GEOmedia_1_2021
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Rivista bimestrale - anno XXV - Numero - 1/2021 - Sped. in abb. postale 70% - Filiale di Roma
TERRITORIO CARTOGRAFIA
GIS
CATASTO
3D
INFORMAZIONE GEOGRAFICA
FOTOGRAMMETRIA
URBANISTICA
EDILIZIA
GNSS
BIM
RILIEVO TOPOGRAFIA
CAD
REMOTE SENSING SPAZIO
WEBGIS
UAV
SMART CITY
AMBIENTE
NETWORKS
LiDAR
BENI CULTURALI
LBS
Gen/Feb 2021 anno XXV N°1
Il futuro della
“Science of Where”
GNSS: SERVIZI, NUOVE
APPLICAZIONI E SCENARI
FUTURI
MOBILE MAPPING
PER LE INFRASTRUTTURE
VERTICALI
MAPPE DI PERICOLOSITÀ
E RISCHIO
IDROGEOLOGICO
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L’evoluzione della
scienza del dove
Stiamo vivendo una sostanziale variazione del mondo della geomatica e in particolare del mondo
dei Gis. Ci troviamo di fronte a nuovi orizzonti in cui tutte le scoperte e gli avanzamenti degli
ultimi 50 anni sono stati inglobati all’interno dei sistemi informatici più o meno intelligenti.
Pensiamo alla evoluzione del sistema di misura laser delle distanze nel laser scanning evolutosi
ora nella tecnica di localizzazione e mappatura simultanea SLAM (Simultaneous localization and
mapping), ove si risolve il problema computazionale della costruzione o dell'aggiornamento di
una mappa di un ambiente sconosciuto, tenendo contemporaneamente traccia della posizione
dell’operatore e dello strumento al suo interno. Oggi gli algoritmi SLAM vengono utilizzati
nella navigazione, nella mappatura robotica e nella realtà virtuale o aumentata, ma il costante
miglioramento delle prestazioni degli algoritmi e della strumentazione basata su questo metodo
sta permettendo di espanderne l’impiego in numerosi progetti ed in particolare all’interno di
cantieri di ingegneria civile. Ancora tali strumenti permettono di eseguire rapide verifiche di
congruenza tra posizione e geometria del costruito rispetto al modello BIM di progetto, come ci
riporta Giorgio Vassena illustrando nel report dedicato il sistema HERON prodotto dalla società
italiana Gexcel.
A queste evoluzioni dei sistemi di misurazione laser si affiancano quelle della fotogrammetria
nella ormai più che ventennale continua competizione tecnologica che ora si sta correndo anche
nel campo delle riprese da Droni che, come quello che sta operando ora su Marte, riescono non
solo a riprendere la realtà, ma a creare in tempo reale dei modelli digitali del terreno sottostante
onde scegliere meglio il punto dove atterrare per evitare terreni accidentati.
Il mobile mapping, che combina entrambe le tecniche di laser scanning e di fotogrammetria,
sfruttando anche il posizionamento satellitare, consente di riconoscere automaticamente gli
oggetti del territorio classificandoli in database georeferenziati. Un esempio di tale automazione
è mostrato nel report a cura di Vera Costantini in cui si illustrano i risultati ottenuti
classificando nuvole di punti da LiDAR tramite la Object Based Image Analysis (OBIA) con il
software di Trimble.
E non tralasciamo la grande evoluzione dei sistemi operanti nello Spazio, rendendoci conto
che i grandi progressi della Geomatica sono avvenuti nel posizionamento di precisione per il
tramite dei sistemi satellitari GNSS e nel telerilevamento grazie all’avanzamento nel campo
dell’Osservazione della Terra.
A questo punto ci si chiede dove sta andando la Geomatica in questo momento e una risposta ci
viene da Esri con il suo nuovo orientamento legato alla scienza del dove (The Science of Where)
di cui si parla già da tempo, ma che sarà quest’anno il cuore della Conferenza Utenti Esri che
diventa una intera Digital Week dal 10 al 14 maggio 2021. Nell’intervista ad Emilio Misuriello
si parla del significato intrinseco della scienza del dove che non solo supera il Gis ma è molto di
più, uno strumento di conoscenza che va oltre e fa vedere cose invisibili a un primo approccio
con una intelligenza aggiuntiva per capire e comprendere le dinamiche territoriali, l’ecologia,
l’economia, la mobilità, la difesa, l’energia.
E per il futuro del posizionamento, Marco Lisi, nella sua consueta rubrica, ci rende consapevoli
del fatto che le attuali costellazioni GNSS (GPS, GLONASS, Galileo e Beidou) non sono
completamente sufficienti a garantire servizi efficienti e soprattutto sicuri. “Jamming” e
“spoofing” costituiscono una minaccia sempre più reale, facendo anche leva sull’intrinseca
debolezza dei segnali GNSS. Si studiano alternative, in gran parte fondate su sistemi alternativi
terrestri ovvero piattaforme basate sull’integrazione con vari sensori come ad esempio quelli
inerziali.
Buona lettura,
Renzo Carlucci
FOCUS
In questo
numero...
6
FOCUS
REPORT
Mappe di pericolosità
e rischio idraulico
nell'alluvione
in Sicilia del 2018
di Filippo Massimiliano Gagliano
INTERVISTA
LE RUBRICHE
16 MERCATO
38 AUGMENTED REALITY
42 TERRA E SPAZIO
46 AGENDA
In copertina l'area di studio delle
zone inondate dei fiumi Milicia
e Ficarazzi relative all'analisi
idrogeologica per la realizzazione di
mappe di pericolosità.
14
Il futuro della
“Science of Where”
incontro con
l'Amministratore
Delegato di Esri Italia
a cura della Redazione
geomediaonline.it
4 GEOmedia n°1-2021
GEOmedia, bimestrale, è la prima rivista italiana di geomatica.
Da più di 20 anni pubblica argomenti collegati alle tecnologie dei
processi di acquisizione, analisi e interpretazione dei dati,
in particolare strumentali, relativi alla superficie terrestre.
In questo settore GEOmedia affronta temi culturali e tecnologici
per l’operatività degli addetti ai settori dei sistemi informativi
geografici e del catasto, della fotogrammetria e cartografia,
della geodesia e topografia, del telerilevamento aereo e
spaziale, con un approccio tecnico-scientifico e divulgativo.
24
GeoStru – Soluzioni
GIS al servizio del
professionista
a cura del team GeoStru
INSERZIONISTI
Codevintec 21
Datronix 37
Epsilon 17
ESRI 29
Geomax 37
GIS3W 12
Gter 16
Planetek Italia 47
Sokkia 19
Stonex 29
Classificazione
OBIA automatica
di elementi
stradali acquisiti
con laser scanner
di Vera Costantini
30
34
La tecnologia
HERON per il
Monitoraggio dello
stato avanzamento
lavori strutture verticali
di Giorgio Vassena
StrumentiTopografici 2
Teorema 46
ESA - Earth from Space, la foresta
pluviale dell’Amazzonia
(21 marzo 2021)
In occasione della Giornata
Internazionale delle Foreste
la missione Copernicus Sentinel-2
ci porta su una parte
della foresta pluviale amazzonica,
in Amazonas – lo stato
più grande del Brasile.
Come fa intuire il suo nome,
lo stato di Amazonas è quasi
interamente ricoperto dalla
foresta pluviale amazzonica,
la foresta pluviale tropicale
più grande al mondo con
un’area di copertura di circa
sei milioni di kmq. L’Amazzonia
costituisce la riserva biologica
più ricca e più variegata
al mondo, ospitando diversi
milioni di specie di insetti,
uccelli, piante ed altre forme
di vita.
Questa immagine è stata processata
utilizzando il canale
infrarosso di Sentinel-2, che
restituisce la densa foresta
pluviale con una colorazione
verde chiaro. Questo risultato
rende le differenze nella
copertura della vegetazione
molto più evidenti rispetto
all’uso dei soli canali nel visibile
del satellite, che sono gli
unici che i nostri occhi sono
in grado di percepire.
Crediti: ESA - Image of the
week.
Traduzione: Gianluca Pititto
una pubblicazione
Science & Technology Communication
GEOmedia, la prima rivista italiana di geomatica.
ISSN 1128-8132
Reg. Trib. di Roma N° 243/2003 del 14.05.03
Direttore
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Rivista fondata da Domenico Santarsiero.
Numero chiuso in redazione il 20 aprile 2021.
REPORT FOCUS
Mappe di pericolosità e
rischio idraulico nell'alluvione
in Sicilia del 2018
di Filippo Massimiliano Gagliano
Fig. 1 - Alcune schermate di esempio dell’applicativo GeoInfo.
Le inondazioni, in quanto grave disastro naturale, colpiscono
molte parti del mondo, compresi i paesi sviluppati. A causa
di questo naturale disastro, ogni anno si registrano perdite
di vite umane e danni al territorio per milioni di euro. I danni
e le perdite possono essere prevenuti e limitati fornendo
informazioni affidabili agli enti e ai cittadini attraverso modelli
e mappe di pericolosità delle inondazioni (Demir, 2015). I
modelli idraulici e la cartografia digitale sono essenziali
per la pianificazione comunale, per i piani di emergenza di
protezione civile, per una corretta progettazione delle opere di
prevenzione di fenomeni del dissesto idrogeologico (Goodell
and Warren, 2006). Nei primi giorni di novembre 2018 la
Sicilia è stata interessata da una fase di tempo perturbato,
caratterizzata da intense e abbondanti piogge che hanno
causato gravi danni alla comunità e al territorio.
I
sistemi informativi geografici
(GIS) utilizzando
i dati territoriali riescono
a integrare i modelli idraulici
per la simulazione di eventi
alluvionali e sono capaci di
redigere mappe di pericolosità
idraulica e stimare i danni da
dissesto idrogeologico (Wiles
and Levine, 2002), (Sole et al.,
2007). Il GIS integrato con il
modello idraulico riesce a stimare
il profilo di piena con un
fissato tempo di ritorno. Il modello
idraulico utilizzato è stato
sviluppato dopo il 1970, dal
centro di ingegneria idrologica
River Software Analysis System
(HEC-RAS) dell’United States
Army Corps of Engineers
(USACE), oggi è ampiamente
utilizzato in Europa e in
America. GIS e modelli HEC-
RAS sono stati utilizzati con
successo per ottenere mappe di
inondazione del fiume Waller
nel Texas (Tate et al., 2002),
Ohio Swan River Bacino
(Wiles and Levine, 2002),
fiume Atrato in Colombia
(Mosquera-Machado and
Ahmad, 2007), fiume Vistola
in Varsavia, Polonia (Gutry-
Korycka et al., 2006), fiume
Gordon in Francia (Sheffer
et al., 2008), nord-ovest
della Colombia (Mosquera-
Machado and Ahmad, 2007),
Dhaka centro-orientale in
Bangladesh (Masood and
Takeuchi, 2012), e Onaville
ad Haiti (Heimhuber et al.,
2015). Çelik et al. hanno ana-
6 GEOmedia n°1-2021
FOCUS
lizzato l'alluvione del 2004
di Kozdere Stream a Istanbul
utilizzando HEC-RAS e GIS
(Celik et al., 2012). Sole et
al. hanno redatto mappe di
rischio della regione Basilicata
(Italia) generando i profili
di correnti a pelo libero per
diversi tempi di ritorno (30,
200 e 500 anni) (Sole et al.,
2007). Masood e Takeuchi
hanno utilizzato HEC-RAS e
GIS per valutare il pericolo di
inondazioni, la vulnerabilità
e il rischio idraulico in Medio
Oriente Dhaka (Masood and
Takeuchi, 2012), ottenendo
mappe di inondazione per
l'alluvione con tempo di ritorno
pari a 100 anni. Sarhadi
et al. hanno studiato modelli
previsionali delle inondazioni
alluvionali dei fiumi nel
sud-est dell'Iran utilizzando
HEC-RAS e GIS (Sarhadi
et al., 2012). Heimhuber et
al. hanno utilizzato HEC-
RAS e GIS per eseguire le
simulazioni in condizioni di
moto monodimensionale e
non stazionario per la progettazione
del grande canale di
Lan Couline (Heimhuber et
al., 2015). Lo scopo di questo
studio è studiare modelli per
simulare scenari per gli eventi
alluvionali nel bacino del fiume
Milicia utilizzando il GIS
e HEC-RAS per diversi periodi
di ritorno (50, 100 e 300).
Introduzione
Le passate alluvioni dell’autunno
2018 che hanno colpito
la Regione Sicilia hanno rivelato
un allarmante stato di fragilità
idraulica diffusa in tutto
il territorio, insieme all’urgente
necessità di adeguate opere
di difesa idraulica, da una
parte, e dall’altra sottolineata
l’importanza della modellazione
matematica contro tali
eventi.
Fin da giovedì 1 novembre
2018 si sono registrati considerevoli
valori di pioggia nella
zona compresa tra la parte
occidentale della provincia di
Agrigento, la parte orientale
della provincia di Trapani
e Palermo. Inizialmente
si sono registrate valori di
pioggia registrati fra 40 e 80
mm e intensità orarie localmente
anche superiori ai 30
mm/h valori che, nei due giorni
successivi, hanno raggiunto,
nella giornata di sabato 3
novembre, i 138 mm a Ribera
(AG). E proprio nella giornata
di sabato quando anche a causa
anche a causa di una linea
temporalesca in debole movimento
verso nord est, tutti i
bacini dell’Agrigentino e del
Palermitano centro-occidentale
sono andati in piena. Le
inondazioni e gli allagamenti
delle varie aste fluviali e torrentizie
hanno prodotto ingenti
danni all’agricoltura e
alle infrastrutture e un forte
impatto sulla popolazione.
L’episodio più drammatico è
avvenuto a Casteldaccia (PA),
dove due famiglie, in totale
nove persone, tra adulti e
bambini, sono state improvvisamente
bloccate al piano terra
di una casa (figura 1) dalle
acque del fiume Milicia straripato
e sono annegate (figura
2). Altre quattro persone sono
rimaste uccise nei territori
di Vicari e Corleone (figura 3)
in provincia di Palermo e di
Cammarata (AG). Si tratta di
tre uomini e una donna che
sono tutti deceduti lungo le
strade: un uomo nella sua auto
è stato travolto dal torrente
San Leonardo esondato, una
seconda persona, un pediatra
dell’ospedale di Corleone, trascinato
via dalle acque del
fiume Belice Sinistro mentre
tentava di mettersi in salvo
fuggendo dall’auto impantanata.
Infine due coniugi che
Fig. 2 - Fabbricato in territorio di Casteldaccia.
stavano trascorrendo alcuni
giorni di vacanza in Italia, sono
stati investiti da una frana di
acqua e fango mentre percorrevano
una strada interpoderale
nei pressi di Cammarata. La
massa di detriti ha fatto sbalzare
e precipitare l’auto in un
burrone profondo circa 30
metri. Gravissimo quindi il
bilancio complessivo, che conta
13 morti, un ferito, e oltre 230
sfollati in varie località delle
due province.
