Creazione e pubblicazione del DTM HELI-DEM Presentazione di Laura Carcano, Politecnico di Milano, Laboratorio di Geomatica del Polo Territoriale di

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Dino Capone
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1 Creazione e pubblicazione del DTM HELI-DEM Presentazione di Laura Carcano, Politecnico di Milano, Laboratorio di Geomatica del Polo Territoriale di Como A nome di tutto il gruppo di lavoro HELI-DEM

2 Obiettivo del progetto Creazione di un modello digitale delle altezze unificato, per la fascia alpina e subalpina al confine tra Italia e Svizzera, correttamente georeferenziato nelle tre dimensioni regioni coinvolte: Piemonte, Lombardia, Canton Ticino, Canton Grigioni DTM multi-risoluzione e multi-accuratezza mediante allineamento e fusione di tutte le informazioni disponibili

3 Requisiti di progetto Il DTM finale deve: coprire tutta l area di interesse del progetto avere una risoluzione almeno di 20m (migliore laddove siano disponibili informazioni di elevazione a maggior dettaglio) accuratezza che sia la migliore ottenibile in funzione dei prodotti disponibili

4 Dati disponibili - bassa risoluzione DTM REGIONE LOMBARDIA Risoluzione: 20 metri Estensione: Regione Lombardia Anno di realizzazione: 2002 Sistema di riferimento: Roma40 Sistema di coordinate: Gauss-Boaga fuso Ovest, quote ortometriche Accuratezza: 5-10 m (in quota), 2 m (in planimetria) DTMCH25 Risoluzione: 25 metri (1 sessagesimale) Estensione: Svizzera Anno di realizzazione: 2001 Sistema di riferimento: ETRS89 Sistema di coordinate: geografiche, quote ortometriche LN02 Accuratezza: m (in quota) DTM REGIONE PIEMONTE Risoluzione: 50 metri Estensione: Regione Piemonte Anno di realizzazione: anni 90 (riorganizzato nel 2003) Sistema di riferimento: WGS84 IGM95 (ETRF89) Sistema di coordinate: UTM fuso 32, quote ortometriche Accuratezza: 2.5 m (in quota), 4 m (in planimetria)

Dati disponibili - alta risoluzione NUOVO DTM PIEMONTE Risoluzione: 5 metri Estensione: Regione Piemonte Anno di realizzazione: 2012 Sistema di

3 m (in planimetria e quota) DTM LIDAR ASTE IDROGRAFICHE Risoluzione: 1 metro (0.

5 Dati disponibili - alta risoluzione NUOVO DTM PIEMONTE Risoluzione: 5 metri Estensione: Regione Piemonte Anno di realizzazione: 2012 Sistema di riferimento: WGS84 IGM95 (ETRF89) Sistema di coordinate: UTM fuso 32, quote ortometriche Accuratezza: 0.3 m (in planimetria e quota) DTM LIDAR ASTE IDROGRAFICHE Risoluzione: 1 metro ( gradi sessadecimali) Estensione: Piemonte e Lombardia bacini idrografici principali Anno di realizzazione: in corso di realizzazione Sistema di riferimento: WGS84-IGM95 (ETRF89) Sistema di coordinate: geografiche, quote ortometriche Accuratezza: ~ 1 m (in quota)

6 Prodotti ottenuti e pubblicati DTM unificato a bassa risoluzione unione dei tre DTM a bassa risoluzione DTM unificato a bassa risoluzione corretto nelle zone dove il DTM Lidar esiste a partire dal DTM precedente, utilizzo dati Lidar per correggerlo

7 Prodotti ottenuti e pubblicati DTM unificato a bassa risoluzione unione dei tre DTM a bassa risoluzione DTM unificato a bassa risoluzione corretto nelle zone dove il DTM Lidar esiste a partire dal DTM precedente, utilizzo dati Lidar per correggerlo

8 DTM unificato a bassa risoluzione: problemi e soluzioni DTM di input in diversi sistemi di riferimento necessario trasformarli a un sistema di riferimento finale programma GK2CNV sviluppato dal Politecnico di Torino distribuito con licenza GNU GPL, consente di effettuare la trasformazione per DTM grigliati fra sistemi di riferimento e sistemi di coordinate differenti A valle della trasformazione a un sistema di riferimento comune, i DTM di input vanno rigrigliati (interpolati) sui nodi di un DTM finale unificato Librerie di routine MATLAB sviluppate dal Politecnico di Milano

