre alle tre aziende di produzione strumentale: Salmoiraghi, O.M.I. e Officine Galileo. Ma ne furono soci anche studiosi, operatori, ingegneri, geometri, che parteciparono in massa al convegno di Roma appena citato, onorando il lavoro e la ricerca italiana nell ampio settore della topografia e della fotogrammetria: il nostro Paese era allora fra i primi del mondo (forse addirittura il primo!) nella produzione cartografica, come aveva già dimostrato la S.A.R.A., associata alla O.M.I., con la produzione della carte urbane di Saõ Paulo in Brasile all inizio degli anni Trenta. Già verso la fine del millennio la produzione di articoli relativi a quella che ormai si chiamava ovunque geomatica era diventata nell intero mondo intensa e diffusa; purtroppo spesso si tratta di cose minime o di argomenti nati col classico metodo taglia e cuci (oggi meglio detto copia e incolla ). Non così nel passato; anche se le riviste del settore non avevano gli attuali referee, ovvero i responsabili incaricati di valutare se un testo meriti o no di essere pubblicato, i loro direttori insieme ai comitati di redazione stavano ben attenti alla bontà e all originalità dei testi a loro sottoposti.vediamo quindi di chiosare alcuni dei lavori contenuti nel fascicolo in nostro possesso. Oggi, in piena epoca digitale, possono forse far sorridere 42 GEOmedia n

43 alcuni (o forse anche tutti) i temi che sono contenuti nel materiale da noi esaminato; in realtà la fatica, l intuizione, l indagine, il tempo stesso impiegato per quelle ricerche che ci sembrano oggi elementari, non erano allora cosa da poco. Per esempio, le ricerche di Margherita Piazzolla- Beloch (2) sulle soluzioni grafiche di parecchi problemi fotogrammetrici richiedevano una profonda conoscenza della geometria descrittiva e proiettiva, compresi i rapporti omografici. Nell articolo citato in (3), che ricorda analoga ricerca di Finsterwalder (4), si danno le indicazioni per la rapida (e rigorosa, entro i limiti del graficismo) restituzione di terreni pianeggianti di cui si abbiano le prese aeree in adatta scala media. Fra i non pochi suoi lavori, i tentativi di soluzione grafica dei problemi di orientamento esterno dei fotogrammi, dei quali la Fig. 1 fornisce una idea.la insigne studiosa, ordinaria di geometria nell Università di Ferrara, si era interessata, in modo rigoroso, della Roentgenfotogrammetria in modo particolare, addirittura progettandone strumenti. Uno di questi è descritto brevemente nella citata raccolta, costituito della parte di presa e di quella di restituzione, basata sulla intersezione in avanti, così come oltre quarant anni più tardi verrà fatto dalla Carl Zeiss. Dice lo scritto che ne accompagna la descrizione: La matematica è confinata, per così dire, dentro gli apparecchi stessi, i quali vengono dunque a sostituire ogni operazione matematica che altrimenti sarebbe necessaria per giungere al risultato - Era il trionfo dell analogia, esattamente l opposto di quanto avverrà con l avvento del calcolo elettronico! Luigi Solaini era allora assistente ordinario del professor Cassinis; aveva trovato anche il tempo per una seconda laurea, in matematica. La OMI aveva lasciato in comodato il grande Fotocartografo modello Aeronormale, detto amichevolmente dagli operatori frantoio, date le sue dimensioni e il peso, all Istituto milanese del Politecnico. La cartografia aerofotogrammetrica aveva all incirca un decennio di vita applicativa; in particolare la SARA, associata alla OMI, aveva rilevato e prodotto oltre alla carta urbana di Saõ Paulo in Brasile già sopra ricordata, anche le carte catastali di carattere sperimentale per la nostra Direzione Generale del Catasto e dei SS.TT. EE., per cui sembrava necessario studiare lo strumento onde accertare se fosse veramente adatto alla formazione di cartografia a scala grande e grandissima. Fu proprio Gino