Capitolato tecnico rilievi aerei e stradali finalizzati all'aggiornamento del sistema informativo geografico (GIS) e del catasto delle strade ai

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1 finalizzati all'aggiornamento del sistema informativo geografico (GIS) e del catasto delle strade ai sensi del DM

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3 INDICE 1 OGGETTO DELL AFFIDAMENTO Rilievo LIDAR/fotogrammetrico per la produzione di DTM, DBM, ortofoto e restituzione cartografica del tracciato autostradale Rilievo con veicolo MMS e realizzazione della banca dati catasto strade Rilievi integrativi a terra Aggiornamento analisi acustica dell area oggetto di rilievi Fornitura di software di visualizzazione dei dati prodotti GLOSSARIO SPECIFICHE DI INQUADRAMENTO DELL ATTIVITÀ Inquadramento geodetico Rete geodetica di riferimento e stazioni master Correzione dati GPS Condizioni di ricezione GPS Materiale fornito dal Committente Tolleranze ammesse Definizioni e terminologia Rilievo aereo Tolleranze planimetriche Tolleranza di posizione Tolleranza di distanza Tolleranze altimetriche Rilievo stradale Asse stradale Profilo longitudinale Profilo trasversale Larghezza strada Coordinate plano-altimetriche pertinenze Progressive delle pertinenze Progressiva misurata (odometro) Altri elementi Misura geometrica lineare Misure trasversali Misure longitudinali Misure verticali Elementi laterali SPECIFICHE TECNICHE E CALIBRAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE Rilievo aereo Ricevitore GPS Pagina 3 di 106

4 4.1.2 Sistema INS Strumentazione per l acquisizione dati LIDAR Strumentazione laser scanner Calibrazione del sistema di acquisizione Strumentazione per l acquisizione dati fotogrammetrici Camere da presa Calibrazione del sistema di acquisizione Software per la triangolazione aerea Software per la produzione delle ortofoto Rilievo stradale Strumentazione del veicolo MMS Telecamere Ricevitore GPS Sistema INS Odometro Calibrazione del sistema di acquisizione Rilievo integrativo Strumentazione del rilievo integrativo Sincronizzazione degli strumenti Documentazione relativa alla strumentazione ESECUZIONE DEI RILIEVI ED ELABORAZIONE DEI DATI Rilievo aereo Operazioni preliminari Autorizzazioni civili e militari Localizzazione delle stazioni master GPS Progetto del piano di volo Presentazione del piano di volo Approvazione del piano di volo Rilievo aereo Configurazione satellitare durante il volo Quota di volo Epoca e condizioni per i voli Assenza di nubi e ombre Superfici di controllo Elaborazione dei dati aerei Elaborazione dei dati laser Filtraggio dei punti anomali Produzione di DTM, DBM e isoipse Classificazione dei punti laser Tipi di DTM DTM TIN TIN_V DBM e restituzione cartografica delle entità Curve di isolivello Elaborazione dei dati fotogrammetrici Produzione delle ortofoto Rilievo stradale Operazioni preliminari Apposizione dei marker sulla carreggiata Regole di apposizione dei marker Pagina 4 di 106

5 5.2.2 Rilievo stradale Rilievo autostradale Rilievo intersezioni principali e bretelle ausiliarie e di collegamento Rilievo aree di servizio e di parcheggio Grafo stradale Archi di transizione Corsie di decelerazione ed accelerazione Svincoli Tipo A Tipo B Identificazione degli archi Rilievo integrativo Misure dirette Analisi acustica Aggiornamento e classificazione dei ricettori Zonizzazione acustica Clutter del terreno MATERIALE DI CONSEGNA: DOCUMENTI E PRODOTTI Convenzioni su formato dati e supporti digitali di consegna Formato dati Relazioni tecniche e documentazione Tabelle base dati Vettoriali Ortofoto Filmati Supporti Materiale da consegnare in sede di offerta Curriculum Rilievo aereo Rilievo LIDAR Rilievo fotogrammetrico Rilievo stradale Rilievo integrativo Analisi acustica Proposte migliorative Cronoprogramma e controllo dell attività Materiale da consegnare preliminarmente all inizio delle attività Programma dettagliato delle attività Localizzazione delle stazioni GPS e ricezione segnale Piani di volo (LIDAR/fotogrammetrico) Autorizzazioni Materiale da consegnare al temine delle attività Relazioni tecniche e documentazione Rilievo aereo Rilievi stradale ed integrativo Analisi acustica Prodotti Dati e prodotti di consegna Rilievo aereo Dati di volo Pagina 5 di 106

6 Dati grezzi Dati classificati DTM - Digital Terrain Model DTM a grigliato regolare Restituzione in formato ASCII Restituzione in formato vettoriale DTM a triangoli Restituzione in formato ASCII Resituzione in formato vettoriale DBM - Digital Buildings Model e restituzione cartografica delle entità Edifici Altre entità Curve isolivello Ortofoto Rilievo stradale Dati assetto macchina e telecamere Dati grezzi di rilievo Tracciati stradali Censimenti catasto strade Geometria stradale Cippi chilometrici Sezione dell elemento stradale Misure di sezione Tratte omogenee per numero di carreggiate Tratte omogenee per numero di corsie Tipologia del corpo stradale Ponti, viadotti, gallerie, sottopassi Protezione del corpo stradale Dispositivi di protezione ambientale Impianti di illuminazione Dispositivi di ritenuta Pertinenze di servizio Piazzola di sosta di emergenza By-pass Verde Segnaletica verticale Segnaletica orizzontale Isole di traffico Accessi Grafo stradale Giunzioni Archi Intersezioni Video georeferenziati Rilievi integrativi Dati Analisi acustica Aggiornamento e classificazione dei ricettori Zonizzazione acustica Clutter del Terreno SOFTWARE DI VISUALIZZAZIONE DEI DATI PRODOTTI COLLAUDO DEI DATI Verifica dei dati di volo Verifica dei dati laser scanner Pagina 6 di 106

