RELAZIONE TOPOGRAFICA La presente relazione riguarda il rilievo topografico eseguito con tecnica laser scanner della zona di Cava Rave della Foce situata nel Comune di Frontone (PU) svoltosi nei mesi di Aprile Maggio 2012, il rilievo ha interessato un area comprendente la cava in oggetto e zone limitrofe per una superficie complessiva avente estensione di circa 35 Ha. Sistema di coordinate utilizzato Per il rilievo della zona in questione si è adottato il sistema di riferimento nazionale Gauss- Boaga Roma40-Monte Mario quote ortometriche s.l.m. riferite al mareografo di Genova. Realizzazione della rete topografica di appoggio Per il rilievo della zona in questione si è utilizzata un unica rete topografica che è caratterizzata da precisione intrinseca centimetrica. La realizzazione della rete topografica, è stata eseguita con una coppia di ricevitori satellitari GNSS (global navigation satellite system) geodetici RTK (Real Time Kinematic ) doppia frequenza in modalità Post-Processing per garantire sia una migliore precisione che il controllo delle misure. La compensazione ed elaborazione dei dati GNSS (global navigation satellite system) è stata eseguita utilizzando il software Topcon Tools. Il riattacco al sistema di riferimento nazionale è stato possibile eseguendo uno stazionamento differenziale statico di 20minuti sul vertice Regione Marche GPS7 facente parte della rete IGM95 denominato 116618 situato nei pressi dell Eremo di Fonte Avellana (vedi monografie). Posizionamento e rilievo capisaldi Contestualmente si sono posizionati n 6 capisaldi materializzati con chiodi topografici in acciaio disposti: 2 all interno di Cava Rave della Foce e 4 all esterno di cava lungo via Fonte Avellana, la loro materializzazione è stata eseguita su manufatti in calcestruzzo o roccia compatta in modo da garantire stabilità del vertice. Per la determinazione delle coordinate dei capisaldi si è eseguito uno stazionamento con ricevitore GNSS in modalità statica di durata non inferiore a 10 minuti garantendo così una precisione delle coordinate migliore del centimetro (vedi report compensazione GNSS). 1
Figura 1: Chiodo topografico con rondella in ottone utilizzato per la materializzazione dei capisaldi Figura 2: Schema compensazione GNSS Capisaldi e riattacco al sistema nazionale Figura 3: Schema compensazione GNSS Capisaldi Zoom 2
Rete di appoggio laser scanner Per l orientamento e la georeferenziazione delle scansioni laser scanner si è predisposta una rete topografica di appoggio composta da n 37 vertici rilevati con strumentazione GNSS in modalità stop&go (vedi report compensazione GNSS) che ha permesso di raggiungere una precisione in post-processing migliore di 2 centimetri (vedi report compensazione rete di appoggio laser scanner), successivamente da ciascun vertice della rete di appoggio laser scanner si è provveduto a posizionare appositi target autoriflettenti necessari per l allineamento e georeferenziazione delle scansioni laser. Figura 4: Schema compensazione GNSS rete di appoggio laser scanner e riattacco al sistema nazionale Figura 5: Schema compensazione GNSS rete di appoggio laser scanner Zoom 3