Cassinis a darne l incarico al suo prediletto assistente: va sottolineato che molte misure e operazioni accessorie vennero condotte da due assistenti incaricati, Antonio Dragonetti e Guido Golinelli, così come precisa l autore nel suo lungo articolo (oltre centodieci pagine!) citato in (5). I due, praticamente coetanei di Solaini, erano al tempo insegnanti di Istituti Tecnici per geometri: come non notare la considerevole differenza fra quei tempi e oggi? Ma veniamo alla sostanza del lavoro, valutato e presentato da Cassinis che ne dice fra l altro quanto segue: La ricerca del Solaini conduce quindi a risultati di grande interesse per l impiego del Fotocartografo e anche per lo sviluppo della fotogrammetria aerea a grandi scale, che ha grandissima importanza in un paese civile come l Italia e in pieno rigoglio di opere, dove i problemi tecnici da risolvere sono numerosissimi e quindi è assai sentita la necessità di carte dettagliate, fedeli e precise, quali solo la fotogrammetria è capace di dare. Lo strumento era complesso, ben diverso da quelli (anche dello stesso Nistri) che verranno pochi anni dopo: inoltre sia la visione Fig. 2 - L imponente struttura del Fotocartografo Nistri. del cosiddetto modello ottico, sia le operazioni di orientamento erano del tutto particolari. Poche parole su questi due punti. L orientamento era esterno globale e non diviso in relativo e assoluto, anche se già Otto von Gruber aveva pubblicato il suo lavoro Doppelpunkteinschaltung im Raume. Ciò richiedeva una tecnica lunga e complessa, con posizionamento di adatti schermetti corrispondenti ai punti noti d orientamento assoluto. La visione dei punti omologhi (non dell intero modello ottico ) avveniva attraverso il metodo del brillamento. E necessario spendere qui due parole: questo metodo è basato sulla persistenza Fig. 3 - Il Fototeodolite Galileo-Santoni. GEOmedia n

44 delle immagini sulla retina; esso consiste nel proiettare su di uno schermo una porzione delle due immagini fotografiche, per cui, a orientamento interno ed esterno avvenuto, solo i punti omologhi risultano fissi agli occhi dell osservatore, mentre il loro intorno è mobile e si contorce. Il metodo era noto sin dall Ottocento, ed era stato usato da Max Gasser in un brevetto del 1915 rimasto poi bloccato per ragioni militari: sembra che Nistri non ne avesse mai avuto notizia. In Fig. 2 una visione generale dello strumento. Lo studio di Solaini fu lungo e complesso e consta di ben 112 pagine a stampa; iniziato nei primi giorni del 1936, poi interrotto per varie ragioni, venne ultimato nell agosto del Molte furono le operazioni eseguite per lo studio del grosso restitutore; mancando allora nell Istituto un fototeodolite, vennero riprese immagini delle pareti esterne circostanti il giardinetto rettangolare prospiciente lo stesso Istituto, usando le stese camere di proiezione del restitutore opportunamente adattate e munite di adatta base di sostegno con le solite tre viti calanti. La memoria, come si chiamavano allora le ricerche stampate, è divisa in tre parti: generalità, descrizione e rettifica dello strumento, esame delle sue caratteristiche meccaniche e ottiche, studio della precisione della restituzione. Molte difficoltà vennero superate per bene, fra queste il controllo della linearità e della perpendicolarità fra loro degli assi del coordinatometro. Vennero usati due teodoliti di alta precisione, un Wild T3 e uno Zeiss T II; per determinarne la posizione rispetto a un sistema legato agli assi del restitutore, essi vennero collimati reciprocamente risolvendo poi per osservazioni condizionate un doppio problema di Hansen. Oggi la cosa sembra banale, ma solo per i calcoli, con le tavole del Bruhns a sette decimali occorsero giorni! Ci limitiamo qui a ricordare i dati finali del ponderoso lavoro, nel quale si è giunti con minuzia sino al controllo