GEOmedia_Speciale_GEOLOGIA

S
2007
Geologia, geofisica e rilievi idrografici
Applicazioni geo-informatiche
per le Scienze della Terra
Web-Mapping e
informazioni geologiche
L'IIM e l'evoluzione delle
tecniche nel rilievo idrografico
GEOmedia intervista
Pasquale De Santis di INGV
Codevintec tra geofisica
e geomatica: trent'anni di
supporto e ricerca
ARP: tecnologie innovative
per la conoscenza del territorio

Direttore
RENZO CARLUCCI
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LUIGI COLOMBO, MATTIA CRESPI,
MAURIZIO FAVA, SANDRO GIZZI,
LUCIANO SURACE, DONATO TUFILLARO
Direttore Responsabile
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sandom@geo4all.it
Hanno collaborato a questo numero:
A. ACCIARINO, R. CERVINO, L. COLINI,
M. DANESE, R. DI BELLA, F. DOUMAZ,
P. FANTOZZI, S. GENTILE, R. GRACIOTTI,
G. GRUPPIONI, M.G. IDILI, M. LAZZARI,
A. MORELLI, B. MURGANTE,
M. PANTALONI, E. POZZA, S. SALVI,
R. VENTURA, S. VINCI
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Editore
Domenico Santarsiero
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del 14.05.03
ISSN 1386-2502
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contenuto di questo numero della Rivista in qualsiasi forma
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senza il consenso scritto dell’editore.
SOMMARIO
Editoriale
4
Focus
6
Rassegna Prodotti
35
Geologia, misura e posizionamento spaziale
DI RENZO CARLUCCI
Le applicazioni Geomatiche e Geo-Informatiche nelle
Scienze della Terra DI PIERO FANTOZZI E GIULIA GRUPPIONI
Case Studies
10
16
25
38
42
44
48
L’utilizzo di strumenti GIS per la ricerca geofisica
e per la sorveglianza sismica DI F. DOUMAZ, S. SALVI, S. VINCI, L. COLINI
Dall’analisi alla distribuzione delle informazioni
Il progetto Galleria di Base del Brennero DI ROSALIA DI BELLA
La Carta Geomorfologica d’Italia alla scala 1:50.000
Un fondamentale strumento perla pianificazione
territoriale DI ROBERTO GRACIOTTI
Analisi geostatistica di dati macrosismici per piani di
emergenza e protezione civile - Il caso del centro storico
di Potenza DI M. LAZZARI, M. DANESE E B. MURGANTE
GIS ed esplorazione petrolifera: l’efficienza della
condivisione DI ENRICO POZZA
L’evoluzione delle tecnologie nel rilievo
idrografico: la produzione dell’IIM DI ROBERTO CERVINO
Il SIT del Servizio Geologico d’Italia implementa i contenuti
La banca dati dei sondaggi profondi per la ricerca di idrocarburi
DI MARCO PANTALONI E RENATO VENTURA
Technologies
22 Automatic Resistivity Profiling: una tecnologia per la
conoscenza del suolo DI M.G. IDILI , A. MORELLI, S. GENTILE
Interviste
14
30
GEOmedia intervista Pasquale De Santis dell’INGV
A CURA DELLA REDAZIONE
Trent’anni di supporto e ricerca per le migliori soluzioni
GEOmedia intervista Codevintec A CURA DELLA REDAZIONE
Rassegna delle tecnologie e delle aziende
leader in soluzioni A CURA DELLA REDAZIONE
Una conformazione di cristalli vulcanici originari dell'Etna ci porta
nell'infinitamente piccolo della geologia, ovvero nella petrografia,
cristallografia, etc.
Il mondo che attraversiamo con questo numero di GEOmedia, è quello
che forse più di tutti rappresenta le scienze della terra solida: eccezion
fatta per il settore dei rilievi idrografici, le problematiche rimangono le
medesime, ovvero la conoscenza delle forme e delle misure, la
collocazione geospaziale dei fenomeni, e mille altre specifiche
competenze.
S
2007
GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Geologia, geofisica e rilievi idrografici
Applicazioni geo-informatiche
per le scienze della terra
Web-Mapping e
informazioni geologiche
L'evoluzione delle tecniche
nel rilievo idrografico IIM
GEOmedia intervista
Pasquale De Santis di INGV
Geofisica e geomatica,
trent'anni di supporto e ricerca
ARP: tecnologie innovative
per la conoscenza del territorio

GEOmedia
GEOLOGIA
Speciale
EDITORIALE
Geologia, misura e
posizionamento spaziale
Per presentare in questo numero speciale alcune applicazioni delle tecnologie geomatiche applicate al settore della
Geologia è necessario forse ricordare alcune importanti definizioni.
Geomatica: la matematica della terra, la scienza che studia la raccolta, l’analisi e interpretazione dei dati, in
particolare dati strumentali, relativi alla superficie terrestre, secondo l’Oxford English Dictionary.
Ingegneria Geomatica: una moderna disciplina, che integra l’acquisizione, la modellazione, l’analisi e la gestione dei
dati spazialmente referenziati, vale a dire i dati individuati in base alle loro posizioni. Sulla base del quadro scientifico
della geodesia, utilizza sensori terrestri, marini, a bordo di aerei, e via satellite per acquisire dati spaziali congiunti ad
altre informazioni. Include il processo di trasformazione dei dati spazialmente referenziati da diverse fonti verso sistemi
di informazione comuni con caratteristiche di precisione ben definite, secondo la Calgary University.
Considerato che la Geologia è la scienza che studia le materie solide che costituiscono la Terra viene naturale la
connessione di relazioni tra geodesia e geologia. Il fondamento del rilievo geologico è sul supporto cartografico e la
relazione spaziale (oggi semplicemente definita georeferenziazione) conferisce alle analisi geologiche il fondamentale
elemento di riferimento per lo studio di tutte le implicazioni relative all’analisi del movimento e della conformazione
della crosta terrestre su cui l’uomo poggia tutte le sue attività.
Le Scienze della Terra sono poi date dall’insieme delle discipline che studiano la struttura interna, la morfologia
superficiale e tutta l’atmosfera che circonda il pianeta Terra e la sua evoluzione nel tempo.
Potremmo anche dire ormai che lo studio della Terra costituisce un caso particolare delle Scienze Planetarie, che si
occupano dello studio dei pianeti presenti nel nostro sistema solare.
Siamo in corsa ormai per aprire nuove discipline quali l’Aerologia per Marte, la Selenologia per la Luna, la Zenologia
per Giove quasi con le stesse modalità in uso per la Geologia della Terra.
In Italia è attiva da molto una Fondazione che si occupa appunto di Geologia Planetaria, nella quale, si stanno definendo
le prime Carte Geologiche di Marte.
Non può esistere analisi della Terra (o dei pianeti) senza la conoscenza della sua forma e della sua rappresentazione ed è
per questo che in questo numero speciale fermiamo la nostra attenzione sul mondo che si occupa della parte rocciosa,
ma anche acquea, del nostro pianeta.
Il breve excursus di applicazioni che siamo riusciti a presentare ai nostri lettori nelle pagine a seguire, sebbene limitato
dalle possibilità editoriali, è comunque altamente rappresentativo se si pensa agli interventi che abbiamo ricevuto, alcuni
anche da Enti Cartografici di Stato.
Il focus di questo speciale, curato dal CGT, approfondirà lo stretto rapporto che lega le tecnologie all’ampio panorama
delle Scienze della Terra.
Seguiranno poi numerosi case studies sui diversi aspetti in cui, il doversi affidare a strumenti e tecnologie
all’avanguardia, risulta di fondamentale importanza: contributi dall’INGV, dal Progetto Galleria di Base del Brennero,
dal Servizio Geologico d’Italia, oltre che approfondimenti sulla cartografia geomorfologica, l’analisi dei dati
macrosismici, le tecnologie nel settore petrolifero ed una storia del rilievo idrografico curato dall’IIM, arricchiranno
l’offerta di questo numero speciale.
La rubrica technologies presenta invece un’interessante tecnologia, l’ARP, dedicata al settore dell’agricoltura di
precisione, a sottolineare ancora l’orizzontalità degli approcci qui presentati.
Grazie poi alle parole di Pasquale De Santis dell’INGV e Andrea Faccioli di Codevintec in due diverse interviste,
lanceremo un’occhiata approfondita sul lavoro dell’Istituto da un lato, e sull’innovazione perpetrata negli anni
dell’azienda milanese, dall’altra.
Buona lettura
Renzo Carlucci
direttore@rivistageomedia.it
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GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Le applicazioni
Geomatiche e
Geo-Informatiche
nelle Scienze
della Terra
Focus
e Scienze della Terra includono l’insieme delle discipline
scientifiche e tecniche che si occupano della struttura
interna, della morfologia esterna e di tutta l’atmosfera che
circonda il pianeta Terra; tali informazioni sono
caratterizzate da aspetti spaziali di tipo tridimensionale a cui
deve essere aggiunta un’ulteriore dimensione riferita al tempo.
In questo senso, le Scienze della Terra hanno un rapporto
molto stretto con la componente geografica, quindi al loro
interno gioca un ruolo rilevante ogni metodo, tecnologia e
strumento che tratti di aspetti geografici, spaziali e
topografici.
di Piero Fantozzi e Giulia Gruppioni
Già da queste semplici considerazioni è intuibile come tutto il
contesto delle Scienze della Terra, dagli aspetti prettamente
scientifici fino a quelli applicativi e di sviluppo, abbiano
fortemente fruito delle scienze e tecnologie geomatiche
(l’insieme organizzato delle conoscenze e metodiche volte ad
acquisire - in modo metrico e tematico - ad integrare, trattare,
analizzare, archiviare e distribuire dati spaziali georiferiti). Per
questo, particolarmente nelle ultime due decadi, si è assistito ad
una vera e propria rivoluzione nel trattamento dei dati geologici
e geofisici soprattutto per merito delle applicazioni di
telerilevamento, dei sistemi informativi geografici, della
cartografia numerica, dei CAD, dei GPS, della modellazione
tridimensionale, ecc., che congiuntamente all’impiego di
strumenti hardware e software di rilevamento ed elaborazione
sempre più potenti ed economici, hanno definito i contenuti di
una nuova disciplina nota come geoinformatica.
Lo scopo di questa nota è quello di descrivere sinteticamente
come la geomatica e la geoinformatica abbiano rivoluzionato le
diverse discipline che caratterizzano le Scienze della Terra,
soprattutto per quanto riguarda i metodi, le tecnologie e gli
strumenti che caratterizzano la filiera di attività che vanno dal
rilevamento dei dati, alla loro elaborazione fino alla
presentazione e distribuzione.
Il contesto delle discipline
delle Scienze della Terra
Per inquadrare in modo sintetico le discipline scientifiche che
appartengono all’area delle Scienze della Terra e discutere il
contributo della geomatica e della geoinformatica in questo
contesto, il modo più esaustivo è prendere in esame i settori
scientifico-disciplinari definiti dal Ministero dell’Università e
Ricerca Scientifica (MIUR) per quanto attiene ai settori GEO. In
particolare, tali discipline concorrono principalmente alla
definizione del laureato in Scienze Geologiche le cui Classi di
Laurea ai sensi della Legge sono la Classe delle lauree in
Scienze Geologiche (Classe L-34) e la Classe delle lauree
magistrali in Scienze e Tecnologie Geologiche (Classe LM-74).
Naturalmente, le materie trattate in questi settori disciplinari
concorrono attivamente alla formazione di altre figure di laurea,
sia nei percorsi formativi delle Lauree delle Facoltà di Scienze
(Scienze Naturali, Ambientali, ecc.) sia nelle lauree delle altre
facoltà quali Ingegneria, Agraria, Architettura ecc. L’area delle
Scienze della Terra include 12 settori scientifico-disciplinari
(SSD) ognuno dei quali è stato descritto da un’apposita
declaratoria che ne definisce gli obiettivi, i contenuti, i metodi
di indagine, le ricadute scientifiche applicative e di sviluppo.
Per gli scopi della presente nota tali settori sono stati da noi
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GEOmedia
raggruppati in ambiti più generali, che ci permetteranno di
presentare con maggiore chiarezza l’apporto innovativo che le
tecnologie geomatiche e/o geoinformatiche hanno apportato alle
Scienze della Terra.
Ambito delle Scienze Geologiche
In questo settore sono stati inclusi SSD che ricoprono gli
aspetti più propriamente riferibili alla evoluzione spaziotemporale
della stratigrafia e della struttura tettonica della Terra.
Questi settori sono:
✓Paleontologia e Paleoecologia (GEO/01)
✓Geologia stratigrafica e sedimentologica (GEO/02)
✓Geologia strutturale (GEO/03)
In questo ambito le tecnologie geomatiche hanno introdotto
una rivoluzione nei metodi e negli strumenti senza precedenti.
Infatti, trattandosi di discipline rivolte principalmente all’analisi
di fenomenologie territoriali, tutta le conoscenze geomatiche e
geoinformatiche hanno trovato grande applicazione e sviluppo;
tra queste quelle relative alle tecniche di posizionamento
geografico, alla gestione e catalogazione di dati (DBMS), alle
elaborazioni cartografiche (GIS, Cartografia Numerica), alla
modellistica tridimensionale (3D Modeling e 3D computer
graphics), al trattamento delle immagini (satellitari, aeree e
terrestri, fig.1), al disegno digitale attraverso piattaforme CAD o
di computer graphics, al trattamento statistico e geostatistico dei
dati strutturali, sedimentologici, paleontologici ecc.
In particolare la versatilità ed economicità del GPS permette di
ottenere con facilità le informazioni di posizionamento che, in
un ambito di natura intrinsecamente tridimensionale come
quelle in questione, rappresentano sempre un punto di partenza
essenziale; inoltre, in aggiunta alla soluzione del problema di
localizzazione, per l’utilizzo dei dati geologico strutturali è
sempre indispensabile un opportuno trattamento statistico e geostatistico.
Il contributo offerto dalle applicazioni di DBMS ad
un insieme di discipline che tradizionalmente hanno una
fondamentale componente tassonomica e classificativa ha
permesso una gestione condivisa e la distribuzione dei dati sia
all’interno della comunità scientifica che verso l’esterno; basti
pensare alla enorme massa di informazioni paleontologiche e
micro paleontologiche utilizzate nel mondo della ricerca di base
e nell’industria petrolifera.
Ambito delle Scienze Geomorfologiche e
della Geologia applicata
In questo settore sono stati inclusi gli SSD che si occupano
dell’evoluzione dei processi e delle forme della superficie
terrestre, sia per le cause strutturalmente connesse con
l’evoluzione del pianeta (forze endogene), sia a causa dei suoi
rapporti con l’atmosfera, l’idrosfera e la criosfera. Più in
dettaglio gli SSD sono:
✓ Geografia fisica e Geomorfologia (GEO/04)
✓ Geologia applicata (GEO/05)
Le conoscenze sviluppate nelle scienze geomorfologiche,
permettono di apprendere in dettaglio i meccanismi evolutivi
del paesaggio e dell’ambiente e sono indispensabili per lo
studio e la mitigazione delle catastrofi naturali, tra cui
principalmente quelle relative al rischio idrogeologico (frane e
alluvioni). Per questi motivi nell’ambito scientifico e tecnico è
condiviso il punto di vista che lega tali discipline al settore della
Geologia applicata, cioè di un settore specifico che più degli
altri si occupa di instabilità dei versanti, di idrogeologia e dei
rapporti con il contesto della geotecnica e geoingeneria. Pur
riconoscendo a questa visione classica un indubbio valore, a
giudizio di chi scrive, occorrerebbe oggi sostituire al concetto di
Geologia applicata il concetto di Applicazioni della Geologia e
non solo per una mera questione terminologica, ma soprattutto
perché sempre di più nell’analizzare e risolvere i problemi
geologici a tutte le scale si deve ricorrere ad una forte
integrazione di tutte le conoscenze e tecnologie relative alle
Scienze della Terra, per cui tutte le componenti di questa ultima
trovano un vera e propria applicazione; ad esempio per risolvere
un problema di instabilità dei versanti o di idrogeologia si deve
far ricorso indispensabilmente alle tecniche di geofisica o di
telerilevamento. In questo senso le applicazioni geomatiche e
geoinformatiche rappresentano il vero e proprio tessuto
connettivo delle applicazioni della geologia e della
geotecnologie. Nel settore della mitigazione dei rischi naturali
(sismico, idrogeologico, idraulico, vulcanico, ecc.), trovano
Speciale
GEOLOGIA
Fig.1 - Trattamento di immagini satellitari del Senegal (sx) e del Vietnam (dx)
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GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
applicazione le tecniche di telerilevamento satellitare ed aereo
FIG2 Tra queste citiamo le più recenti; il LIDAR (Light
Detection and Ranging; o Laser Imaging Detection and
Ranging ), un particolare tipo di laser scanner aerotrasportato
caratterizzato da elevatissima accuratezza (centimetrica), da una
notevole densità dei punti misurati sul terreno e da una rapidità
di esecuzione e di elaborazione dei dati, e le tecniche satellitari
di Interferometria Radar ad Apertura Sintetica Differenziale
(DInSAR) che, basandosi sull’elaborazione delle informazioni
di fase (interferogrammi) in serie d’immagini radar ad apertura
sintetica (SAR), permettono di produrre delle carte delle
deformazioni spaziali con accuratezza centimetrica ed in serie
temporale.
Tra le tecniche di studio e monitoraggio delle deformazioni
superficiali possiamo individuare le: tecniche dirette di indagine
che sono realizzate con strumenti di misura tradizionali
(inclinometri, estensimetri, ecc.) che permettono di misurare
direttamente in modo puntuale e preciso le entità delle
deformazione e registrare le loro variazioni nel tempo. Tali
metodi di misura e monitoraggio sono sempre di più accoppiati
a sistemi di rilevamento GPS o laser (stazioni totali
automatizzate e rilievi laser scanner da terra) che offrono dati in
serie temporali pressoché continue. Tali misure sono spesso
trasmesse con tecnologie web ed elaborati tramite DBMS e
sistemi GIS per la loro fruizione diretta e in tempo reale.
Tra le metodologie di rilevamento indiretto trova
un’importante applicazione la fotogrammetria digitale, anche
mediante l’uso di vettori aerei o palloni aerostatici, (fig.2) per lo
studio dei fronti estrattivi verticali o le pareti rocciose, la cui
giacitura verticale non consente l’osservazione tramite foto
aerea o immagine satellitare. In questi contesti, l’uso della
fotogrammetria consente una visione tridimensionale di zone
non accessibili ove la presenza di solidi instabili può generare
problemi di sicurezza sui luoghi di lavoro (ad esempio nelle
cave di marmo) o delle zone accessibili quali le spiagge
sottostanti a falesie o aree alla base di pareti dolomitiche.
C’è infine da considerare l’enorme contributo offerto dalle
applicazioni GIS e di telerilevamento nel settore della
cartografia tematica applicata alla pianificazione territoriale. Il
telerilevamento offre sempre nuovi tipi di sensori, multispettrali
e iperspettrali e immagini con maggiori risoluzioni.
L’utilizzo dei GIS nelle pratiche di VIA e nella cartografia
prevista dagli strumenti urbanistici è ormai una best practice
consolidata e condivisa nei settori dei fornitori e fruitori di
servizi. Va evidenziato che l’utilizzo delle applicazioni GIS e
DBMS spaziali ha permesso una fruizione sempre più ampia è
condivisa dei dati di cartografia geologica e geomorfologia alla
comunità dei tecnici (ingegneri, architetti, agronomi, geometri,
ecc.) e degli amministratori, permettendo di affermare in modo
chiaro il contributo applicativo ed il ruolo sociale di tutte le
Scienze della Terra.
Ambito Mineralogico-Petrografico e
Geochimico Vulcanologico
In questo campo sono stati inclusi gli SSD che si occupano
della componente mineralogica e della struttura e tessitura delle
rocce, che sono:
✓ Mineralogia (GEO/06)
✓ Petrologia e Petrografia (GEO/07)
✓ Geochimica e Vucanologia (GEO/08)
✓ Georisorse minerarie e Applicazioni mineralogico
petrografiche per l’Ambiente e i Beni Culturali
(GEO/09)
Questi settori sono sempre stati all’avanguardia per le
applicazioni tecnologiche, specialmente per quanto riguarda alle
tecniche analitiche e fin dai primordi con la microscopia a luce
trasmessa e luce riflessa fino ai modernissimi dispositivi
elettronici (TEM e SEM). Le applicazioni geomatiche in questo
ambito sono principalmente di tipo DBMS e GIS-GPS per gli
aspetti classificativi e cartografici.
Ambito geofisico
In questo campo sono stati inclusi SSD che si occupano dello
studio della fisica terrestre per cui questo ambito è
principalmente rivolto alla Geofisica della Terra solida, ma
anche alla componente liquida, tramite la Fisica dell’idrosfera, e
alla componente gassosa con la Fisica dell’atmosfera. Gli SSD
inclusi in questo ambito sono:
✓ Geofisica della Terra solida (GEO/10)
✓ Geofisica applicata (GEO/11)
✓ Oceanografia e Fisica dell’atmosfera (GEO/12)
Fig.2 - Fotogrammetria digitale in una cava con
pallloni aerostatici
In questi ambiti sono incluse le indagini indirette di tipo
geofisico che si basano sulla misura della variazione di
parametri geofisici dovuti ad eterogeneità litologiche e
strutturali presenti nel sottosuolo. In particolare, il metodo
sismico a rifrazione e a riflessione, il metodo geoelettrico e il
metodo del potenziale spontaneo, risultano i più utili per
ricostruire la geometria del corpo di frana e per risalire alle
caratteristiche fisiche dei terreni coinvolti. Tali misure
8