Figura 6: Rilievo con strumentazione GNSS di uno dei vertici della rete di appoggio laser scanner Trasformazione delle coordinate da wgs84 a Roma40 Gauss-Boaga Le osservazioni e compensazioni del software Topcon Tools della rete GPS/GNSS avvengono nel cosiddetto WGS84 (World Geodetic System 84). Per passare da tale sistema universale al sistema di riferimento nazionale Gauss-Boaga Roma40 ci si è serviti dei grigliati IGM.gr2 che hanno consentito la trasformazione delle coordinate Wgs84 (ETRS89) al Datum nazionale Roma40 rappresentazione Gauss-Boaga Fuso Est. Le quote da ellissoidiche sono state convertite a ortometriche (s.l.m.) attraverso l apposito modello del geoide ITALGEO 2005 contenuto all interno dei grigliati stessi. (Vedi tabella trasformazione coordinate) Realizzazione delle Scansioni Laser Scanner: Per l esecuzione del rilievo in questione sono state utilizzate due strumentazioni laser scanner differenti: una a media portata Leica C10 avente portata massima di circa 300m, l altra a lunga portata Optech ILRIS-HD-ER avente portata massima di circa 2000m. Entrambe le strumentazioni laser scanner hanno una precisione nell ordine del centimetro. Si è utilizzato il laser scanner a media portata per rilevare parte del fronte di cava esistente, i piazzali della stessa, manufatti principali, la rete viaria presente e la zona comprendente il Fiume Cinisco compresa tra l area di cava e via Fonte Avellana. 4
Si è utilizzato il laser a lunga portata per il rilievo del versante di Monte Roma interessato dal progetto di nuova coltivazione e completamento del rilievo del fronte di Cava Rave della Foce. Ogni scansione laser scanner è formata da alcuni milioni di punti con una risoluzione migliore a 20cm a seconda della zona rilevata. Al fine di coprire tutta l area ed eliminare le zone occluse, sono state effettuate numerose scansioni che si sovrapporranno fra di loro in tutto o in parte. Nello specifico sono state eseguite n 37 scansioni con laser scanner a media portata e n 6 scansioni a lunga portata. Figura 7: Stazione con strumentazione laser scanner a media portata 5
Figura 8: Stazione con strumentazione a media portata Figura 9: Segnale autoriflettente per allineamento scansioni laser scanner 6
Figura 10: Stazione con strumentazione laser scanner a lunga portata Figura 11: Schema delle stazioni laser scanner eseguite, in viola posizione approssimata della stazione 7
Georeferenziazione e allineamento delle scansioni Per orientare la quasi totalità delle differenti scansioni laser scanner eseguite con strumentazione a media portata sono stati collocati appositi segnali autoriflettenti (target), la cui posizione è stata determinata con sistema GNSS (vedi rete di appoggio laser scanner). Talune scansioni laser a media portata e le l scansioni eseguite con laser a lunga portata sono state effettuate senza utilizzo di target a causa della tipologia dello strumento (come nel caso dell Optech) o dell impossibilità dell utilizzo di target, esse sono state allineate alle altre utilizzando le aree di sovrapposizione con la tecnica della similitudine morfologica delle zone di sovrapposizione. Il metodo è scientificamente noto come ICP (Iterative Closest Point). La precisione globale di allineamento delle nuvole di punti laser scanner è inferiore al decimetro. In totale sono state effettuate 46 scansioni laser scanner per un numero complessivo di oltre 196 milioni di punti rilevati, la gestione dei dati laser scanner è stata eseguita tramite il software Cyclone 7.3. Figura 12: Vista nuvola di punti laser scanner complessiva in falso colore (riflettanza-normale) 8