del passo delle viti di comando dei movimenti dei portalastre e degli altri organi mobili; stabilito che il tempo occorrente per l orientamento completo di una coppia di fotogrammi andava da un ora e mezzo a due (!) si sono trovati per gli errori totali di restituzione i valori: M x = ± 0,17 mm M y = ± 0,19 mm M z = ± 0,27 mm M = ± 0,37 mm Restando a Solaini, va citato anche l altra considerevole indagine, appena di qualche anno più tarda, pubblicata in tedesco (lingua che il professore conosceva bene) su Photogrammetria, rivista ufficiale della Società Internazionale, dal titolo Der Photomultiplo Nistri, con riassunto in inglese e italiano. Di particolare interesse il fatto che in quel tempo le operazioni di triangolazione aerea avvenivano per gran parte con multiproiettori, costruiti dalle maggiori aziende europee, in Italia per l appunto dalla OMI di Roma. La cosa richiedeva la riduzione preventiva delle lastre fotografiche, che avveniva con adatto riduttore allegato al restitutore. Un paio di decenni più avanti, nasceranno la triangolazione semianalitica e poi quella digitale, e i vari multiplex resteranno solo nei ricordi dei vecchi fotogrammetri: ma allora l impiego di questi strumenti era orgoglio di molti costruttori, e di quelli di Zeiss e della OMI ne vennero acquistati a decine negli USA. Tutti erano basati sulla visione stereoscopica per anaglife, metodo semplice e a buon mercato. Continuando nell esame dei lavori dei soci della SIFIP, ci sembra giusto citarne due di Guido Golinelli, allora come già accennato assistente incaricato al Politecnico e insegnante negli Istituti Tecnici per Geometri. Il primo lavoro, anche qui di tipo sperimentale, lungo e per nulla semplice, riguarda lo studio delle possibilità operative del Fototeodolite Santoni (7), mentre il secondo (8) è dedicato al problema allora rilevante, del vertice di piramide, al quale si erano già dedicati molti ricercatori sia da noi che nel resto del mondo fotogrammetrico. Il fototeodolite costruito da Santoni era diverso dagli altri noti, che avevano il cannocchiale parallelo a lato, oppure sopra alla camera da presa. Qui invece i due elementi sono disposti ortogonalmente, con un colpo di genio tipico del suo ideatore (Fig. 3). Entrambi i lavori oggi si vedono con un certo sorriso; l incertezza della determinazione del centro della macchina da presa è determinabile per via NNSS entro meno del decimetro, mentre l assetto via INU lo è entro il centesimo di grado (9). I fototeodoliti sono da decenni scomparsi; per le 44 GEOmedia n Fig. 4 - Revisione stato colturale agricolo.

45 prese terrestri basta una qualsiasi camera digitale: orientamenti interni ed esterni così come eliminazione della distorsione dell obbiettivo sono facilmente ottenibili via software. Ma allora quelle ricerche erano essenziali per stabilire le incertezze delle osservazioni e per definire i criteri di affidabilità delle procedure. Un personaggio di spicco, a metà fra l attività nel Catasto e quella nell insegnamento, è Gino Pratelli, classe 1909 (coetaneo di Solaini, del quale fu sincero amico). La sua carriera, catasto a parte, è simile a quella di Clemente Bonfigli; anche lui, ottenuta la cattedra di topografia nell Istituto Tecnico Statale di Bologna, ebbe poi la libera docenza in Topografia e Costruzioni Rurali. Fu degno rappresentante italiano nella Commission International du Génie Rural ; vinta la cattedra della sua disciplina a Sassari, venne poi chiamato dall Alma Mater a dirigere l Istituto di Edilizia Zootecnica dell università bolognese. Può oggi sembrare incredibile, ma Pratelli fu uno dei primi studiosi della triangolazione aerea, alla quale dedicò diversi studi (10), (11) dei quali uno di un centinaio di pagine, esaustivo e profondo. Un altro venne presentato alla Reale Accademia delle Scienze di Torino dal socio ordinario Gino