La modellazione digitale del
flusso di acque superficiali è un
argomento di ricerca importante
per la gestione del rischio
di inondazione. I risultati
delle simulazioni giocano un
ruolo significativo nel processo
decisionale nazionale sulla
prevenzione e il controllo delle
Fig. 3 - Inondazione dei territori di Vicari e Corleone.
GEOmedia n°1-2021 7
FOCUS
Fig. 4 - Dati pluviometrici e curve di pioggia del bacino del fiume Milicia (Tr 100 anni)
inondazioni. I modelli monodimensionali
delle acque superficiali
sono preferiti nel campo
dell'ingegneria, soprattutto alle
velocità del calcolo computazionale
e alle immediate applicazioni.
Anche i modelli 2D sono
sviluppati e utilizzati.
Dal 1970, gli studi di ricerca
in tutto il mondo sono notevolmente
perfezionati per
la modellazione idraulica di
propagazione delle piene. I modelli
ampiamente utilizzati nella
mappatura del rischio di inondazione
dimostrano un grande
interesse per i modelli di simulazione
delle acque superficiali
e per la valutazione del rischio
idraulico e per la previsione delle
inondazioni in tempo reale.
Combinando i modelli idrologici
e fluviali, le applicazioni della
modellazione della propagazione
delle piene possono formulare
strategie utili alla mitigazione
dei processi geo-idrologici.
Alcuni studi condotti in Italia
hanno lo scopo di proteggere
le aree soggette a piene usando
metodi statistici, simulazioni,
modelli idrologici. D'altra parte,
l'innovazione di questo lavoro
rispetto agli studi locali è la
previsione di aree inondate per
diversi periodi di ritorno e la
mappatura delle zone a rischio.
Questi modelli previsionali
possono essere utili per gli enti
e amministrazioni pubbliche a
diverse scale territoriali, prendendo
decisioni e intervenendo
efficacemente per proteggere le
aree a rischio idraulico e ridurre
i fenomeni di dissesto idrogeologico.
La modellazione delle inondazioni
è notevolmente migliorata
negli ultimi anni con l'avvento
della geomatica e in particolare
dei sistemi di informazione
geografica (GIS). In questo
studio, infatti, la combinazione
di HEC-RAS (Hydrologic
Engineering Center - River
Analysis System), HEC-
GeoRAS e GIS viene utilizzata
per simulare i modelli di inondazione
di piena: sono software
open source sviluppati dall’US
Army Corps of Engineers con
interfaccia grafica per un uso
interattivo per l'analisi idraulica,
l'archiviazione, la gestione
la visualizzazione dei dati. La
specificità di questo lavoro è
condividere le informazioni con
le interfacce GIS e HEC-RAS
(HEC, 2002), (HEC, 2005),
Dato
Valore
Lunghezza
25 Km
Altitudine massima 1257 m.s.l. m.
Numero di Comuni
Altavilla Milicia, Baucina, Bolognetta, Casteldaccia,
Cefalà Diana, Ciminna, Marineo, Mezzojuso,
Ventimiglia di Sicilia, Villafrati.
Stazione di misura delle portate Ciandrotto
Q t=50
299.26 mc/s
Q t=100
356.06 mc/s
Q t=300
449.04 mc/s
Estensione del bacino sotteso 127 kmq
Tab. 1 - Dati idrologici del fiume Milicia.
8 GEOmedia n°1-2021
FOCUS
(HEC, 2009), (USACE, 2016).
La gestione delle inondazioni
dovrebbe essere considerata
un problema spaziale perché
le intensità e le caratteristiche
di inondazione variano a seconda
del contesto territoriale.
L'obiettivo principale di questo
studio è stimare l'estensione
delle inondazioni, corrispondenti
ai deflussi del fiume
Milicia, al fine di migliorare i
piani di gestione per il rischio
di inondazione. Gli obiettivi
specifici di questo lavoro sono:
la modellazione e la simulazione
delle portate del fiume utilizzando
HEC-RAS, la mappatura
del rischio idraulico utilizzando
HEC-RAS, la stima delle piene
con diversi tempi di ritorno.
Caratteristiche dell'area
di studio
Il bacino idrografico del Fiume
Milicia ricade nel versante settentrionale
della Sicilia; esso
si estende per circa 127 Kmq
e ricade interamente nel territorio
provinciale di Palermo.
Geograficamente il bacino si
sviluppa tra la dorsale di Monte
Cane (a est) e i centri abitati di
Godrano (a sud), Bolognetta (a
ovest) e Casteldaccia (a nord);
dal punto di vista idrografico,
invece, esso confina ad est con
l’area territoriale compresa tra
il bacino del Fiume Milicia
e il bacino del Fiume San
Leonardo, a sud-est e a sud
con il bacino del Fiume San
Leonardo, a ovest con l’area
territoriale compresa tra il
bacino del Fiume Milicia e il
bacino del Fiume Eleuterio e a
sud-ovest, infine, con il bacino
idrografico di quest’ultimo corso
d’acqua. Il bacino del Fiume
Milicia presenta una morfologia
piuttosto accidentata a causa
della quale i segmenti fluviali
di ordine minore, corrispondenti
ai tratti iniziali dei singoli
corsi d’acqua, hanno un elevato
Fig. 5 - Zone inondate durante l’alluvione dal 1 al 5 novembre 2018.
gradiente di pendio e il reticolato
idrografico a cui danno luogo
è di tipo sub-dendritico; i segmenti
di ordine maggiore che
scorrono nel fondovalle, invece,
hanno spesso percorso sinuoso,
tendente a meandriforme, e denunciano,
quindi, bassi gradienti
di pendio. La zona è caratte-
Fig. 6 - Diagramma di flusso che mostra la metodologia adottata.
rizzata da un regime pluviometrico
di tipo mediterraneo, con
addensamento delle piogge nel
semestre autunnale - invernale
(da ottobre a febbraio) con precipitazioni
di notevole intensità
con media annua di circa 500-
600 mm e possono determinare
piene elevate anche se di
GEOmedia n°1-2021 9
FOCUS
Fig. 7 - Risultati delle elaborazioni in ambiente HEC-RAS per un tratto del fiume Milicia.
durata relativamente breve. Le
stazioni pluviometriche di riferimento
sono: Capo Zafferano,
Risalaimi (Misilmeri) e
Ciminna (Regione Sicilia,
2015).
Caratteristiche del
Fiume Milicia
Il fiume Milicia presenta un andamento
planimetrico dell’alveo
che si snoda, procedendo dalle
sorgenti alla foce, lungo un
percorso di diversi chilometri;
esso, in corrispondenza dell’area
meridionale del bacino, assume
la configurazione ad “Y” in
seguito alla diramazione in due
bracci denominati Fiume Bagni
e Vallone Buffa.
Il bacino del fiume Milicia è
costituito da terreni prevalentemente
argillosi della serie
medio miocenica e della falda
sicilide, appartenenti al Flysch
Numidico. Nelle dorsali nordorientale
e sud occidentale del
bacino sono presenti lembi
estesi di formazioni rigide della
serie calcarea mesozoica. Il
fiume Milicia ha un percorso
di circa 25 km, un’altitudine
media di 458 s.l.m. e un’altitudine
massima di 1.257 s.l.m.
Esso riceve le acque di diversi
affluenti, tra cui i più importanti
confluiscono in destra
idraulica, e sono il fiume Buffa
(confluisce in territorio di
Villafrati) ed il Vallone Sercia
(confluisce tra il territorio di
Bolognetta e di Casteldaccia nei
pressi di Passo Garretta). I terrazzi
di fondovalle, soprattutto
negli ultimi chilometri prima
della foce, ove il corso d’acqua
rappresenta il confine comunale
tra i Comuni di Casteldaccia
ed Altavilla, sono localmente
interessati da aree urbanizzate
che mantengono una densità
piuttosto bassa. Relativamente
alle caratteristiche di resistenza
idraulica è noto che esse si
differenziano a seconda che la
sede di deflusso sia l'alveo o le
aree golenali e di allagamento.
Nel primo caso le caratteristiche
dipendono principalmente dalle
dimensioni del materiale di
fondo, dalla presenza e qualità
della vegetazione fluviale e dalla
morfologia plano-altimetrico
delle sezioni e del tracciato fluviale.
Per le superfici limitrofe
e di allagamento giocano un
ruolo determinante la natura
del suolo, la copertura vegetale,
la frammentazione poderale,
la densità delle infrastrutture e
delle costruzioni (macro rugosità)
e le irregolarità naturali della
superficie. Secondo la banca
dati presente nel PAI (Piano per
l’Assetto Idrogeologico, http://
www.sitr.regione.sicilia.it/pai/)
della Regione Sicilia, si prendono
in considerazione i valori
del coefficiente di Manning
compresi tra 0,02 e 0,1 m-1/3
s. In figura 4 vengono riportati
i dati pluviometrici e le curve di
pioggia.
Metodologia: dati, modello e
simulazione con HEC-GeoRAS
e GIS
Utilizzando le informazioni geospaziali
del servizio di gestione
delle emergenze di Copernicus
(Copernicus EMS), ottenute
da telerilevamento satellitare e
integrate da fonti disponibili
in situ o open source, sono
state individuate sul territorio
regionale complessivamente
tredici zone soggette all’ inondazione
dal 1 novembre al 5
novembre 2018 (figura 5).
Successivamente si è costruita
la banca dati in ambiente GIS
contenente le risorse idriche e
antropiche. Si è scelto di indagare
e analizzare l’inondazione
del bacino del fiume Milicia.
Nel presente studio, le mappe
del pericolo di alluvione sono
state ottenute utilizzando HEC-
RAS, HEC-GeoRAS e Arc-GIS
in condizioni di moto permanente
e monodimensionale attraverso
le seguenti fasi: preparazione
del modello di elevazione
digitale utilizzando ArcGIS,
simulazione delle portate in
condizione di inondazioni per i
diversi periodi di ritorno utilizzando
HEC-RAS, costruzione
delle mappe del rischio di alluvione
mediante HEC-GeoRAS
(Baky et al., 2012).
Il diagramma di flusso della
metodologia è riportato in figura
6. Informazioni dettagliate
per questi metodi di indagine
sono consultabili dalla letteratu-
10 GEOmedia n°1-2021
FOCUS
Fig. 8 – (a) Area di studio: zone inondate dei fiumi Milicia e Ficarazzi. (b) Zone a rischio e zone inondate del fiume Milicia.
ra correlata (Baky et al., 2015),
(Gagliano, 2020).
In questa fase avviene la preparazione
e lo sviluppo di un
modello in ambiente HEC-
RAS, si importa la geometria
del sistema in analisi tramite
la combinazione del tracciato
planimetrico e la definizione
delle sezioni trasversali del corso
d’acqua. La descrizione di
questi elementi è basata sui dati
topografici attraverso procedure
automatiche in ambiente GIS
che operano su modelli digitali
di elevazione del terreno. In
questa fase non è richiesta la
definizione della lunghezza del
canale, che verrà calcolata dal
software come somma delle
distanze parziali tra le diverse
sezioni, da introdurre in fase di
editing delle sezioni stesse. Le
sezioni trasversali sono inserite
e numerate in modo crescente
da valle verso monte (Gagliano,
2020), (Demir and Kisi, 2016).
Il modello idraulico sviluppato
utilizza l’equazione di moto in
termini di energia per il calcolo
del profilo della corrente a pelo
libero:
Dove Y,Z,V,a,h e
e g rappresentano
rispettivamente i tiranti
idraulici, quote geodetiche, velocità
medie dell’acqua, coefficiente
di ragguaglio delle altezze
cinetiche, perdite di carico totale
nel tratto considerato e accelerazione
di gravità. Il modello
in HEC-RAS calcola i profili
della corrente a pelo libero per
tutto il tratto del fiume Milicia,
tenendo conto del profilo altimetrico
del bacino idrografico.
La simulazione idraulica è stata
fatta applicando il modello
monodimensionale HEC-RAS
nell’ipotesi di regime di moto
permanente e corrente lenta
(subcritical). Nelle condizioni al
contorno si è imposta l’altezza
critica della corrente nell’ultima
sezione dell’alveo (foce). Sono
state condotte tre simulazioni,
una per ogni portata al colmo
di piena, valutata alla foce del
fiume, per fissato tempo di ri-
GEOmedia n°1-2021 11
FOCUS
Tempo di ritorno
[anni]
Tirante idrico minimo
[m]
(n. sezione)
Tirante idrico massimo
[m]
(sezione n.)
Velocità minima
[m/s]
(n. sezione)
Velocità massima
[m/s]
(n. sezione)
50 1.9 (85) 5.8 (1) 1.1 (70) 6.6 (30)
100 2.01 (85) 6.01 (1) 1.2 (70) 6.7 (30)
300 2.15 (85) 6.8 (1) 1.3 (70) 7.4 (30)
Tab.2 - xxxxxxxxxxxx
torno (50, 100 e 300 anni). La
modellazione del corso d’acqua
per la simulazione idraulica (figura
7) è stata conseguita attraverso
la definizione di 100 sezioni
determinate a partire dalla
cartografia in scala 1:1000.
Per il tratto in studio, per tutti
i tempi di ritorno considerati,
il valore minimo del tirante
idrico è stato riscontrato nella
sezione 85 mentre il valore massimo
si verifica nelle sezioni 1
(T=100; T=300) e 20 (T=50);
per quanto riguarda i valori
assunti dalla velocità in alveo, il
valore massimo si riscontra per
un tempo di ritorno pari a 300
anni nella sezione 30 (figura
8°). In Tabella 2 sono riportati
i valori estremi (massimi e minimi)
dei tiranti idrici e delle
velocità medie in alveo ottenuti
in seguito alle simulazioni del
modello HEC-RAS. In figura
8b, sono riportare le aree potenziali
inondabili con il valore
di rischio e pericolosità associato,
interessando i comuni di
Casteldaccia e Altavilla Milicia
con la presenza di fabbricati e
viabilità stradali, queste ultime
soggette ad allagamento, poiché
considerate vie preferenziali di
deflusso delle acque in un territorio
pianeggiante.
Conclusioni
L'adozione di un modello
idraulico combinato con lo
strumento GIS, comporta tempi
ridotti di implementazione
e di simulazione, può essere un
valido strumento per delineare
gli scenari di inondazioni su
piccola larga con errori relativamente
contenuti sui tiranti
idrici massimi e avere un’ampia
visione delle eventuali criticità
idrauliche presenti sul territorio,
e conseguentemente pianificare
studi più approfonditi in base
ai risultati preliminari ottenuti.
Questa tecnologia consente la
possibilità di modellare i processi
idraulici in caso di inondazioni
frequenti e poco frequenti.
Le mappe di pericolosità delle
inondazioni sono utili per una
corretta pianificazione del territorio,
possono essere utilizzate
in fase di consultazione per la
progettazione di grandi opere,
sono utili modelli previsionali
per le onde di piena. Lo studio
dimostra che lo strumento
GIS integrato con l’applicativo
HEC-RAS è uno strumento
importante per studiare e comprendere
i fenomeni alluvionali.