7 8.3 Verifica dei DTM forniti Verifica delle ortofoto Verifica dei tracciati forniti Verifica delle coordinate dei cippi o cartelli chilometrici Verifica delle misurazioni geometriche Censimento delle pertinenze Controllo della qualità delle immagini del rilievo stradale Verifica dei formati di restituzione Verifica dei report di controllo ALLEGATI Allegato A Pagina 7 di 106

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9 1 OGGETTO DELL AFFIDAMENTO Nell ambito dell aggiornamento del Sistema Informativo Geografico, del Catasto delle Strade, delle attività inerenti il risanamento acustico, si rende necessario l affidamento dei servizi descritti ai punti seguenti. I servizi di rilievo aereo e analisi acustica rientrano nelle attività inerenti il risanamento acustico. I servizi di rilievo con veicolo MMS e integrativo a terra riguardano l aggiornamento del Catasto Stradale. I due tipi di rilievo riguardano aree ed entità distinte della rete in gestione (come da Allegato A Planimetria schematica delle aree oggetto dei rilievi ). 1.1 Rilievo LIDAR/fotogrammetrico per la produzione di DTM, DBM, ortofoto e restituzione cartografica del tracciato autostradale. Il servizio ha per oggetto il rilievo aereo laser scanner e fotogrammetrico delle tratte stradali di competenza S.p.A. Autovie Venete (di seguito indicata come Autovie o Società) su una fascia di ampiezza non inferiore ai 600 m centrata sull asse autostradale nonché di alcune zone localizzate (snodi, aree caselli, bretelle), nelle quali la fascia di rilievo viene estesa sino a completa copertura della viabilità di accesso a tali tratte di strada (come da tabella sottostante e Allegato A). La porzione di territorio interessata occupa complessivamente circa 69 km 2. Strada Dal km Al km Lunghezza [km] A ,500 A ,500 A ,757 A ,583 A28 Bretella Fontanafredda ,970 A28 Bretella Sacile Est ,940 A28 Bretella Sacile Ovest ,600 A 28 Bretella di Godega ,200 Raccordo Villesse-Gorizia ,666 Totale 107,716 Tabella 1. Tratte interessate dal rilievo laser scanner/fotogrammetrico. Per tutta l area interessata, dai dati rilevati dovranno essere prodotti: Modello Digitale del Terreno (DTM Digital Terrain Model) mediante rilievo aereo laser scanner. Restituzione cartografica delle entità specificate nel presente documento, in particolare: o Curve isolivello. o Modello Digitale dell Edificato (DBM Digital Building Model). Pagina 9 di 106

10 Ortofoto digitali. 1.2 Rilievo con veicolo MMS e realizzazione della banca dati catasto strade. Il servizio ha per oggetto, per tutta la rete di gestione Autovie (estensione lineare circa 230 km escluse rampe di svincolo, di cui circa 205 in asse autostradale - Allegato A), la produzione di: Grafo stradale basato su rilievo effettuato con veicolo MMS (Mobile Mapping System). Video georeferenziati: il veicolo MMS impiegato dovrà essere dotato di un sistema di ripresa video digitale (le cui caratteristiche saranno di seguito illustrate) che permetta di ottenere fotogrammi georeferenziati con le precisioni e tolleranze di seguito richieste. Censimento degli elementi della strada: in conformità con il Decreto Ministeriale del 1 giugno 2001 e successive integrazioni. I dati saranno ricavati da rilievo MMS, da rilievi integrativi a terra e da eventuale rilievo LIDAR/Fotogrammetrico terrestre. 1.3 Rilievi integrativi a terra. Per il censimento di opere non direttamente individuabili o censibili a mezzo dei sistemi precedenti, si procederà impiegando strumenti di localizzazione GPS e di misura distanziometrica laser attraverso i necessari rilievi integrativi a terra. 1.4 Aggiornamento analisi acustica dell area oggetto di rilievi. Tale servizio richiede, per l area oggetto di rilievo aereo: Aggiornamento e classificazione dei ricettori sulla base della cartografia aggiornata dal rilievo aereo e dei dati già esistenti (reperibili presso la Società). Zonizzazione acustica: reperimento presso autorità competenti degli studi di zonizzazione acustica ed omogeneizzazione del materiale raccolto. Classificazione del terreno: definizione di aree di omogeneità e loro catalogazione, relativamente alle proprietà di fonoassorbenza del terreno. 1.5 Fornitura di software di visualizzazione dei dati prodotti. Si richiede un software di visualizzazione dei dati prodotti che ne consenta il loro eventuale aggiornamento in fase di collaudo prima del caricamento dei dati nel sistema GIS di S.p.A. Autovie Venete. Pagina 10 di 106

11 Per ognuno dei servizi in oggetto, nei capitoli successivi saranno indicati, per ogni tipologia di dato di restituzione, le rispettive attività, tecnologie, tolleranze e precisioni richieste per l esecuzione del servizio e l ottenimento dei dati. Pagina 11 di 106

12 2 GLOSSARIO ASCII American Standard Code for Information Interchange - Standard di codifica dei file formato testo DBM Digital Building Mode - Modello Digitale dell'edificato DGPS Differential GPS - Sistema di correzione diffrenziale GPS DSM Digital Surface Model - Modello Digitale della Superficie DTM Digital Terrain Model - Modello Digitale del Terreno dwg Formato file vettoriale Autocad dxf Formato file vettoriale Drawing Exchange Format ETRF89 European Terrestrial Reference Frame 1989 GPS Global Positioning System GSD Ground Sampling Distance - Dimensione del pixel al suolo IGM Istituto Geografico Militare INS Inertial Navigation System - Sistema di Navigazione Inerziale LIDAR Light Detection and Ranging MMS Mobile Mapping System - Sistema di Mappatura Mobile PDOP Position Dilution of Precision - Diluizione della Precisisione dei Posizione Reference/Base Station Stazione di riferimento GPS Restituzione cartografica Trasformazione dei punti della nuvola appartenenti ad una specifica opera in entità vettoriali (linne, aree, punti) shp Formato file vettoriale Shapefile ESRI TIN Triangulated Irregular Network UTM Universal Transverse Mercator WGS84 World Geodetic System 1984 Pagina 12 di 106