Figura 13:Vista nuvola di punti laser scanner complessiva in falso colore (riflettanza-normale) Elaborazione nuvole di punti laser scanner e derivazione del modello tridimensionale Come è noto la strumentazione laser scanner acquisisce la totalità degli oggetti presenti nel contesto di rilievo ciò comporta l inevitabile acquisizione di oggetti non appartenenti al terreno o inerenti al rilievo eseguito come ad esempio: alberi, automezzi, passaggio di persone ecc. Pertanto si rende indispensabile una fase di elaborazione consistente nella filtratura e classificazione delle nuvole di punti laser scanner. A causa della vegetazione presente all esterno dell attuale cava, è stata eseguita una classificazione software e filtrazione automatica dei punti appartenenti al terreno (ground). Così è stata eliminata buona parte dei punti non appartenenti al terreno, è seguita poi una pulizia manuale delle zone critiche a più fitta vegetazione, dove il software non è stato in grado di classificare i punti appartenenti al terreno. 9
Dai punti filtrati appartenenti al terreno è stato derivato un modello matematico a superfici avente maglia triangolare dal quale si sono ricavate curve di livello e sezioni verticali. Figura 14: A sinistra modello matematico generato senza eliminazione della vegetazione, a destra modello filtrato da tutti gli elementi di disturbo Allegati: Monografie dei capisaldi istituiti Monografia vertice di riattacco Regione Marche GPS7-IGM95 Report compensazione GNSS capisaldi Report compensazione GNSS rete di appoggio laser scanner Tabella trasformazione coordinate 10
Monografie dei capisaldi istituiti
REGIONE MARCHE Comune di: FRONTONE (PU) Vertice: F1 Caposaldo Committente: Cave del Metauro s.r.l. Data rilievo: 22-04-2012 Coordinate piane (Gauss-Boaga) Fuso Est Coordinate WGS84-ETRS89 N: 4819423.045 Lat: 43 30'17.84234"N E: 2336013.105 Lon: 12 43'26.22562"E Quota s.l.m.: 451.720 Altezza ell.: 495.811 Note: Chiodo in acciaio con borchia in ottone infisso su manufatto in cls lungo via Fonte Avellana Esecuzione: ing. Bozzi Carlo Alberto
REGIONE MARCHE Comune di: FRONTONE (PU) Vertice: F2 Caposaldo Committente: Cave del Metauro s.r.l. Data rilievo: 22-04-2012 Coordinate piane (Gauss-Boaga) Fuso Est Coordinate WGS84-ETRS89 N: 4819309.194 Lat: 43 30'14.03833"N E: 2335881.660 Lon: 12 43'20.51540"E Quota s.l.m.: 449.433 Altezza ell.: 493.541 Note: Chiodo in acciaio con borchia in ottone infisso su chiusino in cls lungo via Fonte Avellana Esecuzione: ing. Bozzi Carlo Alberto
REGIONE MARCHE Comune di: FRONTONE (PU) Vertice: F3 Caposaldo Committente: Cave del Metauro s.r.l. Data rilievo: 22-04-2012 Coordinate piane (Gauss-Boaga) Fuso Est Coordinate WGS84-ETRS89 N: 4818973.773 Lat: 43 30'03.04159"N E: 2335731.882 Lon: 12 43'14.25973"E Quota s.l.m.: 459.406 Altezza ell.: 503.554 Note: Chiodo in acciaio con borchia in ottone infisso su manufatto lapideo lungo via Fonte Avellana Esecuzione: ing. Bozzi Carlo Alberto
REGIONE MARCHE Comune di: FRONTONE (PU) Vertice: F4 Caposaldo Committente: Cave del Metauro s.r.l. Data rilievo: 22-04-2012 Coordinate piane (Gauss-Boaga) Fuso Est Coordinate WGS84-ETRS89 N: 4818580.376 Lat: 43 29'50.18849"N E: 2335606.332 Lon: 12 43'09.15345"E Quota s.l.m.: 467.195 Altezza ell.: 511.385 Note: Chiodo in acciaio con borchia in ottone infisso su anello in cls di un chiusino lungo via Fonte Avellana presso località Casaccia Esecuzione: ing. Bozzi Carlo Alberto
REGIONE MARCHE Comune di: FRONTONE (PU) Vertice: C1 Caposaldo Committente: Cave del Metauro s.r.l. Data rilievo: 22-04-2012 Coordinate piane (Gauss-Boaga) Fuso Est Coordinate WGS84-ETRS89 N: 4819226.777 Lat: 43 30'11.38120"N E: 2335895.507 Lon: 12 43'21.23195"E Quota s.l.m.: 453.694 Altezza ell.: 497.809 Note: Chiodo in acciaio infisso su cordolo in cls della pesa situata all'ingresso di Cava Rave della Foce Esecuzione: ing. Bozzi Carlo Alberto
