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Costruzione di un modello 3D del bacino del Bottassano tramite TIN
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Nell’ambito dell’analisi di un territorio dal punto di vista ambientale, morfologico o per studi paesaggistici, l’utilizzo di strumenti per la produzione di modelli tridimensionali sta prendendo sempre piu’ grande interesse. La possibilità di osservare da molteplici punti di vista uno stesso oggetto, ed il poterlo localizzare in uno spazio geografico ben preciso, permette di studiare i rapporti intercorrenti tra lo stesso e le realtà circostanti. La visibilità di una cava, una torre di osservazione, una discarica sono operazioni che si possono compiere con facilità, una volta creato il modello integrante tutte le variabili necessarie
GEOREFERENZIAZIONE
Una delle operazioni principali, quando si lavora con un Sistema di Informazione Geografica, é costituito dal processo di georeferenziazione delle immagini od informazioni che si vogliono trattare. Ogni oggetto deve essere posizionato in un preciso spazio geografico, caratterizzato da coordinate (latitudine/longitudine o chilometriche) ed una proiezione cartografica di riferimento. La prima operazione da effettuarsi quindi, se si vogliono estrarre informazioni da un file raster, é la georeferenziazione della base di riferimento. Questa operazione richiede l’utilizzo di programmi dedicati al trattamento ed analisi d’immagine come ENVI, ER-Mapper, PCI, ArcInfo, ArcView GIS per citarne sono alcuni. Le modalità per effettuare una georeferenziazione esula dall’argomento trattato in questa pagina, vi rinvio quindi al mio corso di GIS, alla ricca bibliografia esistente in commercio o sui diferenti siti Internet, presso cui la materia é trattata in maniera assai esauriente
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Una volta creata la base topografica di riferimento, é possibile georeferenziare immagini fotografiche, come fotoaeree, satellitari od altre carte tematiche (geologia, pedologia, vegetazione...). Nel caso delle fotoaeree, un processo di ortorettificazione si rende necessario, questo a causa della deformazione conica che caratterizza questo tipo di immagini ed alla differenza di scala esistente tra la cima dei rilievi ed i fondovalle. La creazione di ortofotocarte richiede l’utilizzo di un modello numerico del terreno assai dettagliato (funzione della scala graficia a cui si lavora) e la conoscenza dei parametri dello strumento di acquisizione dei fotogrammi.
Ai fini di una semplice visualizzazione tridimensionale, puo’ non essere necessaria la costruzione di questo tipo di immagini.
Nell’immagine sottostante, ho riportato una porzione di una foto aerea infrarosso falsocolore di un settore del torrente Bottassano (comune di Borgio Verezzi, Savona) che utilizzerò per dare un senso di realismo maggiore al modello 3D finale.
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Le operazioni di georeferenziazione, digitalizzazione e visualizzazione sono state effettuate tramite l’ausilio di ArcView 3.2a ed i moduli di Analisi Spaziale, 3D Analyst ed Image Warp (quest’ultimo disponibile gratuitamente su http://arcscripts.esri.com/details.asp?dbid=10118 ).
DIGITALIZZAZIONE
Tutti gli oggetti che possiedono informazioni utili alla rappresentazione del territorio devono essere digitalizzati; curve di livello e punti quotati innanzitutto, seguono i corsi d’acqua (digitalizzati sempre dalla sorgente verso valle), il limite del territorio che si vuole rappresentare, strade, linee di spartiacque, limiti di falesie o variazioni improvvise della pendenza del versante (limiti di cava per esempio). Tutti questi oggetti faranno parte integrante del modello finale ed aumenteranno il grado di dettaglio dello stesso.
Ad ogni oggetto, quando presente, verrà associato il relativo valore altimetrico (vedi tabella sottostante), e di conseguenza un nuovo campo dovrà essere creato alfine di poter introdurre i valori della quota.
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La digitalizzazione deve essere effettuata con particolare attenzione, sopratutto per quello che riguarda l’introduzione delle quote nel datatabase, ed evitando l’intersezione di isoipse aventi quote differenti. Meglio interrompere la linea a riprendere dove le stesse si separano. In caso di morfologie di versante assai omogenee, si può optare per digitalizzare le curve di livello con una minor frequenza (vedi figura sottostante a sinistra), mentre in presenza di forme del rilievo complesse, un maggior numero di curve o punti quotati permetteranno l’ottenimento di un modello finale piu’ fedele.
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La digitalizzazione deve essere effettuata con particolare attenzione, sopratutto per quello che riguarda l’introduzione delle quote nel datatabase, ed evitando l’intersezione di isoipse aventi quote differenti. Meglio interrompere la linea a riprendere dove le stesse si separano. In caso di morfologie di versante assai omogenee, si può optare per digitalizzare le curve di livello con una minor frequenza (vedi figura sottostante a sinistra), mentre in presenza di forme del rilievo complesse, un maggior numero di curve o punti quotati permetteranno l’ottenimento di un modello finale piu’ fedele.
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L’utilizzo del TIN (Triangular Irregular Network) per la modellizzazione di un paesaggio risulta piu’ interessante rispetto ad una modellizazione tramite superfici matriciali (grid od immagini) ottenibili tramite softwares come Surfer, ArcInfo o Spatial Analyst di ArcView. Un grid presenta un ‘passo’ fisso nella dimensione del pixel (30 metri/pixel, 5 metri/pixel...) e questo su tutta l’estensione del’immagine. La presenza di dettagli inferiori alla dimensione del pixel non vengono rappresentati e vengono ‘mescolati’ all’interno del pixel stesso (si parla allora di mixels); in un TIN si puo’ invece parlare di resoluzione variabile in funzione della zona analizzata e del grado di dettaglio che si vuole rappresentare. Si puo’ certamente diminuire la dimensione del pixel in un grid, ma questo a scapito di un files piu’ voluminoso e difficile da gestire. A differenza dalle immagini raster, il TIN non é utilizzato per compiere analisi idrogeologiche, morfologiche (curvatura, zone in erosione...) e morfometriche.
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RISULTATO FINALE
Il modello finale ha richiesto la costruzione di 38022 triangoli ed un tempo di calcolo di circa 2 minuti sul mio portatile a 700Mhz e 256Mb di Ram. Il risultato risulta decisamente soddisfacente da come si può osservare sull’immagine riportata a destra. Un maggior grado di dettaglio lo avrei ottenuto se avessi lavorato a scala piu’ grande (1:5.000) e con l’introduzione di una maggior quantità di oggetti.
Per rendere la visualizzazione piu’ realistica é possibile ora sovrapporre al TIN la fotoaerea ed una serie di strutture (case, linea elettrica, autostrada) precedentemente digitalizzate. Questo tipo di modello é possibile impiegarlo per analisi ambientale, morfologica, analisi di visibilità (quale struttura é visibile e da dove o da questa posizione che cosa posso vedere).
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Club Paleontologico Italiano