13 3 SPECIFICHE DI INQUADRAMENTO DELL ATTIVITÀ 3.1 Inquadramento geodetico I dati dovranno essere riferiti al sistema cartografico UTM, inquadrato nel sistema geodetico WGS84 nell implementazione europea ETRF2000 (in accordo con la nuova Rete Dinamica Nazionale IGM): coordinata Est, coordinata Nord e quota (E, N, H). Le coordinate planimetriche saranno fornite nei seguenti sistemi di riferimento: EPSG: WGS84 UTM 33N; EPSG: Gauss-Boaga, e cioè ottenute proiettando secondo le equazioni della carta di Gauss quelle geografiche ellissoidiche ROMA40 sull'ellissoide Internazionale (Hayford) con orientamento Roma M. Mario, Fuso 33 Est. La quota H va intesa come ortometrica. Per la trasformazione delle quote da ellissoidiche ad ortometriche si utilizzeranno dati e software (ad esempio VERTO) distribuiti dall Istituto Geografico Militare (IGM). 3.2 Rete geodetica di riferimento e stazioni master Il sistema di riferimento per la georeferenziazione dei dati ed il posizionamento del velivolo e del veicolo sarà costituito da: stazioni permanenti GPS: o della rete Autovie (le cui monografie saranno reperibili presso la Società); o altre stazioni permanenti georeferenziate rispetto alla rete IGM95, adeguatamente documentate dalla Ditta affidataria; punti: o punti della rete Autovie (le cui monografie saranno reperibili presso la Società); o della rete IGM95; o altri punti materializzati e rilevati ad hoc rispetto a punti IGM95 o a punti della rete Autovie adeguatamente documentati dalla Ditta affidataria. Nel caso di stazioni permanenti è ammesso il posizionamento in modalità NRTK, purché la traiettoria del velivolo rimanga all interno del poligono delle stazioni attive o ne fuoriesca per non oltre 10 km. Laddove i dati di posizionamento siano elaborati in post-processing, dovranno sempre essere impiegate almeno due stazioni a terra, delle quali la più vicina a distanza non superiore a 30 km e la più lontana entro 50 km. Qualora il software di elaborazione dei dati GPS ed inerziali non preveda la soluzione multi-base, la traiettoria dovrà essere ricostruita con due elaborazioni distinte, rispetto a ciascuna delle stazioni. Pagina 13 di 106

14 La localizzazione delle stazioni dovrà essere presentata ed approvata dalla Società insieme ai piani di volo. 3.3 Correzione dati GPS I dati di posizionamento provenienti dal rilievo GPS, dovranno essere sottoposti alle procedura di correzione differenziale tramite i dati raccolti da una stazione GPS master. Tale stazione base GPS dovrà essere posizionata su punti trigonometrici di coordinate note, appartenenti alla rete IGM95 o alla rete Autovie e in posizione il più possibile baricentrica rispetto all area su cui si effettuano le misure. Autovie mette a disposizione i dati di correzione delle sue stazioni, prevedendo la possibilità di elaborare in post-processing i dati di campagna con adeguati software di elaborazione. 3.4 Condizioni di ricezione GPS La Ditta affidataria deve accertare, anche attraverso un attività di ricognizione, l eventuale presenza di interferenze elettromagnetiche che possano compromettere la buona ricezione dei segnali GPS e/o la contemporanea ricezione dei segnali da più satelliti. Nel caso in cui la ricognizione evidenzi zone con problemi di ricezione tali da precludere l impiego del laser, la Ditta affidataria si impegna a produrne il DTM con tecniche alternative (fotogrammetria aerea, rilievo topografico, ecc.) in contraddittorio con la Società, documentando adeguatamente le scelte operative e i provvedimenti per assicurare il rispetto delle tolleranze. 3.5 Materiale fornito dal Committente Verranno messi a disposizione della Ditta affidataria, e saranno reperibili presso l entità Protezione Ambientale della Società: limiti della superficie minima da rilevare: o in formato digitale.dwg; o in formato cartaceo; monografie dei punti della rete GPS Autovie; anagrafiche delle strade e tratte stradali; schede monografiche degli svincoli e bretelle da rilevare; anagrafica degli edifici di proprietà di Autovie Venete; elenco dei ricettori relativi all attività di analisi acustica; qualsiasi altra documentazione che potesse rendersi necessaria per lo svolgimento dei servizi richiesti. Pagina 14 di 106

15 3.6 Tolleranze ammesse Definizioni e terminologia Nel presente documento, per ciascuna misura richiesta, sarà indicato un valore massimo ammissibile (tolleranza) di scostamento del valore misurato dal valore nominale della grandezza in esame. Il valore di tolleranza è da intendersi come semiampiezza dell intervallo numerico entro il quale deve essere contenuto, con ragionevole certezza (tipicamente 95%), il valore nominale della grandezza oggetto di misura Rilievo aereo Tolleranze planimetriche Tolleranza di posizione Nel 95% dei casi, le coordinate planimetriche memorizzate (E'P, N'P) di un punto P della carta numerica rilevato su un particolare al suolo ben definito e le coordinate (EP, NP) dello stesso punto ricavate con operazioni topografiche dirette sufficientemente precise che lo colleghino ai vertici della rete più vicini, dovranno soddisfare la relazione: [(E'P - EP) 2 + (N'P - NP) 2 ] 1/2 < 0.50 m. Il valore medio della differenza (E'P - EP) e della differenza (N'P - NP), calcolato su un congruo numero di punti nell ambito di un foglio, dovrà essere inferiore a 25 cm per ciascuna delle coordinate Tolleranza di distanza Sia d' la distanza orizzontale fra due punti o fra due linee al suolo, ben identificabili e comprese nell ambito di un foglio, calcolata in base alle loro coordinate memorizzate; sia poi d la distanza orizzontale fra gli stessi due punti o linee, misurata direttamente sul terreno con operazioni sufficientemente precise. Nel 95% dei casi deve essere: d' - d < ( d'/4000) m con d' < 1000 m Tolleranze altimetriche Per tutti gli elementi o entità puntuali localizzati al suolo e per quegli elementi o entità puntuali sopraelevati per i quali la quota si ricava dal DTM, la tolleranza altimetrica è la medesima del DTM. Pertanto, le loro quote si ritengono automaticamente collaudate con esito positivo se il DTM è collaudato positivamente. Per i punti per i quali la quota si ricava da una media (fabbricati, tettoie) si effettua solo una verifica di ripetibilità del risultato ripetendo la delimitazione dell area. Per i punti quotati su manufatti vale la tolleranza del DTM. Pagina 15 di 106

