UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BRESCIA FACOLTA DI INGEGNERIA Corso di Laurea in Ingegneria per l Ambiente e il Territorio.

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BRESCIA FACOLTA DI INGEGNERIA Corso di Laurea in Ingegneria per l Ambiente e il Territorio Tesi di laurea: APPROCCI TOPOGRAFICI AVANZATI APPLICATI AL MONITORAGGIO DI EMERGENZE AMBIENTALI IN AMBITO MONTANO Relatore: prof. GIORGIO VASSENA Correlatori: Ing. CARLO LANZI Ing. MASSIMO GELMINI Laureando: MAURO FROSIO Matricola n 40529

2 OBIETTIVO Studio di metodiche d indagine e di monitoraggio rapide ed efficaci, applicate ad emergenze ambientali in ambito montano Sperimentare diverse modalità di rilevamento, allo scopo di definirne limiti e potenzialità

3 SOMMARIO Monitoraggio con STAZIONE TOTALE e LASER A SCANSIONE Analisi delle diverse modalità di rilevamento applicate Risultati derivanti dalle elaborazioni Lago Imja Monitoraggio con GPS e IMMAGINI SATELLITARI Descrizione delle operazioni di monitoraggio Sintesi dei risultati ottenuti dall analisi dei dati

4 IL MONITORAGGIO DEL SERACCO DELLA PUNTA SAN MATTEO 1 Maggio 2005 (R. Scotti) Ortles - Cevedale esposizione quota max quota min N

5 AVVIO del monitoraggio STAZIONE TOTALE Stimare movimenti orizzontali e verticali della massa di ghiaccio con procedura speditiva ed economica LASER SCANNER Estrapolare un modello 3D indagabile e misurabile

6 Monitoraggio con STAZIONE TOTALE Strumento Wild T1000 Produttore Wild Leitz, 1986 Precisione angolare Range di temperatura Peso strumento con batteria integrata 15 CC Hz/V -20 C to +50 C 5,6 kg

7 Monitoraggio con STAZIONE TOTALE CARATTERISTICHE DEL RILEVAMENTO Rete topografica d inquadramento P.ta S. Matteo

8 Monitoraggio con STAZIONE TOTALE 200 CARATTERISTICHE DEL RILEVAMENTO Ripetizione di misure angolari sessioni di misura: 19, 20 luglio 10 agosto 30 agosto Variazioni angolari, indice di movimento orizzontale e verticale 14, 15 settembre 8 novembre

9 Monitoraggio con STAZIONE TOTALE CARATTERISTICHE DEL RILEVAMENTO 3. Stima degli spostamenti

10 PROBLEMATICHE Monitoraggio con STAZIONE TOTALE 1. Impossibilità di materializzare i punti collimati Scelta di punti il più possibile riconoscibili 2. Necessità di condizioni atmosferiche favorevoli Accessibilità e svolgimento delle operazioni di monitoraggio

11 Monitoraggio con STAZIONE TOTALE Stima delle precisioni del metodo di restituzione dei risultati Errore strumentale Errore di puntamento σ S oriz = cm σ S vert = cm

12 Monitoraggio con STAZIONE TOTALE 10 Agosto 20 Luglio 8 Novembre 20 Luglio

13 Monitoraggio con STAZIONE TOTALE 2 Spostamenti verticali Spostamenti verticali (con riferimento al 20 Luglio) 0 survey accuracy -2 Spostamenti verticali [ m] Agost o - 20 Luglio 30 Agost o - 20 Luglio S1 S2 S3 S8 S9 S10 S11 S12 S13 F2 15 Settembre - 20 Luglio 8 Novembre - 20 Luglio F3 F4 F5 G2 Punt o monit orato

14 Monitoraggio con STAZIONE TOTALE In direzione destra-sinistra Spostamenti idrografica orizzontali Punto monitorato G2 F5 F4 F3 F2 S13 S12 S11 S10 S9 S8 S3 S2 S1 Spostamenti orizzontali in direzione destra-sinistra idrografica (con riferimento al 20 luglio) 8 Novembre - 20 Luglio 15 Settmbre - 20 Luglio 30 Agost o - 20 Luglio 10 Agost o - 20 Luglio survey Sinistra accuracy Destra idrografica Spostamento [ m] idrografica

15 Monitoraggio con LASER SCANNER

16 Monitoraggio con LASER SCANNER STRUMENTO Laser scanner Riegl LPM-2K Principio di funzionamento: TOF (Time of fly) Dati rilevati: - posizione x,y,z - intensità del segnale laser di ritorno (riflettanza) Portata: fino a 2500 m N punti misurati: da 0,25 a 1 sec/pto SENSORE PORTATA PRECISIONE SULLA DISTANZA RISOLUZIONE DIVERGENZA FASCIO LASER LUNGHEZZA D ONDA LASER Nr PUNTI MISURATI AMPIEZZA SCANSIONE DIMENSIONI PRINCIPALI ALIMENTAZIONE PESO OBIETTIVI CAMERA RIEGL LPM-2K con Canon EOS 300D Fino a 2500 m con target con 80% riflettività ± 50 mm (singola scansione) 10 mm 1,2 mrad 0,9 μm (infrarosso vicino) Da 0,25 a 1sec/punto ±180 gradi orizzontalmente Da ±135 gradi a -60 gradi verticalmente 232 x 300 x 320 mm Batteria a 12V 14,6 kg Focale 28, 50, 85mm