12 GEOmedia n°1-2021
FOCUS
BIBLIOGRAFIA
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Wiles J. J., Levine N. S., “A combined GIS and HEC model for the analysis of the effect of urbanization on flooding; the Swan Creek watershed, Ohio,”
Environmental & Engineering Geoscience, vol. 8, no. 1, pp. 47–61, 2002.
PAROLE CHIAVE
HEC-RAS; modellazione; rischio idraulico; GIS; hazard map
ABSTRACT
Floods, as a major natural disaster, affect many parts of the world, not including developed countries. Due to this natural disaster, every year there are
losses of human life and damage to the territory for millions of euros. Damage and losses can be prevented and limited by providing reliable information
to institutions and citizens through flood hazard models and maps (Demir, 2015). Hydraulic models and digital cartography are essential for municipal
planning, for civil protection emergency plans, for a correct design of works to prevent hydrogeological phenomena (Goodell and Warren, 2006). In the
first days of November 2018, Sicily was affected by a phase of disturbed weather, characterized by intense and abundant rains that caused serious damage
to the community and the territory.
Geographical information systems (GIS) using spatial data are able to integrate hydraulic models for the simulation of flood events and are capable of
drawing up maps of hydraulic hazard and estimating damage from hydrogeological instability (Demir, 2015). The GIS integrated with the hydraulic
model is able to estimate the flood profile with a fixed return time. The hydraulic model used was developed after 1970 by the River Software Analysis
System (HEC-RAS) hydrological engineering center of the United States Army Corps of Engineers (USACE), and is now widely used in Europe and
America. GIS and HEC-RAS models have been successfully used to obtain flood maps of the Waller River in Texas (Tate et al., 2002), Ohio Swan River
Basin (Wiles and Levine, 2002), Atrato River in Colombia (Mosquera-Machado and Ahmad, 2007), Vistula River in Warsaw, Poland (Gutry-Korycka
et al., 2006), the Gordon River in France (Sheffer et al., 2008), northwestern Colombia (Mosquera-Machado and Ahmad, 2007), central-eastern Dhaka
in Bangladesh (Masood and Takeuchi, 2012), and Onaville in Haiti (Heimhuber, 2015). Celik et al. analyzed the Kozdere Stream 2004 flood in Istanbul
using HEC-RAS and GIS (Celik et al., 2012). Sole et al. they have drawn up risk maps of the Basilicata region (Italy), generating profiles of free-flowing
currents for different return times (30, 200 and 500 years) (Sole et al., 2007). Masood and Takeuchi used HEC-RAS and GIS to assess flood danger, vulnerability
and hydraulic risk in Middle East Dhaka (Masood and Takeuchi, 2012), obtaining flood maps for floods with a 100-year return time. Sarhadi
et al. investigated forecasting models of flooding in rivers in southeastern Iran using HEC-RAS and GIS (Sarhadi et al., 2012). Heimhuber et al. they used
HEC-RAS and GIS to perform the simulations in one-dimensional and non-stationary motion conditions for the design of the large Lan Couline channel
(Heimhuber et al., 2015). The aim of this study is to study models to simulate scenarios for flood events in the Milicia River basin using the GIS and
HEC-RAS for different return periods (50, 100 and 300).
AUTORE
Filippo Massimiliano Gagliano
fmgagliano@gmail.com
Docente di genio rurale - I.I.S. "M. Rigoni Stern" di Bergamo, viale Borgo Palazzo, 128 - 24125 Bergamo,
GEOmedia n°1-2021 13
INTERVISTA
Il futuro della
“Science of Where”
incontro con
l'Amministratore
Delegato di
Esri Italia
Una intervista ad
Emilio Misuriello,
amministratore delegato
di Esri Italia, per avere
una visione del futuro
del GIS da parte di
uno dei più importanti
player del settore, oggi
impegnato nel nuovo
principio della scienza
del dove.
GEOmedia: La prima
domanda tocca subito
il punto, il Gis esiste
ancora e sta ancora in
salute?
EM: Secondo me il
GIS come tecnologia
si sta velocemente
evolvendo in “Science
of Where”, e devo
dire che il primo
che se ne è accorto è
stato il nostro guru
Jack Dangermond. Il
GIS sta subendo una
evoluzione naturale e
importantissima che
sta accompagnando
una tecnologia che è
nata per descrivere e
rappresentare il territorio
in una vera Scienza,
quella del dove, che
sarà fondamentale per
la transizione ecologica,
che nel nostro paese
è addirittura diventato
un ministero. Io è da
diversi anni che ho
abbandonato il termine
GIS, non perché mi
sono disinnamorato
del termine, ma perché
siamo entrati in una
dimensione integrata
diversa da quella che
era che si viveva negli
anni 90; all’epoca la
cartografia tecnica era
cosa per pochi specialisti,
costosissima e soprattutto
statica, ferma,
convenzionale. Il GIS
fu all’epoca dirompente
ed aprì le porte alla
tecnologia informatica,
era difficile far capire
all’epoca la differenza
tra CAD e GIS e
spesso le tecnologie
venivano erroneamente
confuse. Ecco oggi non
dobbiamo confondere
il GIS con la “Science
of Where” quest’ultima
è molto di più.
Ma cosa intende con
il “molto di più”?
Intendo una scienza,
una piattaforma integrata
che viaggia con
l’informazione dinamica
sulle ali della georeferenziazione.
Dove integrare
IOT, Analitics,
AI, dove la rappresentazione
di un organismo
come il nostro
bellissimo pianeta lo si
vede “vivo” locale e globale.
Spesso l’uso della
“Science of Where” è
limitata alla realizzazione
di mappe, spesso lo
vedo e l’ho visto usare
ancora in questo modo
anche in rinomate università
del nostro paese,
è sbagliato è un limite
è un uso minimale.
Per me la “Science of
Where” deve essere
uno strumento di conoscenza
che va oltre,
che deve far vedere cose
che altri non vedono,
deve dare una intelligenza
aggiuntiva per
capire e comprendere le
dinamiche territoriali,
l’ecologia, l’economia,
la mobilità, la difesa,
l’energia. La “Science
of Where” oggi mi per-
14 GEOmedia n°1-2021
INTERVISTA
mette di farlo ed è una
piattaforma di integrazione
e di condivisione
delle informazioni che
sono sempre più dinamiche
ed in evoluzione.
IOT, Analitics, AI ma
non è troppo?
Tutt’altro, mi ero dimenticato
del BIM e
del DownStream o della
Smart City/Land e
della CyberSecurity, appunto
è una “Scienza”
dove le competenze
sono sempre più ampie
e dove grazie all’AI si
potrà governare questa
enorme serie di dati.
Recentemente sono
spesso in contatto con
Massimiliano Moruzzi
di Augmenta per
portare il Generative
Design nel mondo della
Science of Where.
Con il Generative
Design si porta la progettazione
ed il Design
nel mondo dell’intelligenza
artificiale, ed
è l’AI che ci permette
questo passo. Pensate
che benefici a progettare
una rete di una multiutility
o di un nuovo
insediamento urbano
con queste possibilità,
dove i dati ed i “constraints”
determinano il
disegno del territorio,
sembra il futuro ma è
oggi. Anche il nostro
pianeta inizia a diventare
stretto, il futuro della
Science of Where deve
andare oltre, lo abbiamo
visto con l’applicazione
fatta da Esri in
concomitanza con l’arrivo
di Perseverance che
ci fa viaggiare su Marte
facendoci scoprire il
pianeta rosso. Per non
parlare dello sviluppo
delle Smart Cities, che
hanno una lunga strada
da fare e senza “Science
of Where” non vanno
lontano; oggi dobbiamo
purtroppo constatare
i limiti della loro
applicazione durante la
pandemia dove avrebbero
potuto svolgere
un ruolo dominante,
e dove invece hanno
mostrato, per me, un
grande insuccesso. Non
perché le Smart Cities
non ne avessero il ruolo,
ad esempio nella
regolazione e controllo
della mobilità, ma
semplicemente erano
incomplete o mal progettate.
Sembra più un filosofo
della Scienza che
un Amministratore
Delegato, ma Esri
Italia?
Esri Italia sta vivendo
un periodo di forte trasformazione;
purtroppo
l’Ing. Bruno Ratti,
fondatore e Patron
dell’azienda ci ha lasciato
il primo gennaio del
2021, con una pesante
eredità e un ruolo che
dobbiamo riuscire ad
onorare.
Oggi abbiamo il compito
di portare avanti la
sua eredità che era più
di una idea imprenditoriale,
ma un lungimirante
viaggio nello sviluppo
tecnologico. Noi
abbiamo come azienda
svolto un ruolo fondamentale
e dominante
per far capire al nostro
Paese, alla fine del
millenovecento, l’importanza
del GIS. Oggi
abbiamo un’altra sfida
che è quella di portare
la “Science of Where”
Oggi non
dobbiamo confondere
il GIS con la
“Science of Where”
quest’ultima è ‟molto di più.
‟
ad una prassi e ad una
diffusione ampia. È
una sfida non solo tecnologica
ma culturale,
ci stiamo provando
con il nostro Magazine
“The Science of Where
Magazine” dove evitiamo
di parlare direttamente
delle nostre tecnologie
ma di tutti quei
temi che hanno bisogno
della “Science of
Where”. Affrontiamo
temi culturali, temi
dei Think Tank, temi
della politica … e temi
tecnologici, per uscire
dalla “riserva indiana”
come direbbe un caro
amico, e interpretare le
linee culturali e decisionali
del nostro paese.
La sfida la stiamo perseguendo
ed i risultati
aziendali ci indicano
che la via è giusta,
impervia ma giusta.
Durante la pandemia
molti enti hanno capito
l’importanza della
“Science of Where”,
avremmo potuto fare
molto di più ma non
abbiamo trovato una
piena consapevolezza
culturale soprattutto
dalla politica e di chi
decide nel Paese. Ma
questo non è una mancanza
loro ma nostra
che dobbiamo fare un
mestiere che deve andare
oltre il fatturato se
vogliamo mantenere i
livelli in cui ci hanno
portato i nostri predecessori.
Prendendo la
metafora di un altro
amico, Piero Bassetti,
dobbiamo passare oltre
lo specchio di Alice,
dobbiamo entrare
in un nuovo mondo
tecnologico dove la
“Science of Where” ha
un posto d’onore e un
ruolo fondamentale, e
dobbiamo portare in
questo nuovo mondo
chi decide e che non
deve essere prigioniero
e comprendere la sola
tecnologia dei “Social”.
PAROLE CHIAVE
GIS; science of where;
ABSTRACT
The future of the "Science of Where", an
Interview with Emilio Misuriello, CEO
of Esri Italia.
AUTORE
Redazione GEOmedia
redazione@rivistageomedia.it
GEOmedia n°1-2021 15
TELERILEVAMENTO
MERCATO
Scansione a lungo raggio combinata con imaging ad alta risoluzione
Gli utenti otterranno una scansione a lungo raggio fino a 450
m con un'elevata densità del punto sulla superficie misurata. Ad
un'altezza di volo di 100 m e una velocità di 5 m/s, l'AlphaAir
450 (AA450) può fornire una densità di circa 280 punti/m2. La
fotocamera integrata ad alta risoluzione da 24 MP ha la stessa
larghezza del FOV del Livox LiDAR per fornire una copertura
completa della nuvola di punti mediante la colorazione RGB.
SISTEMA LIDAR ALPHAAIR 450: UNA
SVOLTA PER IL MAPPING E GEOSPATIAL
È stato appena lanciato il sistema LiDAR AlphaAir 450. Questo
sistema è la nuova generazione del sistema CHCNAV LiDAR,
ampiamente utilizzato per l'ispezione delle linee elettriche, la
mappatura topografica, la risposta alle emergenze, le indagini
agricole e forestali e altro ancora. Scopri gli aspetti chiave di
AlphaAir 450 che hanno rapidamente creato movimento nella
comunità degli utenti di droni come nuova soluzione per l'acquisizione
di dati geospaziali.
Questo sistema all-in-one, leggero e robusto integra uno scanner
laser ad alte prestazioni con una fotocamera professionale da 24
MP di livello industriale e un sistema di navigazione inerziale ad
alta precisione per una raccolta dati di qualità. L'unità è facile da
usare e consente una rapida distribuzione sul campo.
GNSS di livello industriale e IMU ad alta
precisione integrati
Un INS (Inertial Navigation Systems) ad alta precisione è essenziale
per raccogliere dati LiDAR di qualità perché senza di
esso, la nuvola di punti non sarebbe altro che una raccolta arbitraria
di punti. Consente all'AA450 di fornire una precisione
assoluta da 5 a 10 cm. Con la calibrazione avanzata e la tecnologia
di ottimizzazione della nuvola di punti, lo spessore (rumore
dell'intervallo) della nuvola di punti è solo del 30% rispetto a
prodotti simili, il che migliora efficacemente la precisione dei
dati raccolti.
Installazione rapida su qualsiasi UAV
AlphaAir 450 è pronto per il collegamento diretto a un DJI
M300 tramite il suo Skyport integrato. Inoltre, può essere installato
facilmente su BB4 di CHCNAV, altri UAV multirotore
e VTOL. Infine, può essere montato su qualsiasi drone multirotore
VTOL e ad ala fissa in grado di supportare il suo peso con
supporti dedicati per fissarlo.
L'unità più leggera della sua classe. 1 kg di peso totale con
LiDAR e fotocamera
Il design di AlphaAir 450 continua a seguire la regola: più leggera
è l'unità, maggiore è la produttività, poiché il drone può
volare più a lungo. Ad esempio, il DJI M300 con AlphaAir 450
può volare per 30 minuti e raccogliere dati che coprono un'area
di 2 km2. Se gli utenti scelgono l'UAV BB4 del CHCNAV, la
sua resistenza con AlphaAir 450 raggiungerà i 55 minuti.
Panoramica
AlphaAir 450 (AA450) è un importante passo avanti nella tecnologia
di mappatura mobile 3D, consentendo il suo utilizzo
da parte di utenti non professionisti nelle applicazioni di acquisizione
della realtà geospaziale e a coloro che non sono mai stati
in grado di accedere a tale tecnologia prima. AlphaAir 450 offre
una facilità d'uso e una capacità di alta precisione ad un prezzo
accessibile.
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ambienti complessi.
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individuare i dettagli di una scena con immagini
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In movimento, BLK2GO è leggero e senza
fili, progettato per catturare la realtà in
movimento, ovunque tu vada. Cattura
senza interruzioni, come fosse una torcia
per la visualizzazione della realtà in tre
dimensioni, BLK2GO crea automaticamente
nuvole di punti 3D mentre è in
movimento. Dal momento in cui cominci
una sessione di scansione fino al momento
in cui spegni BLK2GO, tutte le immagini
e i dati 3D catturati vengono combinati.
Senza costrizioni, nessun treppiede.
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con alimentazione a batteria ricaricabile.