16 3.6.3 Rilievo stradale Le precisioni richieste nel rilievo degli elementi stradali previsti dal Decreto Ministeriale per popolare la base dati del Catasto delle Strade dovranno essere quelle richieste dal DM 1/6/2001 stesso nell Allegato A, cioè: Asse stradale Coordinate piane dei punti dell asse stradale: 1 m. In questo caso si vuole che la posizione (X,Y) del punto sia caratterizzata da precisioni planimetriche inferiori a 1 m; il punto in questione deve avere una localizzazione individuata all interno del cerchio sotto descritto in Figura 1: Figura 1. Illustrazione della precisione planimetrica Profilo longitudinale Quota geoidica (Z) rispetto il riferimento altimetrico nazionale dei punti dell asse: 5 m e precisione relativa fra punti adiacenti tale che l errore massimo nella pendenza sia dell 1% Profilo trasversale Errore massimo nella pendenza trasversale: 1/100 (o 0.5 gradi centesimali) Larghezza strada Errore massimo nella misura della larghezza della strada (carreggiata e franco): 10 cm. La larghezza della carreggiata sarà individuata tramite le strisce di margine; in loro mancanza varrà il limite della sede pavimentata Coordinate plano-altimetriche pertinenze Coordinate plano altimetriche per il censimento degli elementi in post-processing: 2 m Progressive delle pertinenze Progressive misurate dal riferimento chilometrico per il censimento degli elementi in post-processing: 2 m. Pagina 16 di 106

17 Progressiva misurata (odometro) La progressiva misurata lungo il percorso deve essere rilevata un odometro idoneo alle norme ASTM E950 (classe 1) e comunque la tolleranza deve essere inferiore allo 0, Altri elementi Per le precisioni da conseguire nel rilievo degli elementi non compresi nell elenco previsto dal D.M. per il Catasto delle Strade e dei relativi attributi, si farà comunque riferimento, per le caratteristiche geometriche (larghezze, lunghezze, posizioni planimetriche, ecc.), alle indicazioni del Decreto, che saranno poi controllate, tramite idonee procedure di verifica, con le misure di collaudo. In particolare saranno considerati i seguenti limiti di massima: Misura geometrica lineare Misura geometrica lineare degli elementi della sezione stradale in post-elaborazione delle immagini: il 15% della dimensione di collaudo e comunque non superiore ai 50 cm Misure trasversali Misure trasversali (es. larghezza elementi): il 15% della dimensione di collaudo e comunque non superiore ai 50 cm Misure longitudinali Misure longitudinali (es. lunghezza elementi): il 15% della dimensione di collaudo e comunque non superiore ai 50 cm Misure verticali Misure verticali (es. altezze pali, altezze muri): il 15% della dimensione di collaudo e comunque non superiore ai 50 cm Elementi laterali Larghezza di elementi laterali e distanza di elementi laterali (impianti segnaletica verticale) dal margine carreggiata: 30% della dimensione di collaudo. Pagina 17 di 106

18 4 SPECIFICHE TECNICHE E CALIBRAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE 4.1 Rilievo aereo La strumentazione minima e le relative caratteristiche di cui dovrà essere dotato il velivolo utilizzato per i rilievi aerei è descritta di seguito: Ricevitore GPS GPS doppia frequenza, per acquisizione delle coordinate geografiche del tracciato percorso dal veicolo, che dovrà comunque avvenire mediante correzione differenziale anche mediante utilizzo di dati della Reference Station di Autovie Sistema INS Sistema inerziale per il rilievo degli spostamenti e quindi del tracciato seguito dal velivolo, nei tratti in cui il segnale satellitare del GPS sia oscurato a causa di particolari condizioni ambientali Strumentazione per l acquisizione dati LIDAR Strumentazione laser scanner Il sistema laser scanner utilizzato deve presentare le seguenti caratteristiche: in relazione alla quota di volo adottata: o precisione altimetrica non inferiore a 15 cm; o precisione in planimetria non inferiore a 20 cm; o potenza conforme alle norme di sicurezza europee (eye safety); registrazione di almeno first (FP) e last (LP) echo per ogni impulso laser; registrazione del valore di intensità del segnale di ritorno per ogni echo; densità dei punti laser: deve essere assicurata una densità di almeno 6 p.ti/m 2 su tutta la fascia minima di rilievo. Non è ammessa la presenza di lacune di dati, fatta eccezione per i corsi o gli specchi d acqua Calibrazione del sistema di acquisizione La Ditta affidataria deve descrivere le operazioni che intende eseguire per la calibrazione del sistema di acquisizione, specificandone le modalità e illustrando le caratteristiche del poligono di prova da utilizzare. Nel caso di dispositivi di scansione con parti rotanti od oscillanti, la calibrazione deve essere effettuata prima di ogni missione di volo, adottando la quota relativa prevista per il rilievo. Per ogni sessione di calibrazione effettuata devono essere documentati i risultati dell operazione, tenendo a disposizione della Società i report, i dati laser del volo, la traiettoria GPS del volo di calibrazione e la documentazione sull elaborazione dei dati GPS/INS da cui deve risultare che gli errori residui (cioè dopo l applicazione dei parametri Pagina 18 di 106