9 DTM unificato a bassa risoluzione cross validazione Controllo reciproco fra DTM che si sovrappongono per identificare sistematismi e anomalie es. di crossvalidazione DTMCH25 - DTM Lombardia 20m (zona Triangolo lariano) Media = 2.3 m Std = 20 m Min = -109 m Max = 120 m

10 DTM unificato a bassa risoluzione validazione esterna Controllo di un DTM con strumenti di accuratezza superiore: es. GNSS RTK (s V 4 cm) es. di validazione esterna del DTM Lidar con misure GNSS ( zona di Lovero (SO) ) Δh (cm) >100

11 DTM unificato a bassa risoluzione - caratteristiche SISTEMA DI RIFERIMENTO: ETRF2000 SISTEMA DI COORDINATE: geografiche RISOLUZIONE PLANIMETRICA: φ= 2*10-4, 22 m λ = 2*10-4, 15 m NODI DELLA GRIGLIA:

12 DTM unificato a bassa risoluzione - procedura adottata Trasformazione dei tre DTM al sistema di riferimento ETRF coordinate geografiche Creazione dei nodi della griglia finale del DTM unificato (coordinate φ, λ dei nodi) Interpolazione indipendente dei tre DTM originali sui nodi della griglia del DTM unificato Stima dei parametri mediante MQ (superficie interpolante bicubica) Media dei risultati ottenuti dalle interpolazioni indipendenti nelle zone di bordo laddove coesistono due/tre DTM

13 DTM unificato a bassa risoluzione DTM FINALE UNIFICATO punti in input nodi della griglia di output

14 Prodotti ottenuti e pubblicati DTM unificato a bassa risoluzione unione dei tre DTM a bassa risoluzione DTM unificato a bassa risoluzione corretto nelle zone dove il DTM Lidar esiste a partire dal DTM precedente, utilizzo dati Lidar per correggerlo

DTM unificato corretto con dati LiDAR Utilizzo del DTM LiDAR ad alta risoluzione (AR) per correggere il DTM unificato a bassa risoluzione (BR) somma delle differenze tra DTM

15 DTM unificato corretto con dati LiDAR Utilizzo del DTM LiDAR ad alta risoluzione (AR) per correggere il DTM unificato a bassa risoluzione (BR) somma delle differenze tra DTM AR/BR al DTM BR La semplice applicazione delle differenze al DTM BR può introdurre dei bruschi sistematismi o salti Differenze AR/BR: es. di discontinuità al bordo, salto medio di 8 m

16 DTM unificato corretto con dati LiDAR - procedura adottata Il problema può essere risolto filtrando opportunamente le correzioni prima della loro applicazione filtro che permette di mantenere il più possibile inalterato il dato LiDAR e agisce principalmente ai bordi, implementazione numerica con trasformata veloce di Fourier

17 DTM unificato corretto con dati LiDAR - applicazione del filtro su una zona di esempio bacino del Fiume Oglio

18 DTM unificato corretto con dati LiDAR - applicazione del filtro su una zona di esempio A valle del filtro le quote del DTM corretto seguono maggiormente il DTM LiDAR DIFFERENZE ORIGINALI media = -1.9 m std = 5.8 m DIFFERENZE FILTRATE media = 0.0 m std = 1.1 m

19 Pubblicazione dei DTM e dei dettagli tecnici Il Laboratorio di Geomatica del Polo Territoriale di Como ha realizzato un geoservizio utilizzando protocolli standard, per la pubblicazione dei due DTM prodotti I dati sono accessibili da qualsiasi client che implementi gli standard OGC, WMS e WFS, oppure tramite il geoportale sviluppato da SUPSI Tutti i dettagli tecnici di un progetto durato 3 anni sono analiticamente discussi nel libro HELI-DEM - Integrazione dei dati di altezza transalpini fra Italia e Svizzera

21 Contatti Laura Carcano Ludovico Biagi

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Vicenza, 6 novembre 2012

Vicenza, 6 novembre 2012 Autori:L.Biagi 1, M. A. Brovelli 1, A. Campi 2, M. Cannata 3, L.Carcano 1, M. Credali 4, A. Croci 5, P.Dabove 5, M.Gilardoni 1, A.Lucchese 1, A.Manzino 5, F.Sansò 1, G.B. Siletto