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precisione nel suo genere, all'interno
di una cupola incapsulata e completamente
protetta che esegue scansioni fino a 420
mila punti al secondo. Entrambi gli assi
ruotano durante la scansione. Sistema di
visione multicamera, il sistema di visione
BLK2GO è costituito da una fotocamera
per i dettagli da 12 megapixel per immagini
brillanti a contrasto elevato, più altre
tre fotocamere panoramiche per la navigazione
visiva tramite SLAM, colorizzazione
di nuvole di punti e cattura di immagini
panoramiche.
Il grande SLAM, (Simultaneous
Localization and Mapping) Si tratta di
una combinazione di LiDAR a due assi
ad alta velocità, sistema di visione multicamera,
ed un'unità di misurazione inerziale
che permette l'autonavigazione di
BLK2GO.
Struttura leggera in alluminio, con il peso
di 775 grammi, batteria compresa, ed
una costruzione in alluminio con finitura
satinata, BLK2GO ti permette di essere
estremamente agile e di avere libertà di
movimento. Maniglia intelligente, la maniglia
del BLK2GO contiene connettività
WLAN, una batteria ricaricabile capace di
45 minuti di scansione continua, storage
di dati per sei ore di scansioni, una porta
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Luce guida a led intelligente, la guida di
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di qualunque livello di esperienza. Guida
l'utente durante la scansione e gli comunica
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Sistema di visione multicamera, il sistema
di visione BLK2GO è costituito da una
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per immagini brillanti a contrasto elevato,
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MO ALLEATO SUL CAMPO?
È questa la domanda alla quale ha
provato a dare una risposta il team di
Strumentitopografici, provando a capire
quali fossero le reali esigenze dei tecnici
che necessitano di soluzioni valide e complete
mentre operano sul campo.
Da questa idea è nata una promozione,
riservata esclusivamente alle prime 50 richieste,
che consente di avere accesso ad
una soluzione completa e super affidabile.
La soluzione completa in promozione
comprende:
• Ricevitore GNSS Emlid Reach RS2
Un ricevitore Multifrequenza (L2, L5),
Multicostellazione (GPS, Glonass,
Galileo,…) datato di Modem integrato
da 3.5G, capace di lavorare fino a 22h
con una solo carica.
• Software Topografico da campo:
TPad
Un nuovo fantastico software per dispositivi
Android, dotato di un
vero e proprio CAD topografico,
che consente di rilevare e
tracciare punti (anche quelli nascosti)
e di essere sempre connesso
alle mappe di Google e ai
server WMS del catasto.
• Abbonamento SmartNet
NRTK Unlimited per un anno
che comprende:
• Correzione in tempo reale
dalla stazione di riferimento più vicina
(Nearest) FULL GNSS
• Correzioni in tempo reale di rete
(MAX VRS IMAX FKP)
• Helpdesk in orario di ufficio (0371
1856070)
• Download di file RINEX e Virtual
RINEX
• Accesso alle correzioni Real Time
tramite NTRIP
• Utilizzo dell'App per iPhone e
Android HxGN SmartNet Mobile
• Post-elaborazione automatica di basi
statiche e cinematiche
• Comunicazioni in tempo reale sullo
stato della rete
• Servizio Genius:
Configurazione, attivazione, supporto e
assistenza inclusi per un anno.
www.strumentitopografici.it/landingper-rs2-con-abbonamento-hxgn-smartnet-e-tpad/
18 GEOmedia n°1-2021
MERCATO
Non
perdiamoci
di vista.
Fusion
Misurazioni ottiche e GNSS
IL SISTEMA DI MOBILE MAPPING TELEDYNE
OPTECH MAVERICK
Il sistema di mobile mapping Teledyne Optech Maverick, distribuito
in Italia da iMAGE S è lo strumento ideale per l’acquisizione di dati
geospaziali, sia di aree esterne che di interni.
Durante la fase di rilievo, il Maverick fornisce nuvole di punti ed immagini
sferiche tra di loro connessi grazie ad un sistema di posizionamento
ad elevata precisione. Ogni oggetto dello spazio rilevato dallo strumento
può essere catalogato e georiferito, mentre i dati sono utilizzabili per
applicazioni GIS, per la creazione di mappe e modelli 3D.
Grazie al suo peso inferiore ai 9 kg, alla sua forma compatta, il Maverick
può essere facilmente installato e rimosso su una vasta gamma di veicoli,
inclusi treni, Segway e trasportabile anche su zainetto. E’ in grado
di lavorare in diverse condizioni, inclusi ambienti interni privi di segnale
GNSS attraverso la tecnologia SLAM e può essere impiegato in
molteplici progetti di qualsiasi tipo e scopo. Combinando immagini a
360°, dati lidar ad elevata risoluzione ed un sistema integrato di posizionamento,
Maverick fornisce dati mobile estremamente accurati. Nel
dettaglio, lo strumento acquisisce fino a 700 000 punti al secondo, catturando
nello stesso tempo immagini sferiche, grazie a sei sensori da 5
MP ad elevata qualità. Durante l’acquisizione dati (memorizzati su hard
disk installati all’interno del sistema), la gestione del sistema avviene
tramite smartphone, con la visualizzazione su mappa della traiettoria in
tempo reale. Il software Distillery consente di analizzare velocemente le
immagini, i dati lidar e di post-processare i dati GNSS. Con il software
opzionale LMS Pro, è possibile invece colorare la nuvola di punti, oltre
a migliorarne la precisione assoluta utilizzando i punti di controllo e la
relativa sovrapposizione delle passate in andata e ritorno. Inoltre, LMS
Pro consente anche una calibrazione avanzata del sensore che migliora
significativamente la precisione dei dati.
Misurate con precisione anche
quando la linea di collimazione è
ostruita. Con i vantaggi offerti dalla
tecnologia Fusion è possibile gestire
qualsiasi imprevisto e incertezza.
Ora, anche i progetti più impegnativi
diventano più facili e veloci.
Componenti Tecnologia Fusion
• Stazione totale Serie iX
• Ricevitore GNSS GCX3
• Computer da campo SHC5000
• Software GeoPro Field e Office
Maverick è stato sviluppato per ottenere una documentazione visiva e
metrica in aree dove è richiesto un sistema mobile portatile, versatile,
compatto ed allo stesso tempo, ideale per molteplici applicazioni. Ad
oggi, Maverick è stato utilizzato per l’acquisizione dei dati in diversi
settori: sicurezza, trasporti, edilizia, gestione del patrimonio, ferrovie,
asset management, modelli 3D e GIS.
iMAGE S S.p.A.
www.imagesspa.it
GEOmedia n°1-2021 19
SOKKIA.COM
MERCATO
SOLUZIONE STONEX COMPLETA PER LA
FOTOGRAMMETRIA: GNSS + SOFTWARE +
DRONE
Grazie alla sua esperienza nel campo del posizionamento di
precisione, Stonex è in grado di fornire a tutti i professionisti
che effettuano rilievi fotogrammetrici con drone, una soluzione
completa per i propri rilievi. La soluzione completa Stonex per
il rilievo fotogrammtrico comprende il GNSS, software e un
Aeromobile a Pilotaggio Remoto (drone). Scopriamo insieme
quali sono.
Stonex S70G Handheld GNSS RTK
S70G è un sistema GNSS multicostellazione a doppia frequenza
che permette di rilevare dati e foto sul campo in maniera facile
e veloce.
Viene fornito con un’antenna collegata direttamente al tablet
che garantisce una precisone di 2cm ma è possibile collegare anche
un’antenna esterna per ottenere, in caso di necessità, un dato
ancora più preciso.
S70G è dotato di sistema Android 10 e ha un display con risoluzione
1920x1200 WUXGA per una maggiore qualità dei
dettagli. La batteria con 8000mAh permette allo strumento di
lavorare oltre 8 ore e la protezione IP67 del dispositivo lo rende
adatto a qualsiasi condizione ed ambiente.
S70G è in grado di lavorare in tempo reale attraverso la ricezione
delle correzioni RTK trasmesse da una rete di Stazioni
Permanenti GNSS. Contemporaneamente può anche registrare
i dati grezzi ricevuti dai satelliti per effettuare la post elaborazione
in ufficio. Questo consente all’operatore di raggiungere
maggiori precisioni e di poter lavorare in aree dove non c’è una
buona copertura del segnale GSM.
Cube-fly: Software di pianificazione volo e Fotogrammetria
Cube-fly è stato progettato per essere semplice ed intuitivo, ed
è dotato di funzioni avanzate che lo rendono uno dei migliori
pianificatori di volo presenti sul mercato.
Stonex Cube-fly supporta modelli 3D da più sorgenti incluso
Google® e permette di pianificare missioni adattandosi all’andamento
del terreno e alle variazioni di pendenza. È anche possibile
importare il proprio DTM, scaricato da siti regionali o
proveniente da missioni precedenti.
Specificando la sovrapposizione laterale e frontale, la quota di
volo o la distanza e l’altezza dell’oggetto da rilevare, il tool di
pianificazione permette di definire diversi tipi di missione:
• normale
• circolare
• verticale
• griglia
• lineare
Grazie all’integrazione con Stonex Cube-a è possibile misurare i
GCP (Ground Control Point) con un GPS Stonex e importarli
direttamente in Cube-fly.
Cube-fly permette di effettuare una ricostruzione fotogrammetrica
SfM (Structure from motion) utilizzando il motore di calcolo
interno, inoltre, può integrarsi con il motore di calcolo di
Agisoft Metashape.
Utilizzando Cube-fly, con la sua interfaccia semplice ed intuitiva,
è possibile eseguire le proprie elaborazioni in maniera facile
e veloce senza rinunciare alla potenza di Metashape® che verrà
fornito da Stonex se necessario.
Droni DJI
Stonex ha la possibilità di fornire ai professionisti che ne hanno
necessità, anche tre modelli di drone DJI. È possibile scegliere
tra: DJI Mini 2, DJI Phantom 4 Pro v2.0 e DJI Mavic 2 Pro.
Tre modelli diversi pensati per coprire esigenze differenti in base
al livello dei progetti che si intende realizzare.
www.stonex.it/it/fotogrammetria/
20 GEOmedia n°1-2021
MERCATO
Photo: Sophie Hay
Tecnologie
per le Scienze
della Terra e del Mare
Strumenti ad alta tecnologia
anche a noleggio per:
Studio dei fondali e delle coste
Multibeam, SSS, SBP, sismica marina …
Ingegneria civile
Georadar 3D, laser scanner, inclinometri …
Studio del sottosuolo
Georadar, sismica, geoelettrica …
Monitoraggio ambientale
Magnetometri, elettromagnetismo,
sonde oceanografiche …
Monitoraggio sismico
Sismometri, strong motion, reti early warning …
CODEVINTEC
Tecnologie per le Scienze della Terra e del Mare
tel. +39 02 4830.2175 | info@codevintec.it | www.codevintec.it
GEOmedia n°1-2021 21
MERCATO
Quest’ ultimo in particolare è estremamente versatile. La
GeoSLAM, ad esempio, produce una staffa dedicata per il
posizionamento su drone e su auto.
È possibile espandere il sistema a mezzo di uno zaino dedicato
con una macchina fotografica sferica ad alta risoluzione qualora
per esempio l’oggetto del rilievo è un centro abitato, o addirittura
integrare sempre nello zaino anche un’antenna GPS.
IL RILIEVO 3D VELOCE, ACCURATO E
SEMPLICE QUANTO UNA CAMMINATA
L’evoluzione del rilievo 3D sta vivendo un passaggio epocale.
Sempre di più si sente la necessità di passare da un Laser
Scanner Terrestre a un Laser Scanner in movimento. Esigenza
d’altronde dettata dal mercato: è richiesta sempre più velocità
nell’acquisizione dei dati laser e sempre più produttività.
Il rilievo in movimento non è certamente una novità, ma il
vero limite nell’utilizzare questa tecnologia è vincolato alla
presenza del segnale GPS, oltre ai costi elevati di questi sistemi.
Il passaggio epocale nell’utilizzo del Laser Scanner in
movimento in assenza di segnale GPS oggi è possibile grazie
alla tecnologia SLAM.
Senza entrare troppo nello specifico si tratta di una tecnica
dove lo strumento che si muove in un ambiente sconosciuto
costruisce in “tempo reale” la mappa di tale ambiente.
SLAM è l’acronimo di Simultaneous Localisation And
Mapping e i leader indiscussi di questa tecnologia è la società
inglese GeoSLAM.
Oltre ad ottimizzare l’algoritmo SLAM si sono spinti a creare
hardware e software estremamente versatili e unici.
Ecco le 5 principali unicità:
• Modularità dei sistemi Laser
• Laser Scanner in grado di lavorare con qualsiasi inclinazione
• Lavora anche in assenza di luce
• Possibilità di rilevare dei punti di controllo
• Funzione di ri – processamento dei dati laser
… ma vediamole nel dettaglio.
Modularità dei sistemi Laser
GeoSLAM produce strumenti per tutte le tasche e per tutte
le applicazioni.
Infatti se devo effettuare rilievi principalmente in interno il
prodotto più adatto è lo ZebGO. Il sistema è anche implementabile
con un Tablet qualora si avesse la necessità di vedere
direttamente in campagna il risultato.
Inoltre, è possibile inserire una video camera oppure con una
fotocamera panoramica.
Se i rilievi si svolgono in esterno fino a 30 m è possibile utilizzare
sempre lo Zeb Go, ma per distanze superiori lo strumento
più idoneo è lo Zeb Horizon.
Laser in grado di rilevare con qualsiasi inclinazione
Questo è un aspetto per nulla trascurabile. Sono presenti sul
mercato Laser Scanner sempre con tecnologia SLAM che non
possono essere inclinati per acquisire in quanto si bloccano
nella fase di acquisizione.
Questo non avviene con GeoSLAM, tant’è che una delle applicazioni
è proprio quella del rilievo dei pozzi. In questi particolari
contesti viene prodotta un’asta per calare il sistema nei
pozzi o per portare lo strumento in quota.
Lavora anche in assenza di luce
Altro aspetto fondamentale, a differenza di altri sensori SLAM
sul mercato che utilizzano le fotocamere per “vedere” dei punti
e correggere la traiettoria, i prodotti GeoSLAM lavorano
anche totalmente al buio perché sono in grado di riconoscere
le geometrie degli oggetti acquisiti.
Possibilità di acquisire punti di controllo
Questa caratteristica rende il Laser Scanner GeoSLAM uno
strumento topografico.
A mezzo di una piastra alloggiata alla base dello strumento
è possibile acquisire punti di coordinate note siano essi orizzontali
e verticali. In post-processamento dei dati, quindi, è
possibile effettuare una roto – traslazione rigida e non rigida
migliorando ulteriormente il calcolo della traiettoria.
Ri – processamento dei dati laser
Questo è un aspetto che non ha prezzo. Molto probabilmente
ti starai chiedendo perché potresti avere la necessità di riprocessare
i dati.
Prendiamo ad esempio che nella zona di rilievo non sono presenti
sufficienti superfici di collegamento tali da permettere
al software di svolgere il calcolo con i parametri standard, e
questa mancanza di superfici la scopriamo solamente quando
si elaborano i dati.