19 di calibrazione) sono non superiori ai valori precedentemente indicati. Nel caso ciò non si verifichi, la Ditta affidataria è tenuta a ripetere la missione Strumentazione per l acquisizione dati fotogrammetrici Camere da presa Devono essere impiegate nella ripresa camere digitali calibrate e di caratteristiche adatte (per obiettivo, caratteristiche del sensore, focale, ecc.) ad un impiego fotogrammetrico aereo per la produzione di ortofoto con le seguente caratteristica: dimensione del pixel al suolo: non superiore a 15 cm. La Ditta affidataria deve dimostrare lo stato di calibrazione della camera con copia del certificato di taratura della camera di data non anteriore a 2 anni dalla data di pubblicazione del bando, nel caso di taratura ad opera di ente esterno, o con documentazione relativa alle tecniche di calibrazione e risultati ottenuti, nel caso di taratura in proprio effettuata ex-novo Calibrazione del sistema di acquisizione Si richiede la documentazione relativa alle metodologie ed operazioni eseguite per la taratura di posizione ed assetto della camera rispetto al sistema INS, dichiarando in quale data, non anteriore a 2 anni a quella di pubblicazione del bando, tale operazione è stata effettuata. In caso contrario, l operazione deve essere ripetuta, illustrandone i risultati Software per la triangolazione aerea Deve essere dichiarato, preliminarmente all inizio delle attività, quale software verrà impiegato per le operazioni di triangolazione aerea. La triangolazione aerea dovrà essere effettuata col metodo a stelle proiettive; in ogni caso il programma deve consentire l impiego congiunto di misure fotogrammetriche (collimazioni ai punti di legame e di appoggio) e di misure INS/GPS sui parametri di orientamento esterno. Per queste ultime deve essere possibile l impiego di parametri aggiuntivi (cosiddetti di deriva) che consentano l assorbimento di deviazioni sistematiche tra soluzione GPS cinematica e coordinate dei punti di appoggio Software per la produzione delle ortofoto Deve essere dichiarato, preliminarmente all inizio delle attività, quale software verrà impiegato per le operazioni di produzione delle ortofoto. In particolare deve essere dimostrato che il software tiene conto correttamente della distorsione radiale nella riproiezione sul fotogramma e accetta direttamente i parametri di orientamento esterno. 4.2 Rilievo stradale Strumentazione del veicolo MMS La strumentazione minima e le relative caratteristiche di cui dovrà essere dotato il veicolo utilizzato per i rilievi ad alto rendimento è descritta di seguito: Pagina 19 di 106

20 Telecamere Cinque telecamere digitali a colori, ad alta risoluzione, per l acquisizione in continuo della strada, montate in posizione frontale (A), laterale (a 90 rispetto all asse del veicolo) sinistra (B) e destra (D), obliqua (inclinata di 45 rispetto all asse del veicolo) sinistra (C) e destra (E), come mostrato in Figura 2. La telecamera frontale e quelle oblique (A, C, E) saranno utilizzate per visualizzare gli elementi della strada e per compiere le misurazioni nella fase di post-processing, e dovranno avere una risoluzione minima pari a 1024 x 768 pixel o risoluzione complessiva equivalente, con 16,8 milioni di colori (24 bit) e garantire una velocità di campionamento di 15 fps (fotogrammi per secondo) in modalità non interlacciata. Le due telecamere laterali a 90 (B, D), utilizzate per individuare l esatta progressiva a cui si trovano le pertinenze, potranno avere una risoluzione minore (minimo 384x288 pixel), acquisendo però con una velocità di campionamento di almeno 25 fps in modalità non interlacciata, così da ottimizzare la copertura della strada alla normale velocità di rilievo. Figura 2. Disposizione tipo delle telecamere Ricevitore GPS Ricevitore GPS doppia frequenza per l acquisizione delle coordinate dell asse stradale, con frequenza minima di acquisizione di almeno 1 punto al secondo. Deve essere prevista anche la correzione differenziale del dato acquisito, tramite le informazioni provenienti da una GPS Reference Station installata entro un raggio di 50km intorno alla zona di rilievo (è possibile utilizzare i dati acquisiti dalle GPS Reference Station di proprietà di Autovie) Sistema INS Sistema di posizionamento inerziale (INS), in grado di ricostruire l andamento del veicolo, e quindi dell asse stradale, anche nei tratti di tracciato in cui particolari condizioni ambientali (copertura atmosferica, presenza di alberature, ) oscurino il segnale dei Pagina 20 di 106

21 satelliti GPS; il sistema INS fornirà inoltre l assetto del veicolo per ogni punto di acquisizione delle immagini Odometro Odometro di precisione per la misura della distanza percorsa e quindi della progressiva reale rispondente alle norme ASTM E950 (classe 1) Calibrazione del sistema di acquisizione Prima dell inizio del rilievo dovrà essere eseguita una operazione di taratura dell assetto del veicolo con: una verifica della tolleranza dell odometro, come in ASTM E950, per esempio mediante percorrenza di una tratta di lunghezza nota; una ripresa effettuata su un tratto stradale nel quale vengono effettuate misure della larghezza del piano bitumato o di altri oggetti fisicamente ben individuabili, sia attraverso il sistema integrato del laboratorio mobile che attraverso metodi di misura tradizionali, verificando poi la rispondenza del sistema di misura basato sull esame dei fotogrammi, con quella di riscontro; Le verifiche sulla qualità della misura odometrica e delle riprese, andranno effettuate in condizioni tali da garantire la massima sicurezza delle operazioni, ed in posizioni tali da rilevare oggetti fisicamente riconoscibili (e quindi verificabili). A titolo di esempio, tali verifiche potrebbero essere svolte presso un area di servizio, un area di parcheggio, ovvero un area di sosta di dimensioni adeguate in maniera da eseguire i test fuori dal traffico. 4.3 Rilievo integrativo Strumentazione del rilievo integrativo Per il rilievo si opererà con strumenti GPS che garantiscano una precisione planimetrica inferiore al metro pur utilizzando, per il calcolo DGPS, stazioni di riferimento anche piuttosto lontane (oltre 100 km). Ciò offre la possibilità di utilizzare i dati prodotti dalle stazioni GPS permanenti presenti sul territorio. In aggiunta a tali sistemi di localizzazione, sarà necessario operare con strumentazione di misura distanziometrica laser, che permetta di acquisire valori di grandezze caratteristiche in sicurezza. 4.4 Sincronizzazione degli strumenti Nell ambito di ogni singola tipologia di rilievo (LIDAR aereo o fotogrammetrico aereo o veicolo MMS), tutta la strumentazione impiegata dovrà essere sincronizzata per permettere l acquisizione georeferenziata dei dati relativi (punti laser, immagini aeree, immagini terrestri e rispettive progressive odometriche). L integrazione e la correzione delle misurazioni ottenute dai diversi sistemi dovrà essere effettuata con adeguati algoritmi, documentati e consolidati, come ad esempio il filtro di Kalman. Pagina 21 di 106

