Differenti applicazioni, con differenti requisiti di accuratezza: scala globale, regionale e locale della geodinamica,

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Annabella Raimondi
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1 Il rilievo topografico e geodetico in generale Differenti applicazioni, con differenti requisiti di accuratezza: applicazioni di cartografia a piccola scala; applicazioni di cartografia a grande scala; reti di monitoraggio: scala globale, regionale e locale della geodinamica, controllo locale di strutture.

scala; applicazioni di cartografia a grande scala; reti di monitoraggio:

2 Applicazioni di cartografia Accuratezze richieste: 0.2 mm alla scala della carta. A piccola scala, ad esempio 1:100000: 20 m, non rientrano nell ambito delle reti per il monitoraggio geodetico. Applicazioni di cartografia a grande scala; ad esempio 1:1000: 0.2 m, Rilievo aerofotogrammetrico: punti di appoggio del rilievo determinati mediante reti topografiche /GPS, tipicamente i capitolati richiedono accuratezze migliori di 5 cm. Rilievo catastale: reti topografiche/gps locali per la mappatura delle proprietà.

Applicazioni di cartografia a grande scala; ad esempio 1:1000: 0.

3 Esempio di rete d appoggio per un volo aerofotogrammetrico: la cartografia di Como. 4 punti di inquadramento, noti in ETRF89-IGM95, una sottorete di raffittimento, determinata mediante GPS, un ulteriore sottorete (non mostrata) realizzata mediante rilievo topografico.

4 punti di inquadramento, noti in ETRF89-IGM95, una sottorete di

4 Reti di monitoraggio di spostamenti e deformazioni spostamenti attesi: da alcuni mm/yr a alcuni cm/yr. Diverse applicazioni, diverse scale di rilievo. Geodinamica Scala globale, regionale e locale: controllo di spostamenti e deformazioni, mediante: su scala globale GPS, VLBI, SLR, su scala regionale/locale strumentazione GPS.

Geodinamica Scala globale, regionale e locale: controllo di spostamenti e

5 Controllo locale di spostamenti/deformazioni Territorio (subsidenza, frane, ) o strutture (dighe, edifici storici, ), mediante GPS e strumentazione topografica di alta/altissima precisione. Il disegno di rete deve prevedere alcuni punti di controllo ritenuti stabili rispetto al fenomeno da controllare, un certo numero di punti controllati nell area del fenomeno di interesse.

6 Le massime accuratezze sono possibili solo se: utilizzo di strumentazione della massima accuratezza, un corretto progetto della rete, ovvero scelta di siti rilevanti per il fenomeno geodinamico, monumentazione dei siti di massima accuratezza, adozione degli opportuni standard per l elaborazione e l analisi dei dati.

rilevanti per il fenomeno geodinamico, monumentazione dei siti di massima

7 Nel caso di strumentazione topografica tradizionale è necessario un disegno della rete che garantisca buona geometria al suolo. Per reti in acquisizione continua non è necessaria la simulazione dello schema di rilievo, per rilievi periodici è opportuna una simulazione ai fini di ottimizzare lo schema di rilievo.

Per reti in acquisizione continua non è necessaria la simulazione dello schema

8 Le precisioni potenziali del GPS Distanza/Tempo 1 km 10 km 50 km 1000 km 10 minuti 1.5 cm 2.5 cm 5 cm ns 1 ora 1.0 cm 1.5 cm 2 cm ns 24 ore 0.3 cm 0.5 cm < 1 cm 1.5 cm 1 settimana 0.1 cm 0.1 cm 0.3 cm <1 cm ns: non stimabile Ovvero, a pari tempo di rilievo l accuratezza dipende dalla lunghezza della base, con lunghi tempi di rilievo e l adozione di opportuni standard di elaborazione, sono comunque ottenibili le massime accuratezze.

9 Le precisioni potenziali della strumentazione topografica Distanze cm cm/km Angoli azimutali Angoli zenitali Dislivelli 0.1 mm/100 m

1-1.0 cm + 0.1-1.0 cm/km Angoli azimutali.

10 La strumentazione. GPS doppia frequenza, antenne Choke Ring Stazioni totali di altissima precisione

11 Monumentazione dei siti: pilastrini a centramento forzato, che garantiscano stabilità/ripetibilità di stazionamento migliore del mm.

12 Reti per la geodinamica Scelta di siti i cui spostamenti attesi siano coerenti con il fenomeno oggetto di studio. Quindi analisi di qualità sui dati acquisibili nei siti candidati. La rete permanente SCIGN Monitoraggio della geodinamica in California.

Quindi analisi di qualità sui dati acquisibili nei siti

13 La rete permanente GAIN, Alps-GPSQuakeNET Monitoraggio della geodinamica dell arco alpino.

14 La rete non permanente in Umbria e Marche per il monitoraggio postsismico dell evento del punti misurati in campagne periodiche dal 1999.

15 Alcuni esempi di reti per il monitoraggio di fenomeni locali La rete di controllo della frana di Peio Rete mista GPS/strumentazione ottica, rilevata periodicamente.

16 La frana di Lago Plati Savuto Una rete di inquadramento, una rete controllata. Rilievo periodico (annuale), strumentazione GPS geodetica. elevata ridondanza di rilievo, elaborazione e compensazione rigorose.

17 La rete controllata

18 Il monitoraggio della diga di Pacoima in California: rete permanente GPS Monumentazione dei siti Ubicazione dei punti controllati sulla diga

19 Schema della rete di controllo esterna alla diga, a mio parere troppo distanti per un controllo locale.

20 Rete permanente distanziometrica per il monitoraggio della frana di Fortebuso 3 distanziometri e 6 estensimetri in acquisizione continua.

21 La progettazione di una rete I requisiti di accuratezza definiscono la strumentazione da utilizzarsi, il disegno di una rete di monitoraggio, e (per reti non permanenti) gli schemi di rilievo. A pari costo di rilievo, è ovviamente auspicabile ottenere le massime e più omogeneamente distribuite accuratezze e affidabilità delle stime: rispetto a tale obiettivo è possibile effettuare ottimizzazioni dello schema di progettazione /rilievo, ovvero effettuare simulazioni di rete.

22 Esecuzione della simulazione Si ricorda che l accuratezza delle stime è data dalla xx ˆˆ C = σ N La loro affidabilità esterna è data dalla 1 T 1 δxˆ = N A Q e δ i i i ove δ = i f ( α, β) T i σ T 1 e Q ( I AN A Q ) e i Tutti i parametri di qualità sono quindi funzione di A, σ 0 Q. La matrice disegno è funzione unicamente del disegno di 2

23 rete/schema di rilievo, la matrice di covarianza delle osservazioni dipende dalla precisione strumentale (in genere nota con buona approssimazione già a priori) e dallo schema di rilievo. E dunque possibile ipotizzare diversi schemi di progettazione/rilievo; per ogni schema costruire A e σ0q; calcolare accuratezze e affidabilità potenziali; scegliere lo schema ottimale. 2

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