Scheda Finale

Premessa La Protezione Civile della Regione Friuli Venezia-Giulia sta conducendo una campagna di acquisizione dati laser altimetrici ed ortofoto che interessa a vario titolo porzioni del territorio regionale. Il rilievo è condotto con i più avanzati sistemi tecnologici attualmente disponibili sul mercato utilizzando due tecnologie preponderanti, il laser a scansione e le ortofoto digitali. La camera iperspettrale, come strumentazione ausiliaria, è utilizzata su limitate porzione del territorio. Sebbene i rilievi siano condotti eminentemente per scopi legati alla Protezione Civile, riteniamo che i prodotti generati possano essere di interesse anche di altri settori della pubblica amministrazione. Nel dettaglio le acquisizioni vengono condotte in maniera sistematica su aree di interesse per la Protezione Civile secondo un sistema di rilievo di specifiche aree (box), definite in ragione alle necessità di intervento rapido di monitoraggio, o mediante copertura sistematica di elementi, i fogli della carta tecnica regionale scala 1:5000. Prodotti del rilievo laser scanner e fotografico Nel dettaglio i prodotti realizzati sono: 1. Piano quotato integrato con l’intensità laser di tutti i punti rilevati con densità > 4 punti per metro quadro. In realtà su molte aree si raggiungono i 16 punti per metro quadro, soprattutto quelle vegetate poiché il sensore registra fino a 4 impulsi per ogni singola misura laser. Il piano quotato è costituito da punti di coordinate tridimensionali (x,y,z) determinati dalla misura effettuata con il sistema laser scanner. I dati laser sono poi ulteriormente suddivisi in due classi: i punti appartenente al suolo, chiamati “ground”, e tutti gli altri inseriti in una classe unica che include vegetazione, costruzioni, linee elettriche ecc. 2. Un ortofotopiano digitale con risoluzione < 20 cm a colori che viene realizzato sulla stessa copertura prevista per i dati laser. 3. Punti di controllo monografati e monumentati con l’uso di chiodi “standard” utilizzati per il collaudo e controllo dei prodotti indicati. Questi punti di controllo costituiscono un prodotto aggiuntivo che potrà essere fornito ad altre amministrazioni. I dettagli sulle specifiche dei tagli e dei formati dei file prodotti sono riportati nell’allegato tecnico.

Caratteristiche di accuratezza (riferita a superfici orizzontali) Le accuratezze assolute dei piani quotati, così come previsto dal capitolato di gara, sono <15 cm in elevazione (quota ellissoidica, 68 % dei dati) e < 50 cm per le componenti orizzontali x e y (per il 68 % dei dati). L’accuratezza assoluta degli ortofotopiani è di 60 cm in x,y. La accuratezze assolute sono verificate in sede di collaudo, controllandole per comparazione con i punti di controllo a terra acquisiti con ricevitori GPS operanti in modalità statica. Georeferenziazione La georeferenziazione dei prodotti è stata studiata in maniera da poter disporre di dati immediatamente sovrapponibili con la cartografia tecnica regionale alla scala 1:5000; tutti i prodotti finali sono georeferenziati secondo il sistema geodetico italiano, datum Roma 40, ellissoide di riferimento Hayford punto di emanazione Monte Mario azimut Monte Soratte e proiezione Gauss-Boaga fuso Est. Le quote sono ortometriche, ovvero riferite al livello medio del mare e sono state ottenute per trasformazione, adottando un modello geoidico locale ad alta frequenza spaziale: il geoide ADBVE2005 (Autorità di Bacino di Venezia). Per la trasformazione fra i sistemi WGS84, nativo del dato laser, e quello della cartografia locale, Gauss Boaga, sono stati addottati i sette parametri di rototraslazione forniti dall’ Istituto Geografico Militare, identificando 1 set di parametri in prossimità del centro di ogni singolo foglio alla scala 1:100.000 che sono stati impiegati per la conversione di tutti i dati ricadenti all’interno del foglio stesso. Visto l’estremo valore intrinseco del dato si è provveduto anche a rendere disponibili tutti i dati laser nel sistema di coordinate UTM fuso 33N, datum ETRS89, seguendo i dettami della risoluzione 1 adottata a Firenze nel 1990 da parte dell’European Reference Frame e coincidenti con l’ellissoide ITRS89 all’epoca del 1989 e fissato sulla parte stabile della placca Euroasiatica. In questo modo ci si conforma alla realizzazione ufficiale Italiana (nel 1989.0) che è attualmente la rete IGM95. La quota in questo caso è ellissoidica rispetto all’ ETRS89. Questa soluzione permette di avere disponibili dei dati geodeticamente rigorosi e di facile fruizione nel caso si debba utilizzare il dato al di fuori del sistema cartografico italiano.