22 4.5 Documentazione relativa alla strumentazione Tutta la strumentazione utilizzata durante i rilievi (aerei e stradali) deve essere accuratamente e dettagliatamente descritta a cura della Ditta affidataria, singolarmente e come componente dei relativi sistema di misura. Di tutte le operazioni di calibrazione dovrà essere redatta apposita relazione tecnica da fornire alla Società preliminarmente all inizio delle attività di rilievo (si veda capitolo relativo al materiale di consegna). Pagina 22 di 106

23 5 ESECUZIONE DEI RILIEVI ED ELABORAZIONE DEI DATI In questo capitolo sono descritte le modalità di esecuzione dei rilievi ed elaborazione dei dati al fine dell ottenimento dei prodotti richiesti. 5.1 Rilievo aereo Operazioni preliminari Prima di procedere all esecuzione delle operazioni per l acquisizione dei dati aerei, sia LIDAR che fotogrammetrici, la Ditta affidataria dovrà procedere alle attività preliminari di seguito descritte Autorizzazioni civili e militari La Ditta affidataria è tenuta a farsi carico di tutti gli oneri ed obblighi di legge circa le autorizzazioni ed altri adempimenti richiesti per l esecuzione della ripresa aerea Localizzazione delle stazioni master GPS Attraverso un attività di ricognizione, sarà definita la localizzazione delle stazioni master GPS per i voli di ripresa e saranno accertate le condizioni di ricezione del segnale GPS Progetto del piano di volo I tracciati per i quali dovranno essere rilevati i dati sono descritti all Allegato A e le planimetrie di dettaglio saranno reperibili presso la Società. In generale si tratta di un area di ampiezza non inferiore ai 600 metri centrata sull asse stradale delle strade riportate in Tabella 2. Inoltre, in alcune zone localizzate (snodi e aree caselli, bretelle) la fascia di rilievo viene estesa sino a completa copertura della viabilità di accesso a tali. Strada Dal km Al km Lunghezza [km] A ,500 A ,500 A ,757 A ,583 A28 Bretella Fontanafredda ,970 A28 Bretella Sacile Est ,940 A28 Bretella Sacile Ovest ,600 A 28 Bretella di Godega ,200 Raccordo Villesse-Gorizia ,666 Totale 107,716 Tabella 2. Tratte interessate dal rilievo laser scanner/fotogrammetrico. La porzione di territorio interessata occupa complessivamente circa 69 km 2. Pagina 23 di 106

24 Al fine di assicurare il rispetto delle precisioni richieste per i prodotti di consegna, il piano di volo dovrà essere progettato tenendo in particolare considerazione: quota di volo: o per il rilievo laser devono essere garantite: densità dei punti laser; accuratezza plano-altimetrica; o per il rilievo fotogrammetrico devono essere garantite: risoluzione del pixel al suolo; accuratezza planimetrica del pixel al suolo; assi delle strisciate: o sia per il rilievo laser che fotogrammetrico devono essere garantite adeguate sovrapposizioni in senso laterale e longitudinale per il miglior appoggio e controllo relativo delle strisciate. La Ditta affidataria dovrà dimostrare con adeguata documentazione la scelta dei parametri di volo in relazione a quanto sopra esposto. Devono inoltre essere descritti i parametri di scansione adottati e giustificarli alla luce dei requisiti generali del rilievo, incluso il controllo di qualità delle operazioni Presentazione del piano di volo Il piano dovrà essere presentato sia su cartografia alla scala 1:25.000, includendo i margini dell area da rilevare, sia in forma digitale, in formato.dxf o.dwg o.shp, sovrapposto a cartografia raster o vettoriale. Sul piano di volo, per ogni strisciata dovranno essere indicati: l asse della strisciata e la quota assoluta di volo; l altezza relativa di volo, lungo l asse della strisciata Approvazione del piano di volo Il piano di volo delle riprese laser e la sua articolazione temporale dovranno essere approvati dalla Società contestualmente a quello delle riprese fotogrammetriche Rilievo aereo Configurazione satellitare durante il volo Durante il volo devono essere assicurate idonee condizioni della configurazione dei satelliti GPS. In particolare: devono essere sempre tracciati, in comune con le stazioni a terra, non meno di 6 satelliti con elevazione superiore a 15 sull orizzonte; il valore del PDOD non deve superare 3 lungo nessuna delle strisciate di ripresa (è ammesso il superamento di tale valore solo durante le virate) Quota di volo Durante il volo dovrà essere rispettata la quota indicata nel piano approvato. Pagina 24 di 106