REGIONE MARCHE Comune di: FRONTONE (PU) Vertice: C2 Caposaldo Committente: Cave del Metauro s.r.l. Data rilievo: 22-04-2012 Coordinate piane (Gauss-Boaga) Fuso Est Coordinate WGS84-ETRS89 N: 4819041.990 Lat: 43 30'05.35375"N E: 2335847.659 Lon: 12 43'19.32802"E Quota s.l.m.: 456.336 Altezza ell.: 500.471 Note: Chiodo in acciaio infisso su affioramento roccioso presente nel piazzale di Cava Rave della Foce Esecuzione: ing. Bozzi Carlo Alberto
Monografia vertice di riattacco Regione Marche GPS7-IGM95
Report compensazione GNSS capisaldi
Project Summary Project name: FRONTONE-CAPISALDI.ttp Created by: ing. Bozzi Carlo Alberto Comment: Committente Cave del Metauro s.r.l. Linear unit: Meters GPS Obs Quality Horz RMS (m) Vert RMS (m) Name dn (m) de (m) dht (m) 116618 base 3527.88-151.73-276.88 0.003 0.005 C1 base -2.985-2.202 1.029 0.001 0.002 C2 base 183.047 40.573-1.635 0.001 0.002 F1 base -202.4-114.39 3.023 0.001 0.003 F2 base -84.995 13.897 5.297 0.001 0.003 F3 base 254.412 154.439-4.722 0.003 0.006 F4 base 651.117 269.158-12.586 0.004 0.01 Adjusted Point Quality Name Latitude Longitude Ell.Height (m) Code C1 43 30'11.38120"N 12 43'21.23195"E 497.809 C2 43 30'05.35375"N 12 43'19.32802"E 500.471 F1 43 30'17.84234"N 12 43'26.22562"E 495.811 F2 43 30'14.03833"N 12 43'20.51540"E 493.541 F3 43 30'03.04159"N 12 43'14.25973"E 503.554 F4 43 29'50.18849"N 12 43'09.15345"E 511.385 base 43 30'11.28448"N 12 43'21.13395"E 498.838
Report compensazione GNSS rete di appoggio laser scanner
Project Summary Project name: FRONTONE-RAVE DELLA FOCEGPS.ttp Created by: ing. Bozzi Carlo Alberto Comment: Committente Cave del Metauro s.r.l. Linear unit: Meters GPS Obs Quality Name dn (m) de (m) dht (m) Horz RMS (m) Vert RMS (m) base 116618-3528.035 151.816 274.912 0.003 0.004 base t1-63.234-16.225 1.283 0.005 0.01 base t10 35.145 25.708 12.538 0.004 0.008 base t11 43.726 26.653 12.083 0.004 0.008 base t2-101.504-37.532 0.602 0.005 0.01 base t20 173.734 78.674-4.252 0.004 0.006 base t21 154.216 60.028-4.213 0.004 0.006 base t22 118.676 22.799-5.325 0.004 0.006 base t23 104.269 10.814-5.84 0.004 0.006 base t24 67.118-22.61-5.548 0.004 0.006 base t25 45.359-33.171-5.102 0.004 0.006 base t26-136.368-102.858-0.324 0.015 0.023 base t27-161.112-113.336 0.774 0.013 0.022 base t28-199.114-123.053 2.781 0.014 0.022 base t3-163.503-17.954 1.502 0.005 0.011 base t30-293.857-163.681 4.008 0.015 0.034 base t31-320.105-171.508 4.484 0.009 0.019 base t32-393.925-216.053 6.736 0.014 0.034 base t33-407.478-220.136 7.145 0.014 0.035 base t34-479.139-253.16 9.358 0.009 0.019 base t35-501.046-270.65 9.915 0.013 0.038 base t36 112.899 119.733-7.113 0.005 0.011 base t37 102.997 95.178-7.417 0.005 0.011 base t38-610.949 345.657 331.157 0.005 0.01 base t39-630.373 342.083 334.078 0.005 0.01 base t40-525.77 361.853 315.596 0.006 0.01 base t41-498.786 363.885 309.478 0.006 0.011 base t42-459.804 378.833 302.084 0.005 0.008 base t43-441.832 377.763 296.716 0.005 0.008