Potenziali campi applicativi A solo scopo indicativo si riportano alcuni esempi di applicazioni effettuate con dati laser, ortofoto digitali e iperspettrali aventi caratteristiche e risoluzioni analoghe a quelli acquisti dalla scriverete Direzione. 1Campo forestale Catasto forestale: mediante elaborazione dei modelli di superficie e del terreno derivanti dal dato laser si identificano singolarmente le piante di alto fusto generando un database contenente la posizione della singola pianta, la quota della sua base e la sua altezza. Dal dato iperspettrale, laddove disponibile, si deriva la specie arborea.

Figura 1 Esempio di modello digitale di chioma sovrimposto ad un modello del terreno.

Adottando specifiche procedure di analisi sui dati laser ed iperspettrali si genera un database che descrive in maniera compiuta la posizione, altezza e la specie dell’albero, come illustrato in Tabella 1. Numero progressivo 1 2 3 4

Est (m)

Nord (m)

15892292.25 15892289.15 15892285.26 15892293.25

4589662.25 4589660.74 4589658.57 4589659.12

Altezza della base (m) 478.26 477.25 476.55 474.11

Altezza albero (m) 25.1 17.5 19.7 20.0

Tipo Larice Larice Abete rosso Larice

Tabella 1 Esempio di database generato dal rilievo dei singoli alberi o condotto mediante sistema laser a scansione e dato iperspettrale

Figura 2 Esempio di analisi statistica di distribuzione delle altezze degli alberi (pini) condotta su di una foresta.

Dai dati descritti in Tabella 1 si possono derivare studi e valutazioni (anche economiche) di un’intera foresta. In Figura 2 viene riportato un diagramma che descrive la distribuzione statistica delle altezze dei singoli alberi in un bosco.

Figura 3 Immagini iperspettrali per studi sull'uso del suolo

In Figura 3 è mostrato un esempio di immagine iperspettrale, a sinistra la vista a colori (RGB) e a destra la stessa immagine classificata, separando diverse classi di uso del suolo. I dati iperspettrali consentono di analizzare e classificare in maniera automatica vaste porzioni di territorio.

2Studi idrogeologici

Figura 4 I modelli digitali del terreno generati dal dato laser permettono di analizzare e modellare con estremo dettaglio l’assetto idrologico.

I modelli digitali del terreno derivati da dato laser permettono di effettuare una accurata modellistica idraulica in maniera speditivi e di elevato dettaglio. 3Studi di movimenti franosi

Figura 5 Abitato di Ligosullo; ortofoto (a sinistra) e modello del terreno a (destra) con sovrapposti i limite del corpo franoso.

Il dato laser a scansione permette di identificare e delimitare in modo accurato i limiti ed i movimenti dei dissesti franosi come le caso dell’abitato di Ligosullo (UD) qui riportato come esempio.

4Progettazione

Figura 6 Modello digitale di superficie (Roiano, Trieste)

Figura 7 Modello digitale del terreno (Roiano, Trieste)

Grazie all’impiego di algoritmi dedicati i dati laser ricadenti sulle superfici arboree e antropiche possono essere epurati permettendo una accurata ricostruzione dimensionale del terreno sottostante, vedi Figura 6 e Figura 7. Le ortofoto unite ai dati laser permettono una rapida analisi progettuale, nell’esempio della Figura 8 un particolare di Lignano

Sabbiadoro e in Figura 9 sezioni topografiche per la progettazione di interventi idraulici.

Figura 8 Ortofotopiano con sovrapposti i vettori della cartografia regionale

Figura 9 Sezioni topografiche ottenute da dati laser, integrate con ortofotopiano

5Modellistica tridimensionale urbana

Figura 10 Generazione di modelli tridimensionali urbani (Via Udine, Trieste)

Figura 11Generazione di modelli urbani vettoriali di alta definizione (Via Udine, Trieste)

La modellistica urbana, o 3D city modelling, è l’ultima frontiera delle applicazioni laser, utilizzando i dati rilevati ad altissima risoluzione sono definibili i limiti degli edifici che sono poi tradotti in formato vettoriale, come illustrato in Figura 10 e in Figura 11. Questo processo genera una vera e propria città virtuale dimensionamento accurata.