Questo significa non eseguire il rilievo o dover ritornare ed
effettuare le misure.
Avere la possibilità di intervenire sull’elaborazione per modificare
per esempio il parametro di sovrapposizione della superficie
in comune, oppure aumentare o diminuire il numero
di punti utili per definire una geometria e altri parametri, garantisce
di non bloccarsi in campagna e concludere sempre il
lavoro.
Se vuoi scoprire tutte le potenzialità della tecnologia introdotta
da GeoSLAM scrivi a info@microgeo.it
22 GEOmedia n°1-2021
MERCATO
NUOVA API OGC PER LA PUBBLICAZIONE
DI DATI GEOSPAZIALI VETTORIALI IN
QUALSIASI SISTEMA DI RIFERIMENTO DI
COORDINATE
Crediti immagine: Gobe Hobona on Gim - International
Raccolta, elaborazione e diffusione sono alcuni degli aspetti
chiave del ciclo di vita dei dati in geomatica. Una delle sfide
principali per i gestori dei dati è sempre come mantenere
un livello di qualità appropriato durante il ciclo di vita dei
dati. La popolarità del dato World Geodetic System 1984
(WGS 84) ha portato in precedenza alla pubblicazione di
molti prodotti di dati con coordinate riferite al WGS 84, ma
molti utenti di dati, dipendono da altri sistemi di riferimento
di coordinate (SRC) per il loro lavoro.
Riconoscendo la crescente necessità di un'API (Application
Programming Interface) che consenta la pubblicazione
di dati geospaziali vettoriali in qualsiasi SRC, l'Open
Geospatial Consortium (OGC) ha recentemente annunciato
l'approvazione di un'estensione dell'API OGC con funzionalità
che rispondono a questa esigenza.
La API OGC - Features fornisce i mattoni fondamentali
dell'API per creare, modificare e interrogare "caratteristiche"
sul Web (le caratteristiche sono semplicemente rappresentazioni
digitali di oggetti di interesse nel mondo reale).
Mentre la Parte 1 dell'API OGC - Features specifica solo
l'accesso ai dati vettoriali in WGS 84, la nuova Parte 2 dello
standard estende le capacità della Parte 1 con la possibilità
di accedere ai dati che si trovano in qualsiasi CRS identificabile
da un Uniform Resource Identifier (URI ). La Figura
illustra questa capacità mostrando gli stessi dati di origine
trasformati in diversi CRS, vale a dire WGS 84 (etichettato
EPSG: 4326) e ETRS89-esteso / LAEA Europe (etichettato
EPSG: 3035).
La specifica in oggetto è la: OGC API - Features - Part 2:
Coordinate Reference Systems by Reference.
Le novità introdotte riguardano:
4 in che modo, per ciascuna raccolta di funzionalità offerte,
un server pubblicizza l'elenco degli identificatori CRS
supportati;
4 come è possibile accedere alle coordinate delle proprietà
degli elementi con valori di geometria in uno dei SR supportati;
4 come è possibile accedere alle funzionalità dal server utilizzando
un riquadro di delimitazione specificato in uno
dei SR supportati;
4 in che modo un server può dichiarare l'SR utilizzato per
presentare le risorse delle funzionalità e, facoltativamente,
l'ordine degli assi delle coordinate utilizzato.
Le definizioni di SR sono accessibili tramite URI per garantire
che siano univoche. Ogni SR supportato da un server
deve essere referenziabile tramite un URI. Per facilitare ciò,
l'OGC fornisce un registro delle definizioni CRS accessibile
tramite l'OGC Definitions Server - una fonte di informazioni
accessibile dal Web sulle cose ("Concetti") che l'OGC
definisce o che le comunità chiedono all'OGC di ospitare
per loro conto. Il punto di accesso al registro CRS sul server
delle definizioni è http://www.opengis.net/def/crs/.
In pratica quali vantaggi avranno per
gli utilizzatori finali?
Ad esempio se un topografo raccoglie dati in un riferimento
nazionale, tali dati possono rimanere nelle coordinate originali
per tutto il percorso dall'archiviazione, alla trasmissione
e fino alla visualizzazione su un Sistema Informativo
Geografico (GIS). Ciò semplifica enormemente l'elaborazione
e riduce il rischio di errori introdotti durante la conversione
delle coordinate. Allo stesso modo, per i topografi
che raccolgono e diffondono dati in SR nazionali o regionali
come il Sistema di Riferimento Terrestre Europeo 1989
(ETRS 89) e il North American Datum del 1983 (NAD
83). Anch'essi possono ora pubblicare dati basati su ETRS
89 o NAD 83 senza dover convertire i dati in un SR diverso.
A poco più di un anno dal rilascio della Parte 1 dell'OGC API
- Features, lo standard ha già iniziato ad avere un impatto a
livello globale. Ad esempio, l'International Organization for
Standardization (ISO) ha approvato la Parte 1 con il nome
ISO 19168-1: 2020 Geographic information - Geospatial
API for features - Part 1: Core. Inoltre, la comunità di oltre
30 stati che stanno implementando la direttiva INSPIRE
ha approvato l'API come buona pratica per un servizio di
download INSPIRE.
La parte 2 dello standard dovrebbe avere un'utilità ancora
maggiore nella geomatica grazie al suo supporto per una varietà
di SR.
Come con qualsiasi standard OGC, quest'ultimo può essere
scaricato e implementato gratuitamente. Le parti interessate
possono visualizzare e scaricare lo standard dalla OGC API.
Pagina delle caratteristiche su https://ogcapi.ogc.org
GEOmedia n°1-2021 23
REPORT
GeoStru – Soluzioni GIS
al servizio del professionista
SOFTWARE
a cura del team GeoStru
GeoStru sviluppa e progetta
software di calcolo per la
progettazione in campo
ingegneristico e geologico e,
nel corso degli anni ha ampliato
la propria offerta fornendo altri
servizi: consulenza tecnica, libri,
app, software dedicati e corsi di
formazione multidisciplinari. Ad
oggi sono innumerevoli le risorse al
servizio del professionista.
GeoStru nasce negli anni
2000 da un ingegnere
civile con la passione
per gli algoritmi e l’informatica.
Grazie alla collaborazione
di alcuni talentuosi colleghi
ingegneri e geologi, in soli tre
anni diventa una
realtà importante tra le compagnie
di software in Italia.
Nel 2004, iniziano a lavorare
presso gli uffici di Bianco (RC),
un programmatore danese ed
un sudamericano, i quali, in
breve tempo danno una svolta
al mercato internazionale
consentendo alla GeoStru di
affermarsi prima in Europa, in
particolare in Spagna, e successivamente
nelle altre parti nel
mondo.
Nel 2007, inizia la localizzazione
del software per i
Paesi dell’Est Europa ed in
breve GeoStru diventa tra
i leader del settore, partecipando
a molti eventi di
carattere internazionale presso:
Technical University of Iasi
e la Technical University of
Cluj-Napoca (Geotechnics and
Foundation Ground).
Nel 2008, viene creata una
sede distaccata a Rende (CS)
- successivamente trasferita al
Dipartimento di Scienza della
Terra dell’UNICAL - ed una a
Dairago (MI).
Gli anni successivi sono stati
un susseguirsi di collaborazioni
molto importanti, con
professionisti ed università
di tutto il mondo; in particolare
con il Centro di
Eccellenza per il Calcolo ad
Alte Prestazioni UNICAL,
il DIBEST (Dipartimento
di Scienza della Terra)
UNICAL, il DIMEG
(Dipartimento di Ingegneria
Meccanica, Energetica e
Gestionale) UNICAL, la
Technical University of
Cluj-Napoca, MALESIA –
KUCHING, SARAWAK, etc.
Dall’agosto del 2015 - per far
fronte alla competitività mondiale
ma, soprattutto per essere
al passo con le moderne tecnologie
e garantire servizi adeguati
al cliente finale - i servizi web,
e-commerce, marketing, customer
service, manutenzione
e sviluppo di software vengono
gestiti dalla ENGSOFT
SRL con sede in Romania.
Applicazioni Mobile
Geopix
Il professionista o la società che
lavora in ambito cantieristico,
necessita di uno strumento che
gli permetta di realizzare un report
fotografico efficiente.
Il report fotografico in cantiere
24 GEOmedia n°1-2021
REPORT
consente di avere una visione
ottimale dell’andamento dei
lavori. Le foto, oltre a svolgere
la funzione descrittiva dell’opera
o dell’indagine in situ,
devono essere geolocalizzate
e catalogate al fine di organizzare
in maniera efficiente
il lavoro ed essere facilmente
individuabili ovvero di rapido
accesso.
Geopix è un’applicazione
per dispositivi mobili tablet
o smartphone con sistema
operativo Android sviluppata
appositamente per geologi,
ingegneri e tecnici in generale.
Essa consente di creare la
documentazione fotografica
geolocalizzata in cloud.
Si compone di un’applicazione
per dispositivi mobili e di
una dashboard web dalla quale
l’utente può gestire la documentazione
fotografica geolocalizzata
caricata attraverso
l’applicazione.
Come funziona?
Scatta e geolocalizza: Si scattano
le foto direttamente
Fig. 2 – Smartphone Geopix.
Fig.3 – Dashboard web Geopix.
in cantiere con il proprio
smartphone e si memorizza la
posizione.
Alta precisione di geolocalizzazione:
il potente algoritmo
implementato permette di
ottenere un’elevata precisione
della posizione rispetto ad altre
app in commercio.
Conservazione in Cloud: è
sufficiente registrarsi per avere,
gratuitamente, uno spazio in
cloud per conservare i progetti.
Piattaforma Web: dopo aver
effettuato il login è possibile
gestire la documentazione dalla
piattaforma Web accedendo
al proprio account con username
e password.
Project Manager: I progetti
possono essere gestiti in modo
efficiente ed intuitivo;
Report fotografici cantieristici:
redazione, in maniera veloce
e precisa, di report fotografici
cantieristici.
Geopix, inoltre, permette la
comunicazione tra personale
in cantiere e in ufficio. Con il
proprio smartphone il professionista
in esterna organizza
il progetto, scatta la foto,
geolocalizza e carica in cloud;
contemporaneamente, il personale
in ufficio, collegato alla
dashboard web, ha la possibilità
di visionare le foto organizzate e
geolocalizzate in tempo reale ed
avere una visione del lavoro in
campo.
GeoMapsCARG mobile
È notizia di quasi un anno fa
che il finanziamento del progetto
CARG è diventato legge. È ripartito
quindi il lavoro iniziato alla
fine degli anni ’80, ovvero quello
della realizzazione e digitalizzazione
dei 636 fogli geologici e
geotematici in scala 1:50.000.
GeoMapsCARG è l’app per
dispositivi Android che mette
a disposizione la cartografia
geologica del progetto CARG,
prodotta e pubblicata via web
(servizio WMS) da parte di
ISPRA.
Accessibile da smartphone,
permette di visualizzare la cartografia
CARG, sovrapposta alla
cartografia di base.
Un comodo comando di ricerca
consente di individuare, in automatico,
la località di interesse.
Altre funzioni disponibili sono:
ricerca per toponimo, identificazione
automatica foglio,
esplorazione legende (limitatamente
a quelle rese disponibili
da ISPRA).
GEOmedia n°1-2021 25
REPORT
Fig. 4 – GeomapsCARG mobile
Fig. 5 – Georisk (Android)
GeoRisk Rischio Idrogeologico
mobile
Fortemente voluta dall’Ordine
dei Geologi della Campania e
realizzata da GeoStru e geologi.
it, l’app per dispositivi Android
consente di verificare il rischio
idrogeologico della propria
posizione semplicemente utilizzando
il posizionamento GPS
dello smartphone e si può anche
accertare il pericolo di una
qualsiasi abitazione inserendo
città, via e numero civico.
L’App è disponibile nel Play
Store di Google.
«Per aumentare la consapevolezza
del rischio – spiega il presidente
dell’Ordine dei Geologi
della Campania, Egidio Grasso
– abbiamo pensato di promuovere
la realizzazione di un’App
che, con poche operazioni,
riesce a visualizzare le aree a
rischio idrogeologico in tutto il
territorio nazionale.»
L’applicativo non è solo rivolto
a tecnici ma, anche al cittadino
comune al fine di sensibilizzarlo
sul tema del rischio idrogeologico.
I dati del PAI sono relativi
all’intero territorio nazionale
e vengono erogati grazie al
servizio WMS del Geoportale
Nazionale gestito dal Ministero
dell’Ambiente.
Il Geologo professionista ha la
possibilità di registrarsi all’interno
del database in modo tale
che l’utente possa ricercarlo tramite
l’apposita funzione “Cerca
un Geologo”.
Geoapp
Il portale Geoapp, raggiungibile
al sito www.geoapp.eu è una suite
di applicazioni online multitematiche
per il professionista,
per la maggior parte gratuite.
Non servono installazioni, basta
semplicemente loggarsi al sito e
utilizzare gli applicativi.
È possibile aprire e salvare progetti,
creare grafici e relazioni in
formato *.docx.
Tra i vari applicativi ve ne sono
alcuni di consultazione cartografica
tematica, di rapido
accesso, che accompagnano e
aiutano il professionista nelle
sue analisi.
Geostru Carta Geologica
GeoStru Carta Geologica
è la versione web di
GeoMapsCARG che, oltre alla
consultazione delle carte geologiche
del progetto CARG a
cura dell’ISPRA, ha disponibile
il layer della carta geologica
1:500.000 del Geoportale
Nazionale (a cura del ministero
dell’Ambiente).
Gli strumenti a disposizione
sono molteplici:
4Inserimento di elementi grafici
come punto, polilinea e
poligoni;
4Editor degli elementi creati;
4Esportazione in formato
*.GeoJSON, in coordinate
geografiche WGS84
(EPSG:4326), importabile in
software GIS;
4Possibilità di regolare la trasparenza
dei layer;
4Consultazione delle legende
del progetto CARG disponibili
da database.
26 GEOmedia n°1-2021
REPORT
Fig. 6 – Interfaccia GeoStru Carta Geologica
GeoRisk Rischio
Idrogeologico web
La versione Web di GeoRisk,
disponibile sul portale
GeoApp di GeoStru, amplia
considerevolmente gli strumenti
a disposizione:
4Oltre ai layer del PAI
(Geoportale Nazionale),
si aggiungono il layer
catastale ed il layer dei bacini
idrografici principali
dell’intero territorio nazionale,
da cui è possibile
esportare le coordinate
tridimensionali in formato
*.CSV da importare
nel software GeoStru
Hydrologic Risk;
44 mappe base Google con
la possibilità di disattivarle;
4Opzione di stampa con 4
Layout predefiniti (A4 e
A3, orizzontali e verticali),
La formazione
Gomeeting è il portale rivolto a
professionisti autorizzato a svolgere
attività di formazione accreditata
dal Consiglio Nazionale dei
Geologi CNG codice EFA052
con delibera n° 133/2020 del 30
Giugno 2020 su parere favorevole
del Ministero della Giustizia con
nota del 16 Giugno 2020 prot.