Cassinis, altro amico di Pratelli al quale diede sempre suggerimenti e appoggio. Oggi, in tempi di specializzazione spinta, può sembrare strano il connubio fra discipline così diverse fra di loro come la topografia e la fotogrammetria da un lato, e le costruzioni rurali dall altro: va notato però che qualche esempio analogo si è verificato anche nei decenni appena trascorsi (Lombardini all Università della Tuscia, Chiabrando a quella di Torino). Ricorderemo che una delle caratteristiche invidiate per decenni dall estero alle università italiane, era la profondità e la vastità della formazione da loro offerta soprattutto nell ambito dell ingegneria: per cui un ingegnere italiano poteva ben passare da una delle discipline formative all altra o alle altre vicine, senza difficoltà e soprattutto senza incidenti di percorso. Ricorderemo che sino all inizio degli anni Sessanta del ventesimo secolo, la topografia veniva insegnata a tutti gli studenti di ingegneria senza distinzione di indirizzo. Pur sempre nell ambito della SIFIP, i dirigenti delle massime istituzioni cartografiche statali del tempo, Catasto, Istituto Geografico Militare e Istituto Idrografico della Marina parteciparono con loro pregevoli lavori ai convegni internazionali. L ingegner Placido Belfiore, della Direzione Generale del Catasto, partecipò al congresso della International Society of Geodesy and Geophisic a Washington, DC, del settembre 1939 (purtroppo anno terribile, per lo scoppio della seconda guerra mondiale; USA e Italia erano al momento ancora neutrali!). Il suo saggio (12) ebbe successo, soprattutto in un ambiente come quello statunitense ove la fotogrammetria era generalmente limitata alla cartografia a piccola e media scala. Nella stessa manifestazione il Direttore Generale Michele Tucci Fig. 6 - Il bassorilievo restituito a curve di livello Fig. 5 - Le coste rilevate, con indicazione delle prese aerofotogrammetriche. presentò un altro lavoro di valore, relativo all aggiornamento, per via di fotointerpretazione, della destinazione colturale dei terreni censiti in Italia (13). La memoria riguardava un esperimento eseguito nel Comune di Ravenna e coronato da successo. Ci sia permesso di rammentare che molti decenni più tardi, l argomento venne ripreso dalla GEOmedia n

46 Direzione Generale del Catasto con l appoggio del Politecnico di Milano, con una vasta sperimentazione alla quale partecipò fra l altro il primo dei presenti autori. La Fig. 4 mostra una delle immagine presentate a Washington, ripresa da ben 2700 metri di quota, con camera a lastre Santoni Mod. I; non è chi non veda la nettezza dei particolari, pensando anche all epoca e ai progressi successivi dell ottica e della fotografia. Il comandante dell Istituto Idrografico della Marina, tenne una lunga conferenza al Politecnico milanese, illustrando le molte e complesse operazioni per la definizione della forma e dei fondali della costa somala, poi pubblicata dallo stesso Ente (14). Il lavoro illustrato, condotto con l impiego fra l altro delle Regie Navi Idrografiche Cherso e Magnaghi, era fondamentale per la sicurezza della navigazione lungo i 2400 chilometri della costa, i cui unici rilievi esistenti erano stati condotti dalla marina inglese un secolo prima, quindi con mezzi e approssimazioni del tutto inadeguati. La figura 5 fornisce solo un riassunto sintetico del lavoro italiano, indicando anche le parti riprese con aerofotogrammetria. Lo stesso professor Gino Cassinis operò attivamente nell ambito della SIFIP; fra quanto si trova nelle pubblicazioni che abbiamo esaminato, vale la pena di ricordare un lavoro di fotogrammetria terrestre che verrà anch esso ripreso molto tempo dopo da Giorgio Bezoari; si tratta del rilevamento e della riproduzione di un bassorilievo sito sulla facciata della Chiesa di San Michele a Pavia (15). La cosa oggi fa sorridere: ma