base t44-361.738 418.513 279.02 0.01 0.02 base t45-350.412 435.649 278.383 0.007 0.014 base t46-383.511 512.142 300.533 0.004 0.006 base t47-368.762 529.611 297.138 0.004 0.005 base t5-170.458 43.212 4.171 0.008 0.014 base t6-124.908 37.289 2.481 0.005 0.009 base t7-51.351 55.53 2.14 0.005 0.009 base t8 5.541 13.444 0.815 0.004 0.008 base t9 16.698 29.396 8.638 0.004 0.008 Adjusted Point Quality Name Latitude Longitude Ell.Height (m) Code t1 43 30'09.23577"N 12 43'20.41178"E 500.132 t10 43 30'12.42324"N 12 43'22.27825"E 511.386 t11 43 30'12.70126"N 12 43'22.32034"E 510.931 t2 43 30'07.99584"N 12 43'19.46340"E 499.451 t20 43 30'16.91353"N 12 43'24.63594"E 494.599 t21 43 30'16.28114"N 12 43'23.80596"E 494.638 t22 43 30'15.12965"N 12 43'22.14878"E 493.524 t23 43 30'14.66288"N 12 43'21.61531"E 493.009 t24 43 30'13.45919"N 12 43'20.12757"E 493.301 t25 43 30'12.75420"N 12 43'19.65750"E 493.746 t26 43 30'06.86622"N 12 43'16.55576"E 498.527 t27 43 30'06.06452"N 12 43'16.08937"E 499.625 t28 43 30'04.83324"N 12 43'15.65691"E 501.633 t3 43 30'05.98708"N 12 43'20.33485"E 500.352 t30 43 30'01.76355"N 12 43'13.84867"E 502.865 t31 43 30'00.91309"N 12 43'13.50035"E 503.343 t32 43 29'58.52129"N 12 43'11.51779"E 505.6 t33 43 29'58.08220"N 12 43'11.33610"E 506.011 t34 43 29'55.76035"N 12 43'09.86638"E 508.229 t35 43 29'55.05054"N 12 43'09.08795"E 508.789 t36 43 30'14.94246"N 12 43'26.46353"E 491.737 t37 43 30'14.62163"N 12 43'25.37050"E 491.432 t38 43 29'51.49059"N 12 43'36.51732"E 830.044 t39 43 29'50.86128"N 12 43'36.35820"E 832.967 t40 43 29'54.25016"N 12 43'37.23839"E 814.477 t41 43 29'55.12436"N 12 43'37.32889"E 808.356 t42 43 29'56.38727"N 12 43'37.99425"E 800.961 t43 43 29'56.96955"N 12 43'37.94672"E 795.591 t44 43 29'59.56434"N 12 43'39.76062"E 777.893 t45 43 29'59.93126"N 12 43'40.52328"E 777.256 t46 43 29'58.85876"N 12 43'43.92756"E 799.414 t47 43 29'59.33656"N 12 43'44.70511"E 796.019
t5 43 30'05.76172"N 12 43'23.05731"E 503.022 t6 43 30'07.23754"N 12 43'22.79372"E 501.33 t7 43 30'09.62078"N 12 43'23.60566"E 500.988 t8 43 30'11.46409"N 12 43'21.73236"E 499.663 t9 43 30'11.82559"N 12 43'22.44241"E 507.486
Tabella trasformazione coordinate
Coordinate Gauss Boaga Roma40 Monte Mario Trasformazione eseguita con grigliati GR2 da coordinate Wgs84-Etrs89 Punto N E Q slm (m) (m) (m) t1 4819161.091 2335875.276 456.009 t10 4819258.283 2335919.884 467.275 t11 4819266.834 2335921.064 466.821 t2 4819123.42 2335852.931 455.324 t20 4819395.367 2335976.622 450.503 t21 4819376.366 2335957.45 450.54 t22 4819341.859 2335919.263 449.421 t23 4819327.787 2335906.888 448.904 t24 4819291.565 2335872.462 449.191 t25 4819270.104 2335861.31 449.633 t26 4819090.357 2335786.678 454.393 t27 4819065.91 2335775.526 455.488 t28 4819028.189 2335764.774 457.492 t3 4819060.911 2335870.805 456.22 t30 4818934.597 2335721.57 458.713 t31 4818908.573 2335713.028 459.188 t32 4818836.002 2335666.48 461.436 t33 4818822.567 2335662.028 461.846 t34 4818751.838 2335627.057 464.056 t35 4818730.419 2335608.974 464.613 t36 4819333.433 2336016 447.638 t37 4819324.206 2335991.183 447.33 t38 4818603.731 2336222.003 785.888 t39 4818584.414 2336217.899 788.809 t40 4818688.426 2336240.524 770.329 t41 4818715.341 2336243.294 764.211 t42 4818753.896 2336259.302 756.82 t43 4818771.89 2336258.725 751.452 t44 4818850.831 2336301.65 733.763 t45 4818861.683 2336319.087 733.128 t46 4818826.507 2336394.638 755.286 t47 4818840.772 2336412.503 751.894 t5 4819052.285 2335931.755 458.892 t6 4819097.978 2335927.081 457.204 t7 4819171.006 2335947.328 456.87 t8 4819229.027 2335906.815 455.548 t9 4819239.743 2335923.066 463.373 116618 4815693.253 2335948.438 730.312 C1 4819226.777 2335895.507 453.694 C2 4819041.99 2335847.659 456.336 F1 4819423.045 2336013.105 451.72 F2 4819309.194 2335881.66 449.433 F3 4818973.773 2335731.882 459.406 F4 4818580.376 2335606.332 467.195