Il GIS nel monitoraggio delle attività di cave
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Attraverso l'utilizzo di strumentazione laser scanner, integrata, per l’idonea georeferenziazione a strumentazione topografica tradizionale (stazione totale) e GNSS (Global Navigation Satellite System), è possibile acquisire, con altissimo dettaglio, nuvole di punti dalla quale ricostruire il modello tridimensionale del terreno (DTM - Digital Terrain Model), definito in modo tale da poter essere gestito in successive elaborazioni specialistiche CAD (Computer Aided Drafting) e GIS (Geographical Information System).
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Il GIS nel monitoraggio delle attività di cave
- 1. IL GIS NEL MONITORAGGIO DELLE ATTIVITÀ DI CAVA
- 2. GEOSOLUTION S.r.l. – INGEGNERIA e CONSULENZA AMBIENTALE Offre ai propri Committenti, pubblici e privati, un valido ausilio per il trattamento e la risoluzione delle problematiche che, a vario titolo, interessano l’ambiente ed il territorio, dall’ambito progettuale a quello operativo di cantiere. Principali settori di intervento: Sistemi di Gestione Qualità, Ambiente, Sicurezza ed Energia Progettazione impianti trattamento acque meteoriche Studi idrologici e di compatibilità idraulica Bonifica siti contaminati Screening e Valutazioni di Impatto Ambientale Modellazione geologica - Geotecnica - Geotermia www.geosolution.it
- 3. La sinergia di professionalità specializzate in ambiti distinti garantisce un approccio metodologico completo, in grado di fornire esaustività e flessibilità di intervento, sia nel campo pubblico che in quello privato Le prestazioni di GEOSOLUTION sono mirate ad assicurare al Committente il miglior risultato nel minor tempo, cercando di soddisfare anche le richieste più esigenti con un servizio “tutto compreso” I servizi di Geosolution ricoprono i seguenti macro-settori: Ingegneria ambientale Consulenza ambientale Geologia applicata Consulenza aziendale
- 4. Introduzione Verifica delle volumetrie escavate durante le operazioni di coltivazione di cava in due momenti temporali differenti Principali difficoltà: • Impossibilità di effettuare rilievi tradizionali (stazione totale o GNSS) sulla parete di scavo • Scarsa precisione del dato volumetrico ricavato da sezioni ragguagliate PROBLEMA Rilievo del fronte di scavo con tecnologia laser scanner Creazione ed elaborazioni volumetriche sulle superfici rappresentative del terreno con software GIS SOLUZIONE
- 5. Procedimento di lavoro Trasformazione del file di coordinate (X, Y, Z) in uno shapefile di punti tridimensionale Elaborazione del modello a triangoli rappresentativo del terreno (TIN) Conversione del TIN in immagine Raster Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici pre e post scavo STEP 4 STEP 5 STEP 6 STEP 7 Progettazione dei rilievi, con individuazione dei capisaldi di appoggio per georeferenziazione dati STEP 1 Acquisizione dei dati e operazioni di pulizia, filtraggio e sottocampionamento Restituzione della nuvola di punti come file di coordinate (X, Y, Z) STEP 3STEP 2 RILIEVO LASER SCANNER ELABORAZIONI GIS
- 6. STEP 1: Progettazione dei rilievi, con individuazione dei capisaldi di appoggio per georeferenziazione dati Misurazioni tramite laser scanner, integrata, per l’idonea georeferenziazione alla rete di punti di appoggio (capisaldi), a strumentazione topografica tradizionale (stazione totale) e GNSS (Global Navigation Satellite System). Total Station SOKKIA SRX 3” Sistemi GNSS - Sokkia GRX1 Laser scanner Faro Focus 3D MS 120
- 7. STEP 2: Acquisizione dei dati e operazioni di pulizia, filtraggio e sottocampionamento In seguito all'acquisizione, i dati laser scanner sono sottoposti a procedimenti di pulizia, filtraggio e sottocampionamento, in modo da eliminare i fattori di disturbo dovuti, ad esempio, a riflessioni anomale del laser o alla presenza di vegetazione o manufatti antropici. Esecuzione di un numero adeguato di scansioni delle parte rocciose; ogni scansione è georeferenziata mediante 3 target di riferimento a scacchiere piane per permetterne la successiva unione ed elaborazione
- 8. STEP 3: Restituzione della nuvola di punti come file di coordinate (X, Y, Z)
- 9. STEP 4: Trasformazione del file di coordinate (X, Y, Z) in uno shapefile di punti tridimensionale Lo shapefile è un formato vettoriale caratterizzato da un’unica primitiva grafica (punto, linea, poligono).