allora si trattava di una assoluta novità. Pensate che in assenza di una bicamera (ve ne erano già allora di Zeiss) si usò il fototeodolite Santoni del quale si è detto più sopra; a impiegarlo fu proprio Guido Golinelli, insieme a Luigi Solaini, che svolsero gran parte del lavoro, compresa la determinazione dei cinque punti di appoggio eseguita per intersezione in avanti con i due teodoliti Zeiss T II e Wild T3 dell Istituto, opportunamente muniti di due puntìne metalliche centrate sull asse di rotazione principale, come riferimento per la misura degli angoli alla base. La distanza dal bassorilievo venne fissata in circa 13 metri; le misure angolari vennero eseguite in due strati ottenendo un e.q.m di ± 1. Per la restituzione si ricorse anche qui al fotocartografo Nistri, con procedura di restituzione aerea! Non si aveva allora a disposizione altro restitutore universale, fra i diversi già peraltro esistenti; ma Cassinis voleva fermamente dimostrare al professor Chierici, Regio Sovrintendente ai Monumenti della Regione Lombardia, come la fotogrammetria fosse versatile e capace di passare dalla cartografia al rilevamento delle opere d arte: ci riuscì perfettamente; in Fig. 6 una vista del bassorilievo, che con una operazione minuziosa eseguita dallo stesso Golinelli venne restituito a curve di livello con equidistanza di 2 millimetri, trasformando un piano quotato di oltre duemila punti. Si noti che l e.q.m. della differenza fra le ascisse di due punti venne trovato pari a ± 0,13 mm! E ci fermiamo qui. Ci sembra di avere dimostrato con quale perizia, quale acume, quale dedizione al lavoro venivano condotte le ricerche nei tempi felici in cui l Italia primeggiava nel mondo di allora nell ambito della fotogrammetria. Esisteva una intesa solida e solidale fra le (poche) università di allora che si occupavano di geodesia, topografia e fotogrammetria, i tre organi ufficiali dello Stato, a ciò predisposti, la Regia Commissione Geodetica, e le aziende produttrici di strumenti certamente allo stesso livello di quelle d Oltralpe. Oggi tutto è cambiato, così del resto come sono cambiate le stesse discipline scientifiche. BIBLIOGRAFIA 1) Selvini, Attilio. Dalla SIFIP alla SIFET. Boll. SIFET, 1/ ) Selvini, Attilio. Appunti per una storia della topografia nel XX secolo. Maggioli ed., ) Piazzolla Beloch, Margherita Metodi grafici aerofotogrammetrici per rilievi topografici di terreni pianeggianti. Atti della SIFIP, ) Finsterwalder, Sebastian. Die geometriche Grundlagen der Photogrammetrie. Jahresbericht DMV, Leipzig, ) Solaini, Luigi. Studio sperimentale del Fotocartografo Nistri. Tip. M Ponzio, Pavia, settembre 1938-XVI. 6) Solaini, Luigi. Der Photomultiplo Nistri. Photogrammetria, Vol. IV, issue I, ) Golinelli, Guido. Studio del Fototeodolite Santoni. Rivista Del Catasto e dei SS.TT.EE., Roma, n 3/1942-XX. 8) Golinelli, Guido. Sulla risoluzione numerica del semplice vertici di piramide. Ibidem, Roma, n 4/1940 XVIII. 9) Monti, Carlo, Selvini, Attilio. Topografia, fotogrammetria e rappresentazione all inizio del ventunesimo secolo. Maggioli ed., ) Pratelli, Gino La compensazione degli errori nella triangolazione aerea radiale. Tip. M. Ponzio, Pavia XVII. 11) Pratelli, Gino. Sull errore di inclinazione del fotogramma nella triangolazione radiale con immagini dell orizzonte. Tip. V. Bona Torino, 1943-XXI 12) Belfiore, Placido. Air photogrammetric large scale survey of towns and surrondings. Off. Galileo, Florence, 1939-XVII. 13) Tucci, Michele. Standars for the general revisiono of agricoltural cultivations as resulting from the new italian survey by methods of air photogrammetry. Ist. Poligrafico dello Stato, Roma, XVII. 14) Bonetti, Mario. L idrografia della costa somale e la fotogrammetria. Tip. IIM, Genova, 1940-XVIII. 