25 Epoca e condizioni per i voli I voli devono essere effettuati, compatibilmente con le tempistiche delle attività, nel periodo di minor sviluppo dell infogliamento e in ogni caso con condizioni di terreno asciutto, a distanza di tempo sufficiente da periodi di pioggia intensa o prolungata. Non devono essere effettuate riprese in presenza di neve. Qualora le riprese fotografiche per la produzione delle ortofoto siano contemporanee, si dovranno rispettare i vincoli sulle condizioni di illuminazione Assenza di nubi e ombre I fotogrammi devono presentarsi nitidi, privi di nubi o fumi, di ombre da essi provocate e, comunque, di ombre eccessivamente contrastate. Non si devono effettuare riprese in presenza di copertura Superfici di controllo Per verificare l accuratezza dei dati, sia LIDAR che fotografici, dovranno essere rilevate alcune superfici di controllo. Il rilievo sarà effettuato con tecnica che permetta un accuratezza assoluta migliore di quella raggiunta con il sistema LIDAR aereo, ad esempio sistemi ottici o con tecniche GPS differenziali (DGPS) o cinematiche (KGPS). La localizzazione delle superfici di controllo ed il loro numero sarà stabilita di comune accordo con la Società. La superficie minima di queste aree sarà di 20 m 2 con una densità di punti misurati pari a 0.5 punti/m Elaborazione dei dati aerei Elaborazione dei dati laser Le modalità, le procedure tecniche e di calcolo o manuali da utilizzare nelle fasi seguenti, in particolare la eliminazione dei punti anomali, la classificazione dei punti e l identificazione delle breaklines devono essere illustrate, preliminarmente all inizio delle attività, descrivendo il software impiegato, il comando specifico ed il metodo sul quale si fonda. I risultati conseguiti dall applicazione di algoritmi devono comunque essere accuratamente controllati da parte dell operatore. In fase di collaudo potrà essere richiesto di ripetere la classificazione automatica e successivamente la verifica manuale, confrontando entrambi i risultati con quelli di consegna Filtraggio dei punti anomali Dalla nube di punti grezzi del DSM dovranno essere eliminati i punti anomali, ovvero quei punti che possono essere ottenuti dalla scansione laser sia sotto la superficie del DSM sia sopra di esso, a causa di echi dovuti a multipath, riflessioni su cavi aerei di linee elettriche, funivie, densi fumi, volatili, ecc.). Tali punti devono essere eliminati prima delle operazioni di georeferenziazione delle strisciate laser, nonché delle successiva classificazione dei punti laser Produzione di DTM, DBM e isoipse Classificazione dei punti laser La classificazione dei punti laser deve suddividere i punti nelle seguenti categorie: terreno propriamente detto; Pagina 25 di 106

26 vegetazione; fabbricati; manufatti di infrastrutture viarie fuori terra (cavalcavia, ponti, viadotti); impianti industriali; corsi o specchi d acqua; altro (ad esempio autoveicoli) Tipi di DTM L elevata risoluzione dei dati laser dovrebbero consentire la modellazione corretta della morfologia del terreno nella maggior parte delle situazioni; dove opportuno, dovranno comunque essere inserite breakline 3D per migliorare la fedeltà della rappresentazione DTM0 Il DTM0 (grigliato a passo regolare si rimanda al Capitolo 6 sulle caratteristiche dei prodotti di consegna) descriverà l andamento del terreno propriamente detto e non deve essere prodotto in corrispondenza di: edifici o fabbricati (civili o industriali), che devono essere contornati alla base da breakline; serbatoi di grandi dimensioni o altri impianti fissi rilevanti, che devono anche essi essere contornati alla base da breakline. Le restanti superfici degli impianti industriali all aperto (occupate da tubazioni, nastri trasportatori, tralicci, ecc.), così come rilevanti depositi di materiale (impianti per il confezionamento di calcestruzzi, cave per la produzione di inerti) o di prodotti finiti o semilavorati nelle aree adiacenti edifici industriali, sono inclusi nel DTM0 eliminando però i punti relativi (su strutture diverse dagli edifici e depositi). Nel caso in cui la zona coperta dai depositi di materiale sia molto estesa e si trovi su terreno accidentato, essa verrà contornata con una breakline 3D per tener conto che la qualità del DTM0 nell area non è quella standard. Si deve porre particolare enfasi nella modellazione del terreno nelle immediate adiacenze (entro la recinzione) dell infrastruttura autostradale, inclusi gli svincoli di uscita dei caselli. Più precisamente, disegnando una sezione trasversale ricavata dal DTM a passo 0,5 m, il suo andamento non deve discostarsi (in quota e in planimetria) da quello che si otterrebbe digitalizzando direttamente la nuvola dei punti laser oltre la tolleranza altimetrica e planimetrica. In caso contrario, dovranno essere introdotte breaklines (che serviranno e rendere più fedele il DTM a triangoli irregolari si veda il punto successivo). Il piede del rilevato Autovie deve comunque essere digitalizzato con breaklines 3D. I corsi d acqua sono delimitati da polilinee 3D alla quota del pelo libero presente al momento delle riprese. Eventuali zone affioranti interne al corso d acqua sono rappresentate e delimitate da polilinee 3D. Laddove il tracciato dell autostrada è su ponte o in viadotto o comunque effettivamente sopraelevato dal terreno (tratti nel seguito denominati su trave ) il DTM0 si riferisce al piano stradale e viene delimitato da breaklines 3D, il cui andamento planimetrico ricalca la proiezione dei margini delle due carreggiate (guardrail incluso). Pertanto, gli eventuali punti laser rilevati al suolo (terreno propriamente detto) entro la Pagina 26 di 106