GEOmedia
permettono di registrare con elevata risoluzione e continuità
spaziale i valori e la variazione dei parametri fisici misurati
permettendo di ottenere grafici e mappe dai quali è possibile
dedurre le proprietà principali delle formazioni geologiche quali
ad esempio la porosità ed i fluidi in essa contenuta, la
permeabilità e la resistenza meccanica delle rocce. Tra le
proprietà fisiche naturali che vengono rilevate abbiamo il
Potenziale Spontaneo, misura della variazione del potenziale
elettrico generato naturalmente dalle formazioni geologiche, il
Gamma Ray, che misura l’emissione naturale di raggi gamma, e
tutte le misure del campo magnetico e della forza di gravità. Le
prime sono misure eseguite nei pozzi, tra le misurazioni dei
cosiddetti log, eseguiti per scopi petroliferi, minerari, o per
scopi idrici, mentre le variazioni dell’entità del campo
magnetico e gravimetrico trovano applicazioni scientifiche,
minerarie e geotermiche. Tra i log, si annoverano anche altri tipi
di misurazioni relative alle proprietà fisiche dell’introduzione
artificiale nel sottosuolo di energia elettrica, di onde sismiche e
radioattività.
Tra le misure di parametri geofisici eseguiti dalla superficie,
cioè senza invadere tramite sondaggi il sottosuolo si ha la
misura di Resistività elettrica indotta o trasmessa e Misure di
velocità delle onde sismiche sia riflesse che rifratte.
Conclusioni
Vista l’enorme importanza della geomatica e della
geoinformatica nell’ambito delle Scienze della Terra risulta
fondamentale che le istituzioni preposte forniscano adeguata
preparazione ai laureati in geologia; proprio questo tipo di
considerazioni ha portato l’Università di Siena ad istituire, a
San Giovanni Valdarno (AR), il Centro di GeoTecnologie,
(www.geotecnologie.unisi.it) che promuove ricerche, sviluppa
progetti e offre formazione nei campi della Geologia, dei
Sistemi Informativi Geografici, della Geomatica, del
Telerilevamento, della Fotogrammetria digitale, della Geologia
Ambientale, del Rilevamento Geotematico, della Geofisica,
della Web cartography, del 3D modelling e delle geotecnologie
applicate all’archeologia. L’approfondimento della materia in
questione sarà fonte di discussione durante lo svolgimento
dell’84° Congresso della Società Geologica Italiana che si terrà
a Sassari il 15-17 settembre 2008 (www.socgeol2008.org). La
novità del Congresso sarà la presenza di sessioni interamente
dedicate alla geomatica e alla geoinformatica con l’intento di
coinvolgere sia il mondo accademico che i professionisti del
settore.
Autori
PROF. PIERO FANTOZZI
DOTT.SSA GIULIA GRUPPIONI
Centro di GeoTecnologie – Università di Siena
www.geotecnologie.unisi.it
Tel.0559119400
geotecnologie@unisi.it
Speciale
GEOLOGIA

GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
L’utilizzo di strumenti GIS
per la ricerca geofisica e per
la sorveglianza sismica
Case Studies
di Fawzi Doumaz, Stefano Salvi, Stefano Vinci, Laura Colini
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia è uno dei tre maggiori centri di ricerca geofisica del mondo.
Nelle sue 23 sedi sparse per l’Italia, oltre 400 ricercatori, principalmente fisici, geologi e ingegneri, operano nei
settori della sismologia, della neotettonica, della vulcanologia, della geochimica, della fisica dell’atmosfera, del
telerilevamento, dei cambiamenti climatici e della protezione dell’ambiente.
L’INGV costruisce e gestisce numerose reti di monitoraggio a
livello nazionale e regionale per lo studio dei fenomeni
geofisici, geologici e geochimici. Componente del servizio
nazionale di protezione civile, gestisce i servizi di sorveglianza
sismica e vulcanica in convenzione con il Dipartimento della
Protezione Civile. La quasi totalità dei dati prodotti e analizzati
all’INGV è di tipo territoriale, ovvero distribuito
geograficamente sulla superficie della Terra (ad es. elementi
neotettonici) oppure al suo interno (ipocentri di terremoti) o
ancora nell’atmosfera che la circonda (sondaggi elettrici
verticali). Spesso si tratta di dati che hanno anche un’evoluzione
nel tempo, rappresentabili quindi con serie temporali discrete
(campionamenti geochimici) o quasi continue (misure GPS).
Nel presente articolo verranno brevemente presentate le
attività di organizzazione e analisi dei dati svolte all’INGV per
mezzo di Sistemi Informativi Geografici (GIS) e di tecniche per
la condivisione del dato geografico.
Negli ultimi anni e di pari passo con la sua evoluzione e crescita
scientifica l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia ha
conosciuto un forte sviluppo nell’utilizzo e nel trattamento dei
dati numerici riguardanti i molteplici settori di ricerca che sono
stati via via implementati. La capacità di elaborare, confrontare,
sovrapporre, intersecare vari set di dati tra loro costituisce un
Sistema organizzato di dati che con l’aggiunta della dimensione
spaziale (ovvero Geografica) di riferimento costituisce un GIS.
La varietà e il numero dei dati prodotti nelle diverse ricerche
svolte presso l’INGV e la necessità di conservare o creare la
relazione spaziale tra essi ha reso indispensabile
l'implementazione e l’utilizzo dei sistemi geografici. I GIS sono
ormai utilizzati dall’INGV non solo per la gestione e
rappresentazione ma anche nella fase di analisi ed
interpretazione dei dati. Vengono creati quindi dei veri e propri
GIS di ricerca, per ottimizzare la modellazione integrata dei vari
dati geologici, geofisici, ambientali, telerilevati, ecc.
Le applicazioni dell’utilizzo dei GIS riguardano sia i campi
di ricerca di competenza dell’INGV sia servizi veri e propri che
l’Istituto si impegna ormai da anni a garantire ad utenti
istituzionali competenti quali la Protezione Civile, le Forze
Armate, ecc. Per quanto riguarda applicazioni più strettamente
scientifiche, si spazia dalla gestione delle ingenti e quantità di
dati acquisiti direttamente sul campo, alla loro visualizzazione
sinottica, fino ad arrivare alla loro manipolazione e
interpretazione. A seguire tenteremo di dare qualche esempio di
sistemi GIS realizzati dall'INGV per coprire bisogni sia
scientifici che di servizio.
I GIS come strumenti per la ricerca
Il Dislocation Modeling Tool (DIMOT)
Si tratta di
un’applicazione
sviluppata nel 2001
per la piattaforma
ArcView 3.2 di ESRI,
attualmente in fase di
conversione per
ArcMap 9.2. DIMOT è
uno strumento che
consente, attraverso
Una schermata dal Dislocation
Modeling Tool (DIMOT)
10

GEOmedia
una serie di programmi in Avenue e IDL (RSI), di creare dei
modelli di dislocazione su faglie sismiche con superficie planare
complessa.
Utilizzando le interfacce grafiche e gli strumenti di disegno di
ArcView, l’operatore traccia la linea che rappresenta il bordo
superiore del piano di faglia. A partire da essa vengono definite
le dimensioni del piano e la sua orientazione nella crosta
terrestre. L’operatore può anche definire un pattern di
scorrimento non uniforme per tutto il piano, discretizzando lo
stesso in una griglia di elementi che può selezionare e a cui può
attribuire valori differenti di scorrimento (slip). Dopo avere
generato i parametri del modello (incluso il modulo di rigidità
?) attraverso le interfacce grafiche, viene lanciato in un processo
esterno un programma scritto in IDL, tramite il quale vengono
risolte le equazioni per il calcolo del campo di deformazione
superficiale in un semispazio elastico isotropo ed omogeneo
(Okada, 1985). Il codice in IDL calcola, con una risoluzione
spaziale definita dall’utente, lo spostamento della superficie
dovuto alla dislocazione impostata dall’operatore sulla faglia. Il
prodotto finale sono delle mappe raster dello spostamento del
suolo in superficie per le tre componenti Est, Nord, e Verticale.
L’operatore può scegliere di calcolare anche mappe di
spostamento del suolo per le direzioni di vista dei satelliti ERS
in orbita ascendente e discendente, e una rappresentazione
dell’interferogramma SAR differenziale simulato. Alla fine del
calcolo, il processo IDL viene chiuso e le mappe vengono
importate nel GIS come grid ESRI per essere confrontate con i
dati osservati.
DIMOT viene utilizzato per la modellazione diretta (tramite
una procedure di trial and error) delle deformazioni
effettivamente osservate al suolo dopo un forte terremoto.
Utilizzando le capacità grafiche dell’interfaccia GIS, è infatti
possibile generare in modo molto rapido numerosi modelli di
faglia, calcolare la deformazione del suolo che il modello
produce e confrontarla con le misure di spostamento del suolo
provenienti da Interferometria SAR Differenziale o GPS. Il
geofisico potrà quindi ricercare il modello della sorgente
sismica che meglio approssima le osservazioni.
La possibilità di visualizzare nella stessa interfaccia anche i
dati sismici in 3D (coordinate e profondità), permette di fissare
ulteriori vincoli al modello (ad esempio il piano di faglia deve
contenere l’ipocentro del terremoto principale, la sua
orientazione deve seguire il pattern delle repliche) e in generale
rende più efficiente il processo di modellazione e più rapida la
ricerca di una sorgente realistica.
Mappe di Velocità del suolo da
Interferometria SAR-VELISAR
VELISAR è una iniziativa dell’Istituto Nazionale di Geofisica
e Vulcanologia finalizzata alla mappatura ad alta risoluzione
della deformazione crostale di tutte le aree sismogenetiche
italiane. A tale scopo sono utilizzati dati satellitari
multitemporali elaborati mediante la tecniche di Synthetic
Aperture Radar Interferometry (InSAR) da INGV, IREA-CNR e
TeleRilevamento Europa srl. Le mappe di velocità del suolo
ottenute con le tecniche SBAS e PS (Ferretti et al., 2001), dopo
un processo di validazione eseguito con dati GPS, livellazioni
ottiche e studi di tettonica attiva, saranno utilizzate per la
modellazione del ciclo sismico di accumulo e rilascio dello
sforzo tettonico. I risultati della modellazione forniranno un
contributo importante alla valutazione della pericolosità sismica.
La diffusione delle delle mappe di velocità del suolo presso la
comunità scientifica ed il pubblico in generale, costituisce uno
dei principali scopi dell’iniziativa VELISAR. Tale obiettivo è
perseguito attraverso un sito Web sul quale è possibile
visualizzare le mappe che progressivamente vengono aggiunte.
Pagina web del progetto Velisar
http://kharita.rm.ingv.it/Gmaps/vel/index.htm
I GIS come strumenti di servizio
SISMAP
SISMAP è nato nel 2002 per permettere agli operatori INGV
della sala di sorveglianza sismica (attivo 24su 24) di avere un
controllo veloce sull’andamento della sismicità in tempo reale.
SISMAP un’applicazione interattiva in grado di comunicare
con il sistema di localizzazione in tempo reale dei terremoti.
SISMAP dà l’allarme appena avvenuto un evento sismico
intercettato dalla rete sismometrica nazionale. Esso agisce come
uno panello di controllo permettendo di lanciare una serie di
altre applicazioni per la revisione della soluzione ipocentrale,
inserire i risultati in un database, mandare e-mail alle autorità di
competenza, aggiornare pagine web per il grande pubblico ecc.
SISMAP è un applicazione GIS a tutti gli effetti, completa di
strumenti che permettono una visualizzazione di dati
multitematici, interrogazioni spaziali, esportazione e stampa
delle mappe. Queste operazioni tipiche di un’applicazione GIS,
permettono agli operatori di mettere l’evento sismico in contesti
diversi (storici, sismotettonici, ecc.) facilitando l’interpretazione
Speciale
GEOLOGIA
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GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
delle eventuali cause e sorgenti all’origine
dell’evento.
SISMAP comunica a basso livello con il sistema di
localizzazione usando i socket tramite TCP/IP. Il
software è in continuo ascolto su una porta
prestabilita e riceve segnali ogni 20 secondi dal
sistema centrale dove viene informato dalla sua
esistenza. Questo processo assicura che l’acquisizione
sia operativa: all’avvenimento di un evento sismico il
sistema centrale manda un messaggio via socket a
SISMAP, che genera un segnale sonoro e visivo per
attirare l’attenzione dell’operatore. Dal messaggio
inviato, SISMAP estrae delle informazioni che
servono alla rappresentazione grafica del sisma
ovvero localizzazione epicentrale, magnitudo, le
stazioni sismiche che lo hanno individuato, ecc.
La scelta dei socket e del TCP/IP come veicolo di
comunicazione permette al programma di essere
installato su qualsiasi postazione di lavoro e
dovunque geograficamente. E’ necessario solo che sia
installato su un calcolatore in grado di vedere la rete
LAN dove gira il localizzatore. Questa flessibilità e
stata voluta per poter installare SISMAP in condizioni
estreme anche in campagna, in posti d’emergenza,
scuole, mostre, e così via.
Un altro motivo per la scelta dei socket, è che
bastano poche modifiche al codice per adattarsi a
qualsiasi sistema d’acquisizione che produce dati che
hanno bisogno di essere rappresentati nello spazio
geografico.
SISMAP è capace di leggere le stesse informazioni
di localizzazione da file ascii o banche dati
relazionali: questo aspetto gli permette di sfogliare i
dati storici.
L’ambiente di lavoro SISMAP
Quasi tutte le procedure di sorveglianza
sismica vengono svolte dall’INGV all’interno
di un ambiente di lavoro informatizzato
denominato SISMAP, basato su una
interfaccia GIS. attraverso questa interfaccia,
l’operatore sismologo dispone di un pannello
di controllo tramite il quale può visualizzare
in tempo reale gli eventi sismici registrati e
localizzati dalla rete nazionale, le stazioni
sismologiche chi lo hanno intercettato, in oltre
e possibile eseguire delle applicazioni per la
revisione e la ri-localizzazione degli eventi,
visionare i dettagli delle forme d’onde,
visualizzare svariati strati informativi
territoriali, produrre i report, popolare la banca
dati degli eventi, aggiornare la pagina Web
dell’INGV in cui compare l’evento,
comunicare l’evento se superiore alla soglia,
via mail, SMS e fax, ecc.
Nelle figure in alto due schermate da SISMAP;
in basso il software come installato in sala controllo
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GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Due schermate dal Geoserver dell’INGV, per l’archiviazione e la distribuzione di dati geografici georeferenziati
Geoserver
Geoserver è un progetto di archiviazione e distribuzione di
dati geografici georeferenziati all’interno dell’INGV. La nascita
di Geoserver è dovuta alla necessità da parte dei ricercatori di
poter disporre di basi cartografiche sulle quali mappare il
risultato dei loro lavori (ad esempio carte topografiche alle varie
scale) e di dati geografici da utilizzare per elaborazioni
intermedie (modelli digitali del terreno -
http://kharita.rm.ingv.it/Gmaps/gsr/index.htm).
Geoserver è un server in continua crescita, e contiene dati sia in
formato raster che vettoriale nei formati GIS più comuni e in
diversi datum. Sono presenti sia prodotti di proprietà
intellettuale INGV come i vari cataloghi sismici sia di altri enti
come l’Istituto Geografico Militare Italiano, sia dati pubblici
scaricabili online dalla rete.
L’accesso a Geoserver è possibile attraverso una pagina web
che sfrutta la cartografia di Google Maps per facilitare il
download dei file geografici di interesse. Sopra questa base,
sono stati costruiti dei poligoni che definiscono le estensioni
delle carte da scaricare, ed al centro di ciascun poligono è
presente un punto al click del quale si apre un popup con i link
necessari per scaricare i dati geografici. Il download è limitato
al personale INGV e richiede un’autenticazione.
Conclusioni
In realtà una buona parte delle attività di analisi svolte dai
ricercatori dell’INGV si presterebbe ad essere svolta all’interno
di ambienti GIS. Presso l'INGV i sistemi GIS sono ormai entrati
nell'uso comune per le attivitàdi supporto a servizi di gestione e
visualizzazione dati sia interni che esterni. La diffusione dei
sistemi GIS come strumenti di lavoro per la comunità
scientifica è tuttavia un processo che incontra ancora delle
resistenze. Ma gli utenti sono a volte scoraggiati dall’apparente
complessità del nuovo strumento e dalla scarsa propensione ad
abbandonare prodotti o tecniche già in uso, ancorché non in
grado di assicurare le stesse capacità (ad esempio GMT per la
generazione di mappe e software grafici generici). Per superare
queste difficoltà è necessario fornire agli utenti un supporto
tecnico e formativo costante e qualificato. Esso è essenziale per
far sì che lo strumento GIS possa essere utilizzato dai
ricercatori, non solo come una piattaforma di visualizzazione e
gestione di dati cartografici, ma anche come ambiente di analisi.
Quest’ultimo obiettivo richiede infatti delle capacità di
programmazione e integrazione di modelli e algoritmi nel GIS,
che il ricercatore difficilmente può affrontare in autonomia.
Il GIS in tutte le sue forme d'utilizzo (applicazioni standalone,
Web-Gis, ecc.) con il passare del tempo è mutato da un
semplice strumento a un concetto. Ha imposto una
pianificazione e preparazione anticipata per quanto riguarda il
dato da utilizzare in tutti suoi formati. Il GIS ha contribuito al
miglioramento della qualità del dato, alla sua diffusione in
formato digitale georeferenziato e spesso completo di metadati.
Il GIS ha contribuite a creare e diffondere una cultura
cartografica digitale che ha ravvicinato l'utilizzatore dalle
problematiche di sistemi di proiezione, scale, risoluzioni. Il GIS
sta contribuendo alla creazione di un patrimonio cartografico
digitale mondiale che con il supporto di internet permette un
magnifico scambio di dati .
Bibliografia
Fawzi Doumaz, Lucio Badiali, 2006, SisMap: A Real-Time
Tool for Earthquake Monitoring - ESRI International User
Conference San Diego USA.
Berardino, P., G. Fornaro, R. Lanari, and E. Sansosti, (2002)
- A new algorithm for surface deformation monitoring based
on small baseline differential SAR interferograms, IEEE Trans.
Geosci. Remote Sens., 40 2375–2383.
Ferretti A., C. Prati, F. Rocca, Permanent Scatterers in SAR
Interferometry, IEEE Transaction on Geoscience and Remote
Sensing, 39, 1, 2001.
Okada, Y, 1985, Surface deformation due to shear and
tensile faults in a half-space, Bull. Seismological Society of
America, 75, 1135-1154.
C. Tolomei, S. Atzori, S. Salvi, F. Doumaz, 2002, DIMOT:
a GIS tool for modelling surface displacement due to fault
dislocation. Pubblicazione interna INGV, Istituto Nazionale di
Geofisica e Vulcanologia, Rome – Italy
Autori
FAWZI DOUMAZ (doumaz@ingv.it), STEFANO SALVI,
STEFANO VINCI, LAURA COLINI
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
Via di Vigna Murata, 605, 00143 Roma Italia
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GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Dalla ricerca, alla protezione del
territorio e della popolazione:
GEOmedia intervista Pasquale
De Santis dell’INGV
L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, dall’alto
della sua definizione, sembra più un organismo di ricerca
scientifica o un dipartimento universitario che un organismo
della centrale dello Stato.
Adibito alla sovrintendenza e a diversi compiti nel campo
della sicurezza nazionale, l’INGV affronta problemi reali quali
terremoti, eruzioni vulcaniche, dissesti del territorio e tutte le
tipologie di eventi naturali ad essi correlati. L’Istituto si
compone di molteplici volti ed aspetti organizzativi di
importanza capitale, sia per il lavoro sul campo che per la
ricerca scientifica cui ci si dedica quotidianamente. Grazie alle
parole del dr. Pasquale De Santis, componente dell’Ufficio di
Presidenza dell’INGV, la nostra rivista ha il privilegio di
conoscere quali sono le attività salienti dell’INGV e la sua
organizzazione, all’interno di questo mondo fatto di ricerca e
prevenzione.
GEOmedia – L’attività pratica, la missione e l’importanza
dell’INGV è ben conosciuta dagli esperti del settore ma
scarsamente dai profani. Può raccontarci in generale
l’organizzazione e gli obiettivi, gli uomini e i dipartimenti
significativi dell’INGV?
Pasquale De Santis – L’INGV è una struttura di ricerca
scientifica, controllata dal Ministero della Ricerca Scientifica ed
“Oggi l’Istituto ha è autonomo. Oggi l’Istituto ha
raggiunto vertici internazionali,
raggiunto vertici
e rappresenta l’eccellenza della
internazionali, e ricerca italiana nel settore dei
vulcani, dei terremoti e
rappresenta
praticamente su tutta l’attività di
l’eccellenza della geofisica, grazie all’operato del
ricerca italiana” prof. Enzo Boschi, presidente
dell’INGV.
L’organizzazione vede un presidente, un consiglio direttivo,
una direzione generale, poi ci sono le direzioni delle varie
sezioni. Le varie sezioni si occupano di sismologia,
vulcanologia, di cambiamenti climatici, di geomagnetismo e poi
ci sono le attività, diciamo così, tecnologiche a supporto dal
momento che può succedere che alcune delle apparecchiature a
noi necessarie, che non sono reperibili sul mercato, vengono
studiate e realizzate internamente.
Per conto della Protezione Civile gestiamo la rete sismica e
vulcanica italiana. In caso di evento, in un minuto circa,
allertiamo la Protezione Civile, dando indicazione sulla
localizzazione dell’evento e trasmettendo i dati ad esso
connessi. Queste informazioni sono fondamentali perchè la
Protezione Civile possa stabilire lo scenario con una ipotesi dei
danni e quant’altro sta accadendo sul territorio.
Un obiettivo generale, essendo un centro di ricerca è
sicuramente, da un lato quello di approfondire le ricerche in
materia di geofisica e dall’altro quello di fornire servizi di
allarme sismico e vulcanico.
GEOmedia - Una delle attività dell’INGV è dunque quella
di gestire diverse reti di monitoraggio e di allarme per gli
eventi sismici. Come si sviluppa il processo su questa
importante attività?
De Santis – L’INGV ha oltre 200 stazioni sparse in tutta
Italia. Questo monitoraggio, che viene effettuato 24 ore su 24,
raccolglie le informazioni su tutto il territorio italiano. In caso
di terremoto, viene fatta immediatamente l’analisi e la
comunicazione delle informazioni alla sala operativa della
Protezione Civile nazionle.
Ma il lavoro dell’INGV non termina con questo supporto
operativo. Infatti c’è una importantissima attivtà, anche dal
punto di vista scientifico, attuata attraverso il monitoraggio su
tutto l’andamento delle scosse.
In conclusione il nostro compito è quello di fare ricerca
scientifica, monitoraggio del territorio ed informare la
Protezione Civile di tutto ciò che sta accadendo: questa è anche
la catena del processo.
GEOmedia - Le attività INGV hanno il loro punto di
forza anche su progetti innovativi e di ricerca. Che peso
hanno rispettivamente dentro l’INGV i settori operativi e
quello della ricerca?
De Santis – La vera mission dell’Istituto è quella di fare
ricerca sulla geofisica, senza tralasciare tutti gli altri settori
collegati, compreso quello dei cambiamenti climatici.
Inoltre, come già detto, prima di sviluppare qualcosa
14

