IL LASER SCAN A SUPPORTO DELLE ANALISI GEOLOGICHE E GEOMORFOLOGICHE

(1)

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE Sede amministrativa del dottorato di ricerca

XIX CICLO DEL

DOTTORATO DI RICERCA IN

GEOMATICA E SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI

IL LASER SCAN A SUPPORTO DELLE ANALISI GEOLOGICHE E GEOMORFOLOGICHE

(settore scientifico-disciplinare: ING-NF/05 sistemi di elaborazione delle informazioni)

DOTTORANDO MICHELE POTLECA

COORDINATORE DEL COLLEGIO DOCENTI CHIAR.MO PROF. GIORGIO MANZONI

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE

RELATORE

CHIAR.MO PROF. FRANCO CUCCHI

CORRELATORE DOTT. LUCA ZINI

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Un sentito e doveroso ringraziamento và al dott. geol. Guglielmo Berlasso, direttore centrale della Protezione Civile del Friuli Venezia Giulia, per aver concesso l’utilizzo della strumentazione e per aver permesso lo svolgimento del seguente lavoro.

(3)

1 INTRODUZIONE

1

2 TECNICA DELLA SCANSIONE LASER

³

2.1.1 Il raggio laser 3

2.1.2 Rischi connessi all’uso del laser 4

2.1.3 Comportamento con i materiali 5

2.1.4 La divergenza 9

2.1.5 I distanziometri laser 10

2.1.5.1 Distanziometri ad impulsi 11

2.1.5.2 Distanziometri a misura di fase 13

2.2 Laser scanner terrestri (TLS) 14

2.2.1 Laser scanner distanziometrici 15

2.2.2 Laser scanner triangolatori 17

2.2.3 Portata 17

2.2.4 Ulteriori caratteristiche 20

2.3 Laser scanner aerei ( ALS ) 20

2.3.1 Sensori 24

2.3.2 Densità 26

2.3.3 Qualità e precisione 26

2.3.4 Angolo di apertura 28

3 METODOLOGIA

30

3.1 Standard operativi 30

3.2 Strumentazione 31

3.2.1 ALS 32

3.2.2 TLS 35

3.2.3 Software 37

3.3 Processamento 38

3.3.1 Progetto 39

3.3.1.1 TLS 39

3.3.1.2 ALS 40

3.3.2 Calibrazione 42

3.3.3 Acquisizione dati 43

3.3.3.1 ALS 43

3.3.3.1.1 Fonti di errore 47

3.3.3.2 Ortofoto 48

3.3.3.3 TLS 49

3.3.4 Allineamento e target 49

3.3.4.1 TLS 51

3.3.4.2 ALS 53

3.3.4.3 Integrazione TLS e ALTM 54

3.3.5 Georefenziazione 56

3.3.5.1 ALS 56

3.3.5.2 TLS 57

3.3.6 Filtraggio 58

3.3.7 Classificazione 63

3.4 I sistemi informativi territoriali 70

3.5 Modellazione tridimensionale 73

3.5.1.1 TIN 75

3.5.1.2 Grid 77

3.6 Analisi geomorfologiche 80

3.6.1 Geomorfometria 81

(4)

3.6.1.1 Parametri morfometrici 82

3.6.1.1.1 Elevazione 82

3.6.1.1.2 Pendenza 84

3.6.1.1.3 Esposizione 85

3.6.1.1.4 Curvatura orizzontale 86

3.6.1.1.5 Curvatura verticale 86

3.6.2 Analisi ideologiche 88

3.6.2.1.1 Direzione di deflusso 88

3.6.2.1.2 Bacino idrografico 88

3.6.2.1.3 Spartiacque 89

3.6.2.1.4 Reticolo idrografico 89

3.6.2.1.5 Area drenata 89

3.7 Analisi multitemporale 90

4 CASI STUDIO

94

4.1 La frana di Perarolo di Cadore 96

4.1.1 Introduzione 96

4.1.2 Inquadramento geologico 98

4.1.3 Acquisizione 99

4.1.4 Elaborazione 100

4.1.5 Analisi multitemporale 102

4.1.6 Conclusioni 105

4.2 La frana del Monte Tinisa 107

4.2.3.1 ALTM 111

4.2.3.2 Laser terrestre 112

4.2.4 Processamento dati 113

4.2.4.1 Registrazione dei dati 114

4.2.4.2 Fusione dati ALTM e TLS 115

4.2.4.3 Elaborazione dei dati 115

4.2.4.4 Analisi geomorfologica 116

4.2.4.5 Idrografia 124

4.2.4.6 Lineamenti strutturali 124

4.3 Il bacino del torrente Mozza 131

4.3.2 Inquadramento geografico e geologico del bacino 131

4.3.3 Dataset 137

4.3.3.1 Strumentazione 137

4.3.3.2 Acquisizione 138

4.3.3.3 Elaborazione dei dati 138

4.3.4 Metodologia 139

4.3.4.1 Classificazione 139

4.4 Caduta massi in località Pian del Frasen 151

4.4.2.1 Geologia e stratigrafia 152

4.4.2.2 Geomorfologia 153

(5)

4.4.2.3 Tettonica 155

4.4.4 Analisi di caduta massi 156

4.4.4.1 Zona A 158

4.4.4.2 Zona B 159

4.4.5 La modellazione finalizzati allo studio di caduta massi 160

4.4.5.1 Geometria del versante 161

4.4.5.2 Proprietà del materiale del versante 162

4.4.5.3 Proprietà del masso 163

4.4.6 Traiettorie di caduta 164

4.4.7 Simulazioni 165

4.5 Il monte Malvueric 193

4.5.4 Elaborazione 195

4.5.5 Analisi geomorfologica 206

4.5.5.1 Idrografia 206

4.5.5.2 Geomorfologia 207

4.5.6.1 Confronto 2005 – 2003 215

4.5.6.2 Confronto CTRN – Ground 2005 220

4.5.6.3 Confronto Allpoints 2005 - Ground 2005 224

4.6 Conclusioni 226

5 CONCLUSIONI

228

5.1 Ulteriori applicazioni e sviluppi 232

5.1.1 Rilievo geomeccanico 232

5.1.2 Rilievi in gallerie artificiali e cavità naturali 234

5.1.3 Cave a cielo aperto 237

5.1.4 Studi glaciologici 238

5.1.5 Modellistica idraulica 239

5.1.6 Colate detritiche 242

6 APPENDICE – ACRONIMI

245

7 BIBLIOGRAFIA

248

(6)

(7)

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