ALLEGATO TECNICO Descrizione dei formati e delle numerazioni adottate per i prodotti indicati. Dati laser I singoli file contenenti i dati laser sono nominati e ritagliati rispetto alle dimensioni di copertura degli elementi CTRN (scala 1:5000). Ogni singolo foglio al 1:5000 è ulteriormente suddiviso in quattro quadranti QQ (NE-NO-SO-SE) e su ciascuno di essi sono ritagliati i dati laser. Ogni singolo file è nominato con il numero del foglio al 5000, NNNNNNN (7 cifre) , seguito dal corrispondente quadrante a cui appartiene QQ, seguito da AAAA_MM_CT ovvero anno, mese di acquisizione e CT categoria di dati contenuti. Ad esempio, il file 0123456_SO_2006_06_GEO, conterrà tutti i punti riferiti al foglio 0123456, quadrante SO acquisito in giugno 2006.

Figura 12 Esempio di suddivisione dei fogli CRT 1:5000 Categoria Dati

Coordinate

Tutti i punti

Piane

Punti Piane classificati ground e no-ground (default) Model key Piane point

Sistema di Quote Riferimento (datum) UTM33 Elissoidiche ETRS89 Gauss Boaga Ortometriche (Roma40)

Formato

Denominazione

LAS

NNNNNNN_QQ_AAAA_MM_GEO

LAS

NNNNNNN_QQ_AAAA_MM

Gauss Boaga Ortometriche (Roma40)

ASCII

NNNNNNN_QQ_AAAA_MM_MKP

Tabella 2 Sintesi dei prodotti lidar forniti

Dati fotografici / ortofotopiani I dati sono consegnati in due formati distinti: •GeoTIFF non compresso con file .tfw di georeferenziazione •ECW-V2.0 (Enhanced Compressed Wavelet) georeferenziato. I mosaici di ortofoto sono nominati e ritagliati rispetto alle dimensioni di copertura degli elementi CTRN (scala 1:5000), similmente a quanto applicato per la denominazione dei dati laser. Ogni singolo foglio al 1:5000 è ulteriormente suddiviso in quattro quadranti QQ (NE-NO-SO-SE) e su ciascuno di essi sono ritagliati i dati fotografici. Ogni singolo file è nominato con il numero del foglio al 5000, NNNNNNN (7 cifre), seguito dal corrispondente quadrante a cui appartiene QQ, seguito da AAAA_MM anno e mese di acquisizione . Ad esempio, il file 0123456_SO_2006_06, contiene l’ortofoto riferita al foglio 0123456, quadrante SO acquisito in giugno 2006. La risoluzione a terra dei mosaici di ortofoto è di 20cm che corrisponde ad un pixel nominale di 20 cm di lato. Dati iperspettrali I dati sono consegnati nei seguenti formati: •Dati calibrati radiometricamente e suddivisi per bande spettrali non georiferiti in formati ENVI. •Dati calibrati radiometricamente e suddivisi per bande spettrali georiferiti in formati compatibili con ArcGIS ESRI. I dati sono georiferiti nel sistema Gauss Boaga fuso Est e suddivisi, se necessario, per fogli della CTRN, con la stessa nomenclatura indicata per i dati laser e fotografici.

Punti di Controllo Monumentati Bacino

1CORMOR

Regione Friuli Venezia Giulia

Nome Caposaldo Località

ZUGLIANO Zugliano (UD)

WGS84 Latitudine Nord Latitudine Nord Latitudine Nord

46°01'12.479850''

Longitudine Proiezione UTM33 (WGS84) 5141070.915 Est ED50 46°01'15.607271'' Longitudine Proiezione UTM33 (ED50) 5098032.388 Est ROMA MONTE MARIO 1940 46°01'10.099108'' Longitudine Proiezione Gauss Boaga Fuso Est 5097863.778725 Est

13°12'38.028870'' 340987.743 13°12'41.516095'' 361561.513 00°45'30.234085'' 2381495.724575

.1.1.1QUOTA

124.339 79.520

Quota Ellissoidica (WGS84) Quota Ortometrica (OGS04) Carta Stradale

.1.1.2Descrizione del punto

Dal casello di Udine sud, proseguire per il raccordo SS13-A23 fino al quadrivio: al semaforo girare a sinistra imboccando la SP 89 di Campoformido, quindi girare nuovamente a sinistra, percorrere la via Zugliano e all’incrocio con la via Kennedy proseguire diritti per via Basaldella, quindi al primo incrocio svoltare a sinistra in via Zorutti. A circa metà della via svoltare a sinistra per imboccare un parcheggio verso la fine del quale, sul lato della via Zorutti, si trova il punto. .1.1.3Schema del punto

Foto

Commenti CTRN Operatori: Bolis-Poropat

066152 Data: 30/03/05