15) Cassinis, Gino. Riproduzione di un bassorilievo con procedimenti fotogrammetrici. Rivista Palladio, Roma, PAROLE CHIAVE SIFIP; fotogrammetria; topografia; ricerca ABSTRACT Exactly fifteen years ago, the second of the present authors published on "Bulletin of SIFET" a short article entitled "Dalla SIFIP alla SIFET" (1). There was evoked the activities of the "Società Italiana di Fotogrammetria Ignazio Porro", whose SIFET was the heir. This article resumed the examination of the publications of that Scientific Society, numbered 1 to 21, gathered in a file that was fortunately saved from the destruction of much of the material of the Filotecnica Salmoiraghi, when the big company founded by Ignazio Porro was incorporated in one of many carriages (however brief) that was in auge in the second half of the twentieth century. AUTORE Attilio Selvini, attilio.selvini@polimi.it Carlo Monti, carlo.monti@polimi.it 46 GEOmedia n

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48 MERCATO POSIZIONAMENTO ASSOLUTO: l accuratezza della traiettoria può essere migliorata con dati RINEX di proprie stazioni base o da reti terze. READY2GO: vola con ogni drone con il peso inferiore a 1.5 kg. Semplicemente alimentalo con 12V. 3DTARGET presenta SCANFLY: payload lidar da drone e non solo SCANFLY è il nuovo prodotto sviluppato integralmente da 3D TARGET: Azienda italiana attiva nel settore dello sviluppo e commercializzazione di strumenti di misura. SCANFLY è la soluzione chiavi in mano per la mappatura lidar 3D, specificatamente sviluppata per l utilizzo da drone. Ultra-compatta e dal peso ridotto ad oggi è la soluzione con il miglior rapporto qualità prezzo presente sul mercato. Il design permette l installazione su qualsiasi veicolo (aereo, terrestre o marino). L aggiunta di una camera panoramica consente la documentazione fotografica dell ambiente circostante. Nei mesi successivi al lancio sarà disponibile l opzione SCANFLY-Backpack per l installazione indossabile. Gli algoritmi SLAM affiancano la piattaforma inerziale integrata (INS+GNNS) per garantire la massima accuratezza anche in aree senza copertura GPS. La nuvola di punti generata è esportabile nei formati più comuni o per il software proprietario SMART PROCESSING. La parola chiave del prodotto è EASY2USE: estrema facilità di montaggio, utilizzo e configurazione. Le specifiche tecniche di SCANFLY sono chiare, semplici e uniche. L utente deve solo preoccuparsi di accenderlo e misurare. VALORE ALL INVESTIMENTO: lo stesso sistema può essere installato ovunque: su drone, veicolo terrestre o marino. ESTREMA COMPATIBILITA : in funzione delle informazioni necessarie, i dati esportati possono essere gestiti con qualsiasi applicazione di terze parti. Funzioni base del sistema: Scanner Velodyne VLP-16 Lite IMU (INS+GNNS) accurata Doppia antenna doppio ricevitore RTK GPS/Glonass Board integrata per controllare, acquisire e sincronizzare i vari strumenti Software: Smart Processing Lidar per la fusione dei Lidar/ GPS/IMU Valigia di trasporto Interfaccia di montaggio personalizzabile Possibili opzioni possono essere: Camere 5 MP global shutter Fotocamera panoramica ad alta risoluzione 3D TARGET, sviluppatore e integratore di sistemi, presenterà SCANFLY l 11 Ottobre 2016 durante INTERGEO 2016, la fiera mondiale di riferimento nel settore della geomatica. Sarà possibile visionare in anteprima il prodotto presso lo stand 3D TARGET a Dronitaly 2016, The Pro&Fun Drone Show, il 30 Settembre-1 Ottobre 2016 presso Modena Fiera. Per maggiori dettagli è possibile consultare il sito internet dedicato on-line dal giorno del lancio ufficiale. Per maggiori informazioni scrivere mail a 3DTARGET o telefonare a (Fonte: 3DTARGET) 48 GEOmedia n