internamente guardiamo al mercato, collaborando con le aziende; se, poi, non troviamo un
prodotto o un’apparecchiatura, sviluppiamo internamente ciò che ci serve. Ad esempio, i
software della sala sismica, pur avendo utilizzato dei prodotti di base acquistati sul mercato,
sono stati adattati alle nostre esigenze. Diciamo che è una ricerca mista, è un po’ di ricerca
applicata e ricerca di base: sull’applicazione delle basi teoriche fornite dall’Istituto
scaturiscono risultati molto importanti; ricordo ad esempio che i dati sismici per la nuova
normativa sismica sono frutto dell’attività sviluppata dall’Istituto.
Certo è, che i nostri standard sono molto alti, quindi siamo molto esigenti nelle richieste ai
vari partner. Ciò implica una formazione interna di alto livello, che ci proviene anche dalla
forte collaborazione con le università, collaborazione dalla quale non si può prescindere.
“...i nostri
standard sono
molto alti, siamo
molto esigenti nelle
richieste ai vari
partner.”
GEOmedia – Quali sono i progetti su cui l’INGV è
attivo al momento?
De Santis – I progetti sono quelli inerenti i nostri obiettivi.
Tra quelli legati alla geofisica, partecipiamo in tantissimi
progetti ed a vari livelli. Così, ad esempio, siamo impegnati in
progetti per lo studio delle calamità naturali, come gli
tsunami, in tutto il mondo. Siamo impegnati nel settoree dei
grandi cambiamenti climatici, oppure, sempre a titolo di
esempio, alcuni dei nostri ricercatori sono andati a studiare il terremoto a Creta. Inoltre, un
altro settore dell’Istituto che si occupa della geochimica, effettua monitoraggi in Piemonte, in
Umbria, nei vari vulcani, Etna, Vesuvio, Stromboli,etc. Abbiamo installato delle stazioni sia
sismiche che vulcaniche sul Nyiragongo, in Congo… siamo sparsi un po’ in tutto il mondo
insomma, ed abbiamo avviato molte collaborazioni.
GEOmedia – Capita mai che ci siano ricadute commerciali lavorando nel settore della
ricerca e dello sviluppo?
De Santis – Sicuramente. Per esempio ci possono essere sui sensori, sui sensori del
geomagnetismo. Il progresso fatto sui sensori sismici, sui sensori che vengono sviluppati
continuamente per la geochimica. C’è sempre un’evoluzione, si cerca sempre di progredire,
bisogna avere il massimo della tecnologia. Si cerca quindi di prendere il meglio che c’è sul
mercato per un determinato scopo ed è positivo notare quanto le aziende italiane siano
preparate nei settori di cui ci occupiamo.
Abbiamo ottimi partner, a rappresentanza dell’eccellenza italiana; secondo me l’Italia può
dare moltissimo, sebbene venga tante volte penalizzata. Ci sono tante difficoltà, ma l’azienda
italiana è un’azienda di alto livello. Il livello produttivo italiano è quello dell’eccellenza, ed il
paese deve produrre entro questi termini per essere competitiva: lo dimostrano le esperienze
nell’alta moda, la Ferrari le teconologie hi-end, nella cucina, in alcuni settori della ricerca. In
Italia c’è anche molto da migliorare… bisognerebbe cominciare cercando di premiare chi va
bene e penalizzare chi fa il furbo.
A Cura della Redazione
Immagine cortesia del dott. Piergiorgio Scarlato

GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Case Studies
Dall’analisi alla distribuzione
delle informazioni
Il progetto
Galleria di Base
del Brennero
di Rosalia Di Bella
e tecniche di indagine geologica, geofisica e idrografica sono alla base di un progetto complesso come la
Galleria di Base del Brennero. L’importanza di normalizzare le banche dei diversi terabyte di informazioni
risiede principalmente nell’accessibilità a dati spazialmente collocati all’interno di un sistema GIS complesso,
multimediale e multilingue, essenziale nelle fasi di progettazione così come in quelle di esecuzione dell’opera.
Nell’articolo che segue un eccezionale report sul complesso sistema adottato da BBT SE.
Figura 1: Il
sistema della
Galleria di
Base del
Brennero
(fonte: BBT SE)
BBT SE è la società europea incaricata della progettazione e
realizzazione del tunnel ferroviario di 56 km che collegherà
l’Italia e l’Austria attraverso le Alpi, nell’ambito dell’asse
europeo Berlino-Palermo (TEN1).
Il progetto dell’opera prevede la costruzione tra Innsbruck
(Austria) e Fortezza (Italia) di due gallerie principali a singolo
binario con interasse di circa 70 m, collegate tra loro ogni 333
m mediante cunicoli trasversali pedonali, oltre ad una galleria di
servizio posta ad una quota inferiore di circa 10m.
Le fasi del progetto sono tre: durante la Fase I, iniziata nel
1999 e conclusasi nel 2002, sono state svolte attività di studio e
di indagine finalizzate all’elaborazione del progetto preliminare.
Nella Fase II, attualmente in corso, viene elaborato il progetto
definitivo e vengono proseguite le attività di indagine, inclusa la
realizzazione della galleria di servizio a scopi esplorativi; a
dicembre 2006 è iniziato lo scavo sul fronte italiano.
La Fase III infine consisterà con lo scavo delle due gallerie
principali, e si concluderà con la messa in esercizio dell’opera,
attualmente prevista per il 2022.
Figura 2: Sezione tipo delle gallerie e del cunicolo esplorativo
(fonte: BBT SE)
L’importanza della geologia e dell’idrogeologia
Considerata la natura dell’opera, la geologia e l’idrogeologia
giocano un ruolo di fondamentale importanza nell’ambito
dell’intera progettazione e realizzazione della Galleria di Base
del Brennero.
In termini di ricadute sugli aspetti progettuali dell’opera, in
base alle informazioni acquisite tramite le indagini geologiche e
idrogeologiche è possibile una stima più accurata delle modalità
costruttive, dei tempi e dei rischi dell’opera, nonché una
valutazione preventiva delle quantità e qualità dei materiali
estratti che possono essere in vario modo riutilizzati o che
viceversa sono destinati in via definitiva a essere depositati.
La funzione assunta dalle discipline geologiche e
idrogeologiche risulta ancor più determinante se si considera
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GEOmedia
che la zona geografica in cui si sviluppa l’opera è quella delle
Alpi, e precisamente la parte centrale delle Alpi Orientali, che
costituisce il centro a volta della zona di collisione tra la placca
europea e quella adriatica (africana) dell’orogene alpina.
Lungo il tracciato della Galleria di base del Brennero si
trovano pertanto numerose zone di faglia e sistemi di
discontinuità (ad esempio la zona della Finestra dei Tauri,
l’attraversamento della linea Periadriatica, ecc.), indicativi della
presenza di zone a rischio geotecnico e idrogeologico.
Le faglie interessano l’intera estensione del corridoio del
tracciato e non possono essere evitate, ma grazie a una loro
localizzazione e descrizione il più possibile precisa (ubicazione,
orientamento, caratteristiche geotecniche e litologie degli
ammassi rocciosi, ecc.) è possibile quantomeno localizzare i
segmenti di faglia favorevoli o scadenti sia dal punto di vista
geotecnico che idrogeologico, prevedere i problemi che si
potrebbero verificare durante l’avanzamento dello scavo, e di
conseguenza individuare le tecniche di scavo più opportune.
Figura 3: Diagramma tettonico-strutturale 3D della regione del
Brennero (fonte: Fügenschuh et al. 1997)
Durante la fase di progettazione preliminare (Fase I), l’intera
area di progetto è stata oggetto di sistematiche attività di
rilevamento geologico-tettonico, sulla scorta delle quali sono
state elaborate carte geologiche e strutturali del territorio a
diverse scale di dettaglio, integrando diverse aree con sondaggi
profondi e prove in foro. A complemento dei sondaggi, sono
state eseguite diverse campagne di rilievo con profili sismici a
rifrazione integrate da misure gravimetriche.
In aggiunta alle indagini geologiche, è stata avviata una vasta
campagna di rilevamento idrogeologico con l’obiettivo di
accertare le caratteristiche idrogeologiche dell’ammasso
roccioso. Ciò perché la problematica delle acque sotterranee
riveste un’importanza determinante sia in fase di realizzazione
(afflussi temporanei) che durante l’esercizio (afflussi
permanenti) per i possibili riflessi su un contesto territoriale
molto sensibile. Le indagini eseguite consistono principalmente
nel rilevamento, monitoraggio e successiva interpretazione dei
dati di tutte le risorse idriche significative dal punto di vista
idrogeologico e socio-economico.
I risultati e le interpretazioni di tutte le indagini geologiche,
geotecniche e idrogeologiche hanno consentito, al termine della
Fase I, di definire la progettazione di fattibilità della galleria
La Fase II delle indagini ha previsto un approfondimento
delle indagini su cui basare la progettazione definitiva,
perseguendo come obiettivi sia l’ottimizzazione del tracciato,
sia il soddisfacimento delle esigenze di tutela ambientale e
ingegneristiche-costruttive.
In particolare sono stati effettuati ulteriori sondaggi
geognostici nelle zone che presentavano ancora elementi di
incertezza per la definizione dei profili geologici.
Inoltre sono stati eseguiti rilievi geologico-strutturali e studi
geologici integrativi per l’elaborazione di nuove cartografie alla
scala 1:10.000 e 1:5.000 a partire dalla cartografia geologica
prodotta in Fase I.
La rete delle risorse idriche monitorate a partire dal 2001 è
stata ampliata con l’aggiunta di nuovi punti di misurazione, ed è
stato perfezionato il modello idrologeologico concettuale per la
Galleria di Base del Brennero mediante il quale è possibile
ricavare una valutazione degli afflussi in galleria e una stima
degli impatti dell’opera sulle risorse idriche di superficie.
Data repository e fruizione dei dati con il WebGIS
La considerevole mole di dati prodotta attraverso le indagini
geologiche e idrogeologiche nelle diverse fasi di progetto,
insieme a quelli provenienti dalle numerose altre tipologie di
indagini (monitoraggi ambientali, rilievi topografici, ecc.) e agli
ulteriori dati che saranno prodotti nelle successive fasi di
costruzione e di esercizio, ha reso obbligata la scelta di gestire
l’intero asset informativo attraverso un sistema WebGIS.
Il sistema deve essere al tempo stesso modulare e scalabile,
così da permettere a ciascun comparto o soggetto coinvolto
nella realizzazione del progetto di accedere alle informazioni
geografiche di sua competenza in modo veloce ed efficace.
Attraverso il WebGIS ciascun settore o soggetto coinvolto
nella realizzazione del progetto della Galleria di base del
Brennero può: accedere alle informazioni in modo trasparente,
veloce ed efficace, anche da remoto; integrare dati, anche molto
specialistici, nella cartografia di base del territorio in cui si
sviluppa il progetto; condividere le informazioni georeferenziate
di propria competenza con gli altri settori, senza creare
duplicazioni o ridondanze.
Speciale
GEOLOGIA
Figura 4: Profilo geologico lungo l’asse del tracciato (fonte: BBT SE)
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GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Il data repository avviene su un server dati dedicato ed è
gestito attraverso un DBMS Oracle connesso attraverso ESRI
ArcSDE all’Internet Map Server ESRI ArcIMS, il quale a sua
volta risiede su un apposito server web.
Per le funzionalità WebGIS e la pubblicazione dei servizi
cartografici viene utilizzato il framework mapaccel WebGIS-
Database Framework sviluppato dalla Territorium Online di
Bolzano.
Attraverso mapaccel il servizio cartografico viene strutturato
in modo gerarchico sotto forma di moduli WebGIS che
ereditano le caratteristiche comuni dall’applicazione di base
(WebGIS Interno).
I moduli Web GIS coincidono con le diverse aree applicative
come geologia, risorse idriche, topografia, ecc. e consentono
l’accesso ai dati tematici sulla base dei privilegi di accesso che
abilitano contestualmente il client (browser) a funzioni
specialistiche.
La navigazione all’interno del WebGIS, sia per quanto
riguarda l’interfaccia che per i contenuti, è possibile in tre
lingue: tedesco, italiano e inglese.
Il modulo WebGIS Geologia
Il modulo WebGIS Geologia consente la visualizzazione e la
consultazione di tutti i dati geologici prodotti fino ad oggi come
risultato delle indagini effettuate durante le fasi di progetto
preliminare e definitivo.
Secondo le modalità tipiche di un GIS, l’utente seleziona la
lista dei layer (legenda) di interesse e la relativa mappa viene
generata.
Per comodità di consultazione, dal momento che si tratta
complessivamente di un numero molto elevato di dati
appartenenti ad indagini diverse, i layer sono stati organizzati
nella legenda secondo una struttura gerarchica costituita da
raggruppamenti, ciascuno dei quali coincide in linea di principio
con una specifica tipologia di indagine geologica, ovvero:
“Cartografia geologica”, “Sondaggi”, “Idrogeologia”,
“Geofisica”, “Geotecnica”, oltre ad un ulteriore raggruppamento
denominato “Geologia Fase I”, che comprende tutti i dati di
archivio provenienti dalla prima fase di indagine, necessari per
eventuali analisi cronologiche dei dati.
Ciascun raggruppamento contiene una lista di layer che
rappresenta l’elenco delle voci per esso disponibili
(generalmente una lista di dati o di cartografie) come è
evidenziato in figura 5.
L’interfaccia WebGIS mostra all’utente i layer fino ad un
grado gerarchico coincidente con le indagini nelle rispettive
tipologie di dati disponibili. Tuttavia, dal punto di vista
strettamente tecnico, esiste un ulteriore livello di
disaggregazione, nascosto all’utente, che coincide con
l’archiviazione fisica dei layer nella banca dati.
Con riferimento a quanto detto prima, una carta geologica in
formato GIS è composta tipicamente da un insieme più o meno
cospicuo di layer poligonali (ad esempio le litologie), lineari (le
faglie) e puntuali (gli affioramenti). Affinchè tutti i layer che
compongono la carta geologica si comportino all’unisono, è
necessario che essi siano aggregati su un unico livello logico.
Utilizzando questo meccanismo di rappresentazione dei dati,
è stato possibile mettere a disposizione degli utenti in modo
semplice ed intuitivo una grande quantità di dati, suddivisi per
tipologie di indagine.
Oltre alle carte geologiche appena citate, sono infatti
disponibili per ogni raggruppamento rispettivamente i seguenti
dati:
Sondaggi: dati dei sondaggi realizzati durante le Fasi 1 e 2
Idrogeologia: carta idrogeologica di superficie 1:25.000,
carta idrogeologica di superficie 1:10.000, profili
idrogeologici (relativi al tracciato principale, alle gallerie di
accesso, ecc.), dati del monitoraggio delle risorse idriche.
Geofisica: dati riguardanti la gravimetria, la sismica a
rifrazione e la sismica a riflessione.
Geotecnica: dati ricavati dalle prove di laboratorio, profili
geotecnici.
“Geologia Fase I”: carta geologica di superficie 1:25.000,
profili geologici 1:25.000, carta geologica a quota galleria
1:25.000 e 1:50.000, profilo longitudinale 1:25.000, carta
tettonica 1:25.000 e 1:10.000, carta idrologica 1:25.000,
carta delle isolinee 1:50.000, carta idrogeologica 1:10.000,
carta geotecnica a quota galleria 1:50.000, profilo
geotecnico longitudinale 1:25.000.
Figura 5: Esempio di struttura gerarchica dei layer nel modulo
WebGIS Geologia (fonte: BBT SE)
Per quanto riguarda i dati relativi ai sondaggi è stata utilizzata
una banca dati originariamente disponibile in formato Access
con i dati originali relativi alle perforazioni e contenente la
registrazione di tutti i dati tecnici di ciascun carotaggio in base
alla profondità (ad esempio la descrizione stratigrafica della
carota, la presenza di acqua nel foro, le caratteristiche
Figura 6: Un esempio di cartografia geologica visualizzata
tramite il modulo WebGIS Geologia (fonte: BBT SE)
18