0095192. U.
Sul portale sono presenti molteplici
corsi in modalità FAD asincrona
ovvero in modalità telematica a
distanza non live. Tra i numerosi
corsi:
Il corso “GIS-SIT - La gestione
dei Dati territoriali, utilizzo del
software open source QGIS e di
ArcMap – Interoperabilità con il
WebGIS GeoRisk”, è un punto di
partenza per chi vuole conoscere
il mondo dei dati territoriali,
spaziando tra i vari argomenti
come, per esempio, le nozioni sui
database.
Fornisce inoltre indicazioni su
come preparare i dati geografici
per un portale web come ad esempio
GeoRisk. Per i geologi sono
previsti 6 CFP.
Il corso “DRONE - Il rilievo fotogrammetrico
da drone finalizzato
allo studio geologico a supporto
della progettazione degli interventi
di mitigazione: acquisizione, postprocessing
e utilizzazione dei dati
- 4 Crediti CFP”
La “conoscenza” qualitativa e
quantitativa di un oggetto o di un
sito, permette al tecnico (ingegnere,
architetto, geologo, archeologo)
di eseguire una seria ed adeguata
progettazione degli interventi
nei rispettivi ambiti professionali.
Il rilievo geometrico tridimensionale
può essere considerato, quindi,
una delle “indagini preliminari”
propedeutiche e di supporto alla
fase di progettazione; soprattutto
oggi, dove la potenzialità tecnologica
delle strumentazioni e dei software
utilizzati ha raggiunto livelli
molto sofisticati.
Fig. 6 – Interfaccia GeoStru Carta Geologica
GEOmedia n°1-2021 27
REPORT
Fig. 8 – Interfaccia GeoStru Maps
con mappa navigabile e possibilità
di inserimento dati da
parte dell’utente;
4Slider opacità dei layer per
regolare la trasparenza;
Una volta individuata l’area
da investigare, attraverso la
sovrapposizione dei layer PAI
del Ministero dell’Ambiente e
dell’Agenzia delle Entrate, su
mappe base Google, è possibile
verificare il rischio presente in
una determinata area. L’opzione
di stampa avvia la finestra di
layout con la mappa impaginata
automaticamente, permettendo
di esportare l’elaborato in
maniera rapida, è necessario
inserire soltanto titolo e dati del
professionista.
Geostru Maps
Con Geostru MAPS si possono
realizzare modelli digitali del
terreno, profili altimetrici e piani
quotati direttamente da mappe
online e con semplici click.
Dopo aver assegnato i punti
tramite il comando Point, da
Calculation è possibile trovare
l’elevazione del punto, Tracciare
la sezione topografica (profilo
altimetrico), Individuare il piano
quotato (i punti devono essere
agli estremi di un BOX).
Gli elaborati possono essere
esportati in diversi formati vettoriali
tra cui il DXF e GTM.
GeoDropBox
GeoDropBox è la prima piattaforma
in cloud per la gestione e
l’archiviazione della documentazione
georeferenziata: permette
di associare le informazioni geografiche
a qualsiasi tipo di documento
in formato elettronico.
Geodropbox estende le funzionalità
dei cloud tradizionali,
potenziandoli con la georeferenziazione.
È un sistema versatile, rivolto
non solo agli studi tecnici
(ingegneri, architetti, geologi,
agronomi, etc…) ma, anche a
Enti pubblici come Province e
Regioni, imprese (edilizia, agricoltura,
servizi...), avvocati, ecc...
GeoDropBox è integrato in altri
servizi GeoStru come Georisk
(mobile) e la Geoapp Parametri
Sismici.
Con la registrazione su https://
geodropbox.com/auth/register
e si avranno a disposizione
gratuitamente 1 GB di spazio
in Cloud gratuito. Una volta
effettuato l’accesso, è possibile
aggiungere un progetto specificando
un indirizzo. Verrà
aggiunto il marker su mappa e
sarà possibile effettuare l’upload
di qualsiasi file organizzando il
tutto in cartelle.
Consulenza e progettazione
Il team GEOSTRU fornisce, su
richiesta del Cliente, un servizio
di consulenze alla progettazione.
Oggi tramite la telecomunicazione
gestire consulenza e
progettazione anche a distanza
è diventato molto agevole; affidarsi
al nostro team, altamente
specializzato, significa avere al
tuo fianco il partner ideale che
contribuirà alla crescita della tua
attività professionale.
Tanti i settori di supporto al
professionista, come strutture,
geotecnica, geologia, idraulica
etc... ai quali si aggiungono anche:
Topografia; rilievi aerofotogrammetrici
digitali ad altissima
risoluzione (
l’aerofotogrammetria, eseguita
con tecnologie totalmente digitali,
caratterizzazione, qualificazione
e misurazione degli elementi
territoriali); Geomatica
– Servizi informatici su dati
territoriali (Realizzazione di
cartografie, servizi di Web mapping,
analisi di geo-processing e
gestione di dati territoriali).
SITOGRAFIA
https://www.geostru.eu/it/app-mobile-device/
https://geoapp.geostru.eu/
https://geodropbox.com/
https://www.gomeeting.eu/
PAROLE CHIAVE
Cloud; formazione; software; geostru;
app; rischio idrogeologico
ABSTRACT
Geostru develops calculation softwares designed
for engineers and geologists. Through
the years, we have enriched our offer with
new services: technical assistance, books,
apps, dedicated solutions and multidisciplinary
courses. Today there are countless ways
in which we can offer assistance to any professional.
Amongst these, there are the GIS resources
present in our programs, be them either web,
mobile or desktop. This article presents a recap
of Geostru’s offers. To our readers: please
visit our website www.geostru.eu to learn
more.
AUTORE
Redazione GeoStru
info@geostru.eu
28 GEOmedia n°1-2021
REPORT
Sede in Italia
Più di 100 distributori nel mondo
Una linea di prodotti Made in Italy
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GEOmedia n°1-2021 29
REPORT
Classificazione OBIA automatica
di elementi stradali acquisiti
con laser scanner
di Vera Costantini
Nel presente lavoro si
mostrano i risultati ottenuti
classificando nuvole di punti
da LiDAR tramite la Object
Based Image Analysis (OBIA)
con il software eCognition
di Trimble. Si tratta di un
progetto pilota che dimostra
promettenti prospettive per
l’applicazione dell’analisi
OBIA al campo delle
acquisizioni da laser.
Fig.1 Visualizzazione 3D della nuvola di punti in eCognition (a sinistra in RGB, a destra
con differenziamento del colore in base all’altezza)
Fig. 2 - Visualizzazione di un tratto della nuvola di
punti dall’alto. Si può notare la discontinuità nei dati.
La nuvola di punti acquisita
con tecnologia
LiDAR è stata classificata
in modalità automatica all’interno
del software eCognition
Developer 10, allo scopo di
estrarre gli elementi principali
presenti in un asse autostradale
(fig. 1). Questo studio dimostra
la grande versatilità del software
eCognition, che in pochi
passaggi e con un ruleset molto
veloce, estrae informazioni importanti
da un point cloud che
presenta varie criticità.
Il software eCognition di
Trimble permette di creare flussi
di lavoro usando immagini,
vettori e nuvole di punti sfruttando
tutte le informazioni
semantiche necessarie per interpretare
i dati correttamente.
Piuttosto che esaminare pixel
o punti indipendenti, estrae il
significato dagli oggetti e dalle
relazioni reciproche (Object
Based Image Analysis).
Per costruire una soluzione di
analisi, è possibile combinare
in modo flessibile le fasi di
interpretazione dell’immagine
come la creazione di oggetti
(segmentazione), la classificazione
degli oggetti, il rilevamento
di target e la modifica
degli oggetti in un insieme di
regole chiamato Ruleset.
Dati e classi da identificare
I dati utilizzati sono rappresentati
da una nuvola di punti
in formato *.LAS acquisita
con sistema Trimble Mobile
Mapping MX9 su un tratto au-
30 GEOmedia n°1-2021
REPORT
tostradale situato in Italia. La
nuvola presenta una carreggiata
con dati abbastanza continui e
densi, mentre l’altra carreggiata
stradale è caratterizzata da molti
gaps nei dati (fig.2)
Le classi che sono state analizzate
per la classificazione sono:
cartelli, guardrail e segnaletica
orizzontale.
Il dato, oltre a comprendere
l’asse stradale, include anche
le zone limitrofe, nelle quali
è presente un complesso e variegato
strato vegetativo che, a
suo modo, interferisce con l’analisi
delle classi di interesse.
A tal proposito, si è deciso
di applicare una maschera in
modo da classificare solo gli
elementi effettivamente ricadenti
nella carreggiata e nel suo
immediato intorno.
Passaggi principali
dell’elaborazione
Il file in formato. las è stato
importato all’interno del software
eCognition Developer
10, insieme a un layer vettoriale
poligonale che costituisce
una maschera che si estende
sull’area dell’asse stradale, in
modo tale da classificare solo
gli elementi presenti in esso.
Il primo passaggio effettuato
in eCognition è stata la conversione
della mappa ad una
risoluzione maggiore in modo
che i raster che vengono derivati
dalla nuvola abbiano una
risoluzione migliore.
Infatti a partire dalla nuvola
di punti, eCognition permette
di generare una serie di layer
raster che aiutano nell’interpretazione
dei dati e nell’estrazione
di informazioni da essi
(ad esempio intensità, DSM,
DTM, Numero di ritorni, etc
etc).
Per le prime elaborazioni sono
stati generati due layer raster a
partire dalla nuvola: è stato generato
il DSM utilizzando la Z
Fig. 3 - Porzione di nuvola con classificazione di guardrail e cartelli. A sinistra si vede la nuvola dall’alto, in
scala di grigi che mostrano le variazioni di intensità e la classificazione OBIA (in giallo i cartelli e in blu il guardrail).
A destra si vede la stessa porzione di nuvola in 3D con variazione di colore a seconda dell’altezza.
massima, e il DTM utilizzando
la Z minima. Sottraendo il
DTM al DSM con un algoritmo
di eCognition chiamato
NDSM layer calculation, si
ottiene appunto l’nDSM che
rappresenta solo gli elementi
elevati rispetto al terreno.
L’nDSM è stato usato come
input per la segmentazione. Gli
Fig. 4 - Risultato dell’automatic point cloud classification su una porzione della nuvola.
GEOmedia n°1-2021 31
REPORT
sviluppato e le aree (km2) di
oggetti identificabili sulla nuvola
di punti grezza.
Il ruleset è stato ottimizzato
anche nella velocità di esecuzione.
Il tempo di processamento
dell’intera nuvola (circa
50 milioni di punti e una dimensione
del file di 1.8 GB) è
infatti di soli 10 minuti.
Ringraziamenti
Si ringrazia Giorgio Caresio di
Spektra s.r.l. (Vimercate) per la
fornitura dei dati LiDAR.
Fig. 5 - Alcune porzioni della nuvola di punti dopo la classificazione finale.
oggetti così generati sono stati
classificati utilizzando attributi
di altezza e forma per arrivare
all’individuazione di due classi:
guardrail e cartelli (fig. 3).
Per l’identificazione della segnaletica
orizzontale, il primo
step è rappresentato dall’utilizzo
di un algoritmo di classificazione
automatica dei point
cloud che ha estratto circa 10
classi. Con questa prima classificazione
si è riusciti a distinguere
alcuni elementi dell’asse
stradale, tra cui, piuttosto chiaramente,
la segnaletica orizzontale
(in azzurro nella figura 4).
Nonostante siano stati identificati
in maniera abbastanza
precisa, i segni stradali orizzontali
presentavano diversi
errori dopo la classificazione
automatica. Pertanto la parte
di nuvola già classificata come
“Road marks” è stata convertita
in raster usando l’attributo di
intensità, generando un cosiddetto
intensity layer.
Su questo layer sono stati
quindi applicati passaggi di
segmentazione e classificazione
che hanno permesso di definire
meglio la classe “segnali stradali
orizzontali”.
Nota: Tutte le elaborazioni
sono state eseguite in eCognition,
tranne la creazione della
maschera che è stata fatta in
ArcGIS.
Risultato
Il risultato ottenuto è ottimo,
anche tenendo conto del fatto
che non vi è stato alcun editing
manuale (accuratezza dell’86%
nell’identificazione degli elementi
– prendendo in considerazione
solo la parte di dati
senza gaps). Alcuni elementi di
confusione sono rappresentati
dai lampioni e dai pannelli antirumore.
I primi sono talvolta
classificati insieme al guardrail
e talvolta tra i cartelli. I secondi
sono classificati insieme al
guardrail (fig. 5).
L’accuratezza della classificazione
è stata calcolata rapportando
le aree (km 2) degli oggetti
identificati tramite algoritmo
PAROLE CHIAVE
LiDAR; OBIA; motorway; classificazione
automatica; mobile
mapping; nuvola di punti;
ABSTRACT
This paper shows the results
obtained by classifying point
clouds from LiDAR using
Object Based Image Analysis
(OBIA) with Trimble's eCognition
software. This is a pilot project
that demonstrates promising
prospects for the application of
OBIA analysis to the field of laser
acquisitions. The point cloud
acquired with LiDAR technology
was automatically classified
within eCognition Developer 10
software, in order to extract the
main elements of a motorway
axis. The result is excellent, also
considering the fact that there
was no manual editing. We
reached an accuracy of 86% in
identification of the targets.
AUTORE
Vera Costantini
costantini@sysdecoitalia.com
Sysdeco Italia srl
32 GEOmedia n°1-2021
2021
Tecnologie per il Territorio, il Patrimonio Culturale e le Smart City
www.technologyforall.it
Science & Technology Communication
#TECHFORALL
REPORT
La tecnologia HERON per il
Monitoraggio dello stato
avanzamento lavori strutture verticali
di Giorgio Vassena
Il sistema di mappatura mobile
HERON permette di introdurre
la tecnologia SLAM all’interno
dei cantieri di ingegneria civile
per monitorarne lo stato di
avanzamento lavori. L’utilizzo
di HERON presso una struttura
verticale a Milano evidenzia le
potenzialità del sistema mobile
mapping prodotto dalla società
italiana Gexcel.
Fig. 1 - Nuvola di punti HERON con elementi BIM classificati con software Verity.
Il costante miglioramento
delle prestazioni degli algoritmi
e della strumentazione
basata sull’approccio
SLAM sta permettendo di
espanderne l’impiego in
numerosi progetti ed in
particolare all’interno di
cantieri di ingegneria civile.
Tali strumenti permettono
di eseguire rapide verifiche
“as-built vs as-designed” (la
verifica della congruenza tra
posizione e geometria del
costruito rispetto al modello
BIM di progetto) in strutture
di questo tipo, quando
le accuratezze in gioco sono
centimetriche. Strumenti
avanzati come HERON
(prodotto dalla società italiana
Gexcel Srl), accoppiati ai
software specifici forniti con
il sistema o a quelli di terze
34 GEOmedia n°1-2021
REPORT
parti, permettono di affiancare
all’analisi “as-built”
interessanti ed innovative
soluzioni, utili per la gestione
di cantiere. Pensiamo in
particolare all’innovativo
approccio della documentazione
digitale di cantiere,
alla verifica in tempo reale
delle variazioni geometriche
e al monitoraggio
dello stato di avanzamento
delle fasi costruttive ovvero
all’aggiornamento del SAL
di cantiere.
