La sperimentazione delle nuove tecnologie per il monitoraggio delle attività estrattive: il rilievo LiDAR

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "La sperimentazione delle nuove tecnologie per il monitoraggio delle attività estrattive: il rilievo LiDAR"

Natalia Massari
8 anni fa
Visualizzazioni

1 Attività estrattive, sostenibilità e riciclaggio degli inerti: il contributo italiano al Progetto europeo SARMa Parma, 27 maggio 2011 Palazzo Soragna SESSIONE III Gli strumenti per il controllo delle attività estrattive La sperimentazione delle nuove tecnologie per il monitoraggio delle attività estrattive: il rilievo LiDAR Andrea Ruffini * Stefano Segadelli ** * Servizio Pianificazione Territoriale della Provincia di Parma a.ruffini@provincia.parma.it ** Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli della Regione Emilia-Romagna SSegadelli@Regione.Emilia-Romagna.it

delle attività estrattive: il rilievo LiDAR Andrea Ruffini * Stefano Segadelli ** * Servizio Pianificazione Territoriale della Provincia di

2 un territorio in continua evoluzione nuovi strumenti di gestione e monitoraggio

3 LiDAR: Light Detection and Ranging È una tecnica di telerilevamento di tipo attivo basata su tecnologia laser che utilizza la porzione del vicino infrarosso dello spettro elettromagnetico finalizzata all acquisizione di dati morfo-altimetrici del territorio. L utilizzo di tale tecnica consente di ottenere particolari rappresentazioni dei fenomeni geomorfologici e territoriali attraverso risoluzioni spaziali molto elevate (vertical precision of 7-20 cm, HERITAGE & LARGE, 2009) realizzabili anche in condizioni di ripresa proibitive per le tecniche di telerilevamento passivo (ombre, intensità ed inclinazione dell illuminazione solare ) con la possibilità di operare di giorno e di notte. La peculiarità del LiDAR è l altissima velocità di acquisizione dati che, abbinata ad una elevata precisione nella misura altimetrica e nella distribuzione planimetrica dei p.ti di misura, consente una risoluzione verticale di tipo decimetrico, in relazione alla morfologia e alla complessità territoriale della sup. indagata, ed una risoluzione orizzontale, anch essa decimetrica, legata alla frequenza di emissione degli impulsi ed alla loro densità sul terreno (n. impulsi per mq)

L utilizzo di tale tecnica consente di ottenere particolari rappresentazioni dei fenomeni geomorfologici e territoriali attraverso risoluzioni spaziali molto elevate (vertical precision of 7-20 cm,

4 The method is rapid, relatively economic and allows survey of difficult terrain, as high-mountain regions, where conventional ground-based survey methods are impossible or very difficult and expensive (ZANONER & ALII, 2011). The topographic data, acquired as clouds of points in LAS /ASCII format (x, y, z) could be processed obtaining Digital Surface Model and Digital Elevation Model (i.e. DSM and DEM\dtm) at various scales with a cell-size dimension of m. Nuvole di punti The LiDAR operates collecting the so-called first and last-pulse. First-pulse: measures the range to the first object encountered (in many this is vegetation, for example tree foliage); Last-pulse: measures the range to the last object (the ground surface under the foliage).

$The topographic data, acquired as clouds of points in LAS /ASCII format (x, y, z) could be processed obtaining Digital Surface Model and Digital Elevation Model (i.e. DSM and DEM\dtm) at various scales with a cell-size dimension of 0.$

5 Airborne-laser scanning has become one of the primary choices for gathering precise and dense DEMs of large areas for a wide range of applications. Recent studies show that different techniques using the terrestrial or airborne LiDAR proved a useful tool for the control of the land surface variability in various kinds of applications as urban planning, forest inventory, coastline protection, flood hazard forecast, glacier, avalanche and landslide monitoring*. In the topic of fluvial investigations LiDAR techniques have also provided much information on river morphology, bathymetry and channel changes. Further researches have specifically focused on altimetric data variations to estimate volumetric channel changes, too: starting from a first survey they allowed to quantify the following erosion and deposition processes occurred over some days, some months or some years with a high degree of precision (Lollino & alii, 2008). These techniques were specifically used to know every significant change of the river morphology on a small time scale by steps corresponding to the subsequent surveys. * landslide monitoring: il confronto tra DTM acquisiti in periodi differenti consente di identificare le aree soggette ad abbassamento o sollevamento, di stimare la velocità delle deformazioni verticali e, in alcuni casi, di determinare la velocità delle deformazioni orizzontali (DeWitte et al., 2008) rappresentando una idonea tecnologia di monitoraggio nel caso di estesi fenomeni gravitativi lenti di tipo attivo. Progetti di monitoraggio basati sull analisi temporale di più rilievi LiDAR sono tuttavia rari e generalmente basati su due singole acquisizioni pre e post evento.

planning, forest inventory, coastline protection, flood hazard forecast, glacier, avalanche and landslide monitoring*.

6 The channel of Taro River (Parma Province, Emilia-Romagna), as many other northen Italian river, have undergone remarkable channel adjustments in the last decades, which have been induced by a range of human interventions LiDAR to better understand the responses of the river system to environmental pressures, both natural and human to analize morphological response to river engineering and management in alluvial channel to control\plan gravel mining and channelization works WP 3.2 Caso di studio Conoide Taro Studio delle illegalità Il LiDAR (integrato in un GIS) per il controllo delle illegalità estrattive su area vasta Il LiDAR come sistema di controllo dello stato di fatto estrattivo (cave autorizzate)

$morphological response to river engineering and management in alluvial channel to control\plan gravel mining and channelization works WP 3.$

7 24 febbraio 2010 dataset a scansione con densità nominale maggiore-uguale a 4 p.ti/m2 su tutta l area indicata, e una densità nominale maggiore-uguale a 10 punti p.ti/m2 nelle due aree di cava, Ca Rossa (0.7 km2) e Ghiaie Superiori (0.1 km2). In corrispondenza delle due aree suddette saranno generati gli ortofotopiani con risoluzione di 25 cm o migliore.

ti/m2 nelle due aree di cava, Ca Rossa (0.7 km2) e Ghiaie Superiori (0.1 km2).