GEOmedia
Tecniche impiegate e tipologie di indagini
Sondaggi e prove in foro
Complessivamente, fino ad oggi sono stati realizzati più di 40 sondaggi profondi (>
100m) e oltre 140 sondaggi corti (< 100m). Alcuni sondaggi profondi sono risultati
intorno ai 1300 m.
Fatta talvolta eccezione per i depositi quaternari, tutti i sondaggi sono stati realizzati
principalmente a carotaggio continuo e si possono classificare in sondaggi verticali
e sondaggi inclinati (di un angolo più o meno ampio rispetto all’orizzontale); parte
dei sondaggi hanno previsto prove geofisiche e test idraulici in foro, e precisamente:
determinazione del diametro foro, rilievi con sonda video; prove di sismica in foro,
misure di conducibilità e temperatura sulle acque presenti nel cavo e misure di
flusso idrico con micromulinello. Sono stati inoltre condotti test di permeabilità
Lugeon e misure del carico idraulico con dispositivi a doppio otturatore; in
corrispondenza degli intervalli testati sono stati talora prelevati campioni di acqua
per le analisi dei parametri geochimici. Inoltre grazie ai piezometri posizionati nel
cavo sarà possibile monitorare anche in futuro le oscillazioni della falda acquifera.
Figura 8 - Esempio di carote estratte da un
sondaggio (fonte: BBT SE)
Monitoraggi delle risorse idriche
I monitoraggi chimico-fisici nell’area di
progetto sono consistiti nelle misure su
circa 500 sorgenti, 90 torrenti e 50
piezometri, a partire dal 2001 ad oggi.
Il monitoraggio fisico è consistito nella
misura sistematica della portata,
temperatura e conducibilità mentre
quello chimico ha previsto in generale
l’analisi della concentrazione dei cationi
maggiori (Ca, Mg, K, Na) e degli anioni
maggiori (HCO3, SO4 e Cl).
Sono state condotte indagini idrologicoisotopiche,
per l‘analisi degli isotopi
stabili dell’ossigeno 18 (180), dello zolfo
34 (34S), del trizio radiattivo (3H) e del
radeon radioattivo (225n).
Il monitoraggio fisico è servito a ricavare
informazioni sulle caratteristiche
idrodinamiche degli acquiferi che
ospitano i sistemi di flusso delle varie
sorgenti. Grazie all’analisi dei dati è stato
possibile definire in termini qualitativi il
tipo di risposta dei sistemi di flusso
rispetto alle precipitazioni e alle
condizioni ambientali e di stimare la profondità raggiunta dai sistemi di flusso, dai
fenomeni di mixing ecc. Le indagini idrogeochimiche hanno invece consentito di
tracciare l’evoluzione delle acque sotterranee, e di risalire alle litologie con cui esse
hanno interagito.
Infine le indagini isotopiche hanno fornito informazioni aggiuntive come quote di
infiltrazione delle acque meteoriche, durate medie di permanenza e determinazione
della radioattività dell’immediato sottosuolo (acquifero).
L’insieme dei risultati di tutte le indagini fisiche, geochimiche e isotopiche e dei
sondaggi ha consentito l’elaborazione del modello idrogeologico concettuale, al fine
di suddividere l’ammasso roccioso in complessi idrogeologici dalle caratteristiche di
permeabilità per fratturazione e/o carsismo differenti, nonché di individuare i vari
sistemi di flusso idrogeologico di tipo più o meno profondo che potrebbero
interagire col tracciato della galleria.
Indagini geofisiche
A supporto delle attività di progettazione della galleria è stata analizzata con
l’ausilio di varie linee sismiche la struttura geologica delle valli alpine
maggiormente interessate dall’opera.
Le indagini geofisiche sono state effettuate mediante integrazione di due differenti
metodologie, che sono consistite in: prospezione sismica a riflessione ad alta
risoluzione e prospezione sismica a rifrazione con elaborazione tomografica delle
velocità delle onde di compressione ed analisi dell’attenuazione del segnale
sismico.
Inoltre si è fatto ricorso alle indagini gravimetriche. Per l’interpretazione dei
risultati della gravimetria è stata elaborata la carta delle anomalie di Bouguer.
Mediante una carta di sintesi dell’interpretazione complessiva sono stati illustrati gli
assi gravimetrici positivi e negativi ed i gradienti gravimetrici significativi. Questi
ultimi hanno evidenziato limiti di densità che, a causa della loro direzione
preferenziale, possono essere interpretati come strutture tettoniche.
Prove di laboratorio
La caratterizzazione dei parametri geomeccanici e geotecnici è stata fatta sulla
scorta di prove geomeccaniche e geotecniche su campioni di rocce e di terreni
estratti dai sondaggi o prelevati direttamente sul campo.
Le prove di laboratorio svolte principalmente sulle rocce sono le seguenti:
individuazione delle caratteristiche fisiche (porosità, densità, umidità, velocità di
propagazione delle onde), compressione monoassiale e triassiale su provini, prove a
carico concentrato (Point Load Test), prove di trazione indiretta, prove di resistenza
al taglio, prove di abrasività. Diverse altre per i terreni, come prove di compressione
monoassiale e triassiale, prove di taglio diretto, prove di permeabilità, analisi
granulometriche.
Inoltre sono state effettuate prove geologiche di laboratorio, quali ad esempio prove
di rigonfiamento, prove di diffrazione a raggi X ed esami petrografici di sezioni
sottili.
Speciale
GEOLOGIA
meccaniche (TCR, SCR, RQD, parametri Barton, …), i
rivestimenti adottati, i diametri delle aste utilizzate, ecc.
Grazie ad un’accurata conversione dei dati in formato Oracle,
gli stessi sono disponibili attraverso il modulo WebGIS
Geologia, che permette l’interrogazione della banca dati secondo
una logica geospaziale, ovvero con selezione del sondaggio di
interesse.sulla mappa.
Per semplificare la consultazione di questa enorme mole di dati
mediante il WebGIS Geologia, si è cercato di rappresentare questi
ultimi secondo modalità grafiche e simbologie tali da renderli per
quanto possibile uguali alle corrispettive versioni cartacee e/o
digitali con cui gli utenti hanno maggiore familiarità d’uso.
Il modulo WebGIS Monitoraggio
delle risorse idriche
Il modulo Monitoraggio delle risorse idriche è dedicato ai dati
idrologici ed idrogeologici disponibili per l’intera area di
indagine. Con questo modulo si accede alle cartografie
idrogeologiche realizzate alle varie scale di dettaglio, alle
posizioni dei luoghi e dei punti monitorati (sorgenti, torrenti,
pozzi, stazioni idrografiche del Servizio Idrografico Provinciale,
ecc.), nonché a tutti i dati connessi al monitoraggio dei suddetti
punti.
Grazie a funzioni WebGIS sviluppate appositamente per
questo modulo, sono inoltre possibili interrogazioni ed analisi
avanzate dei dati.
Ad esempio, selezionando un punto di misurazione e
imputando un arco temporale (data inizio/data fine) vengono
filtrati i dati di portata, temperatura, conducibilità (in mancanza
di scelta dell’arco temporale vengono visualizzati tutti i dati), e
vengono calcolati in tempo reale i valori medi e massimi, dando
inoltre la possibilità di rappresentarli su un grafico di andamento
temporale e salvarli su un file PDF, stamparli direttamente o
semplicemente esportare gli
elenchi in formato Excel.
Qualora fossero presenti
altre informazioni associate al
punto selezionato, ad esempio
in formato immagine
(fotografie di sopralluogo,
ecc.) o PDF (schede di analisi
di laboratorio, ecc.), esse
saranno accessibili sotto
forma di link diretto al file,
che verrà aperto in una nuova
finestra.
Figura 7: Elaborazioni statistiche in tempo
reale dei dati idrogeologici (fonte: BBT SE)
19

GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
La gestione avanzata dei punti di misurazione (creazione,
cancellazione o modifica di un nuovo punto di misurazione,
modifica dei suoi attributi, import di nuovi file dati, ecc.)
avviene invece mediante un’applicazione desktop basata sul
framework gestionale DB-GIS Dbsnap di Territorium Online e
integrata con la componente WebGIS.
Dal momento che le attività di monitoraggio delle risorse
idriche proseguiranno per tutta la durata dei lavori di scavo, e
che quindi in futuro ci si attende l’arrivo di un’altrettanto
grande quantità di dati da gestire tramite WebGIS, è in corso di
realizzazione un’applicazione che consenta ai soggetti che
eseguono i monitoraggi per conto di BBT di inserire
direttamente i dati rilevanti dei punti di misurazione in modo
standardizzato e decentralizzato all’interno della banca dati di
BBT SE, ossia direttamente dalla propria postazione di lavoro.
Anche per questa applicazione, mediante l’impiego del
framework Dbsnap, si può mirare ad un impiego web based
della procedura, garantendo così sia un aggiornamento in tempo
quasi reale, che una performance generale del sistema molto
elevata. Le applicazioni web based di aggiornamento possono
essere impiegate direttamente sul campo attraverso sistemi
mobili che impiegano carrier di tipo UMTS/GPRS.
Conclusioni e ringraziamenti
I dati geologici e idrogeologici oggi a disposizione del
progetto della Galleria di Base del Brennero sono il risultato di
anni di indagini e di rilievi svolti con le metodologie scientifiche
più consolidate in queste discipline.
Grazie alle caratteristiche del framework mapaccel
(Territorium Online), adottato da BBT SE come piattaforma
tecnologica per lo sviluppo del proprio sistema WebGIS, è stato
possibile costruire appositi moduli tematici per una
consultazione agevole e immediata di questi risultati via web
utilizzando le logiche spaziali tipiche di un GIS.
La grande varietà e abbondanza dei dati che sono alla base dei
moduli Geologia e Gestione delle risorse idriche ha comportato
un notevole sforzo da parte di tutti coloro che sono stati
coinvolti in questo progetto, a partire dai consulenti GIS di BBT
che hanno analizzato i requisiti di sistema, per passare ai soggetti
incaricati della preparazione dei dati e, in ultimo, ai responsabili
dell’inserimento e della configurazione dei dati nel WebGIS e
dell’implementazione delle funzionalità specifiche.
Fondamentale è stato inoltre il supporto scientifico e
l’affiancamento dei tecnici di BBT, in particolare dei geologi e
degli idrogeologi.
Le caratteristiche di flessibilità di mapaccel e del framework
gestionale integrato DB-GIS Dbsnap consentiranno di poter
sviluppare ulteriormente l’attuale architettura database e WebGIS
per tener conto delle future esigenze di raccolta e gestione dei
nuovi dati connesse alla realizzazione dei lavori di scavo.
Autore
ROSALIA DI BELLA
rosalia.dibella@bbt-se.com
Galleria di Base del Brennero-Brenner Basistunnel BBT SE

GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Automatic Resistivity Profiling:
una tecnologia per la
Technologies
conoscenza del suolo
di Maria Giovanna Idili, Annalisa Morelli, Silvia Gentile
e indagini geoelettriche sono una delle tecniche di base per lo studio della conducibilità del terreno, e di conseguenza
delle sue caratteristiche. Il limite di tale tecnica è sostanzialmente legato alle modalità operative tradizionali, superate
oggi dal sistema ARP. Tale modalità, promossa in Italia da SO.IN.G.strutture & Ambiente srl, grazie alla partnership con
la società francese proprietaria del brevetto europeo, Geocarta, rappresenta una vera e propria rivoluzione. L’articolo
che segue presenta la disamina dell’impiego della tecnica ARP nel campo della agricoltura di precisione.
Agricoltura di Precisione
Il termine di agricoltura di precisione designa i metodi di
coltivazione che ricorrono alle nuove tecnologie per adattare le
tecniche agricole alla natura dei suoli. Esaminando i diversi tipi
di terreno agricolo in base ai valori di conducibilità riscontrati,
si possono ottenere informazioni utili per prevedere ed
ottimizzare alcuni degli aspetti qualitativi e quantitativi della
produzione.
In particolare si possono produrre informazioni per:
I controlli atti a garantire la costituzione ed il rispetto dei
disciplinari di produzione delle denominazioni di origine
(DOC,DOCG e IGT) delle aree coltivati;
la scelta di appositi fertilizzanti, determinare le variazioni
dei nutrienti nel suolo, stimare la quantità e degradazione
dei fitofarmaci e dei diserbanti in modo da ridurre la
minaccia di prodotti chimici nel suolo e nell’acqua di falda;
la scelta del germoplasma e delle tipologie di semina;
la determinazione del volume di acqua da utilizzare e del
tipo di irrigazione in base all’umidità del suolo ed al
contenuto in argilla (dai dati rilevati è infatti possibile
determinare la capacità di drenaggio dell’acqua nel terreno,
il tasso di infiltrazione, la quantità di materia organica, la
profondità del suolo agricolo e la presenza di strati limitati
di suolo);
il contenuto di argilla e di carbonato di calcio (CaCO3),
la salinità del suolo indagato;
la Porosità (Distribuzione e dimensione dei pori nel suolo)
e la tessitura del terreno.
Tali informazioni possono essere ricavate con l’ausilio di un
numero limitato di sondaggi pedologici che potranno essere
ubicati esclusivamente nelle zone di effettiva variazione di
resistività, potendo così tarare le mappe e dare alle anomalie
riscontrate una spiegazione pedologica.
La conducibilità elettrica viene spesso utilizzata
nell’agricoltura di precisione come parametro per definire la
salinità del suolo e il contenuto di minerali nell’acqua o nella
matrice. Nel settore geofisico viene spesso adoperato il
parametro inverso alla conducibilità definito RESISTIVITA’
ELETTRICA la cui unità di misura è Ohm*m. Per studiare il
parametro di resistività del mezzo indagato viene immessa nel
sottosuolo, mediante due elettrodi (A,B), una corrente elettrica
che determina la differenza di potenziale misurata mediante altri
due elettrodi di potenziale (M,N). La grande novità apportata
dal sistema ARP è legata la numero elevato di dati
georeferenziati che si possono acquisire in breve tempo su aree
molto vaste ed in modo del tutto non invasivo avendo a
disposizione un numero elevato di elettrodi di misura.
Metodologie di indagine
Le tecniche geofisiche completamente non invasive utilizzate
per le indagini diagnostiche applicate all’agricoltura di
precisione ad oggi sono due, la tecnica elettromagnetica e la
tecnica geoelettrica tomografica. In questo documento
presentiamo le caratteristiche ed i principi di un sistema
innovativo per eseguire indagini geoelettriche tomografiche in
continuo denominato ARP (Automatic Resistivity Profiling) che
permette di ottenere mappe di conducibilità e/o resistività del
suolo indagato in continuo trainando il sistema su vaste
superfici in brevissimo tempo.
22

GEOmedia
Fig.1 – Il sistema ARP in funzione. Da notare il sistema DGPS
per la collocazione geospaziale delle singole misure.
La Tecnica elettromagnetica
La tecnica elettromagnetica ad induzione, pur essendo un
metodo largamente impiegato nel settore delle prospezioni
geologico-ambientali, solo negli ultimi 15 anni si è rivelata
come un ottimo strumento per indagini a piccola profondità (da
0 a 5 metri circa), e quindi utilizzabile come supporto per le
applicazioni sull’agricoltura di precisione.
Attraverso le variazioni subite dal campo elettromagnetico
indotto dallo strumento sulla superficie da indagare, è possibile
ottenere mappe con valori di conducibilità (mS/m) paragonabili
ad alcuni parametri intrinseci del suolo, riuscendo così a
discriminare le diverse litologie e variazioni spaziali di struttura
(o scheletro), umidità e salinità del terreno.
La più recente innovazione nell’uso di questa tecnica è data
dalla possibilità del suo utilizzo in rapido movimento unito a
strumentazione DGPS che, in tempo reale, permette di indagare
vaste zone in breve tempo, ma con precisioni centimetriche nel
posizionamento dei dati.
La Tecnica ARP
(Automatic Resistivity Profiling)
Ad oggi, in base alla esperienza acquisita, si ritiene che per
ottenere risultati sempre più affidabili, sia necessario associare
all’uso della tecnica elettromagnetica quello della tecnica
tomografica elettrica.
L’unico sistema di acquisizione di dati di resistività elettrica
in modo speditivo e continuo per studi diagnostici in campo
dell’agricoltura di precisione fra cui emerge la viticoltura di
qualità, oggi è rappresentato in Europa dal sistema ARP,
realizzato ed utilizzato in Francia dalla Geocarta (Parigi),
società fondata nel 2001 come Spin-Off del CNRS (National
Scientific Research Center), proprietaria intellettuale e
commerciale del sistema, protetto da un brevetto europeo. In
Italia Geocarta si presenta sul mercato in partnership con
So.In.G. Strutture e ambiente srl per sviluppare servizi per le
aziende agricole e per partecipare a progetti di ricerca.
L’attuale allestimento del sistema ARP (di cui l’esemplare n.
8 è predisposto per l’Italia con base in Livorno) è provvisto di
tre sensori per indagare contemporaneamente tre distinti livelli
del terreno rispettivamente a 50, 100 e 170 cm di profondità. Le
proprietà del suolo rappresentate nei tre livelli da mappe di
Resistività elettrica, descrivono le variazioni laterali e verticali
di ogni strato.
Il sistema ARP, trasportato da un mezzo a quattro ruote, è
munito di un sistema di posizionamento con DGPS e Radar
Doppler, capace di esplorare in continuo superfici di
considerevoli estensioni in tempi molto brevi, fino a 10-15 ettari
al giorno con spaziatura media tra le linea di tracciato pari a 6
metri (con 25000 misure/ettaro). La posizione spaziale (X,Y,Z)
derivante dalla acquisizione georeferenziata descritta, ha una
precisione centimetrica ed è restituita in coordinate UTM.
Le stesse mappe di resistività sono visualizzate in
3dimensioni con ricostruzione delle variazioni delle quote
topografiche, al fine di poter valutare una più diretta
correlazione tra il dato geofisico rilevato e la topografia
dell’area indagata.
Partendo dalle carte di resistività, con l’aiuto di ulteriori
indagini puntuali (sondaggi con analisi di laboratorio sui
campioni estratti) localizzate in base ai risultati ottenuti
dall’indagine elettrica, con le osservazioni del terreno e con le
conoscenze del pedologo, è possibile realizzare differenti carte
tematiche del suolo come la Carta della profondità, la Carta
della tessitura, la Carta della porosità, la Carta della riserva utile
e la Carta della potenzialità vitivinicola.
Per avvalorare il metodo proposto e le sue applicazioni in
ambito agronomico anche sul mercato italiano, So.In.G.
strutture e Ambiente ha sottoscritto una convenzione con il CRA
- ISSDS (Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in
Agricoltura - Istituto Sperimentale per lo Studio e la Difesa del
Suolo di Firenze) per lo studio delle possibilità di applicazione
della metodologia ARP per la realizzazione della cartografia dei
suoli a scala di grande dettaglio.
La stessa tecnica ARP è un ottimo supporto alle indagini
archeologiche preventive per l’individuazione di strutture
sepolte e quindi la selezione di aree soggette a rischio
archeologico.
Modelli esplicativi
L’indagine consiste nel rilevare le misure di resistività
elettrica apparente secondo linee parallele distanziate in base
alla risoluzione e dettaglio che si vuole ottenere. Si interpolano
insieme le singole linee e si ottengono tre distinte mappe
rappresentanti le tre profondità di indagine (come in figura 2).
Fig.2 – Le mappe di resistività apparente rilevate con
tecnica ARP per una superfice di circa 500 ettari. Da
sinistra a destra i valori in profondità di 50, 100 e 200 cm.
23
Speciale
GEOLOGIA

GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Per ogni mappa di resistività viene allegato un diagramma
mostrante indicazioni riguardo:
scala di colori utilizzata
valore di resistività corrispondente (Ohm*m)
percentuale dei valori di resistività
valori sotto la soglia minima
osservazioni del terreno e con le conoscenze del pedologo, è
possibile realizzare differenti carte tematiche del suolo come
mostrato nell’esempio in Figura 5 eseguito da Geocarta con il
servizio agronomico Epis-Centre.
Fig.3 -
Particolare della
mappa con
l’effettiva
topografia
rilevata con il
GPS differenziale
Con ogni mappa si può inoltre ricostruire una vista
tridimensionale al fine di avere una più diretta correlazione tra i
valori di resistività apparente e la reale topografia dell’area
rilevata con DGPS e radar doppler.
Per diverse zone indagate (parcelle vicine ma non continue), è
inoltre possibile unire più mappe in un’unica rappresentazione e
osservare le variazioni reciproche con la medesima scala colori.
Partendo dalle carte di resistività, con l’aiuto di ulteriori
indagini puntuali (come sondaggi con prelievo campioni e
relative analisi di laboratorio) localizzate in base ai risultati
ottenuti dall’indagine geoelettrica (come in Figura 4), con le
Fig.5 – Nell’immagine le diverse carte realizzate, in ordine
da sinistra a destra: carta delle profondità, carta della
tessitura, carta della porosità, carta della riserva utile.
Bibliografia
CHERY P., DABAS M.*, SABY E. & GRENIER G. (2002) In-field coarse
fragments variability for vine fields in “Graves” area: relationship with
elevation and geophysical data. 6th International Conference on Agriculture
and other precision resources management. Minneapolis (USA), 14-17/07/2002.
GOULET E., BARBEAU G. (2004) Contribution of soil electric resistivity
measurements to the study of grapevine behaviour and spatial land
distribution. International Conference on Viticultural Zoning Programme. Cape
Town (South Africa), 15-19/11/2004
PERNET D., DESCHEPPER G., CASSASSOLLES X.*, DABAS M.* (2006)
Complementarity of electrical resistivity measurements of soils and must_C13
in the study of viticultural terroirs. International Terroir Congress. Bordeaux
(France), July 2006
* Geocarta
Autore
Fig.4 - Mappe di resistività alle tre profondità e
mappa delle zone omogenee di resistività sulla quale
sono stati posizionati i 5 punti (rossi) di sondaggio.
MARIA GIOVANNA IDILI , ANNALISA MORELLI,SILVIA GENTILE
SO.IN.G STRUTTURE E AMBIENTE SRL
www.soing.eu