La particolarità di HERON
è indubbiamente l’estrema
semplificazione delle
attività di rilevamento sul
campo, non richiedendo
né una fase di inizializzazione
né un percorso
di rilevamento ad anello
chiuso. Inoltre, la capacità
del sistema di acquisire immagini
in posizioni scelte
dall’operatore, ma anche di
effettuare un’acquisizione
automatica in tempo reale
del dato RGB, mappato
automaticamente sulla nuvola
di punti 3D, permette
non solo di effettuare una
misurazione tridimensionale
sul campo ma anche di
pubblicare e condividere il
dato via cloud con un approccio
tipico delle applicazioni
Digital Twin, ovvero
di un gemello digitale della
realtà. Il dato acquisito con
HERON è infatti predisposto
per una facile esportazione
all’interno di diverse
applicazioni disponibili
sul mercato per la pubblicazione
e la condivisione
di modelli 3D a nuvola di
punti, come ad esempio le
piattaforme Faro WebShare
Cloud, 3DUserNet e
Cintoo Cloud. Su quest’ultima
è ad esempio possibile
condividere sia il modello
3D colorato a nuvola di
Fig. 2 - Categorizzazione tramite software Verity degli elementi rilevati.
Fig. 3 - HERON MS Twin mobile
mapping system.
punti del rilevamento, ma
anche fruire di una navigazione
immersiva del modello
attraverso un semplice tour per
viste sferiche, con possibilità
di localizzare il modello in
Google Maps, effettuare misurazioni,
inserire note, link,
video e documenti.
Un interessante caso applicativo
ha riguardato l’impiego di
HERON nelle attività del cantiere
di Colombo Costruzioni
S.p.A. della torre Gioia 22 in
Per la realizzazione di questo caso applicativo è stato utilizzato
un HERON MS Twin.
HERON MS Twin è un sistema di mappatura 3D portatile
dotato di due sensori laser multibeam a 16 linee, che garantisce
una robusta acquisizione della geometria 3D, e di una camera
panoramica RGB ad alta risoluzione, che consente la raccolta di
immagini ad alta risoluzione in modo continuo e a risoluzione
5K in modalità on-demand. Estremamente performante nella
mappatura di edifici complessi e multi-livello, HERON MS
Twin supporta applicazioni geospaziali e applicazioni Digital
Twin. La dotazione software inclusa consente di gestire interamente
il processamento dati e supporta la piena compatibilità
con un’ampia gamma di software terzi come Autodesk ReCap
Pro, Bentley-Orbit 3D Mapping, ClearEdge3D EdgeWise,
ClearEdge3D Verity, Faro Scene, Micromine, ecc. Inoltre, grazie
al software gratuito GoBlueprint sviluppato da Gexcel, tutti
possono visualizzare viste 2D della nuvola di punti HERON,
ottenere misure in scala reale e condividere i risultati con colleghi
e clienti in modo semplice e rapido (Fig. 4).
Fig. 4 - Visualizzazione
di
una vista 2D
della nuvola di
punti HERON
in GoBlueprint.
GEOmedia n°1-2021 35
REPORT
via Melchiorre Gioia a Milano.
Presso tale cantiere si è analizzato
lo stato di avanzamento
dei lavori e l’as-built, effettuando
il rilevamento tridimensionale
in corrispondenza
dei livelli 22 e 23. Avendo a
disposizione il modello strutturale
BIM in formato .ifc, lo
si è potuto caricare nel software
di pre-processamento dati
di HERON e, una volta sul
campo, il sistema ha potuto localizzarsi
in modo automatico
all’interno del modello BIM,
senza dover ricorrere alla misurazione
di target o di punti
a coordinate note, ed evitando
così le operazioni di georeferenziazione
in post-processamento.
Il dato tridimensionale acquisito
da HERON, già nel sistema
di riferimento di cantiere, è
stato dunque confrontato con
il modello BIM della struttura
all’interno del software
VERITY di ClearEdge3D,
funzionante in ambiente
Autodesk Navisworks. Il dato
a nuvola di punti proveniente
da HERON ha permesso di
effettuare l’analisi dello stato
di avanzamento costruttivo di
cantiere, associando ad ogni
elemento del modello BIM un
attributo identificato attraverso
uno specifico colore (Fig. 1)
corrispondente ad una determinata
caratteristica (Fig. 2).
In verde gli elementi individuati
e nella posizione corretta,
mentre in giallo gli elementi
individuati, dunque già realizzati,
ma apparentemente in
una posizione al di fuori della
tolleranza geometrica costruttiva.
In rosso gli oggetti non trovati,
in viola gli elementi non
visibili e in rosa gli elementi di
incerta attribuzione.
Un interessante confronto tra
la nuvola di punti acquisita
con HERON e la medesima
nuvola acquisita con laser scanner
statico ha permesso inoltre
di verificare che, relativamente
alle analisi di studio dello stato
di avanzamento di cantiere,
HERON fornisce risultati del
tutto comparabili con quelli
ottenuti dal laser scanner statici
di tipo tradizionale, ma con
il vantaggio di una rapidità di
acquisizione e di trattamento
dati assai maggiore. La produttività
e la semplicità di
HERON nella realizzazione
di rilevamenti con accuratezze
centimetriche risultano infatti
evidenti e rendono i sistemi
di mappatura mobile estremamente
competitivi rispetto alla
strumentazione laser scanner
statica.
Sfruttando invece la funzione
“Real-time Change Detection”,
HERON è stato in grado di
evidenziare direttamente sul
campo e in tempo reale il confronto
del rilievo in atto sia
con il progetto BIM, sia con
una nuvola di punti acquisita
precedentemente (ad esempio
la settimana precedente). La
funzione “Real-time Change
Detection” permette dunque
non solo di effettuare una rapida
verifica sul campo dello
stato di avanzamento dei lavori
in specifici settori di cantiere,
ma consente di introdurre attività
innovative nei processi di
mappatura di siti di ingegneria
civile o di impianti industriali.
Infatti, diventa possibile ad
esempio ottimizzare l’aggiornamento
di modelli BIM di
edifici esistenti con le parti
architettoniche e/o strutturali
aggiunte o modificate nel tempo,
limitando la modellazione
della nuvola di punti alle zone
dove si è evidenziato un cambiamento
durante il rilievo sul
campo.
L’insieme combinato delle qualità
di HERON e dei software
inclusi, unito ai numerosi
applicativi software con cui
lo strumento è compatibile,
permette di rendere effettiva
l’attività di rilevamento sul
campo e la successiva estrazione
dei risultati. L’esecuzione
di mappature frequenti in
cantiere, con l’obiettivo di una
documentazione digitale 3D
e un monitoraggio di cantiere
evoluto, sono attività sempre
più facilmente praticabili, sia
in termini di tempistiche di acquisizione
ed elaborazione dati,
sia in termini di sostenibilità
dei costi associati.
PAROLE CHIAVE
GEXCEL HERON; indoor
mobile mapping; digital twin;
BIM; smart city
ABSTRACT
HERON mobile mapping
system allows the introduction
of SLAM technology inside construction
sites of large buildings
to monitor the work progress.
The use of HERON at a vertical
structure in Milan highlights the
potential of the mobile mapping
system produced by Gexcel.
HERON allows performing
rapid "as-built/as-designed"
checks in this kind of structures
when the accuracies involved are
centimetric. Thanks to dedicated
software, HERON can also use
the "as-built" analysis for innovative
solutions useful for construction
sites management, e.g. the
digital site documentation, the
geometric changes real-time
verification, the construction
phases progress monitoring, the
site work progress document
updating.
AUTORE
Giorgio Vassena
giorgio.vassena@gexcel.it
Gexcel srl
info@gexcel.it
36 GEOmedia n°1-2021
REPORT
GEOmedia n°1-2021 37
AUGMENTED REALITY
LIDAR SLAM TECHNOLOGY
NEI SISTEMI VISUALI
INTERATTIVI
XR 2020:
News & Events
a cura di
Tiziana Primavera
Innovative Tech
Evangelist - AR/VR
senior expert
Fig. 1 - LiDAR scanning and
meshing test – courtesy image by
Tiziana Primavera
LiDAR (Light Detection and
Ranging) è una tecnologia
basata su luce laser estremamente
efficace e consolidata, la cui
finalità è il rilevamento geometrico-spaziale
remoto, attraverso
il calcolo delle distanze dell’oggetto
target effettuate mediante
il cosiddetto tempo di volo TOF
(Time of flight ovvero tempo che
l’onda impiega tra l’istante in cui
viene emessa e quello in cui viene
ricevuta).
Sin dagli ’80 anni è stata impiegata
nei settori caratteristici
delle scienze geomatiche, ma
non solo: grazie ai dati combinati
derivanti da sistemi di posizionamento
globale (GPS) e di
unità di misura inerziale (IMU)
si rendeva possibile identificare
il posizionamento accurato degli
aeromobili in volo.
Pertanto, pur trattandosi di una
tecnologia non recente, negli
ultimi anni è stata impiegata in
numerosi progetti di natura geospaziale.
I dati LiDAR possono essere
costosi, tuttavia, per via della
crescente domanda – offerta
caratteristica della comunità di
utenti geo spaziali - si inizia a vedere
la disponibilità di set di dati
LiDAR open source, ossia resi disponibili
al pubblico.
Le nuove tecnologie visuali
contemporanee più avanzate,
che consentono elevati livelli di
mutua interazione fra dati digitali
e reali (MR) necessitano di
dati geometrici spaziali, per poter
definire esattamente il posizionamento
nello spazio reale
dell’artefatto digitale, con una
buona soglia di accuratezza di
collimazione reale-virtuale, ed a
tale scopo la suddetta tecnologia
si è rilevata preziosa ed in tempi
relativamente recenti, resa
disponibile in alcuni hardware
preposti alla visualizzazione di
sistemi di Mixed Reality, sia di
natura Wearable che Handheld.
La localizzazione e la mappatura
simultanea (SLAM) è una capacità
fondamentale richiesta da
un robot per esplorare e comprendere
il suo ambiente. Tale
tecnologia di comprensione
dello spazio e del proprio posizionamento
all’interno di esso,
è stata recepita ed implementata
anche nei sistemi MR, ponendoli
pertanto nelle condizioni di
poter costruire mappe di territori
interni o urbani utilizzando
LiDAR.
In particolare, attualmente, alcuni
tablet dei grandi Player,
grazie a sofisticate tecnologie di
rilevamento quali quelle di Luce
Strutturata (strumenti ottici che
consentono la ricostruzione 3D
digitale delle geometrie dei componenti
da rilevare, grazie alla riflessione
di pattern di luce sugli
oggetti) o ai “sensori del tempo
di volo”, progettati per misurare
con precisione la profondità del
mondo reale, rendono ad oggi
possibile procedere a misurare la
distanza esatta dagli oggetti circostanti
per distanze contenute,
perlomeno fino a 5 metri di distanza
a velocità di nanosecondi.
Tale scanner LiDAR, se combinato
con gli stessi algoritmi di
visione artificiale in specifici potenti
processori, può così fornire
agli utenti una comprensione assolutamente
più dettagliata della
scena oggetto del sistema visuale
interattivo e conseguentemente
38 GEOmedia n°1-2021
AUGMENTED REALITY
anche ridurre drasticamente il
tempo di configurazione normalmente
richiesto nelle app.
Apple già con il suo ARKit 3.5
perfezionato con l’SDK 4.0, ha
introdotto un nuovo strumento
chiamato Scene Geometry
API di ausilio agli sviluppatori
per sfruttare il nuovo sensore
LidAR caratteristico nei propri
dispositivi.
La possibilità di creare non
soltanto la mappa tridimensionale
dello spazio circostante,
si estende inoltre ad una
comprensione semantica degli
oggetti presenti in esso, distinguendo
ad esempio tra porte
finestre etc.
Tali dati consentono di fatto
l’occlusion delle geometrie spaziali
esistenti, garantendo così
l’illusione di una perfetta fusione
dei dati digitali con il contesto
reale, ovvero in termini di
user experience, consentono agli
utenti dell’app di creare rapidamente
un facsimile digitale per
l’occlusione degli oggetti, facendo
sembrare che gli oggetti
digitali si fondano parzialmente
in una scena dietro oggetti
reali.
Inoltre, mediante il supporto
“Instant AR”, gli artefatti digitali
possono essere posizionati
automaticamente all’interno di
uno spazio, senza che gli utenti
debbano agitare il tablet e dare
alle sue telecamere i parametri
dello spazio.
Fondamentalmente, il nuovo
sensore LiDAR punta a rendere
più intelligenti le app di realtà
aumentata, consentendo misurazioni
più accurate lungo i tre
assi della terna cartesiana.
Avvantaggerà automaticamente
le app sviluppate in precedenza,
senza la necessità di modifiche
al codice.
L’idea è che ad esempio mediante
integrazione con A.I,
una app di mobili possa essere
in grado di comprendere me-
Fig. 2 - Point cloud -Discretizzazione semantica
Fig. 3 - Instant AR test – courtesy image by Tiziana Primavera
GEOmedia n°1-2021 39
AUGMENTED REALITY
Fig. 4 - Google- Project Tango.
glio le dimensioni dello spazio in
cui collocare l’oggetto digitale, e
suggerire più facilmente l’arredamento
consono a tale spazio
disponibile. Il nuovo sensore
aiuterà anche le app a calcolare
più facilmente e rapidamente
l’altezza di una persona.
Project tango: un progetto innovativo,
ma un grande errore
strategico
Tra i due colossi, il primo a fornire
la comprensione geometrica
dello spazio a sistemi di MR, non
è stata la Apple ma Google, con
il suo dirompente ed ambizioso
progetto denominato “Project
Tango” annunciato nel 2013.
“Peanut” è stato il primo dispositivo
Tango in produzio-
Fig. 5 - Augmented Reality SDK.
ne, rilasciato nel primo trimestre
del 2014. Si trattava
di un piccolo telefono Android
con un processore quadcore
Qualcomm e hardware
specifico aggiuntivo tra cui
una telecamera di movimento fisheye
e una telecamera a colori
«RGB-IR», rilevamento
di immagini e profondità a infrarossi.
Successivamente aggiunti
al sistema hardware anche
un accelerometro ed un giroscopio
ad alte prestazioni. Ma
già nel 2018 Google comprese
di aver intrapreso una strategia
non vincente, portando la tecnologia
della realtà aumentata
ad un numero limitato di device
attraverso fotocamere e sensori
specializzati.
Nel 2018 è passato come la Apple
ad uno sviluppo di un SDK
proprietario, ARCore, un set di
strumenti che consente agli sviluppatori
di portare app AR ai
telefoni Android esistenti senza
hardware specifico, convalidando
l’idea vincente di abilitare
applicazioni AR su smartphone
già in possesso degli utenti, piuttosto
che richiedere agli stessi di
acquistare un device preposto a
tali funzionalità.