- 10. STEP 5: Elaborazione del modello a triangoli rappresentativo del terreno (TIN) Triangulated Irregular Network (rete irregolare di triangoli); è un modello tridimensionale di un sistema fisico, generato a partire da un insieme di punti quotati, costituito da una rete di triangoli con maglia irregolare.
- 11. STEP 5: Elaborazione del modello a triangoli rappresentativo del terreno (TIN)
- 12. STEP 6: Conversione del TIN in immagine Raster Il formato raster è una matrice di celle (pixel), normalmente di forma quadrata, a ciascuna delle quali viene associato un attributo che definisce le caratteristiche dell'elemento territoriale rappresentato (come, ad esempio, la quota, la temperatura, o un codice che indichi l'utilizzo del suolo).
- 13. STEP 7: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici pre e post scavo Creazione di una maschera di ritaglio per le immagini raster PRE e POST scavo, individuata in base alla visualizzazione, in pianta e in vista tridimensionale, delle pareti di scavo. La maschera determina in maniera precisa l’area sottoposta a sbancamento eliminando dall’elaborazione il resto delle aree (piazzali, cumuli sparsi, ripristini) che non sono di interesse. PRE SCAVO POST SCAVO
- 14. Un'operazione di cut-and-fill (taglio e riempimento o sterro e riporto) è una procedura in cui la forma e quindi l'elevazione di una superficie viene modificata mediante la rimozione o l'aggiunta di materiale. CUT/FILL Tool Il Tool CUT/FILL identifica e calcola le aree e i volumi modificati a seguito di un’operazione di sterro e riporto. Fornendo in input due superfici di una regione nota in due differenti periodi di tempo, il tool definisce le aree di superficie in cui si è verificato un’asportazione di materiale, un’aggiunta o dove non si sono verificati cambiamenti. STEP 7: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici pre e post scavo
- 15. CUT/FILL Tool PRE scavo POST scavo STEP 7: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici pre e post scavo
- 16. 2009 2014 CUT/FILL Tool STEP 7: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici pre e post scavo
- 17. 2009 2014 CUT/FILL Tool STEP 7: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici pre e post scavo
- 18. 2009 2014 CUT/FILL Tool STEP 7: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici pre e post scavo
- 19. L’applicazione delle metodiche e delle elaborazioni descritte ci permette di mantenere monitorato l’andamento delle operazioni di coltivazione di cava ottenendo in maniera precisa il volume di roccia scavato tra due istanti temporali differenti. Ricostruzione 3D del fronte di scavo e volume escavato durante durante le operazioni di coltivazioni della cava Sovrapposizione delle curve di livello, PRE e POST scavo dell’area di studio STEP 7: Calcolo della differenza volumetrica tra le superfici pre e post scavo
- 20. Per qualsiasi informazione su IL GIS NEL MONITORAGGIO DELLE ATTIVITÀ DI CAVA contattateci: www.geosolution.it info@geosolution.it Tel. 0498807531
- 21. Grazie per l’attenzione Il materiale oggetto della presente trattazione costituisce proprietà intellettuale di Geosolution S.r.l. e come tale non potrà essere copiato, riprodotto o pubblicato, tutto od in parte, senza il consenso scritto dell’autore (legge 22/04/1941 n. 633, art. 2575 e seg. C.C.) www.geosolution.it