Case Studies
La Carta Geomorfologica
d’Italia alla scala 1:50.000
GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Un fondamentale strumento per
la pianificazione territoriale
di Roberto Graciotti
on l’avvio del Progetto CARG (Cartografia geologica e geotematica) alla fine degli anni Ottanta ad opera del
Servizio Geologico Nazionale (SGN), la cartografia geomorfologica assume per il nostro Paese una particolare
importanza per la sua rilevanza scientifica, soprattutto nel campo della conoscenza fisica del territorio applicata alla
pianificazione territoriale.
Allo scopo di definire una Normativa ufficiale per la Carta
Geomorfologica, realizzata secondo procedure standard a livello
nazionale, nel 1990 è stato istituito un apposito Gruppo di lavoro
costituito da sette docenti ordinari di geomorfologia, appartenenti
al Gruppo Nazionale di Geografia Fisica e Geomorfologia del
CNR, e da alcuni ricercatori del Settore di Geomorfologia del
SGN.
I risultati finali del Gruppo di lavoro sono stati presentati in un
convegno svoltosi a Roma e successivamente pubblicati nel 1994
sulla collana Quaderni serie III, volume n.4, del SGN. Questo
volume rappresenta le Linee guida al rilevamento e costituisce,
quindi, la base di partenza per la realizzazione di carte
geomorfologiche ufficiali alla scala 1: 50.000.
La carta geomorfologica
La carta geomorfologia rappresenta le forme d’erosione e
d’accumulo che caratterizzano il rilievo terrestre; in particolare le
interpreta e le classifica in funzione della loro genesi
(morfogenesi), ne individua la sequenza cronologia
(morfocronologia), ne stabilisce il grado di evoluzione e lo stato
d’attività (morfoevoluzione).
Una rappresentazione cartografica del paesaggio fisico
concepita in funzione dei suoi caratteri morfografici e
morfometrici rappresenta uno strumento fondamentale per gli
studi di pianificazione e gestione territoriale, per la redazione di
Piani Regolatori e per le attività di prevenzione e previsione dei
rischi geologici ed ambientali.
Una corretta politica di difesa del suolo deve, infatti, saper
individuare e conoscere, con un corretto approccio scientifico, i
diversi processi morfogenetici e morfoevolutivi che interessano e
modellano una determinata area.
Per realizzare in modo corretto una carta geomorfologica è
necessario procedere ad una dettagliata campagna di rilevamento
per la raccolta dei dati da integrare con analisi di laboratorio e
tecniche di telerilevamento.
Come basi per il rilevamento geomorfologico dovranno
sempre essere utilizzate le carte topografiche al 1:10.000 (CTR)
o 1:25.000 conformi agli standard IGM.
Vengono ora descritti, in modo sintetico, i principali contenuti
di una carta geomorfologica correttamente realizzata.
Dati topografici ed idrografici
Le informazioni relative all’assetto orografico ed al reticolo
idrografico sono deducibili dall’analisi della base topografica che
deve essere sempre ben leggibile nella carta geomorfologica.
L’analisi speditiva delle isoipse permette di ricavare utili dati
sull’assetto morfometrico di particolari morfotipi, ad esempio
dimensioni e pendenza di conoidi, altezze di scarpate,
esposizioni ed inclinazione di versanti, ecc.
Dati litologici e tettonici
Nella carta geomorfologica sono rappresentate le rocce che
costituiscono il substrato e i depositi superficiali. La litologia
desunta dalla carta geologica di base è raggruppata in classi
principali. Questa classificazione è effettuata secondo criteri
geomorfologici, primo tra tutti il grado di resistenza all’erosione
e serve a rendere speditiva la lettura della carta dal punto di vista
prettamente geologico. I depositi di copertura sono rappresentati
con appositi retini grafici che ne indicano la granulometria e
tessitura. Nella carta geomorfologica sono inseriti i principali
lineamenti tettonici, tratti dalla carta geologica di base che hanno
delle nette evidenze geomorfologiche (Figura 1).
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©2007, Trimble Navigation Limited. Tutti i diritti riservati. Trimble e il logo Globe & Triangle sono marchi commerciali di Trimble Navigation Limited, registrati negli Stati Uniti e in altri paesi. SUR-154-I

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GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Fig.1 - Esempio di rappresentazione della litologia del
substrato in una carta geomorfologica
Dati morfogenetici
Il modellamento e l’evoluzione del paesaggio sono dovuti
all’azione di processi morfogenetici esogeni ed endogeni che
operano continue trasformazioni chimico-fisiche e variazioni
volumetriche della crosta terrestre.
Ogni processo morfogenetico è rappresentato in carta con un
proprio colore; ne consegue che il colore di una forma ne
rappresenta in carta la genesi. Nelle “Linee guida al
rilevamento”, sopra citate, sono elencati gli 11 principali
processi morfogenetici e i relativi colori utilizzati nella
rappresentazione cartografica.
Dati morfoevolutivi
Il modellamento delle forme può presentare diversi gradi
d’evoluzione e stati d’attività. Può essere, infatti, in evoluzione
continua ed uniforme come nel caso del processo carsico; può
manifestarsi con fasi d’attività brevi ed intense, intervallate a
periodi di più lunga inattività o quiescenza, come avviene ad
esempio nei processi gravitativi di versante (frane) e nei
processi fluvio-denudazionali (esondazioni). Alcune forme,
invece, non sono più in evoluzione perché generate in
condizioni meteo-climatiche diverse da quelle attuali. E’ questo
il caso dei grandi archi morenici frontali che segnano il limite
della massima espansione glaciale o delle grandi superfici di
abrasione marina che delimitano il massimo livello di base
raggiunto dal mare nel passato, durante stazionamenti alti. Nella
carta geomorfologica sono state distinte, con due tonalità
differenti dello stesso colore, soltanto due classi di attività delle
forme: a) forme in evoluzione per processi attivi o riattivabili;
b) forme non più in evoluzione nelle attuali condizioni meteoclimatiche.
Dati morfocronologici
Non sempre è possibile attribuire alle forme un’esatta
cronologia. Quando è possibile rilevare il dato cronologico,
espresso come periodo geologico, questo va rappresentato in
carta con una sigla di colore nero; se l’età di una forma è riferita
ad un più ristretto intervallo temporale, perchè ricavata
dall’esame di documentazione storica, questa va indicata in
carta con un colore rosso. Questo avviene soprattutto per le
frane, le valanghe e le esondazioni.
Legenda della carta
Le forme riportate nella legenda sono distinte in tre classi a
seconda delle caratteristiche. Nella classe A (prima colonna)
sono inserite le forme areali, nella classe B (seconda colonna)
quelle lineari, nella classe C (terza colonna) quelle
rappresentabili con simboli puntuali. Le forme attive, relative al
processo fluviale sono rappresentate in carta con il colore verde
acceso, quelle inattive con il colore verde chiaro (Figura 2).
Fig.2. - Esempio di simbologia
relativa alle forme del processo
morfogenetico fluviale. Da: Carta
Geomorfologia d’Italia alla scala
1:50.000 – Foglio n. 63 Belluno
Esempi di carte
geomorfologiche
Fig.3 - Stralcio della carta
geomorfologica dell’Alta
Valtellina (vedretta dei Piazzi) –
da: D’Orefice M. & Graciotti R.,.
Bollettino Servizio Geologico
d’Italia, Vol. 114, 1995. Con il
colore rosso sono rappresentati i
morfotipi relativi ai processi morfogenetici gravitativi: falde detritiche,
coni di detrito e scarpate. Con il colore viola le forme relative al processo
morfogenetico glaciale: cordoni morenici e depositi glaciali sparsi. Con il
colore verde forme relative al processo morfogenetico fluviodenudazionale:
conoidi di deiezione e depositi fluvio-glaciali. Le sigle in
nero indicano le età Olocenica e Pleistocenica di alcuni morfotipi.
28

GEOmedia
Fig.4 - La foto in alto ritrae un tratto di costa a falesia,
arretrata rispetto all’attuale livello del mare. L’altezza della
parete rocciosa è di circa 22 m. Alla base della falesia sono
presenti degli accumuli detritici a grossi blocchi. La
superficie sommitale è suborizontale e rappresenta una
spianata di erosione di origine marina. Questa serie di
informazioni morfologiche sono facilmente leggibili sullo
stralcio della carta geomorfologia tratta da : Carta
geomorfologia dell’Arcipelago Toscano. Memorie della Carta
Geologica d’Italia (in allestimento). La falesia è
rappresentata dalla linea celeste con rettangolini pieni. Il
detrito a grossi blocchi dal puntinato rosso. La spianata di
erosione dal rigato obliquo. Il colore celeste indica i
processi morfogenetici di tipo costiero non piu’ attivi, il
colore azzurro quelli attivi. La falesia ha un’altezza altezza >
20 m (rettangolini pieni). La litologia del substrato,
calcarenitica organogena, è rappresentata in carta con un
colore che identifica le rocce prevalentemente calcaree.
Considerazioni conclusive
La Carta geomorfologica ufficiale di base così concepita
presenta nel suo complesso un’impostazione ed una veste
principalmente scientifica, basata su studi geomorfologici
rigorosi e completi, che permettono di definire un quadro
dettagliato dell’assetto geomorfologico del territorio in studio e
di valutare anche le sue tendenze evolutive future.
Tale carta è, pertanto, indispensabile ai fini di una corretta ed
accurata conoscenza fisica del territorio ma, a volte, risulta di
non immediata interpretazione e lettura, soprattutto quando
realizzata in aree particolarmente complesse dal punto di vista
geologico e modellata da diversi processi morfogenetici.
La sua utilizzazione pratica non è quindi immediata per i non
Fig.5 - Esempio di legenda
modificata da: D’Orefice M.,
Graciotti R e Sappa M.
L’importanza della geomorfologia
negli interventi sul territorio. GEAM,
Vol.103 .
specialisti della
materia, sia per la
molteplicità delle
informazioni in esse
contenute, sia per la
complessità
dell’impianto
simbolico che le
contraddistingue e ne
rende, a volte,
laboriosa la lettura.
E’ stato utile
sperimentare e mettere
a punto ulteriori criteri
che hanno permesso,
mediante successive
selezioni e
rielaborazioni delle
informazioni presenti
nella Carta
geomorfologica di
base, di esplicitare tali
contenuti applicativi
su cartografie di più
agevole lettura da
parte di chi deve
operare sul territorio.
Con semplici
procedure
informatiche è, infatti,
possibile effettuare
un’ulteriore suddivisione qualitativa delle aree indagate secondo
classi omogenee in funzione del diverso grado di intensità dei
principali processi morfogenetici che su di esso agiscono.
Questa operazione permette di distinguere, in maniera speditiva,
le zone soggette ai processi morfogenetici attivi, con
modellamento in atto, da quelle sottoposte a moderati processi
erosivi e quindi sufficientemente stabili dal punto di vista
geomorfologico.
In definitiva, la carta geomorfologia ufficiale, anche se
realizzate con una metodologia che la rende di non semplice ed
immediata lettura ed interpretazione, resta un importante
strumento cartografico da utilizzare per una corretta conoscenza
fisica del territorio, finalizzata a studi di pianificazione
territoriale e nella redazione dei piani regolatori generali.
Autore
ROBERTO GRACIOTTI
roberto.graciotti@apat.it
Servizio Geologico d'Italia
Dipartimento Difesa del Suolo- APAT
via Curtatone 3 - Roma tel. 06/50074580
Speciale
GEOLOGIA
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GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Rilievo con Georadar del
ghiacciao Rocciamelone
(Alpi Occidentali) - Foto A.
Tamburini
CODEVINTEC
Intervista
Trent’anni di supporto
e ricerca per
le migliori
soluzioni
GEOmedia
intervista Codevintec
A cura della Redazione
egli ultimi 30-40 anni, dalla sismica a rifrazione impiegata sia a terra che in mare, si è passati ai sistemi radar
impiegati sia in campo spaziale (Marte) che in campo terrestre, il tutto in un contesto generale di forte
evoluzione sia hardware che software, accompagnato dalla rivoluzione copernicana del positioning GNSS.
Nell’articolo-intervista che segue, grazie alle parole di Andrea Faccioli di Codevintec, azienda leader che da
oltre 30 anni è il punto di riferimento assoluto per il mondo dei professionisti e quello della ricerca, verrà
Npresentata una carrellata informativa su come questa evoluzione tecnologica è stata vissuta in Italia.
GEOmedia - Codevintec rappresenta in Italia un punto di
riferimento storico per tutta una serie di tecnologie di forte
attualità: dal positioning alla geofisica, dai sistemi
idrografici al laser scanner. Crediamo che Codevintec
rappresenti un pezzo di storia dell’Italia geomatica e che
abbia favorito la conversione degli operatori verso la
disciplina. Puoi raccontarci da vicino la storia, le persone, i
punti di svolta della vostra affascinante attività?
Andrea Faccioli - Si tratta in effetti di una attività molto
affascinante, che ha coinvolto me e i miei fratelli fin dalla tenera
età. Erano i tempi in cui alla tv giravano telefilm come
Spazio1999 e U.F.O. e nostro padre aveva in ufficio un
computer pieno di lucine, schede perforate e dischi magnetici
che occupava una intera stanza: si trattava del primo Sistema
Grafico Interattivo in Europa ed il secondo nel mondo: insomma
un CAD con la potenza di calcolo di un’attuale calcolatrice.
Erano i primi anni ‘70. Sembrava fantascienza.
Nei primi anni ‘80 mio fratello Alberto cominciava a giocare
con gli strumenti di mio padre facendo foto al fondale marino in
totale assenza di visibilità (con un Side Scan Sonar) o
telefonando dal fondo con un telefono subacqueo (funzionava
ad onde acustiche).
Dopodiché sono cominciate le forniture per la prima la rete di
monitoraggio terremoti all’Istituto Nazionale di Geofisica, per le
diverse missioni in Antartico (strumentazione geodetica,
geofisica e oceanografica), il primo Side Scan all’Istituto
Idrografico della Marina, il primo sistema di posizionamento
Da sinistra a destra: Intercettore in forza alla Base Lunare della S.H.A.D.O. - La Base Lunare della S.H.A.D.O. (Supreme
Headquarter Alien Defence Organization) - Il Comandante Stryker in Azione nel telefilm UFO (1969/70)
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GEOmedia
“Cosa ci riserverà il satellitare per survey fornito
in Italia all’OGS, lo
futuri possiamo solo
sviluppo delle applicazioni
immaginarlo, ma Georadar… insomma, come
potevamo non rimanerne
siamo certi che
tutti affascinati?
qualunque esso sia... Quando nel 1987 mio
noi ci saremo!” padre mi mise in mano il
primo GPS e mi disse: “vai
e acchiappa i satelliti”, ho cominciato a giocare e… continuo a
giocare ancora adesso!
Anche i nostri collaboratori non hanno mai avuto bisogno di
stimoli esterni per dare il meglio, sia per l’azienda che per i suoi
clienti. Gli stimoli li trovano nel loro stesso lavoro: dinamico,
vario, mai noioso: il rilievo 3D del Vesuvio, la collaborazione
con Polizia e Carabinieri per le indagini con Georadar, la
scoperta del Lupercale (la grotta dove la Lupa allattò Romolo e
Remo), le trasmissioni televisive di divulgazione scientifica, le
simulazioni di eventi catastrofici con la Protezione Civile, le
crociere sulle navi oceanografiche, i frequenti viaggi di studio
in Europa e Nord America; ma soprattutto è stimolante per loro
come per noi poter creare soluzioni per applicazioni fuori
dall’ordinario.
Tutto questo è una febbre contagiosa che coinvolge anche i
nostri clienti: Codevintec può vantare infatti un alto tasso di
fidelizzazione a fronte di una base clienti piuttosto ristretta,
visto il mercato in cui operiamo. E questo conferma la validità
delle nostre scelte e ci permette di guardare al futuro con
entusiasmo.
In questi primi 35 anni Codevintec è sempre stata fedele a se
stessa, non ci sono stati cambiamenti tali da poterli definire
punti di svolta. Ci occupiamo e ci siamo sempre occupati di
nicchie: strumenti, sistemi e applicazioni che poche altre ditte
sono in grado (o forse, interessate) di seguire. Neanche il GPS
ha intaccato la nostra mission: è stato il nostro punto forte
quando era per pochi (ed i più ci chiedevano:“ma a cosa serve?
Io so dove sono!”) e lo è ancora adesso che c’è un GPS in ogni
casa.
Esistono Infatti ancora delle nicchie e delle applicazioni
ignorate da molti: come il monitoraggio remoto e automatico di
deformazioni, la navigazione di precisione integrata a giroscopi
e accelerometri, il timing, la misura di assetto e prestazioni di
Rilievo 3D ad altissima definizione del cratere del Vesuvio con
Laser Scanner Optech ILRIS-ER – Foto A. Pesci (INGV)
GPS Ashtech sulla cima del Ruitor (3500 metri - Valle d'Aosta)
Foto A. Tamburin
auto e moto da corsa, l’integrazione dei sistemi di
posizionamento con strumenti di misura di ogni genere e
l’allestimento di mezzi mobili per acquisizione dati ad alto
rendimento.
GEOmedia - Le tecnologie emergenti in campo geofisico e
geomatico sono viste da noi come aspetti chiave
nell’innovazione metodologica e delle indagini per le Scienze
della Terra. Positioning, geofisica, radar, microgravimetria,
IT e ICT, mobile application, ecc. Quali sono stati i
principali salti tecnologici del settore e quale sara’, in
futuro, il fattore chiave per un’ulteriore spinta in avanti?
A.F. - Ciò che ha rivoluzionato la vita di tutti i giorni ha
rivoluzionato anche lo studio della Terra: Informatica e
telecomunicazioni in primis. La geofisica, la geodesia, la
navigazione e tutte le altre discipline sono sempre esistite e i
loro principi base sono rimasti gli stessi, ma l’informatica e le
telecomunicazioni le hanno rese più potenti, veloci, efficaci,
fruibili da tutti, esattamente come è successo in tutti i campi
della nostra vita.
Un esempio? I primi Georadar erano analogici, grossi e
pesanti e registravano su una maleodorante carta
elettrosensibile. Ora un Georadar è poco più di un notebook che
memorizza centinaia di ore di lavoro su una memoria grande
quanto un francobollo con sofisticati software che interpretano i
dati per noi (o per lo meno ci provano…). Ma lo strumento in
sé, è sempre quello.
Un altro esempio? La Rete Sismica Nazionale un tempo
comunicava via linea telefonica, il media meno affidabile in
Speciale
GEOLOGIA
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GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
caso di catastrofe. Ora le stazioni fornite all’INGV comunicano
via satellite, per una maggiore efficienza ed una sensibile
diminuzione dei costi.
Spesso in Codevintec si discute di come le nuove tecnologie
(ad esempio la banda sempre più larga e le capacità di calcolo
sempre maggiori) possano portare a nuove applicazioni, e così
lasciamo andare la fantasia: immaginiamo ad esempio di
incapsulare dati da strumenti come laser a scansione e sonar
multibeam in un database GIS così, in caso di calamità, la sede
della Protezione Civile potrebbe rendere disponibili agli
operatori sul campo rilievi morfologici ad altissima risoluzione,
e riceverne indietro le condizioni attuali in tempo reale. Tutto
ciò potrebbe essere condito con la storia degli eventi sismici
della zona, la sua analisi geologica, nonché le relative
indicazioni demografiche. Pensate a quali conseguenze questo
porterebbe in termini di efficienza ed efficacia de servizio.
In sostanza, ritengo che i fattori chiave per poter sfruttare al
meglio tutto ciò che il progresso ci offre siano sostanzialmente
tre: fantasia, curiosità e rigore. In Codevintec abbiamo tutto
questo.
Cosa ci riserverà il futuro possiamo solo immaginarlo, ma
siamo certi che qualunque esso sia… noi ci saremo!
GEOmedia – Le applicazioni orientate al settore
idrografico, allo stesso tempo, rappresentano in Italia un
ottimo bacino di utenza e di opportunità di business. Qual è
la vostra visione del mercato italiano dell’idrografia,
soprattutto riguardo le competenze ed il potenziale mercato
delle applicazioni orientate al cliente finale?
A.F. - Sì, il settore idrografico è in forte espansione per
diverse ragioni, tra cui anche la sempre maggiore convergenza
tra applicazioni marittime e terrestri, come ad esempio il rilievo
combinato Multibeam Interferometrico e Laser Scanner terrestre
effettuato nei calli di Venezia e sul fiume Po nel 2006, e a
Livorno nel 2005.
In Italia abbiamo alcune aziende storicamente impegnate in
questa attività che tutto il mondo ci invidia (e proprio per questo
spesso preferiscono lavorare all’estero) e altre ne stanno
nascendo grazie a competenze maturate in anni di lavoro
all’estero o alla propria inventiva. Ma purtroppo a volte queste
aperture improvvise del mercato richiamano anche i
professionisti dell’armata Brancaleone. L’idrografo è un
mestiere che coinvolge diverse discipline (navigazione,
telecomunicazioni, acustica, elettronica, informatica, solo per
citarne alcuni) e
richiede una notevole
capacità di adattamento
e di risoluzione di
problemi di ogni
genere (in gergo: l’arte
d’arrangiarsi), l’attività
in acqua infatti riserva
parecchi imprevisti e le
condizioni di lavoro
La Sala Sismica INGV con il nuovo sistema di
monitoraggio digitale in primo piano e gli storici
Helicorder Teledyne sullo sfondo – Foto INGV
non sono mai delle più
agevoli per affrontarli.
Non tutti in principio
Rilievo 3D della fortezza di Livorno sopra e sotto il pelo
d’acqua: integrazione di Laser Scanner e Multibeam ad alta
risoluzione. – Foto ed elaborazione Codevintec
ne sono consapevoli e a volte fanno danni, rischiando così di
screditare non solo la propria attività, ma anche la metodologia
e la strumentazione utilizzata.
Ancora una volta fantasia e rigore sono la chiave del
successo, ma anche un pizzico di umiltà non guasta.
GEOmedia – Per quanto riguarda la convergenza
avvenuta negli ultimi tempi in termini di gestione dei dati,
quali sono state le principali innovazioni in questo settore?
A.F. - Questo è un punto cruciale. L’espansione dei software
per la gestione di banche dati GIS sicuramente aiuta a tenere
insieme i pezzi della geomatica ma esiste ancora un discreto
vuoto tra l’acquisizione dei dati e la loro gestione. Prendiamo ad
esempio i nuovi mezzi ad alto rendimento spesso in grado di
acquisire dati da una moltitudine di strumenti: GPS, IMU,
Georadar, Laser Scanner sempre più veloci, camere digitali a
risoluzione sempre più alta, sensori di misura per
l’inquinamento atmosferico, acustico ed elettromagnetico,
sensori per la misura della copertura di segnali radio, rugosità
dell’asfalto… insomma tutti questi dati devono essere gestiti e
resi disponibili a chi poi ne farà uso, e che il più delle volte non
è un tecnico.
L’ automatizzazione (almeno parziale) dell’estrazione delle
informazioni di reale interesse da questa mole di dati è ora la
sfida più importante da affrontare. Inizialmente questo aspetto è
stato un po’ sottovalutato, si pensava solamente ad acquisire dati
con sempre maggiore velocità ed efficienza, ma ora che è
diventato cruciale ha messo in gran fermento il mondo della
computer vision, della fotogrammetria digitale e degli stessi
GIS; il che fa ben sperare per il prossimo futuro.
Per quanto riguarda i nostri partner, alcuni per affrontare il
problema hanno scelto la strada delle acquisizioni o delle
alleanze strategiche (ad esempio Applanix), altre preferiscono
tenere i due mondi separati (acquisizione ed elaborazione dati)
lasciando alle software house (ESRI, Bentley, Autodesk, ecc.) il
compito di sviluppare software, in modo da potersi concentrare
a far bene quello che sanno fare bene (come ad esempio
Optech).
GEOmedia – Codevintec collabora spesso, dall’alto della
sua ultradecennale esperienza, a progetti in diversi settori.
Quali sono stati gli ultimi e principali impegni in cui si è
cimentata la vostra società?
A.F. - Beh, ne abbiamo fatti così tanti e tanti ne stiamo
facendo che non riesco a ricordarmeli così, al volo…
Giusto per citarne alcuni recenti: la rete di monitoraggio
terremoti dell’ INGV completa di sistemi di trasmissione
satellitare VSAT. La rete Telespazio per il monitoraggio remoto
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GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Tipica stazione di monitoraggio sismico completa di GPS
geodetico e trasmissione satellitare VSAT
Foto Nanometrics
e automatico delle piattaforme offshore dell’ENI (arrivata ormai
a 44 stazioni, destinate a crescere ancora). L’equipaggiamento
delle motovedette della Guardia Costiera con ROV, sidescan
sonar e subbottom profiler. La collaborazione con Fincantieri
per la costruzione di navi oceanografiche per tutto il mondo.
Alcuni importanti progetti su cui stiamo
attualmente lavorando debbono rimanere
riservati, ma posso comunque citare la
recente fornitura di due innovativi,
avanzatissimi, esclusivi e potentissimi
sistemi ad altissimo rendimento per
acquisizione dati GIS da mezzo mobile. Si
tratta per entrambe dei primi esemplari al
mondo: lo Z-ScanD, fornito alla NTR di
Bari, frutto dell’inventiva tutta italiana di
Menci Software, che si basa su una batteria di camere digitali
per l’acquisizione di immagini 3D in movimento da cui
estrapolare geometrie con una accuratezza ed una velocità
fin’ora impensabili. Il LYNX, il nuovo sistema Lidar di Optech
presentato in anteprima all’ultimo Intergeo e già fornito,
installato e collaudato alla Sineco di Milano. Il Lynx e’ un laser
scanner a tempo di volo integrato con piattaforma inerziale
Applanix in grado di acquisire fino a 400.000 punti al secondo
(quattrocentomilapuntiognisingolosecondo!!!) da un mezzo in
movimento. Ancora una volta Codevintec è arrivata prima.
E poi ancora: la rete Nazionale DGPS della Guardia Costiera,
Il progetto SIM del Corpo Forestale dello Stato, le forniture per
il Mose a Venezia, Telespazio, il gruppo Fiat, l’ENI, l’ENEL, le
collaborazioni con le varie Forze Armate, i vari Ministeri e la
Road management e City Modeling. Il primo esemplare di
Scanner mobile Optech Lynx in azione a Milano
Foto Sineco SpA
“Alla base di tutto c’è
una grande fiducia
tra noi, i nostri
fornitori e i nostri
clienti; si fidano di
noi e noi di loro.”
quasi totalità della comunità scientifica coinvolta nello studio
della Terra e non solo.
Tutte queste importanti attività sono state possibili grazie allo
stretto rapporto di collaborazione che abbiamo instaurato con i
nostri fornitori: come le storiche Geometrics (Geofisica), GSSI
(Georadar) ed Edgetech (Geofisica Marina) con cui lavoriamo
da più di trent’anni, e le più recenti canadesi Optech (per la
quale operiamo anche come Service Center per tutta Europa),
Nanometrics (per la Sismologia), e Applanix (GPS/INS),
quest’ultima grazie anche alla disponibilità di un’altra figura
storica della Geomatica in Italia, l’Ing. Terenzio Mariani.
Alla base di tutto c’è una grande fiducia tra noi, i nostri
fornitori e i nostri clienti: si fidano di noi e noi di loro, e questo
ci permette di concentrarci su ciò che veramente importa del
nostro lavoro: la soddisfazione del cliente.
La prima cosa che ho imparato su questo lavoro me l’ha
insegnata Charlie Trimble quando ancora Trimble era poco più
che un laboratorio e io poco più che un ragazzino: “Il miglior
cliente è quello che hai già”. A vent’anni di distanza devo
riconoscere che è stato un insegnamento
prezioso.
GEOmedia - Ancora su Codevintec o,
meglio, sulla storia ed il know how della
famiglia Faccioli; il Comandante, Andrea,
Chiara, Alberto: imprenditori, tecnici e cultori
di questo affascinante mondo delle Scienze
della Terra.
A.F. - Capisco che questa domanda venga naturale, ma è un
errore identificare Codevintec con la famiglia di colui che l’ha
fatta nascere 35 anni fa. L’azienda, infatti, vive anche grazie
all’enorme apporto umano e professionale dei nostri
collaboratori; sia interni che esterni. Spesso poi accade che
anche i nostri clienti diventino essi stessi collaboratori perché il
nostro apporto è sempre rispettoso del loro settore di attività.
Il merito del Comandante è stato, ed è tuttora, la sua
impareggiabile capacità ed il suo notevole intuito nella
selezione dei collaboratori. Chiunque abbia cercato almeno una
volta una collaborazione, sa che questo è un dono prezioso. E’
soprattutto per questo che l’azienda è cresciuta.
Nonostante la nostra sia un’attività commerciale, nessuno in
azienda si può definire strettamente commerciale; siamo più che
altro dei curiosi, ed è forse questo il motivo per cui ci infiliamo
sempre in inesplorati mercati di nicchia: perché quando una
tecnologia diventa alla portata di tutti…non fa più per noi.
Pensate che siamo un po’ snob? Forse può sembrare, ma non
è così (e noi ve lo confermiamo! Ndr); dedichiamo la stessa
professionalità nel risolvere ogni tipo di problema, sia relativo
ad un semplice inclinometro che ad un Multibeam
Interferometrico integrato con piattaforma inerziale e Lidar. Con
questi presupposti si capisce quindi come la strumentazione di
massa non rientri nelle nostre normali attività.
Come tutti, per continuare a crescere ed innovare abbiamo
bisogno di stimoli, e noi li troviamo nel fare quello che gli altri
non fanno.
A Cura della Redazione
34