Un progetto di penetrazione
del mercato dunque concettualmente
diverso, economicamente
vantaggioso e pertanto realmente
capace di agevolare la diffusione
massiva della tecnologia AR.
Le scelte strategiche di Apple
sembrano essere state vincenti
da questo punto di vista nella
creazione di un ecosistema marketing
e di introduzione sociale
della AR realmente efficace, la
grande mela introducendo AR-
Kit, ha consentito de facto agli
sviluppatori di familiarizzare per
diversi anni con i nuovi codici di
sviluppo e soltanto successivamente
ha predisposto Hardware
specializzato, per ottimizzare le
esperienze.
Eye tracking: uno sguardo
al futuro
La ricerca è comunque in pieno
fermento, molti player e colossi
mondiali stanno cercando di ottimizzare
le capacità prestazionali
dei vari device di fruizione nei
settori dell’extended reality.
Si intravede per alcuni di essi
non soltanto l’ottimizzazione del
form factor, per i wearable device,
ma anche nuove implementazioni
nel campo della sensoristica,
in particolare rumors delineano
sufficientemente matura e scalabile
una tecnologia di riconoscimento
dei movimenti della
pupilla.
Tali implementazioni renderebbero
ancora più fluide ed interattive
le singole esperienze d’u-
40 GEOmedia n°1-2021
AUGMENTED REALITY
so, sostituendo al gesture tracking
e pertanto ai controlli manuali,
i movimenti oculari e lo sbattere
delle palpebre di chi indossa
l’headset.
Per quanto concerne i possibili
impieghi di tale innovativo medium
di fruizione, occorre riconoscere
che le possibili applicazioni
sono svariate ed in diversi
campi, già comprovate sperimentalmente,
come per esempio
il controllo del volo di Droni o
nel commercio, al fine di ottimizzare
il posizionamento degli
Ads per massimizzare l’efficacia e
l’attenzione basandosi sui movimenti
saccadici oculari.
Non resta che attendere, per
comprovarne una reale ed effettiva
efficacia d’uso.
PAROLE CHIAVE
slam; LiDAR; MR; AR; SDK; pointcloud;
project tango
ABSTRACT
LiDAR (Light Detection and Ranging) is an
extremely effective and consolidated technology
based on laser light, whose purpose is the
geometric-spatial remote detection, through the
calculation of the distances of the target object
carried out through the so-called time of flight
TOF (Time of flight or time that the wave takes
between the instant in which it is emitted and
that in which it is received).
Since the 1980s it has been used in the characteristic
sectors of geomatics, but not only: thanks
to the combined data deriving from global
positioning systems (GPS) and inertial measurement
units (IMU) it was possible to identify the
accurate positioning of aircraft. in flight.
Therefore, although it is not a recent technology,
in recent years it has been used in numerous
geospatial projects.
Lidar data can be expensive, however, due to the
growing demand - an offer characteristic of the
geospatial user community - we are starting to see
the availability of open source LiDAR data sets,
i.e. made available to the public.
AUTORE
Tiziana Primavera
Tiziana.primavera@unier.it
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TERRA E SPAZIO
GNSS: crescono i servizi
e le nuove applicazioni,
ma in parallelo si studiano
sistemi alternativi
di Marco Lisi
Fig. 1 - Architettura del servizio di autenticazione Galileo OSNMA
Commissione Europea ed ESA
iniziano la campagna di validazione
del servizio di autenticazione
Open Service
I satelliti della costellazione
Galileo hanno iniziato il 18 novembre
2020 la trasmissione dei
loro segnali integrando l’“Open
Service Navigation Message
Authentication” (OSNMA) (figura
1).
Questo servizio utilizza il segnale
Open Service, cioè quello
gratuito ed accessibile a tutti
gli utenti, per fornire un meccanismo
di autenticazione che
permette ai ricevitori GNSS di
verificare che i dati ricevuti non
siano stati modificati o alterati,
intenzionalmente e non.
Da un punto di vista tecnico,
si utilizzano alcuni campi non
utilizzati del messaggio di navigazione
per trasmettere delle
chiavi di autenticazione. Questo
permette al nuovo servizio di
mantenere la piena compatibilità
con i ricevitori esistenti, in
quanto integra, ma non altera,
l’attuale “OS Signal-In-Space
Interface Control Document”
(OS SIS ICD).
La campagna di validazione è in
corso di svolgimento e ci vorranno
alcuni mesi prima che il
servizio sia dichiarato completamente
operativo.
Le ricadute positive di questo
nuovo servizio sono potenzialmente
molto significative: l’autenticazione
giocherà un peso
fondamentale nelle applicazioni
geomatiche, in particolare quelle
che coinvolgono aspetti legali
(per esempio, il catasto elettronico);
nelle applicazioni legate
al trasporto di merci sensibili
(medicinali), deperibili (catena
del freddo, denominazione di
origine) e pericolose (esplosivi,
scorie velenose o radioattive);
nella certificazione temporale di
transazioni contrattuali e finanziarie.
Definita la “roadmap” del
servizio Galileo HAS (“High
Accuracy Service”)
La GSA ha recentemente pubblicato
una nota informativa
nella quale vengono mostrati
obiettivi e “roadmap” del nuovo
servizio HAS (High Accuracy
Service). La nota è scaricabile al
seguente link:
https://www.gsc-europa.eu/
sites/default/files/sites/all/files/
Galileo_HAS_Info_Note.pdf
Il servizio HAS fornirà gratuitamente
correzioni di tipo PPP
Fig. 2 - Prestazioni dei due livelli del servizio Galileo HAS
Fig. 3 - Immagine satellitare dell’incidente nel canale di Suez.
42 GEOmedia n°1-2021
TERRA E SPAZIO
(“Precision Point Positioning”)
sia direttamente da satellite attraverso
il segnale Galileo E6-B
che attraverso le reti terrestri. Le
correzioni saranno disponibili
sia per Galileo che per GPS
(frequenza singola e multipla)
e permetteranno miglioramenti
“quasi-real-time” sia della localizzazione
che del “timing” (errore
di posizionamento inferiore
ai 20 centimetri in condizioni
nominali).
Il servizio si differenzierà in
termini di aree di servizio, con
un Service Level 1 ad estensione
globale ed un Service Level
2 limitato all’Europa (con un
minore tempo di convergenza)
(Fig. 2).
Per quanto riguarda la “roadmap”
del servizio, si prevede
l’inizio dei test nel 2021, seguito
da una fase di “Initial Service”
nel 2022 ed una dichiarazione
di servizio completamente operativo
entro il 2024.
Il ruolo delle tecnologie GNSS
nel trasporto marittimo
Mentre è ancora fresco il ricordo
dell’incidente marittimo
nel canale di Suez che ha visto
coinvolto il super-cargo “Ever
Green” (Fig. 3), rischiando di
causare effetti economici disastrosi,
ci si continua ad interrogare
sulle cause che lo hanno
provocato.
Sembra scartata l’ipotesi di un
sabotaggio o attacco terroristico
attraverso lo “spoofing” dei
segnali GNSS, anche se tutta
l’area medio-orientale è stata
spesso oggetto di attacchi di
disturbo (“jamming”) tendenti a
negare l’utilizzo della navigazione
satellitare.
L’incidente ha tuttavia messo
in risalto il ruolo essenziale già
svolto dalle tecnologie GNSS in
supporto al trasporto marittimo,
particolarmente in situazioni
rischiose, quali la navigazione
Fig. 4 - Il consorzio PASSport.
in canali navigabili e in complessi
portuali.
La “European GNSS Agency”
(GSA), prossima a cambiare la
propria definizione in EUSPA
(“EUropean Space Programs
Agency”), nell’ambito del
programma Horizon ha promosso
un progetto di ricerca,
PASSport, per migliorare la
sorveglianza (“security”) e la sicurezza
(“safety”) delle aree portuali
attraverso l’uso di tecnologie
avanzate, quali droni aerei
e sottomarini, tutte supportate
dal posizionamento accurato
fornito dal sistema Galileo.
Il progetto è portato avanti da
un consorzio, coordinato dall’
italiana Sistematica, che include
15 aziende partecipanti appartenenti
a 7 nazioni europee (Fig.
4).
PASSport si concentrerà sulle
seguenti tematiche:
• Controllo dell’inquinamento
(safety)
• Supporto alla “e-navigation”
(safety)
• Protezione di edifici ed infrastrutture
critiche (security)
Fig. 5 - In ambiente urbano, l’utente GNSS riceve una pletora di segnali riflessi.
GEOmedia n°1-2021 43
TERRA E SPAZIO
Fig. 6 - Effetto della modellizzazione 3D (la linea gialla
è il percorso reale dell’utente; quella rossa la stima
del ricevitore senza correzione delle riflessioni; quella
celeste la traccia corretta attraverso i modelli 3D).
• Protezione contro piccole
imbarcazioni non cooperative
in aree portuali (safety/
security)
• Controllo e protezione contro
minacce sottomarine
(security).
Fig. 7 - Comparazione fra la costellazione STL (Iridium) e quella GPS.
Modelli 3D degli edifici per
migliorare l’accuratezza del
GNSS in ambienti urbani
Uno dei problemi finora irrisolti
dei sistemi di posizionamento
basati su satelliti è quello
della loro scarsa accuratezza in
ambienti urbani, specialmente
quelli ad alta densità di popolazione
e con edifici in ferrocemento
di grande altezza (grattacieli).
È il cosiddetto problema
degli “urban canyons”.
Il problema è essenzialmente
causato da due fattori concomitanti:
la scarsa visibilità di un
sufficiente numero di satelliti,
da una parte, e la presenza di riflessioni
multiple (“multipath”)
dei segnali GNSS da parte degli
edifici.
Un ricevitore GNSS, per
funzionare correttamente, ha
bisogno di ricevere i segnali
diretti (“Line-Of-Sight”, LOS)
di almeno quattro satelliti. In
un ambiente urbano, gli edifici
riflettono i segnali e creano percorsi
alternativi a quelli diretti
(“Non-Line-Of-Sight”, NLOS)
(Fig. 5). Il risultato finale è
quello di una posizione stimata
fortemente affetta da errori.
Una possibile soluzione, proposta
dai laboratori di ricerca
di Google, si basa su una fedele
modellizzazione 3D degli edifici
che circondano l’utente e nel
calcolo delle possibili riflessioni
dei segnali GNSS (“ray tracing”),
allo scopo di compensarne
gli effetti nel ricevitore e
ridurre drasticamente gli errori
(Fig. 6).
La tecnica sviluppata da
Google viene denominata
“3D Mapping Aided” GNSS
(3DMA GNSS) ed è un ottimo
esempio di convergenza in ambito
geomatico.
Google ha già sviluppato e
messo a disposizione per gli
smartphone Android circa
4000 mappe digitali 3D, che
includono le più importanti
città del Nord America, Europa,
Giappone, Taiwan, Brasile,
Argentina, Australia Nuova
Zelanda e Sud Africa. Nuove
acquisizioni vengono effettuate
sul campo per altre città non
ancora incluse.
Verrà dalle costellazioni di satelliti
LEO un’alternativa agli
attuali sistemi GNSS?
Insieme alla loro diffusione in
tutte le infrastrutture critiche
della nostra società, cresce la
consapevolezza che le attuali
costellazioni GNSS (GPS,
GLONASS, Galileo e Beidou)
non sono completamente
sufficienti a garantire servizi
efficienti e soprattutto sicuri.
“Jamming” e “spoofing” costituiscono
una minaccia sempre
più reale, facendo anche leva
sull’intrinseca debolezza dei segnali
GNSS.
Si studiano alternative, in gran
parte basate su sistemi alternativi
terrestri, quali E-Loran,
ovvero piattaforme basate
sull’integrazione di vari sensori
(per esempio quelli inerziali)
con ricevitori GNSS.
Lo sviluppo a livello mondiale
di numerose costellazioni di satelliti
per telecomunicazioni in
orbita bassa (Oneweb, Starlink,
Kuiper ed altre) ha stimolato
lo studio di sistemi satellitari
alternativi.
Una soluzione particolarmente
interessante è quella proposta
dall’azienda statunitense
Satelles, la quale, in cooperazione
con la società Iridium, ha
sviluppato il sistema “Satellite
44 GEOmedia n°1-2021
TERRA E SPAZIO
Fig. 8 - Confronto fra il segnale GPS e segnale STL/Iridium.
Time and Location” (STL).
STL usa i satelliti in orbita
bassa (LEO) della costellazione
Iridium per trasmettere segnali
che, soprattutto a causa del
loro livello, da 24 a 33 dB più
alto di quello dei satelliti GPS
e Galileo, permetterebbero di
offrire servizi di localizzazione
e tempo anche in ambienti urbani
ed all’interno di edifici, oltre
ovviamente ad una maggiore
robustezza nei confronti di
attacchi “jamming”. Inoltre la
sicurezza e l’autenticazione dei
segnali stessi sarebbe garantita
da tecniche crittografiche allo
stato dell’arte (Fig. 7).
I segnali del sistema STL,
cioè di fatto quelli del sistema
Iridium, sono a frequenze leggermente
differenti da quelle
dei satelliti GNSS tradizionali
(per esempio, GPS e Galileo)
(Fig. 8).
A livello utente, STL potrebbe
utilmente integrare i servizi
forniti da un ricevitore GNSS,
specialmente in situazioni nelle
quali la propagazione sia svantaggiata,
per esempio a causa di
edifici ed opere murarie.
Sono già disponibili in commercio
ricevitori STL molto
miniaturizzati (ad esempio
quello sviluppato dall’azienda
Jackson Labs Technologies;
Fig. 9), che offrono prestazioni
molto promettenti: riferimento
di tempo con errori di pochi
nanosecondi ed accuratezze di
posizionamento a livello del
metro.
PAROLE CHIAVE
GNSS; Open Services; Galileo HAS; roadmap;
PASSport; 3D mapping; modellazione
3D;
ABSTRACT
GNSS services and new applications are
growing but alternative systems are being
studied in parallel. Together with their diffusion
in all the critical infrastructures of our
society, the awareness is growing that the current
GNSS constellations (GPS, GLONASS,
Galileo and Beidou) are not completely sufficient
to guarantee efficient and safe services.
"Jamming" and "spoofing" are increasingly
real threats.
Alternatives, largely based on terrestrial systems,
such as E-Loran, or platforms based
on the integration of various sensors (for
example inertial ones) with GNSS receivers,
are in progress to be studied.
AUTORE
Dott. ing. Marco Lisi
ingmarcolisi@gmail.com
Independent Consultant
Aerospace & Defense
Fig. 9 - Ricevitore STL della Jackson Labs Technologies.
GEOmedia n°1-2021 45
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24-25 Novembre 2021
GEO Business 2021
London (UK)
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15 - 18 giugno 2021
(data non confermata)
Conferenza ASITA 2021
Genova
www.geoforall.it/kyp6f
27 – 30 Settembre
GIScience 2021
2021 Poznan (Poland)
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