49 MERCATO BREXIT e Galileo, una perdita temibile Il voto BREXIT ha provocato grandi preoccupazioni all'interno dell'industria spaziale britannica, secondo quanto riporta un articolo del Financial Times. UKspace, la camera di commercio del settore, ha scritto al ministro della scienza del Regno Unito mettendo in guardia sul temuto blocco di forniture nel programma Galileo dell'unione Europea. Oltre alle offerte esistenti per un importo di 3 miliardi di euro, per completare la costellazione dei satelliti, l'industria britannica stima che il mercato potenziale per le applicazioni dei servizi legati a Galileo potrebbero ammontare a 6 miliardi di euro entro il Le aziende britanniche del settore spaziale temono che la Brexit minerà gli offerenti nel Regno Unito per i nuovi contratti, perché molti di questi si estenderanno ben oltre il giorno di effettiva uscita dall'ue. I concorrenti europei come Thales Alenia Space, società franco-italiana, stanno già sollevando domande sopra il coinvolgimento delle parti con sede in Gran Bretagna per Galileo e per altri progetti, dicono i dirigenti del settore e funzionari di governo. Inoltre non vogliono rinunciare ad accedere a miliardi di sterline di forniture di tecnologie e allo sfruttamento di Galileo, che ha affrontato la feroce opposizione degli Stati Uniti e le gravi difficoltà finanziarie, per entrare in servizio entro la fine di questo anno. Si sa che il progetto Galileo è la risposta europea al Global Positioning System sviluppato e controllato dagli Stati Uniti, utilizzato da milioni di dispositivi consumer in tutto il mondo in un mercato multimiliardario di navigatori satellitari. E questo porterebbe il Regno Unito fuori da questa logica. Uno degli obiettivi della UE nel lancio del progetto nel 2003 era di garantire l'indipendenza dagli Stati Uniti, che può bloccare l'accesso al sistema di navigazione GPS in tempo di conflitto. Infatti i servizi di base di Galileo saranno aperti a tutti, e le capacità di guida, molto richieste e fortemente criptate, progettate per il settore pubblico, sono attualmente riservate per gli Stati membri dell'ue. E' questo servizio pubblico regolamentato (Public Regulated Service) ultra sicuro, focus dell industria britannica, che detiene la navigazione a prova di frode sfruttabile per il mercato commerciale, anche se solo le agenzie governative possono accedere direttamente ai dati. Ma la presenza britannica nel programma Galileo è di vitale importanza. L Esa ha molti fornitori importanti nel Regno Unito e quest uscita da Galileo sarebbe una perdita da evitare assolutamente. (Fonte: Redazionale) Geomax presenta il nuovo ZOOM 3D GeoMax offre un portfolio completo di soluzioni integrate sviluppando, producendo e distribuendo strumentazione e software con la massima qualità per la topografia e le costruzioni. GeoMax presenta un prodotto nuovo nel suo genere, lo ZOOM3D! Questo strumento autolivellante e motorizzato è l'ideale per applicazioni quali: tetti in legno; cartongesso; piccoli cantieri; rilievo d'interni; rilievo di facciate e molto altro.. Lo Zoom3D è un ottimo compagno nei lavori interni, grazie alla sua semplicità sarà in grado di velocizzare il vostro compito. All'esterno lo Zoom3D è in grado di seguire il target presente nel pacchetto, così da poter lavorare in autonomia e senza interruzioni. Grazie al suo software semplice ed intuitivo, disponibile per PC e Tablet con Windows, è possibile importare dei progetti dal mondo cad per poi ritrovarli in sito e viceversa. Il software XPad è anche molto facile da imparare e può essere usato da tutti!!! Grazie all'interfaccia che mostra la telecamera interna ed al puntatore laser visibile ad occhio nudo, si può in ogni momento controllare e gestire al meglio il lavoro. (Fonte: Geomax) Stazioni Totali Leica: Teorema presenta le novità Teorema srl Milano, distributore per Lombardia e Piacenza degli Strumenti Topografici Leica presenta le novità Leica Viva TS16, la stazione totale ad autoapprendimento, ed i software Leica Captive e Leica Infinity. Stazione Totale Leica Viva TS16, autoapprendimento