Rassegna Prodotti
Rassegna delle tecnologie e
delle aziende leader in soluzioni
GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
na rassegna dei prodotti e delle tecnologie di un vasto campo applicativo come quello compreso in questo Speciale
Geologia, Geofisica e Idrografia, diventa difficile da farsi, un po’ per spazio e un po’ per vastità in termini di
applicazioni, tecnologie ma anche di aziende e competenze.
In sostanza, i diversi comparti collegati ai settori qui esposti come campi applicativi, spaziano in un’infinita gamma di
applicazioni e di tecniche che abbracciano settori enormemente diversi per importanza e complessità. Si pensi, ad esempio,
alla differenza tra la geotecnica nell’ambito della costruzione di un piccolo manufatto e alle diverse tecniche di indagini e
analisi messe in campo per la ricerca delle fonti energetiche tradizionali: diversità non solo applicative, ma spesso
concettuali e di modellistica applicata con filosofie immensamente distanti.
E’ con molta riluttanza che abbiamo quindi deciso di pubblicare comunque una rassegna di prodotti e di riferimenti aziendali,
rimandando invece un più esteso articolo che sarà pubblicato direttamente sul web nella sezione GeoNotes. Nel medesimo
articolo sarà sia realizzato un breve compendio di termini tecnici, che un vademecum con i riferimenti nazionali ed
internazionali, sia alle organizzazioni del settore che alle aziende che forniscono tecnologie e competenze.
D.S.
IBIS per il monitoraggio di frane, strutture ed opere di ingegneria
Il sistema IBIS, basato sulla tecnologia radar interferometrica e dotato di capacità
SAR (Synthetic Aperture Radar), è in grado di misurare in modo remoto spostamenti
sub-millimetrici del terreno e delle strutture. Può essere quindi applicato al
monitoraggio continuo o periodico dei movimenti del terreno connessi a frane e fronti
instabili, fenomeni di subsidenza del terreno, aree vulcaniche, ghiacciai. Le sue
caratteristiche tecniche lo rendono inoltre adatto anche al monitoraggio delle strutture,
sia in regime statico (spostamenti e deformazioni lente di grandi strutture quali dighe,
monumenti, ecc.) che dinamico (vibrazioni di ponti, grattacieli, torri, turbine eoliche,
ecc).
Il sistema IBIS è configurabile nella configurazione L, trasportabile, per il
monitoraggio statico dei movimenti del suolo o di strutture e nella configurazione S,
compatta e portatile, per il monitoraggio statico e dinamico delle strutture.
www.idsgeoradar.com
L’acquisitore digitale per la misura della resistività nel terreno di MAE
L’A6000-E48 fa parte della strumentazione specifica per misure di prospezione geoelettrica
multielettrodo e misure di resistività nel terreno; si caratterizza per la massima rapidità operativa grazie
ai due stendimenti in PUR giallo ad alta resistenza dotati di 24 prese ognuno con intervalli di 2 o 3
metri. Il telaio è realizzato interamente in alluminio ed è inserito in una valigia in copolimeri di
polypropylene ad alta resistenza per uso in campagna o in qualsiasi situazione estrema.
L’alimentazione è assicurata da pacchi batteria esterni gestiti a microprocessore in grado di fornire
ampia autonomia di acquisizione. La potenza di 60 Watt del generatore interno può essere
incrementata fino a 600 Watt con l’utilizzo di un generatore esterno opzionale. La registrazione e il
salvataggio dei dati avviene su memoria D.O.M. Disk on Module interno da 2 Gb e su disk on key
USB (2 Gb in dotazione).
www.mae-srl.it
Una estesa rassegna sulle tecnologie è
disponibile sul nostro sito web:
www.geo4all.it/geomedia/geonotes.php
35

GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Echoscope II - Real Time 3D Imaging Sonar
L’Echoscope di Coda è l’unico sonar ad immagini 3D in tempo reale
sul mercato. Con un solo ping è in grado di rilevare scene in 3D fino
a 200 metri con angolo di vista di 50°x50°.
Echoscope è in grado di effettuare fino a 20 ping al secondo, il che
lo rende adatto non solo per il rilievo, ma anche per ispezioni,
operazioni di sorveglianza e anti intrusione nei porti e può addirittura
sostituirsi alle videocamere subacquee rendendo possibile la
visualizzazione dell’intera scena in tempo reale in tre dimensioni
anche in assoluta assenza di visibilità.
Nelle operazioni di dragaggio Echoscope permette la visualizzazione
real-time del fondo marino e dello spazio di lavoro. Dal momento
che il punto di vista dell’operatore può essere selezionato via
software, risulta molto semplice l’osservazione tridimensionale della scena ruotando la scena in qualsiasi direzione.
Echoscope utilizza una tecnologia di array di 128x128 trasduttori a misura di fase. Ogni impulso generato dal trasmettitore viene
rilevato dai più di 16000 trasduttori contemporaneamente, definendo un questo modo un’immagine 3D che viene aggiornata fino a
20 volte al secondo. Lo strumento accetta in ingresso sensori di assetto (IMU) per l’eventuale georeferenziazione delle immagini e
la creazione del mosaico.
www.codaoctopus.com
www.codevintec.it
Il controllo ambientale con Tecno Penta
Una parte della sua produzione è impiegata per la misura di parametri
geologici/geotecnici di supporto alla progettazione di opere di protezione
civile.
Questa strumentazione comprende, ad esempio, fessurimetri, estensimetri di
diverse tipologie, tiltmetri per la misura di spostamenti relativi tra aree in
frana o massi rocciosi, assestimetri magnetici, livellometri, profilatori per la
misura di movimenti di assestamento o cedimenti relativi.
Il controllo dell’inclinazione di pareti o di strutture è realizzato con l’impiego
di inclinometri e pendoli differenti per caratteristiche e precisioni.
Geologi professionisti ed imprese possono impiegare il piezocono CPL2IN
ed il piezocono sismico CPL SISMI per le indagini preliminari alle progettazioni nel settore delle costruzioni.
La produzione idrogeologica di Tecno Penta comprende freatimetri, misuratori di interfaccia acqua olio, conduttivimetri e pHmetri
da pozzo, trasduttori di livello immergibili, a ultrasuoni ed a galleggiante, campionatori e pompe per campionamento,
infiltrometri a carico costante e variabile e apparecchiature per prove di pompaggio.
www.tecnopenta.com

Sistemi Enviroscan: il profilo dell’umidità del suolo
La sonda Enviroscan, è oggi il sistema più completo e affidabile per misure
in continuo del contenuto idrico del suolo, l’unico strumento che fornisce il
profilo preciso dell’umidità del suolo ai vari livelli.
Grazie a Enviroscan è possibile ottenere una visione completa e affidabile di
tali fenomeni, della loro portata ed evoluzione. Il sistema è formato da una o
più sonde che sostengono una serie di sensori di umidità posti a varie
profondità che sfruttano la capacitanza elettrica per effettuare le misure. I
sensori sono modulabili, posizionati ad intervalli minimi di 10 cm per
consentire un’analisi dell’area di sviluppo radicale nel suolo. Un
monitoraggio cosi preciso permette all’utente di conoscere a fondo la zona
vadosa e di trovare soluzioni ad hoc. Ecosearch, azienda italiana leader nel
settore di strumenti di monitoraggio ambientale è il distributore unico in
Italia per Enviroscan e i sistemi Sentek.
www.ecosearch.info
Da 1200 a 2000m
senza prisma
Laser per galleria serie FBL91
Il prodotto realizzato e distribuito da Vidalaser,
è disponibili con potenze di 2mW oppure
inferiore a 1mW entrambe con alimentazione
230Vac 50Hz. La versione con potenza inferiore
a 1mW è Certificata EN60825-1 Classe 2.
L ’elettronica è realizzata in modo da sopportare
le oscillazioni di tensione che si possono
verificare in galleria mentre la parte ottica è
protetta da un vetro da 5mm di spessore di facile sostituzione. L’ interno dello strumento è
trattato in modo da evitare la formazione di condensa all’ interno dello stesso. I laser serie
FBL91 utilizzano la base Halley86 ed hanno la stessa quota e centro strumentale dei laser
serie Halley86.
www.vidalaser.com
STANDARD
I software per la progettazione ed il calcolo strutturale di
Omnia IS
Omnia IS sviluppa e distribuisce programmi di calcolo
strutturale e geotecnico, che consentono di affrontare
problematiche specifiche della progettazione; i software sono
facilmente utilizzabili, ma anche molto controllabili nei risultati
per la loro impostazione fortemente scientifica.
I nostri moduli sono: IS ProGeo, compendio di moduli utili per
la progettazione di massima delle strutture a contatto con il
terreno. IS GeoPendii, analisi di stabilità di pendii in terreni
sciolti basato sui metodi all’equilibrio limite. IS GeoStrati,
interpretazione numerica e rappresentazione grafica dei risultati
delle prove S.P.T., D.P. e C.P.T. Consente il calcolo di parametri
geotecnici del terreno utilizzando diverse correlazioni presenti in letteratura. IS
GeoRocce, classificazione di fronti rocciosi secondo le teorie più usate (Bieniawski,
Barton, ecc.) e per la rappresentazione grafica delle discontinuità su stereogramma polare
e test di Markland. IS Paratie, progetto di strutture di contenimento flessibili. IS Pali,
valutazione della portata ammissibile e dei cedimenti di fondazioni su pali scegliendo fra
pali trivellati, pali infissi e micropali. Sono fornite numerose correlazioni con le
caratteristiche meccaniche del terreno o i risultati di prove penetrometriche. IS Plinti,
analisi di fondazioni superficiali, con progetto condotto in termini di plinti su suolo alla
Winkler, isolati o in gruppo, su pali, collegati da travi rettangolari o a T rovescia.
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Speciale
GEOLOGIA
Analisi geostatistica di dati
macrosismici per piani di
Case Studies
emergenza e protezione civile
Il caso del centro storico di Potenza
di Maurizio Lazzari, Maria Danese e Beniamino Murgante
Nel corso degli ultimi anni si è sempre più consolidato il ruolo dei GIS nella pianificazione dell’emergenza, in
concerto con la redazione dei Piani di Protezione Civile. Il Piano di Emergenza è costituito dalle attività
coordinate e dalle procedure atte a fronteggiare un evento calamitoso atteso sul territorio, in modo da
garantire l’effettivo ed immediato impiego delle risorse necessarie al superamento dell’emergenza; esso si
configura come indispensabile supporto operativo al quale il Sindaco si riferisce per gestire l’emergenza col
massimo livello di efficacia.
Il Piano di Protezione Civile rappresenta, pertanto, ai sensi
del decreto Bassanini, un obiettivo strategico di primaria
importanza per le Amministrazioni Locali, ponendosi l’obiettivo
di offrire alla comunità uno strumento di alto profilo per la
salvaguardia, il controllo e l’intervento sul territorio in caso di
emergenza per eventi naturali. Tale finalità è perseguibile
elevando la qualità della risposta preventiva ed ottimizzandone i
tempi d’intervento, attraverso l’incremento dell’efficienza ed
efficacia dell’azione pubblica. Per poter avere un quadro
complessivo ed attendibile relativo all’evento atteso occorre
procedere alla definizione degli scenari di rischio sulla base
della vulnerabilità della porzione di territorio interessata (aree,
popolazione coinvolta, strutture danneggiabili, ecc.).
Particolare attenzione è stata rivolta al rischio sismico,
definito come la probabilità che si verifichi un evento sismico di
una data intensità in un certo intervallo di tempo (pericolosità)
che possa determinare perdite in termini di vite umane, danni
alle strutture, ai beni ed alle attività (vulnerabilità).
Per la definizione degli scenari di rischio sono stati utilizzati i
dati macrosismici storici relativi ad eventi di elevata intensità
sismica registrati nell’area di studio, individuata in
corrispondenza dell’abitato di Potenza e, in particolare, del suo
centro storico, ubicato nella zona assiale della catena
appenninica, caratterizzata da un’elevata pericolosità sismica.
La scelta del territorio comunale di Potenza come area
campione è giustificata dal fatto di essere stata interessata sia in
passato che recentemente da una notevole attività sismica, di cui
si ricordano, tra i terremoti più disastrosi di cui si dispone ampia
documentazione storica (Boschi et al., 1995; Gizzi et al., 2007),
quelli del 1 gennaio 1826 (VIII
grado MCS), del 16 dicembre
1857 (VIII-IX grado MCS), del
23 luglio 1930 (VI-VII grado
MCS) e del 23 novembre 1980
(VII grado MCS). (Figura1)
Per tre di questi eventi sismici
(1826, 1857 e 1930) sono stati
analizzati in ambiente GIS dati
macrosismici inediti (livello di
danno, stato di conservazione
degli edifici, interventi sugli
edifici finalizzati alla
salvaguardia della pubblica
incolumità, dati di carattere
amministrativo), dati geologici
(stratigrafie di pozzo e dati di
rilevamento), geomorfologici,
geotecnici (parametri di
resistenza meccanica da prove di
laboratorio) e geofisici
(downholes e sismica a
rifrazione per la definizione
delle velocità delle Vs 30 ), tutti
georeferenziati ed inseriti in un
geodatabase, applicando un
nuovo strumento di analisi del
dato macrosismico: la
geostatistica.
Figura 1 – Mappa macrosismica del terremoto del 1857, del 1930 e del 1980.
38