27 proiezione dei margini esterni delle carreggiate devono essere eliminati. Prese le breaklines esterne delle due carreggiate, la proiezione sul DSM dei punti laser classificati terreno deve generare una striscia NODATA. Nelle tratte in cui le carreggiate sono su viadotti separati plano-altimetricamente, la zona intermedia tra le carreggiate viene fittizziamente inclusa nel DTM0, interpolando fra le linee di delimitazione interne delle due carreggiate Devono analogamente essere contornati gli altri manufatti della viabilità comunque intesa presenti nell area da rilevare (es. sovrappassi e svincoli di Autovie, ponti, viadotti di tangenziali, ecc). In questo caso però non si genera alcuna zona NODATA TIN0 Per opportuno sfoltimento dei punti sarà prodotta una rappresentazione del terreno a triangoli irregolari (si rimanda al Capitolo 6 sulle caratteristiche dei prodotti di consegna) che farà uso delle breaklines introdotte nel DTM TIN_V Per la produzione delle ortofoto sarà infine generato un modello digitale ausiliario del TIN0, che permetta la corretta localizzazione sull ortofoto dei tratti di viabilità in sopraelevazione. Pertanto esso rappresenta le sole tratte su trave ovvero il manufatto (ponte, viadotto e cavalcavia) della viabilità: sono inclusi pertanto in questo modello sia i manufatti degli svincoli Autovie, sia i sovrappassi di altra viabilità (di qualsiasi livello) su Autovie, sia altri manufatti di viabilità presenti nell area da rilevare (si rimanda al Capitolo 6 sulle caratteristiche dei prodotti di consegna) DBM e restituzione cartografica delle entità Il modello digitale dell edificato sarà prodotto secondo le specifiche riportate al Capitolo Curve di isolivello Le curve di isolivello saranno ricavate con i passi indicati al Capitolo 6 a partire dal modello DTM0 del terreno propriamente detto Elaborazione dei dati fotogrammetrici Produzione delle ortofoto Le ortofoto digitali, a colori, devono avere risoluzione di almeno 15 cm sul terreno ed essere caratterizzate da una precisione di 25 cm (tolleranza al 95% = 50 cm). Nella produzione delle ortofoto, alcuni elementi non appartenenti al terreno devono essere proiettati in posizione corretta. Pertanto, come precedentemente indicato, il DTM da impiegare sarà il TIN_V. 5.2 Rilievo stradale Operazioni preliminari Prima di procedere all esecuzione del rilievo con veicolo MMS su tutta la rete in gestione Autovie (autostrade, nodi, svincoli, bretelle), la Ditta affidataria dovrà procedere alle attività preliminari di seguito descritte. Pagina 27 di 106

28 Apposizione dei marker sulla carreggiata L attività di apposizione dei marker sulla carreggiata dovrà essere condotta, a carico della Ditta affidataria, prima del passaggio del veicolo MMS, anche contemporaneamente alla fase di rilievo integrativo, ove previsto. Lo scopo di questa attività è quello di rendere evidente la presenza, lungo il tracciato stradale, di alcuni elementi oggetto di rilievo altrimenti non acquisibili attraverso il post-processing dei filmati realizzati dal veicolo MMS. Tale scopo verrà conseguito tramite la verniciatura di un simbolo codificato sul bordo della carreggiata stradale, in corrispondenza di manufatti/entità che sono stati classificati invisibili o irriconoscibili, in accordo con la Società. I simboli utilizzati corrispondono ad alcune lettere dell alfabeto e ciascuna lettera codifica un particolare tipo di manufatto/entità, come indicato nella sottostante Tabella 3. ENTITA' Corpo Stradale Ponti Limiti competenza Autovie VALORI Scarpata Scarpata + Sottoscarpa Scarpata + Controripa Inizio/Fine Ponte, Presenza Pila Inizio/Fine competenza CODICE MARKER A B C D E Tabella 3. Codifica marker Regole di apposizione dei marker Nel caso di elementi a sviluppo lineare lungo la carreggiata, sono state fissate alcune regole per precisare le modalità di apposizione dei marker nei punti di inizio e fine dell attributo o dell elemento lungo la strada. Viene utilizzata una linea orizzontale posta prima (dopo) la lettera identificativa rispettivamente nel caso di inizio (fine) dell elemento (vedi Figura 3. Esempio di applicazione delle regole di apposizione dei marker.figura 3). Sono state inoltre introdotte le seguenti convenzioni: nel caso in cui ci sia continuità tra oggetti appartenenti alla sezione Corpo Stradale, non viene apposto il simbolo di fine elemento, poiché l inizio di un oggetto di questo gruppo costituisce la fine del precedente. All interfaccia tra i due elementi sarà apposto quindi solo il marker di inizio dell elemento successivo. In sede di post-eleborazione dovranno essere comunque restituiti i punti di inizio e fine di ogni elemento; nel caso in cui uno degli oggetti della tabella 2 venga interrotto dalla presenza di un accesso, non saranno apposti marker nei punti di fine ed inizio dell elemento corrispondenti con gli estremi dell accesso. Tuttavia l elemento dovrà essere Pagina 28 di 106

29 interrotto in corrispondenza di tali punti che potranno essere individuati in fase di post-elaborazione mediante l analisi dei filmati. Figura 3. Esempio di applicazione delle regole di apposizione dei marker Rilievo stradale Il rilievo effettuato con il veicolo terrestre dovrà seguire le seguenti indicazioni per massimizzare il livello qualitativo e permettere la restituzione delle caratteristiche proprie dei tracciati stradali e di intersezione. Per poter verificare la corretta e completa applicazione delle tecniche e metodologie illustrate nella proposta tecnica, l impresa appaltatrice effettuerà un primo rilievo di una tratta stradale (lunghezza indicativa della tratta pari a 20 Km) individuata da Autovie e preventivamente comunicata alla Ditta affidataria, per la quale sarà richiesta la consegna dei dataset relativi al rilievo stradale entro 30 gg dalla data di rilievo e su cui Autovie opererà congiuntamente alla Ditta affidataria l importazione dei dati nel proprio sistema tabellare e le operazioni di collaudo. Il rilievo dovrà comprendere tutti i tracciati in gestione ad Autovie (Allegato A) Rilievo autostradale Durante il rilievo, dovranno essere acquisiti sia il tracciato del veicolo, restituito dal relativo sistema integrato di posizionamento, che le immagini rilevate dalle telecamere. Il sistema di posizionamento integrato del veicolo dovrà consentire la restituzione dei punti del tracciato almeno ogni 8 m. Sono inoltre richieste le coordinate di tutti i punti corrispondenti alle immagini restituite, ottenute per interpolazione dei precedenti. Il fornitore dovrà dichiarare il passo di acquisizione delle coordinate (comunque non superiore a 8 metri) e quello delle immagini. Il passo di acquisizione delle immagini dovrà garantire in fase di restituzione le precisioni richieste, mentre la consegna delle immagini dovrà essere effettuata con passo di almeno 4 metri. Il tracciato del veicolo sarà acquisito in continuo mediante GPS cinematico e sistema inerziale con le necessarie integrazioni nei tratti in cui il segnale GPS è carente Pagina 29 di 106