in ogni applicazione Presentiamo la prima Stazione Totale dotata di autoapprendimento al mondo. Adattandosi automaticamente ad ogni condizione ambientale, Leica Viva TS16 aggancia il vostro, e solo il vostro target. Indipendentemente da come affrontiate un'attività o dal numero di superfici riflettenti in campo, questa Stazione Totale supererà le vostre aspettative. Coprite tutti i campi di applicazione, questa Stazione Totale vedrà esattamente ciò che vedrete voi. Nota per la sua funzionalità Imaging, Leica Viva TS16 riuscirà a catturare ed apprendere con esattezza le reali condizioni del sito. Software coinvolgente La Stazione Totale Leica Viva TS16 è caratterizzata dal rivoluzionario software Leica Captivate, in grado di trasformare dati complessi in realistici e pratici modelli 3D. Con applicazioni facili da utilizzare e l intuitiva tecnologia touch, qualsiasi tipo di misura e di dati del progetto può essere visto in ogni dimensione. Leica Captivate gestisce tutti i campi di applicazione con poco più di un semplice tocco, indipendentemente che lavoriate con il GNSS o con le Stazioni Totali o entrambi. Crea un ponte tra campo e ufficio Mentre Leica Captivate cattura e modella i dati sul campo, Leica Infinity elabora le informazioni una volta tornati in ufficio. Un trasferimento di dati efficiente assicura che il lavoro sia corretto. 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50 AGENDA 7-9 ottobre 2016 Hackathon Open Data con partner tecnologico IBM Ravenna ottobre 2016 ArcheoFOSS 2016 Cagliari ottobre INTERGEO 2016 Hamburg (Germania) ottobre 2016 Open Source Geospatial Research Education Symposium #OGRS2016 Perugia Ottobre Lainate Smart Mobility World Milano ottobre 2016 GEOMETOC Workshop: Geospatial, Hydrometerological and GNSS Prague, Czech Republic ottobre th International FIG 3D Cadastre Workshop Atene (Grecia) ottobre th 3D Geoinfo Conference Atene (Grecia) Ottobre 2016 TOPCART 2016 XI Congreso Internacional de Geomática y Ciencias de La Tierra Toledo (Spagna) 31 ottobre - 4 novembre 2016 OSTST Altimetry Rochelle (France) novembre 2016 XX Conferenza ASITA Cagliari aprile 2017 GISTAM rd International Conference on Geographical Information Systems Theory, Applications and Management Porto (Portugal) 29 maggio - 2 giugno FIG Working week 2017 Helsinki (Finlandia) 25 giugno-1 luglio 2017 XXX International Geodetic Student Meeting Zagreb (Croatia) ottobre 2016 Age of Drones Expo Postponed Hamburg (Germany) ottobre 2016 Satellite Masters Conference Madrid (Spain) novembre 2016 ITSNT 2016 International Technical Symposium on Navigation and Timing Toulose (France) TEOREMA SRL MILANO: Dal 1986 Teorema srl lavora a fianco dei professionisti fornendo la tecnologia topografica più avanzata, la migliore formazione tecnica, ed una accurata assistenza post-vendita, per rendere affidabile e produttivo il vostro lavoro. LASER SCANNER LEICA HDS P16 P30 P40 La scelta giusta I nuovi laser scanner Leica, sono la scelta giusta, sia che vi occorra una rappresentazione dettagliata di una facciata, una planimetria in 2D o dati in 3D, per l integrazione della modellazione BIM. Performance elevate I sistemi Leica ScanStation, offrono dati 3D della massima qualità, con funzionalità di imaging HDR, una velocità di scansione pari a 1 milione di punti al secondo e distanze sino a 270 m. L ottima precisione angolare, abbinata ad un rumore ridotto, la compensazione biassiale e le funzioni topografiche incorporate, garantiscono nuvole di punti a colori, precise, ricche di dettagli e mappate realisticamente. Riduzione dei tempi di inattività Grazie alla sua struttura resistente ed alla classificazione IP54, potrete operare con affidabilità e produttività nelle condizioni ambientali più difficili Via A. Romilli, 20/ Milano Tel teorema@geomatica.it

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