GEOmedia
Metodi e risultati dell’analisi geostatistica
Partendo dai dati relativi agli scenari di danno, sono state
applicate tecniche di analisi geostatistica spaziale al fine di
evidenziare non solo la distribuzione statistico-territoriale degli
effetti, ma anche le eventuali correlazioni degli stessi con la
profondità del substrato e le sue caratteristiche geomeccaniche,
oltre che con la conformazione morfologica del sito.
Le tecniche di statistica spaziale sono tecniche che mediante
metodi statistici per interrogare un dato spaziale al fine di
determinarne il comportamento tipico o inaspettato rispetto ad
un modello statistico (Murgante et al., 2007), utilizzando i
concetti chiave di Location, Distance, Direction, Pattern,
Density e Dimension per comprendere quale sia la distribuzione
nello spazio degli oggetti analizzati.
In base a tali concetti ed al “Primo principio della geografia”,
secondo il quale “Nearest things are more related than distant
things” (Tobler, 1970), l’analisi spaziale si configura come la
disciplina che studia la distribuzione dei fenomeni nello spazio,
le forme di aggregazione spaziale e le relazioni che essi
assumono.
A partire da questa legge sono stati sviluppati approcci
differenti, dettati dai contesti e dalle necessità, che possono
essere raggruppati in due grandi famiglie: la prima permette di
mappare i valori assunti da un fenomeno continuo nello spazio
(tecniche di interpolazione); la seconda permette, invece, di
rappresentare le proprietà assunte e gli effetti provocati da un
fenomeno nello spazio (misure di statistica centrografica, le
misure basate sulla distanza, le misure basate sulla densità e gli
indici di autocorrelazione spaziale, globale e locale).
Considerando il caso di studio ed i dati di partenza di tipo
puntuale (danni ai singoli edifici) sono state effettuate analisi
statistiche con misure riferite alla seconda famiglia al fine di
verificare la possibile interazione nello spazio tra gli eventi
considerati (nel caso specifico interazione di possibili crolli di
edifici con gli edifici adiacenti). Nell’ambito di questa famiglia
è stata utilizzata la tecnica di analisi spaziale denominata Point
Pattern Analysis che ha come scopo la comprensione della
distribuzione di dati di tipo puntiforme nello spazio. Questi
possono essere, infatti, disposti con:
distribuzione casuale, in cui la posizione di ciascun punto è
indipendente da quella di ciascun altro punto;
distribuzione regolare, in cui i punti hanno una
distribuzione uniforme nello spazio;
distribuzione raggruppata, in cui i punti sono concentrati
in determinate zone dello spazio, costituendo dei cluster,
che con queste tecniche possono essere localizzati e
caratterizzati.
Lo scopo delle analisi, come già accennato, è quello di
individuare le relazioni che intercorrono tra le diverse variabili,
cioè di individuare l’autocorrelazione spaziale. In particolare, si
parla di: autocorrelazione spaziale positiva o attrazione tra i
punti nel caso in cui si attesta l’eventuale esistenza di cluster
nella regione oggetto di studio; autocorrelazione spaziale
negativa o repulsione, invece, quando si è in presenza di eventi
che, pur essendo vicini nello spazio presentano delle differenze
per quanto riguarda le proprietà che li caratterizzano, per cui
risulta impossibile individuare delle zone omogenee;
autocorrelazione nulla o non correlazione nel caso in cui non
sia rilevabile alcun effetto spaziale, né per quanto attiene la
posizione nello spazio, né per quanto riguarda le proprietà dei
singoli eventi. Per cui l’autocorrelazione nulla può essere
definita come il caso in cui le osservazioni assumono una
distribuzione casuale nello spazio (O’Sullivan e Unwin, 2002).
La variazione di una distribuzione nello spazio può essere
influenzata, inoltre, da due tipologie di effetti: di primo ordine,
quando essa dipende dalle proprietà della regione; di secondo
ordine, quando essa dipende dalle interazioni locali fra eventi.
Le proprietà del primo e del secondo ordine sono state
studiate tramite alcuni dei principali metodi di statistica
spaziale: misure di statistica centrografica, misure di densità ed
indici di autocorrelazione spaziale, globale e locale.
Le misure di statistica centrografica sono delle tecniche che
permettono di indagare sulle proprietà del primo ordine di un
insieme di eventi tenendo conto delle coordinate. Al pari dei
metodi usati nella statistica classica, tramite queste tecniche è
possibile avere:
misure di tendenza centrale: il mean center weighted ci
permette di calcolare il punto rispetto al quale la
distribuzione è centrata (Figura 2), avente coordinate (X;
Y) rispettivamente pari alla media di tutte le coordinate X i
e Y i dell’i-esimo evento e tenendo conto di un eventuale
peso, in questo caso costituito dall’intensità dell’evento.
misure di dispersione: la Standard Deviational Ellipse, ci
permette invece di misurare il grado di dispersione della
distribuzione rispetto ai valori del centro medio
precedentemente definito, calcolato lungo le due direzioni
X e Y.
Speciale
GEOLOGIA
Figura 2 – Rappresentazione dello scenario di danno del terremoto del
1857 ed applicazione dell’analisi statistica centrografica (Mean Center
Weighted e Standard Deviation Ellipse) dalla quale risulta che il livello di
danno è maggiormente concentrato nel settore sudoccidentale del centro
storico di Potenza.
39

GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Le misure di densità considerano la concentrazione di un
fenomeno nello spazio e, quindi, il numero di eventi che ricade
all’interno delle differenti celle di una griglia, generando
diverse classi a seconda della quantità. La semplice funzione di
densità prende in esame il numero di eventi per ogni elemento
della griglia regolare che compone la regione di studio R,
mentre la densità di Kernel (Kernel Density Estimation, KDE),
utilizzata in questo lavoro, considera una superficie mobile a tre
dimensioni, che pesa gli eventi a seconda della loro distanza dal
punto dal quale viene stimata l’intensità (Gatrell et al.,1996).
La densità di Kernel è stata usata non solo per confrontare
l’evoluzione del livello di danno in corrispondenza dei tre
terremoti studiati, ma soprattutto per comprendere come
eventualmente il danno provocato dal sisma su un singolo
edificio potesse influire sul danno riscontrato su altri edifici
adiacenti, per esempio ubicati su versanti ed a valle di edifici
crollati parzialmente o totalmente.
I due fattori che influenzano notevolmente i risultati sono le
dimensioni della griglia di riferimento e della larghezza di
banda (Batty et al., 2003). La larghezza di banda consente di
ottenere superfici tridimensionali più o meno corrispondenti al
fenomeno, consentendo di analizzare la sua distribuzione alle
diverse scale ed influenza notevolmente la superficie risultante
di densità stimata. Se la larghezza di banda è elevata, la densità
di Kernel si avvicina notevolmente o coincide con i valori della
densità semplice se invece, è piccola, la superficie risultante
tenderà a catturare singoli eventi, con densità prossime allo zero
per gli elementi della griglia lontani da ogni evento.
Partendo da tali considerazioni metodologiche è stato
associato a ciascun edificio danneggiato un valore di intensità
che tenesse conto delle condizioni sopra descritte:
ai fabbricati presenti nel settore centrale del centro storico
è stata associata una intensità uguale ad 1,
indipendentemente dal livello di danno, poiché in questa
zona le pendenze e i dislivelli sono molto bassi;
ai fabbricati presenti nel settore settentrionale esterno a
ridosso di una scarpata di versante molto ripida è stata
attribuita intensità pari a 1 per D1, D2 e D3, intensità pari a
4 per D4 ed intensità pari a 8 per D5.
Definita l’intensità, si è scelta una giusta larghezza di banda
da inserire nella funzione di Kernel, pari a 12m, mentre la cella
del grid di output ha dimensione pari a 1m.
Degli scenari di danno relativi ai tre terremoti studiati
(Figura 3) solo quello del 1857 ha fornito risultati significativi
ai fini dell’applicazione, sia per il numero di dati trattati, sia per
la loro distribuzione, che nel caso degli eventi sismici del 1826
e del 1930 risultavano scarsi, isolati e spazialmente dispersi.
L’indice di Moran (Moran, 1948) è un indicatore di
autocorrelazione spaziale globale che fornisce una misura del
grado di autocorrelazione della distribuzione dei dati. I valori
che l’indice I può assumere appartengono all’intervallo [-1; +1].
Un valore di I compreso fra -1 e 0 è indice di autocorrelazione
negativa, mentre un valore di I compreso fra 0 e 1 è indice di
autocorrelazione positiva.
L’indice di Moran è una misura statistica di tipo globale che
permette di stabilire se e quali proporzioni il fenomeno risulti
Figura 3 – Confronto tra le Kernel Density Maps ottenute per i
tre terremoti storici del 1826, 1857 e 1930, da cui si evince che
solo per il terremoto del 1857 il numero dei dati raccolti e la
loro distribuzione sono tali da consentirne una lettura
significativa.
spazialmente autocorrelato. Purtroppo questo indice non
fornisce alcuna informazione riguardo alla localizzazione dei
processi di interazione evidenziati dall’analisi.
La funzione di Getis & Ord (1992) nell’eventualità di una
distribuzione clusterizzata, permette di individuare e localizzare
i cluster. In particolare, questo indice misura il numero di eventi
che possiedono caratteristiche omogenee e che ricadono entro
una distanza d prescelta, a partire da ciascun evento della
distribuzione in esame.
I risultati derivanti dalla correlazione tra il modello
geologico-sismico del sottosuolo del centro storico e quelli di
autocorrelazione dei dati di danno (scala EMS98) hanno
permesso di definire le aree più a rischio. In particolare, dal
confronto tra il dato relativo al danno degli edifici, il grado di
clusterizzazione offerta da Getis e Ord ed il DEM del substrato
argilloso è stato possibile valutare le relazioni che intercorrono
tra il livello di danno, la componente geomorfologica e la
componente geologica.
Tale risultato costituisce la base di confronto con il Piano di
Protezione Civile del Comune di Potenza (2006) che, per il
centro storico di Potenza, ha previsto alcune aree di attesa ed
40

GEOmedia
Bibliografia
Batty M., Besussi E., Maat K., Harts J. (2003) -
Representing Multifunctional Cities: Density and
Diversity in Space and Time”. Working Papers.
Boschi E., Ferrari G., Gasperini P., Guidoboni E.,
Smriglio G., Valensise G. (1995) - Catalogo dei
forti terremoti in Italia dal 461 a.C. al 1980.
Istituto Nazionale di Geofisica, Roma, pp. 972.
Gatrell A. C., Bailey T. C., Diggle P. J.,
Rowlingson B. S. (1996) - Spatial point pattern
analysis and its application in geographical
epidemiology. Transaction of institute of British
Geographer, NS 21, pp. 256–274, Royal
Geographical Society.
Getis, A. e Ord, J. K., (1992) - The analysis of
spatial association by use of distance statistics.
Geographical Analysis, 24, pp.189-206.
Gizzi F. T., Lazzari M., Masini N., Zotta C.,
(2007) - Geological-geophysical and historicalmacroseismic
data implemented in a
geodatabase: a GIS integrated approach for
seismic microzonation. The case-study of Potenza
urban area (southern Italy). Geophysical
Research Abstracts, Vol. 9.
Moran, P. (1948) - The interpretation of
statistical maps. Journal of the Royal Statistical
Society, n.10
Murgante B., Las Casas G., Danese M., (2007) -
The periurban city: geostatistical methods for its
definition. In: Rumor M., Coors V., Fendel E. M.,
Zlatanova S. (Eds), Urban and Regional Data
Management, Taylor and Francis, London, pp.
473-485.
O’Sullivan, D. e Unwin, D., (2002) - Geographic
Information Analysis, John Wiley & Sons.
Tobler, W. R., (1970) - A Computer Model
Simulating Urban Growth in the Detroit Region.
Economic Geography, 46, pp. 234-240.
Speciale
GEOLOGIA
Figura 4 – Confronto tra la carta di viabilità a rischio del centro
storico di Potenza in caso di sisma, prevista nel Piano di
Protezione Civile del 1999 (a) ed i risultati scaturiti
dall’applicazione della Kernel Density (b). In particolare, in b) si
evidenzia come alcune aree di affollamento e di attesa così
come alcuni settori d’ingresso per prestare soccorso ricadano
in corrispondenza delle aree più danneggiate e più vulnerabili
del centro storico.
ingressi per prestare soccorso e/o evacuare gli abitanti in
corrispondenza delle aree a più alto rischio, dove si rileva una
maggiore densità del danno sismico storico ed una maggiore
concentrazione della viabilità a rischio (Figura 4).
Conclusioni
In conclusione, l’utilizzo inedito della geostatistica per
l’elaborazione dei dati macrosismici storici costituisce un nuovo
strumento di analisi territoriale che, nel caso specifico, ha
permesso di definire le aree urbane storicamente più esposte al
rischio sismico e, quindi, di porre delle utili basi conoscitive
alla pianificazione dell’emergenza in caso di sisma.
La ricerca, potrebbe costituire, inoltre, una valida base di
rivisitazione del Piano di Protezione Civile relativamente alla
definizione delle aree di attesa e ricovero e nei punti strategici
di ingresso al centro storico.
Autori
MAURIZIO LAZZARI
CNR-IBAM (Istituto per i Beni Archeologici e Monumentali),
C/da S. Loia Zona industriale Tito Scalo (PZ), tel.
0971/427326 fax 0971/427323
m.lazzari@ibam.cnr.it
MARIA DANESE
CNR-IBAM (Istituto per i Beni Archeologici e Monumentali)
C/da S. Loia Zona industriale Tito Scalo (PZ),
L.I.S.U.T. - D.A.P.I.T. - Facoltà di Ingegneria, Università
degli Studi della Basilicata.
m.danese@ibam.cnr.it
BENIAMINO MURGANTE
L.I.S.U.T. - D.A.P.I.T. - Facoltà di Ingegneria, Università
degli Studi della Basilicata, Viale dell’Ateneo Lucano
Potenza murgante@unibas.it
41

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Speciale
GEOLOGIA
Immagine Cortesia di morguefile.com
Case Studies
GIS ed esplorazione
petrolifera:
l’efficienza della
condivisione
di Enrico Pozza
a generazione, l’accumulo, il ritrovamento e lo sfruttamento degli idrocarburi si possono considerare eventi
piuttosto rari nel complesso sistema geologico mondiale e presentano diverse e peculiari difficoltà operative.
L’industria di esplorazione petrolifera, per la sua ricerca ha da anni messo a punto teorie, metodologie e tecniche
che hanno permesso di trovare sempre nuovi giacimenti anche in aree impensabili.
Negli ultimi tempi grazie alla maggiore richiesta di queste
fonti energetiche il limite della ricerca si è spostato via via
verso aree difficili e complicate con un consistente aumento di
investimenti e di tecnologia di supporto.
La ricerca petrolifera è indubbiamente un rischio ad alto
investimento che ha indotto da sempre le aziende a utilizzare
costose tecnologie all’avanguardia in tutti i settori della filiera,
non ultimo quello dell’Information Technology per consentire
analisi di dati sempre più sofisticate e accurate atte a ridurre per
quanto possibile l’insuccesso esplorativo.
Il normale processo di ricerca petrolifera si sviluppa secondo
passi precisi che vedono iniziali indagini in ambito regionale
dalle quali nasce l’identificazione di un modello geologico,
quindi un’interpretazione di dettaglio mediante lo studio di dati
geologici, sismici, pozzi, geologia di superficie e altri dati
geofisici (ad esempio gravimetrici e magnetometrici).
L’analisi di tutti questi dati avviene attraverso una gestione
integrata che permette una sintesi dell’individuazione di un
prospect petrolifero.
È normalmente riconosciuto che oltre l’80% dei dati relativi
all’industria petrolifera di esplorazione è gestito attraverso
componenti spaziali come mappe tematiche, campagne
sismiche, interpretazione di leads, ecc. L’utilizzo di dati spaziali
si esplica per tutto il processo, dalla fase di analisi
all’auspicata eventuale fase produttiva, ed è per questo che la
tecnologia GIS è oggi considerata un irrinunciabile elemento di
facilitazione per il mondo dell’esplorazione dal momento che,
attraverso l’applicazione di architetture e sistemi integrati,
supporta iniziative per l’analisi, la gestione ed il controllo dei
dati acquisiti, fungendo da punto di raccolta di tutte le
informazioni disponibili in azienda, sia sui processi tecnici che
su quelli gestionali.
Oggi le moderne organizzazioni, tantopiù l’industria
petrolifera, affrontano la sfida del mercato cercando di ottenere
il massimo risultato dall’ottimizzazione delle risorse a
disposizione.
Questo significa saper utilizzare come valore aggiunto per
l’analisi delle problematiche e per la definizione dei piani tutti, i
dati e le informazioni a disposizione, sia quelli storici che quelli
attuali.
I dati geofisici, geologici, di produzione e di sviluppo, oltre ai
progetti economici, costituiscono per ogni compagnia
petrolifera una base di informazioni fondamentale e di enorme
valore, tanto da spingere a grossi investimenti per aumentarne
l’efficacia.
Identificare, catalogare e rendere disponibili questi dati e
informazioni è il primo passo che ci si trova ad affrontare; e la
maggiore difficoltà consiste nell’integrazione di dati di diverse
provenienze, per arrivare a una visualizzazione
onnicomprensiva. Tutto questo richiede una buona gestione
degli strumenti e delle capacità tecniche finalizzata a creare un
asset basato su informazioni, dati e software.
A tal proposito bisogna dire che molto è stato fatto da parte
dei produttori di software e molto altro si sta facendo perché i
sistemi di Information Management e GIS applicati
all’esplorazione petrolifera permettano una gestione integrata
razionale e precisa di tutti i dati a disposizione.
Infatti, i dati elaborativi di partenza utilizzati dall’industria
petrolifera di esplorazione provengono da campagne di
rilevamento effettuate sul terreno da parte di ditte specializzate
42

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Un GIS per la gestione delle informazioni nel campo petrolifero
(www.esri.com)
e convogliati in librerie digitali, rese disponibili alle varie
società, per cominciare il lavoro di analisi.
I sistemi GIS facilitano il lavoro permettendo la
visualizzazione della campagna con sistemi georeferenziabili e
attraverso l’utilizzazione di metodi di catalogazione e di
management dei dati.
Mediante tools si facilita il caricamento dei dati in un sistema
basato su tecnologie web e si possono creare mappe base delle
campagne sismiche, quindi si può procedere ad un ordinamento
delle stesse e si producono sistemi georeferenziati della
massima utilità.
I sistemi GIS sono ormai la chiave di volta di un framework
virtuale basato su database che permette di diffondere
informazioni sia operative che gestionali a tutta l’azienda in
modo semplice ed efficace.
Consentono per esempio di visualizzare i dati di produzione
di campi petroliferi esistenti sia in 2D che in 3D.
La tecnologia GIS facilita inoltre l’utilizzo e l’ottimizzazione
di dati di campagne sismiche precedenti e li rende disponibili su
un sistema cartografico per incamerare ogni notizia utile
collegata.
Tutte le informazioni inerenti la ricerca contenute nei sistemi
GIS possono essere gestite dai tecnici attraverso filtri e chiavi
indice che permettono la selezione da parte dell’utente di mappe
costruite e visualizzate ad hoc.
E’ anche possibile creare Bullettin Board con dati di tipo
spaziale per una migliore comprensione delle aree di ricerca e
delle notizie a disposizione del management aziendale.
L’utilizzo di sistemi GIS nel campo dell’esplorazione
petrolifera, quindi, porta valore aggiunto al sistema produttivo
in quanto permette di minimizzare le duplicazioni, di
organizzare le risorse tecniche, di facilitare la collaborazione
interaziendale, e tutto questo avviene attraverso l’applicazione
di una infrastruttura di dati spaziali, la gestione
dell’integrazione di applicazioni diverse, il coordinamento e la
garanzia dell’integrità dei dati a disposizione e non ultimo di
creare una standardizzazione dei sistemi.
Speciale
GEOLOGIA
Benefici dei sistemi GIS nell’ambito petrolifero:
✓ Miglioramento dell’integrazione delle attività di ricerca
✓ Maggior supporto per l’analisi e la valutazione dei dati
✓ Efficienza operativa per i team di lavoro
✓ Risparmi di tempo
✓ Risparmi economici
✓ Rapido trasferimento della conoscenza
Autore
ENRICO POZZA
La gestione della produttività di una piattaforma petrolifera non
può prescindere dall’utilizzo di un GIS
(immagine cortesia di Woodside oil&gas company)
enrico.pozza@gmail.com
43

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Speciale
GEOLOGIA
L’evoluzione delle
tecnologie nel rilievo
idrografico:
la produzione dell’IIM
Case Studies
di Roberto Cervino
Istituto Idrografico della Marina (IIM), organo cartografico dello Stato, è l’ente responsabile della creazione,
stampa, distribuzione e aggiornamento della cartografia nautica ufficiale e di tutte quelle pubblicazioni
necessarie al navigante per poter solcare i mari italiani in sicurezza. La fascia di competenza parte dalla linea
di costa fino al limite delle acque territoriali. Per tale motivo si hanno vari tipi di carte nautiche (piani portuali,
carte costiere, carte generali). L’articolo presenta una panoramica sulla storia, la preparazione tecnica e
l’evoluzione delle tecnologie che nascono all’interno dell’IIM.
Alla fine degli anni ‘80, gli Ufficiali Idrografi conseguivano il
certificato classe A FIG – IHO con un corso biennale
(oggigiorno sostituito dal Master di II livello in Geomatica
Marina), e imbarcando su navi idrografiche applicavano sul
campo le teorie apprese durante il corso svolto presso la sede
dell’Istituto Idrografico a
Genova.
La pianificazione del rilievo 1
veniva effettuata senza l’ausilio
di computer o software dedicati,
ma si disegnavano a mano le
linee di scandagliamento
parallele tra loro e con
andamento perpendicolare al
presunto andamento delle
batimetriche (Figura 1). Le
linee erano distanti 1 centimetro
grafico (quindi alla scala
1:25000 le linee erano distanti tra
loro 250 metri). Oltre alle linee andavano pianificate le
trasversali di controllo, perpendicolari alle linee, e posizionate a
circa 7-8 centimetri grafici una dall’altra. Le trasversali erano le
prima ad essere effettuate per avere un’idea dell’andamento del
fondale e quindi si procedeva a percorrere le linee. Se in sede di
esecuzione del rilievo, si vedeva che tra una linea e la
successiva esisteva una distanza superiore al centimetro grafico,
si procedeva ad effettuare una linea intermedia che riempisse
tale vuoto (il cosiddetto rinfittimento).
Figura 1 - Grafico delle linee batimetriche di rilievo
In porto, vicino al luogo di ormeggio della nave, si
provvedeva a posizionare un’asta mareometrica per misurare
l’escursione di marea e confrontarla con quella fornita dalle
tavole di marea o, se disponibile, un mareometro digitale.
Si impostava una velocità della nave/imbarcazione non
superiore a 10-12 nodi e di
conseguenza veniva definito
l’intervallo di tempo tra due
stop successivi. Si procedeva
quindi allo scandagliamento
sistematico. Una volta ultimato
lo scandagliamento, iniziava il
lavoro di valorizzazione
condotto da personale diverso,
se possibile, da quello che
aveva condotto il rilievo.
In sede di restituzione del
rilievo, si disegnava su un
nuovo foglio di carta telata
tutto il grafico effettuato. Si posizionavano le stazioni a terra del
sistema di radioposizionamento e si iniziavano a disegnare,
punto dopo punto, tutte le linee e le trasversali effettuate
riportando, ogni 0,7 centimetri grafici, un valore di fondale letto
dalla striscia di registrazione dello scandaglio ultrasonoro.
La strumentazione idrografica per l’effettuazione di un rilievo
era costituita da uno scandaglio ultrasonoro a due frequenze,
Deso 10 (successivamente 20 e 25) e da un sistema di
radioposizionamento di precisione, il Motorola Mini Ranger III.
44

