IL GIS NEL MONITORAGGIO DELLE ATTIVITÀ DI CAVA

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1 I GIS NELLA PROFESSIONE DEL GEOLOGO IL GIS NEL MONITORAGGIO DELLE ATTIVITÀ DI CAVA Commissione Gis&Geomatica dell Ordine dei Geologi del Veneto

2 Introduzione L attività di coltivazione di cava all interno del Parco Regionale dei Colli Euganei si sviluppa per stralci esecutivi quinquennali, per ognuno dei quali, la ditta che intende procedere alla coltivazione deve fornire all Ente tutta la documentazione prevista per il rilascio dell Autorizzazione. Al termine del periodo concesso dall Autorità per il completamento dei vari stralci esecutivi essa verifica che la ditta che si occupa della coltivazione abbia rispettato le prescrizioni contenute nell Autorizzazione rilasciata, in particolar modo che siano state rispettate le volumetrie di escavazione.

3 Inquadramento Ubicazione: Parco Regionale dei Colli Euganei, Provincia di Padova. Tipologia di cava: cava di trachite per usi ornamentali, arredo urbano, pavimenti e rivestimenti. Incarico: verifica delle volumetrie estratte durante il II stralcio esecutivo (fine 2014). Dati di partenza: rilievi laser scanner eseguiti dall Università di Padova alla fine del I stralcio esecutivo (fine 2009).

4 Inquadramento

5 Inquadramento

6 Strumentazione utilizzata In virtù della forma e della tipologia delle superfici da analizzare, la metodologia scelta per i rilievi è stata quella delle misurazioni tramite laser scanner, integrata, per l idonea georeferenziazione alla rete di punti di appoggio (capisaldi), a strumentazione topografica tradizionale (stazione totale) e GNSS (Global Navigation Satellite System). Total Station SOKKIA SRX 3 Sistemi GNSS - Sokkia GRX1 Laser scanner Faro Focus 3D MS 120

7 Rilievi laser scanner Sono state eseguite n. 13 scansioni, in ciascuna delle quali sono stati acquisiti 28 milioni di punti (totale 364 milioni di punti); ogni stazione è stata georeferenziata mediante 3 target di riferimento a scacchiere piane, la cui posizione è stata oggetto di rilievo topografico In seguito all'acquisizione, i dati laser scanner sono stati sottoposti a procedimenti di pulizia, filtraggio e sottocampionamento, in modo da eliminare i fattori di disturbo dovuti, ad esempio, a riflessioni anomale del laser o alla presenza di alberi.

8 Rilievi laser scanner

9 I dati acquisiti alla fine del secondo stralcio esecutivo (anno 2014) sono stati confrontati con quelli rilevati alla fine del primo stralcio esecutivo (anno 2009). Per entrambi i set di dati, tramite l utilizzo del software GIS, sono state eseguite le operazioni riportate nel seguente schema a blocchi, in modo da renderli confrontabili e permettere la successiva operazione di calcolo della differenza volumetrica. STEP 1 STEP 2 STEP 3 STEP 4 Trasformazione del file di coordinate (X, Y, Z) in uno shapefile di punti tridimensionale Elaborazione del modello a triangoli rappresentativo del terreno (TIN) Conversione del TIN in immagine Raster con celle quadrate di 1x1 m Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici 2009 e 2014

10 STEP 1: Trasformazione del file di coordinate (X, Y, Z) in uno shapefile di punti tridimensionale Lo shapefile è un formato vettoriale caratterizzato da un unica primitiva grafica (punto, linea, poligono).

11 STEP 2: Elaborazione del modello a triangoli rappresentativo del terreno (TIN) Triangulated Irregular Network (rete irregolare di triangoli); è un modello tridimensionale di un sistema fisico, generato a partire da un insieme di punti quotati, costituito da una rete di triangoli con maglia irregolare.

12 STEP 2: Elaborazione del modello a triangoli rappresentativo del terreno (TIN)

13 STEP 3: Conversione del TIN in immagine Raster con celle quadrate di 1x1 m Il formato raster è una matrice di celle (pixel), normalmente di forma quadrata, a ciascuna delle quali viene associato un attributo che definisce le caratteristiche dell'elemento territoriale rappresentato (come, ad esempio, la quota, la temperatura, o un codice che indichi l'utilizzo del suolo).

14 STEP 4: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici 2009 e Creazione di una maschera di ritaglio per le immagini raster 2009 e 2014, individuata in base alla visualizzazione, in pianta e in vista tridimensionale, delle pareti di scavo. La maschera individua in maniera precisa l area sottoposta a sbancamento eliminando dall elaborazione il resto delle aree (piazzali, cumuli sparsi, ripristini) che non sono di interesse.

15 STEP 4: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici 2009 e 2014 CUT/FILL Tool Un'operazione di cut-and-fill (taglio e riempimento o sterro e riporto) è una procedura in cui la forma e quindi l'elevazione di una superficie viene modificata mediante la rimozione o l'aggiunta di materiale. Il Tool CUT/FILL identifica e calcola le aree e i volumi modificati a seguito di un operazione di sterro e riporto. Fornendo in input due superfici di una regione nota in due differenti periodi di tempo, il tool definisce le aree di superficie in cui si è verificato un asportazione di materiale, un aggiunta o dove non si sono verificati cambiamenti.

16 STEP 4: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici 2009 e 2014 CUT/FILL Tool

17 STEP 4: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici 2009 e 2014 CUT/FILL Tool

18 STEP 4: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici 2009 e 2014 CUT/FILL Tool

19 STEP 4: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici 2009 e 2014 CUT/FILL Tool

20 Risultati finali Ricostruzione 3D del rilievo anno 2014 e volume escavato durante il II stralcio esecutivo Sovrapposizione delle curve di livello, anno 2009 e 2014, dell area di studio L applicazione delle metodiche e delle elaborazioni descritte ha permesso di appurare che il volume estratto nel corso del II stralcio esecutivo, è stato pari a circa mc di roccia.

21 GRAZIE PER L ATTENZIONE IL GIS NEL MONITORAGGIO DELLE ATTIVITÀ DI CAVA Commissione Gis&Geomatica dell Ordine dei Geologi del Veneto vescovo@geosolution.it