Trasformazione di Sistemi di Riferimento e rigrigliatura di un DTM: l'approccio inverso utilizzando GRASS

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1 XV meeting degli utenti italiani di GRASS e GFOSS Palermo, febbraio 2014 Polo Territoriale di Como Laboratorio di Geomatica Trasformazione di Sistemi di Riferimento e rigrigliatura di un DTM: l'approccio inverso utilizzando GRASS Ludovico Biagi, Laura Carcano, Marco Negretti marco.negretti@polimi.it

2 Unificare DTM 2 Problema generale: unificare DTM con caratteristiche diverse diversa risoluzione diverso Sistema di Riferimento Convergere verso un unico S.R. e risoluzione rigrigliatura del DTM Ad esempio DTM transfrontalieri

3 Riproiettare un DTM in un altro S.R. 3 Trasformazione di un DTM dal suo sistema di riferimento ad un altro trasformazione delle coordinate planimetriche di ogni nodo lista di punti, trasformati nelle coordinate X,Y con le relative quote distribuiti in modo quasi regolare, ma non possono comunque essere utilizzati come nodi della griglia nel nuovo sistema di riferimento rigrigliare il DTM

4 Rigrigliare un DTM 4 È quindi necessario "rigrigliare" il DTM sui nodi della griglia del nuovo S.R. ottenere la quota in corrispondenza di nodi del DTM finale Punti nel S.R. finale (Nodi del S.R. iniziale) Nodi del S.R. finale

5 Rigrigliare un DTM 5 Due approcci: 1. Trasformazione Diretta la trasformazione di coordinate applicata ai nodi del S.R. iniziale => punti nel S.R. finale interpolare le quote sui nodi del S.R. finale Punti nel S.R. finale (Nodi del S.R. iniziale) con quota nota Nodi del S.R. finale in corrispondenza dei quali si interpola la quota

6 Rigrigliare un DTM 6 Due approcci: 1. Trasformazione Diretta la trasformazione di coordinate applicata ai nodi del S.R. iniziale => punti nel S.R. finale interpolare le quote sui nodi del S.R. finale Interpolazione bilineare, bicubica Problemi: punti maldisposti processo di selezione dei punti da utilizzare potenzialmente dispendioso

7 Rigrigliare un DTM 7 Due approcci: 2. Trasformazione Inversa la trasformazione di coordinate applicata ai nodi del S.R. finale => punti nel S.R. iniziale interpolo le quote per ottenere i valori in corrispondenza dei punti Punti nel S.R. iniziale (Nodi del S.R. finale) con quota da calcolare Nodi del S.R. iniziale con quota nota

8 Rigrigliare un DTM 8 Due approcci: 2. Trasformazione Inversa la trasformazione di coordinate applicata ai nodi del S.R. finale => punti nel S.R. iniziale interpolo le quote per ottenere i valori in corrispondenza dei punti Interpolazione bilineare, bicubica Vantaggi: interpolo a partire da un grigliato regolare e non da punti sparsi esecuzione potenzialmente più veloce

9 Caso studiato 9 Progetto HELI-DEM: unione DTM Lombardia S.R. Roma40 Cartografiche risoluzione: 20m Svizzera ETRF 2000 Geografiche risoluzione: 1" Piemonte ETRF89 Cartografiche risoluzione: 50m FINALE ETRF 2000 Geografiche risoluzione: 0"76 (circa 20m)

10 Caso studiato 10 Realizzazione script in Matlab conversione planimetrica utilizzando i parametri precisi IGM realizzazione trasformazione diretta e inversa Valutare l'implementazione di procedure simili con GRASS 7.0 confronto dei risultati ottenuti con i DTM generati con Matlab

11 r.proj 11 GRASS utilizza le librerie PROJ4 r.proj , -49.1, -9.9, 0.971, , 0.714, Italy (Peninsular Part) Accuracy 3-4m , -34.0, 38.6, , , , Italy (Sardinia) Accuracy 3-4m -50.2, -50.4, 84.8, , , 0.459, Italy (Sicily) Accuracy 3-4m diversi metodi di interpolazione a disposizione nearest neighbor - prossimo più vicino linear interpolation - interpolazione lineare cubic convolution - interpolazione bicubica lanczos trasformazione diretta o inversa?

12 r.proj 12 GRASS r.proj trasformazione diretta o inversa?

13 r.proj 13 GRASS r.proj trasformazione inversa!

14 Trasformazione Lombardia andata-ritorno 14 da R40 a ETRF da ETRF a R40 Le differenze tra i due DTM in R40 intervallo numero punti %sul totale % % % % % % % % % 92.2% Metodo di interpolazione: bicubica

15 Trasformazione Lombardia andata-ritorno 15 da R40 a ETRF da ETRF a R40 Le differenze tra i due DTM in R40 Confronto intervallo numero punti %sul totale % % % % % % % % % intervallo numero punti %sul totale % % % 92.2% % % 55.7% % % % % GRASS Metodo di interpolazione: bicubica altro SW GIS closed source

16 Confronto GRASS - Matlab 16 da R40 a ETRF Lombardia intervallo numero punti %sul totale % % % % % % % % % 68.2% Errori di trasformazione planimetrica (utilizzo di parametri nazionali) Metodo di interpolazione: bicubica

17 Confronto GRASS - Matlab 17 da R40 a ETRF Lombardia Confronto intervallo numero punti %sul totale % % % % % % % % % intervallo numero punti %sul totale % % % 68.2% % % 53.4% % % % % GRASS Metodo di interpolazione: bicubica altro SW GIS closed source

18 Confronto GRASS - Matlab 18 da R40 a ETRF Lombardia griglie per la conversione (Datum shift grids) intervallo numero punti %sul totale % % % % % % % % % 98.6% Metodo di interpolazione: bicubica

19 Confronto GRASS - Matlab 19 da ETRF carto a ETRF geografiche Piemonte intervallo numero punti %sul totale % % % % % % % % % 97.7% Metodo di interpolazione: bicubica

20 Confronto GRASS - Matlab 20 da risoluzione 1" a 0".72 Svizzera intervallo numero punti %sul totale % % % % % % % 99.8% Metodo di interpolazione: bicubica (r.resamp.interp)

21 Conclusioni 21 Verificato il buon funzionamento del comando r.proj Interessante verifica per risoluzioni diverse DTM ad alta risoluzione (1m) Controllare le aree con gli errori maggiori (zona del Garda)

22 GRAZIE!!! 22