17 Monitoraggio con LASER SCANNER CARATTERISTICHE DEL RILEVAMENTO 1. Pianificazione del rilievo Organizzazione tecnica e logistica Localizzazione del punto di scansione 3 FASI 2. Acquisizione e controllo dati Impostazione dei parametri strumentali Scansione laser dell oggetto Scansione dei segnali di riferimento 3. Creazione del prodotto finale

18 Monitoraggio con LASER SCANNER CARATTERISTICHE DEL RILEVAMENTO 3. Creazione del prodotto finale Georeferenziazione Pre-elaborazione elaborazione Triangolazione Mappatura

19 3590 ELABORAZIONI E RISULTATI Immagine SOLIDA Stima del VOLUME Conoscere le coordinate del punto oggetto selezionato Surfer: m 3 RiProfile: m 3 Misure 3D di distanze, aree e superfici

20 IMJA Lake Everest Region

21 Il lago IMJA Situato sulla parte terminale del ghiacciaio Imja, all interno del Parco Nazionale dell Everest, in Nepal Latitudine N Longitudine E Quota 5000 m s.l.m. La nascita del lago è attribuibile alla fine degli anni 50, dovuto allo scioglimento del ghiacciaio Volume d invaso superiore a Monitoraggio della diga 30 milioni di m 3 morenica di contenimento Il lago Imja

22 Il lago IMJA Il rilevamento si inserisce all interno delle attività della Changri Nup Glacier Monitoring Expedition 2005: Imja survey Inserita nel progetto strategico Ev-K2-CNR del Consiglio Nazionale delle Ricerche OBIETTIVI: Variazioni morfologiche del canale di drenaggio superficiale del lago Spostamenti della diga morenica di contenimento del lago

23 Monitoraggio del lago IMJA CARATTERISTICHE DEL RILEVAMENTO Impiego del sistema di posizionamento GPS in modalità cinematica in tempo reale (RTK) ACCURATEZZA: 2-3 cm planimetria 5 cm altimetria Stazione Master: posizionata in corrispondenza del vertice lago 2 Ricevitori Rover: trasportati in appositi zaini Trasmissione del segnale garantita da radio PDL Il lago Imja

24 Monitoraggio del lago IMJA IL RILIEVO GPS Sono stati acquisiti dati relativi a: 7 sezioni trasversali agli argini del torrente (A, B, C, D, E, F e G) 4 sezioni che coprono tutta la zona detritica del lago (1, 2, 3 e 4) Circa 170 punti necessari a descrivere l ingombro planimetrico del canale emissario PUNTI DI SEZIONE: spostamenti altimetrici PUNTI DI VELOCITA : spostamenti planimetrici PERIMETRO DEL TORRENTE: variazioni morfologiche del canale emissario Il lago Imja

25 Monitoraggio del lago IMJA RISULTATI Monitoraggio delaltimetriche lago IMJA Variazioni modeste, rispetto al 2001 Spostamenti verticali delle sezioni trasversali La maggior parte dei punti monitorati ha mostrato spostamenti verticali inferiore al metro SOSTANZIALE STABILITA DELLO SBARRAMENTO Variazioni planimetriche del A GLACIO-MORENICO canale emissario VALLE DEL LAGO Spostamenti planimetrici dei punti di velocità Lago 2 Lago N m Anno 2001 Anno 2002 Anno 2003 Anno 2005 N 100 m m IMJA LAKE IMJA LAKE Università degli Studi di Brescia Via Branze 43 I Brescia segreteria@rilevamento.it tel Fax

26 Monitoraggio del lago IMJA 9 Ottobre 2005 Stima dell arretramento della fronte glaciale confluente al lago, con IMMAGINI SATELLITARI 1. Acquisizione delle immagini 2. Georeferenziazione 3. Valutazione dei parametrici geometrici

27 Stima dell arretramento della fronte glaciale confluente al lago, con IMMAGINI SATELLITARI Monitoraggio del lago IMJA 1. Acquisizione delle immagini 14 Ottobre Aprile Ottobre Novembre 2005

28 Stima dell arretramento della fronte glaciale confluente al lago, con IMMAGINI SATELLITARI 2. Georeferenziazione - In proiezione UTM Datum Everest 1830; cartografia del 1992 vettorializzata - Software ArcGis

29 Stima dell arretramento della fronte glaciale confluente al lago, con IMMAGINI SATELLITARI Zona meridionale Zona settentrionale Arretramento totale della fronte glaciale [m] Dal 1992 al Dal 1992 al Dal 1992 al Dal 1992 al Zona mediana

30 CONCLUSIONI Il monitoraggio con STAZIONE TOTALE Il monitoraggio con LASER SCANNER Il monitoraggio con GPS RTK Procedura efficace, economica e speditiva per il monitoraggio di crolli glaciali Unisce alla necessaria precisione di misura una notevole rapidità di produzione dei risultati Tecnica di rilevamento con caratteristiche di flessibilità ed accuratezza, efficacemente applicabile in ambienti ostili ed isolati Il monitoraggio con IMMAGINI SATELLITARI Risultati qualitativi, ma con metodologia a basso costo e con il minimo impiego di personale

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