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Figura 2 - Lo scandaglio DESO 10
Lo scandaglio, il DESO 10 (Figura 2), era costituito da una
unità di registrazione dove si aveva un rotolo di carta
elettrosensibile sopra la quale scorreva un pennino che tracciava
sulla carta l’impulso iniziale e il limite del fondale ed una unità
di controllo. Sullo strumento si impostava il valore in metri pari
all’immersione del trasduttore come pure la velocità del suono
(1500 m/s). Eventuali correzioni si apportavano
in sede di valorizzazione.
Il Deso 10 era dotato di 2 frequenze di
trasmissione/ricezione (30 e 210 Khz) necessarie
per le medie basse profondità, da scegliere in
base al presunto fondale da esplorare.
Per il controllo della posizione in mare si
impiegava il Motorola Mini Ranger III, sistema
di radioposizionamento circolare costituto da 2
stazioni a terra, poste su punti trigonometrici
noti, alimentate da batterie e da una stazione
ricevente a bordo. Sullo strumento di bordo, si
avevano due display che fornivano la distanza in
metri dalle 2 stazioni a terra. L’intersezione delle
due circonferenze forniva la posizione della nave
con una precisione di circa 3 metri sulla singola
distanza. Naturalmente era molto importante
l’angolo formato dalla posizione della nave e le
due stazioni: non ci si doveva mai trovare sulla
linea congiungente le due stazioni (base) ed era
importante la calibrazione iniziale: si
posizionavano le antenne di terra su posizioni
note così come l’antenna ricevente di bordo e si
agiva su un potenziometro finchè la distanza
indicata non corrispondeva con quella calcolata
geometricamente.
In quei tempi, in una centrale operativa di una nave
idrografica si alternavano giorno e notte mediamente 3-4
persone: il Capo Centrale, un Ufficiale specializzato idrografo,
responsabile delle attività idrografiche di acquisizione, un
disegnatore che riportava su un foglio di carta l’effettivo
percorso fatto dalla nave, un operatore allo scandaglio e un
operatore allo strumento di radioposizionamento/brogliaccista.
Naturalmente, se sull’area da rilevare esistevano anche opere
portuali si doveva effettuare la topografia del porto. Si usava un
teodolite montato su treppiedi, posizionato in corrispondenza di
un punto trigonometrico noto o determinato per l’occasione, e
mentre un operatore leggeva sul teodolite e sul distanziometro i
valori angolari e di distanza, l’Ufficiale Idrografo munito della
palina con prismi riflettori, camminava lungo le banchine del
porto e si fermava ad ogni centimetro grafico (generalmente un
porto veniva topografato a scala 1:2500, per cui 1 centimetro
grafico è uguale a 25 metri) per farsi battere dal teodolite.
L’Ufficiale riportava sul proprio brogliaccio di topografia una
bozza del porto, con le singole battute, mentre l’operatore al
teodolite riportava angoli e distanze su un apposito brogliaccio
(figura 3).
Nei primi anni ‘90 il Deso 10 fu soppiantato dai più moderni
Deso 20 e dal Deso 25, dotati di funzioni più moderne (display
digitale per la lettura del fondale, per l’inserimento
dell’immersione del trasduttore e l’inserimento della velocità
del suono, maggior numero di scale di funzionamento,
ampiezza del lobo del trasduttore).
Il sistema di radioposizionamento è rimasto sempre il
Motorola Mini Ranger III fino al 1997, anno in cui si iniziò ad
utilizzare il sistema satellitare GPS e successivamente il GPS
differenziale che consentiva precisioni nell’ordine del metro se
dotati del codice di precisione P.
Figura 3 - Esempio di grafico di scandagliamento
Speciale
GEOLOGIA
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GEOmedia
Speciale
GEOLOGIA
Anche per quanto riguarda la preparazione del rilievo si passò
all’uso di software che pianificavano automaticamente le linee
di scandagliamento, indicavano immediatamente se la linea
veniva seguita integralmente o se era necessario fare un
infittimento.
Giorni nostri
Gli anni ’90 sanciscono anche il definitivo incontro
dell’elettronica col mare. In pochi anni compaiono nuovi
strumenti:
il Multibeam: senza abbandonare il classico scandaglio single
beam si passa allo scandaglio multibeam dotato di un fascio di
circa 60° che consente di esplorare una fascia molto più ampia
che in precedenza. Viene completamente modificato il metodo di
scandagliamento: le linee di scandagliamento, con questo nuovo
strumento, vengono percorse parallelamente al presunto
andamento delle batimetriche consentendo, su fondali medio alti,
di velocizzare notevolmente il tempo di scandagliamento,
ottenendo una conoscenza del fondale anche del 200% (Figura 4).
Il side scan sonar (SSS) è sostanzialmente uno scandaglio
rimorchiato su cui sono montati due trasduttori che emettono
dai due lati fasci obliqui. Il sistema si compone di un
registratore, di un cavo di collegamento e rimorchio e di una
struttura idrodinamica definita pesce. Potendo essere trainato a
distanza ravvicinata rispetto al fondo ed agli eventuali oggetti,
congiuntamente all’impiego di frequenze elevate, consente di
avere un ottimo potere discriminante. Sfruttando l’illuminazione
laterale e la diversa capacità di risposta dei diversi materiali su
cui incide il raggio acustico è in grado di fornire un affinato
dettaglio (quasi fotografico) del fondo marino (Figure 6 e 7).
L’impiego del SSS è raccomandato per l’esplorazione di
canali di accesso ai porti, di zone focali di traffico che
presentano fondali bassi ed accidentati e per la ricerca di relitti.
Naturalmente per poter sfruttare al massimo un SSS è
indispensabile avere un’ottima conoscenza dell’andamento
batimetrico.
Gli strumenti citati sono oggi i più impiegati dagli Istituti
Idrografici. Ad essi si affiancano anche altri strumenti di
indagine per la stratigrafia del fondo (Sub bottom profiler) o per
Figura 4 - Esplorazione al multibeam ed immagine di un relitto
il Side scan sonar (Figura 5): in cui la sorgente degli impulsi
acustici ed i sensori vengono trainati da una nave ed il suono si
diffonde a ventaglio ai due lati del trasmettitore sino a distanze
di parecchie centinaia di metri, dando origine, ad ogni ricezione,
ad una striscia di immagine.
Figura 5 - Side scan sonar Klein 3000
l’analisi dei parametri chimico fisici, batisonde, CTD,
profilatori acustici, magnetometri, veicoli subacquei filoguidati,
strumenti laser, per citarne solo alcuni.
L’elevata mole di dati che oggi è possibile raccogliere, ha
richiesto strumenti di elaborazione sempre più sofisticati, sia per
l’analisi del singolo dato che, e soprattutto, per l’analisi
integrata; anche qui la tecnologia
ha supportato le esigenze ed i
software oggi sono in grado di
gestire enormi banche dati
rendendo i dati facilmente fruibili
in GIS operativi che soddisfano al
meglio le esigenze moderne di
gestione della risorsa mare, sia in
termini di sfruttamento delle
risorse che di pianificazione e
protezione dello stesso e della vita
umana in mare. Anche sotto
quest’ultimo aspetto, che
fortemente si connette alla
navigazione, l’Istituto Idrografico della Marina ha seguito
l’evolversi della tecnologia realizzando le carte elettroniche
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GEOmedia
Futuro
Ancora oggi esistono larghi tratti di
mare che aspettano di essere esplorati
con tecnologie moderne. Le nuove
frontiere per la raccolta dei dati sono
legate all’impiego di strumenti di
ricerca imbarcati non più su navi, ma
su aerei e/o satelliti. La tecnologia
LIDAR, però, non è ancora riuscita a
superare totalmente la complessità del
mare e della propagazione delle
diverse forme di energia (luminosa,
acustica, magnetica); attualmente,
infatti, questa tecnica ha alcuni limiti:
la massima profondità definibile è di
circa 70 metri e la corretta risposta dal
fondo è fortemente dipendente dalla
torbidità dell’acqua e dallo stato del
mare (le onde forniscono valori errati).
Le rappresentazioni dei dati stanno
invece raggiungendo standard
elevatissimi in cui la possibilità di
correlare e sovrapporre informazioni
con velocità crescenti consente di
conoscere sempre più intimamente
l’ambiente marino ed i suoi fenomeni.
I metodi tradizionali restano quindi
sempre in auge e con essi purtroppo la
tradizionale lentezza di acquisizione
del dato legata all’avanzamento del
mezzo navale ed alla mutevolezza
d’umore della distesa blu.
Speciale
GEOLOGIA
Figure 6 e 7 Utilizzo del side scan sonar ed esempi di immagini
Note
1 Si trascura in questo articolo la
descrizione dell’attività preparatoria di uno
scandagliamento sistematico: campagna
geodetica svolta l’anno precedente, la
ricognizione preventiva, la topografia di
dettaglio della zona interessata. N.d.A
ENC (Electronic Nautical Chart - di cui ha contribuito a
definire anche gli standard) alla base degli ECDIS (Electronic
Display Information System), sistemi in grado di fornire ai
mezzi navali tutte le informazioni essenziali per una
navigazione sicura. Queste carte oltre al semplice dato
batimetrico, forniscono sul video tutte quelle informazioni che
prima potevano essere desunte consultando pubblicazioni quali
il Portolano e l’Elenco Fari e Fanali.
Anche il mercato del diporto con le sue esigenze particolari ha
trovato posto nella produzione dell’IIM e, se da un lato ha
contribuito a realizzare una legge ad hoc per la cartografia
elettronica intessendo anche accordi commerciali per rendere
fruibili su tali unità le informazioni su base elettronica,
dall’altro ha realizzato una cartografia tradizionale
espressamente studiata per tale utenza sia in termini
dimensionali che di resistenza del supporto cartaceo.
Autore
ROBERTO CERVINO
Capitano di Fregata
Capo Reparto Rilievi e Produzione
Istituto Idrografico della Marina – Genova
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Speciale
GEOLOGIA
Il SIT del Servizio Geologico
d’Italia implementa i contenuti
La banca dati dei sondaggi
Case Studies
profondi per la ricerca di idrocarburi
di Marco Pantaloni e Renato Ventura
l Servizio Geologico d’Italia - Dipartimento Difesa del Suolo, ha raccolto l’archivio storico dei pozzi per ricerca
petrolifera perforati in Italia. Tale possibilità ci è stata consentita grazie alla cortese collaborazione dell’Ufficio
Nazionale Minerario per gli Idrocarburi e la Geotermia (UNMIG) della Direzione Generale dell’Energia e delle
Risorse Minerarie (DGERM) del Ministero dello Sviluppo Economico.
Nell’archivio sono contenuti tutti i dati dell’attività di esplorazione e produzione degli idrocarburi in Italia depositati
presso l’UNMIG dal 1957 a oggi, e che per legge possono essere resi pubblici dopo un anno dalla cessazione del
titolo minerario della società che li ha realizzati.
Come noto, in Italia le risorse minerarie appartengono al
patrimonio indisponibile dello Stato. Non procedendo
direttamente al loro sfruttamento, il Ministero per lo Sviluppo
Economico assegna questo compito in concessione ad operatori
privati, dopo averne verificato la capacità tecnico-economiche e
mantenendo una vigilanza sullo svolgimento delle attività,
vigilanza finalizzata ai controlli sulla sicurezza dei lavoratori e
dei terzi ed a garantire le norme di polizia mineraria, ossia il
buon governo dei giacimenti. Ulteriori controlli vengono
effettuati circa il puntuale rispetto della normativa che disciplina
l’intero settore relativo alla prospezione, ricerca e coltivazione
degli idrocarburi liquidi e gassosi nella terraferma e nelle aree
marine ricadenti sotto la giurisdizione nazionale (il cosiddetto
upstream degli idrocarburi).
L’UNMIG venne istituito nel 1957 presso la Direzione generale
miniere del Ministero dell’Industria, Commercio e Artigianato
(la stessa Direzione Generale alla quale apparteneva anche il
Servizio Geologico d’Italia) con la stessa legge che disciplinò le
attività upstream in terraferma in Italia, quattro anni dopo la
legge istitutiva dell’Ente Nazionale Idrocarburi (ENI) e della
sua zona di esclusiva in Valle Padana.
A seguito delle prime, incoraggianti scoperte effettuate
dall’AGIP nella zona di Cortemaggiore, che facevano supporre
la presenza di interessanti prospettive geo-giacimentologiche
nacque l’esigenza di introdurre una specifica normativa per gli
idrocarburi, in analogia a quanto già esistente nei paesi
anglosassoni.
Figura 1 – Ubicazione
dei sondaggi per la
ricerca di idrocarburi
realizzati in Italia dal
1957 ad oggi.
48

GEOmedia
Venne quindi creato un Ufficio per la gestione amministrativa
ed il controllo del settore delle attività dell’upstream degli
idrocarburi, utilizzando i ruoli tecnici del Corpo delle miniere,
esistente sin dal 1860 per lo svolgimento dei compiti di polizia
delle miniere e delle cave.
Dopo numerose modifiche normative, l’UNMIG continua
tuttora a svolgere il suo compito, consistente fondamentalmente
nell’applicazione delle normative e nella gestione delle
procedure amministrative che disciplinano il conferimento dei
titoli minerari e le conseguenti attività di ricercae coltivazione,
nell’approvazione dei programmi e delle operazioni e
nell’effettuazione dei necessari controlli sugli stessi, sia per le
attività di terraferma che per quelle marine.
Relativamente ai sondaggi per la ricerca di idrocarburi, l’elenco
pozzi fornito dall’UNMIG (aggiornato a novembre 2006)
riporta la presenza di 6888 sondaggi (figura 1), dei quali circa
1400 non più soggetti a segreto industriale.
Il materiale raccolto ed elaborato dal Servizio Geologico
d’Italia consiste quindi di log compositi di 1394 sondaggi
(figura 2) per i quali sono scaduti i termini di riservatezza e, di
conseguenza, resi accessibili al pubblico. Il materiale è stato
reso disponibile in formato raster (JPG, TIF, BMP, PDF, ecc.).
Per quanto riguarda l’esplorazione condotta per la ricerca di
energia geotermica l’elenco pozzi riporta la presenza di 949
sondaggi (aggiornamento ottobre 2005), ma di questi nessuno è
stato reso disponibile.
L’analisi statistica dei sondaggi per idrocarburi disponibili
mostra i seguenti risultati:
Figura 2 – Ubicazione dei
sondaggi per la ricerca di
idrocarburi per i quali sono
scaduti i termini di
riservatezza ed archiviati
nel sistema informativo
del Servizio Geologico
d’Italia.
Profondità compresa fra 0 1000 metri 177
Profondità compresa fra 1000 2000 metri 507
Profondità compresa fra 2000 3000 metri 377
Profondità compresa fra 3000 4000 metri 213
Profondità compresa fra 4000 5000 metri 65
Profondità compresa fra 5000 6000 metri 41
Profondità compresa fra 6000 7000 metri 9
Profondità superiore a 7000 m 5
totale 1394
I profili di pozzo contengono, nell’intestazione, le seguenti
informazioni: nome del pozzo e del permesso di concessione,
titolare della concessione e esecutore del sondaggio; ubicazione
con coordinate geografiche e su stralcio della tavoletta IGMI;
data e autori della compilazione della stratigrafia, oltre ad una
sua eventuale revisione successiva; tipo di impianto di
perforazione, periodo di esecuzione del sondaggio, profondità
massima raggiunta, esito del pozzo; quota tavola rotary, quota
piano campagna, quota prima flangia.
Nella stratigrafia del sondaggio (figura 3) possono essere
contenuti i seguenti elementi:
eventuale recupero dei cuttings di perforazione;
età della successione attraversata;
nome della formazione;
profondità in metri;
colonna litologica con descrizione;
inclinazione azimuth (raramente presente);
potenziale spontaneo (in mV);
eventuali mineralizzazioni;
resistività (Ohm m 2 /m);
sonic log (usec/ft);
recupero di carote;
ambiente deposizionale;
strutture e tipi di porosità;
zone (biostratigrafiche);
presenza di gas totale (%);
prove eseguite;
tubazioni;
data di avanzamento.
Numero pozzi
Speciale
GEOLOGIA
L’attività svolta dal Servizio Geologico è consistita nel
raccogliere e riordinare tale materiale, realizzare un database
riassuntivo che riportasse le principali informazioni contenute
nella intestazione descrittiva di ciascun master log ed effettuare
i collegamenti tra questo database ed i rispettivi file raster.
Un ulteriore fase di lavoro è stata la trasformazione del sistema
di coordinate con il quale sono stati ubicati i sondaggi (in
coordinate geografiche riferite al meridiano di Roma - Monte
Mario) con quello di riferimento del sistema informativo del
Servizio Geologico (UTM – ED50).
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Figura 3 – Stralcio della
stratigrafia di un
sondaggio per la ricerca
di idrocarburi: il pozzo
Guendalina 001, realizzato
dall’ENI – AGIP nel Mar
Adriatico nel 1998.
In seguito tutti i file raster sono stati convertiti in formato JPG
e, laddove necessario, rielaborati per migliorarne la leggibilità.
Così come già sperimentato per le altre basi di dati del Servizio,
è stata realizzata un’interfaccia di consultazione via WEB dei
dati e dei log dei sondaggi, costruita utilizzando il sistema ARC
IMS della ESRI. Tale sistema permette, oltre che consultare i
dati di sondaggio, anche di sovrapporli alle altre banche dati del
Dipartimento, quali quelle relative al progetto di cartografia
geologica nazionale (CARG), all’inventario dei fenomeni
franosi (IFFI), alla banca dati geofisica, ecc.
La consultazione delle stratigrafie dei sondaggi profondi è, al
momento, consultabile solo in intranet, in attesa di sviluppare
anche un sistema che permetta l’accesso dall’esterno (internet).
L’acquisizione delle stratigrafie dei sondaggi profondi e la
realizzazione della relativa banca dati rappresenta un momento
importante per il Servizio Geologico d’Italia; queste
informazioni sono infatti le più significative relativamente alla
conoscenza del sottosuolo del territorio italiano e permettono,
insieme ad altri tipi di indagini geologiche indirette (linee
sismiche, misure gravimetriche, ecc.) la ricostruzione dettagliata
delle strutture geologiche profonde e la loro interazione con le
strutture geologiche di superficie e con la sismicità. Proprio
grazie a questi sondaggi è stato possibile ricostruire, ad
esempio, la geometria dei corpi argillosi dell’avanfossa
appenninica, sede di importanti serbatoi petroliferi, così come la
presenza di importanti strutture tettoniche profonde che,
associate all’analisi degli ipocentri dei terremoti, hanno
contribuito alla conoscenza della dinamica crostale ed hanno
quindi offerto informazioni significative per l’analisi del rischio
sismico del territorio nazionale.
L’analisi delle informazioni derivanti da queste stratigrafie potrà
essere utile, in un futuro prossimo, per identificare la possibilità
di confinamento della CO 2 in formazioni geologiche profonde.
Un ulteriore privilegio è offerto dall’aver avviato una preziosa
collaborazione con l’UNMIG del Ministero dello Sviluppo
Economico.
http://serviziogeologico.apat.it\Portal
(accesso ai dati geografici del Servizio Geologico d’Italia)
http://www.apat.gov.it/site/it-IT/Servizi_per_l'Ambiente/Carte_geologiche/
(consultazione della cartografia geologica – alle scale 1:100.000 e 1:50.000 – edita o
in corso di realizzazione)
Autori
MARCO PANTALONI & RENATO VENTURA
marco.pantaloni@apat.it; renato.ventura@apat.it
Servizio Geologico d’Italia
Dipartimento Difesa del Suolo - APAT
Via Curtatone, 3 - 00185 Roma
e-mail: marco.pantaloni@apat.it