8 Il LiDAR nel Progetto SARMA: le Ca Rossa Comune di Collecchio Quota: 66 m.s.l.m. Materiale estratto: ghiaia Alluvioni recenti/in evoluzione Superficie tot (mq): Ghiaie Superiori Comune di Noceto Quota: 80 m.s.l.m. Materiale estratto: ghiaia Alluvioni medio\recenti Superficie tot (mq): applicazioni A WP 3.2 B C D LIDAR

9 Ca Rossa Il LiDAR come sistema di controllo dello stato di fatto estrattivo (cave autorizzate) point cloud.las_all point classification processing data point cloud.las_ground DSM dense DEM/dtm

10 point cloud.las_all 3D view DSM

11 point cloud.las_ground 3D view DEM/dtm

12 point cloud.las_ground Digital Terrain Model Sez.1 (dato raster georeferenziato) Sez.2 Geographics Information System canale di magra Sez.1 canale di magra canale secondario Sez.2

13 Ghiaie Superiori Sez.1 canale di magra Sez.1 A15 Evento Dicembre 2010 H: ca 5 m L: ca 15 m

14 point cloud.las_all 3D view

15 Il LiDAR (integrato in un GIS) per il controllo delle illegalità estrattive su area vasta Agea 2008 GAI pt / mq 10 pt / mq rilevamento geomorfologico DEM ottenuto da dati LiDAR identificazione superfici morfologiche dense DEM/dtm Alveo a canali intrecciati (braided) T: terrazzo BA: barra alta I: isola C: canale B: barra PI: piana inondabile SURIAN & Alii (2009) Linee guida per l analisi geomorfologica degli alvei fluviali e delle loro tendenze evolutive. CLEUP

DEM/dtm Alveo a canali intrecciati (braided) T: terrazzo BA: barra alta I: isola C: canale B: barra PI: piana

16 Sostegno a ricerche in corso Channel width change larghezza a piene rive bankfull Indice di braiding Variazione dei parametri morfometrici del Fiume Taro, tra Fornovo e la confluenza PO negli ultimi 200 anni alveo costituito da più canali

parametri morfometrici del Fiume Taro, tra Fornovo e la

17 Il LiDAR (integrato in un GIS) per il controllo delle illegalità estrattive su area vasta Sistema informativo territoriale di area vasta LiDAR (l elaborazione): Variazioni\anomalie plano-altimetriche Variazioni\anomalie morfologiche Rilevamento diretto (geomorfological survey) Analisi e verifica GIS GIS (ESRI ArcMap)

$elaborazione): Variazioni\anomalie plano-altimetriche Variazioni\anomalie$

18 Individuazione illegalità estrattive su area vasta Monitoraggio cave autorizzate

19 LiDAR in analisi multitemporale maggio 2006 luglio 2009 aprile 2010 giugno 2010 Frana attiva di Montaguto (Avellino) Rilievi LiDAR (Terranova et al., 2011) Geoitalia, 34 lungh. 3 km area 48 ettari prof. di scorrimento 5-20 m Complessa: Scorrimenti rotazionali in banchi calcarenitici e marne Colata argillosa Invasione SS e Ferrovia La stima dei volumi rimossi o accumulati nei diversi intervalli temporali indica un generale deficit di materiale dal 2006 al Il deficit volumetrico: mc Tasso medio di rimozione del materiale: mc/anno

di scorrimento 5-20 m Complessa: Scorrimenti rotazionali in banchi calcarenitici e marne Colata argillosa Invasione SS e Ferrovia La stima

20 LiDAR in analisi multitemporale Individuazione illegalità estrattive su area vasta Airborne-laser scanning has become one of the primary choices for gathering precise and dense DEMs of large areas for a wide range of applications. Monitoraggio cave autorizzate Verifica dello stato di fatto estrattivo Verifica dei quantitativi estratti annualmente Verifica dei quantitativi residui Sup. occupate dalle cave (aree di rispetto), modalità estrattive da adottare (pendenza scarpate) Modalità di sistemazione finale Valutazione di sostenibilità e compatibilità dell attività e delle sue strutture dalla sperimentazione allo strumento concreto La multidisciplinarietà che caratterizza le possibili applicazioni del LiDAR a scala d area vasta può trovare conferma sotto il punto di vista economico? connesso al costo di tale sistema di telerilevamento Le possibilità che il LiDAR possono essere di interesse dei diretti gestori delle cave e sostitutivi di diversi adempimenti? Se si, in quale forma è ipotizzabile un loro coinvolgimento?

occupate dalle cave (aree di rispetto), modalità estrattive da adottare (pendenza scarpate) Modalità di sistemazione finale Valutazione di sostenibilità e compatibilità dell attività e delle sue

Documenti analoghi

TESI IN GEOMORFOLOGIA

FACOLTÀ DI SCIENZE MM.FF.NN. DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA E GEOAMBIENTALI Corso di Laurea Magistrale in Scienze Geologiche A.A. 2010-2011 TESI IN GEOMORFOLOGIA ANALISI MULTITEMPORALE DELLA FRANOSITA,