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Mappatura di ecosistemi marini mediante immagini ottiche acquisite da UUV
No full textLa mappatura degli ecosistemi marini per una pesca sostenibile è l'obiettivo principale del progetto Interreg Italia-Croazia SUSHI DROP (acronimo di: SUstainable fiSHeries wIth DROnes data Processing). Ad oggi, lo studio di questi ecosistemi presenta diverse criticità rispetto all'ambiente terrestre e per questo motivo solo una piccola percentuale di queste aree è stata oggetto di missioni di rilievo e mappatura in dettaglio. Alcuni dei problemi riguardano le condizioni dell'ambiente sottomarino che è ostile e pericoloso per le operazioni subacquee in cui sono coinvolti operatori umani: profondità superiori ai 40m, presenza di ambienti ostili per le basse temperature, sversamento di inquinanti, presenza di fauna pericolosa. Altri problemi riguardano la logistica e di conseguenza le difficoltà economiche: le missioni di rilevamento subacqueo richiedono in genere una strumentazione particolarmente onerosa. Uno dei principali risultati del progetto SUSHI DROP è stato lo sviluppo di un prototipo funzionante di Unmanned Underwater Vehicle (UUV), realizzato in collaborazione con il Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto di Ingegneria del Mare (CNR—INM). Il prototipo di UUV, denominato Blucy, è stato appositamente progettato per il rilievo della zona bentonica con tecniche non invasive rispetto all'uso di reti a strascico. Gli UUV sono infatti piattaforme efficienti per l'esplorazione marina e risolvono i principali problemi nel rilevamento di ambienti sommersi. Blucy è stato testato con successo nelle acque profonde del mare Adriatico. L'UUV in oggetto è progettato per essere utilizzato in due modalità tra loro complementari: come Remotely Operated Vehicle (ROV) per missioni in ambienti complessi o come Autonomous Underwater Vehicle (AUV) per consentire rilievi strumentali automatici di ampie porzioni di mare. L'equipaggiamento di bordo dell'UUV comprende molteplici strumenti scientifici dedicati allo studio di importanti parametri dell'ambiente sottomarino (conducibilità, temperatura, pressione e velocità del suono), strumentazione per il posizionamento di precisione avanzata, sensori passivi e attivi per il rilevamento dell'ambiente sottomarino in grado di raccogliere informazioni sulle popolazioni e comunità di pesci. La mappatura degli habitat rappresenta un ottimo strumento per stimare l’impronta antropica e valutare le condizioni fisico-chimichebiologiche in cui le comunità ittiche si ritrovano. Con le moderne tecniche della geomatica è possibile realizzare un modello tridimensionale dell’ambiente rilevato mediante procedure non invasive. Una delle tecniche più utilizzate è la Structure from Motion (SfM), che consente di elaborare sequenze di fotogrammi realizzando una rappresentazione tridimensionale della scena osservata, fornendo allo stesso tempo indicazioni qualitative e quantitative sulle condizioni degli organismi nei fondali marini. A bordo di Blucy, la fotocamera ottica ad alta risoluzione è installata sul fondo dell’UUV, orientata nadiralmente, per consentire l’acquisizione di immagini del fondale marino. La fotocamera ed il suo obiettivo sono contenuti all’interno di un cilindro metallico a tenuta stagna che presenta un foro coperto da uno spesso vetro piatto oltre il quale osservare il fondale. Questa configurazione, oltre alle caratteristiche dell’ambiente subacqueo, introduce necessariamente degli errori nei fotogrammi che potrebbero deteriorare la qualità degli elaborati ottenuti mediante tecniche di SfM. Per garantire i migliori risultati all’elaborazione dei dati è necessario prevedere una calibrazione della fotocamera che tenga conto della configurazione di installazione e del tipo di ambiente marino. A tal scopo è stato creato un toolbox di calibrazione della camera, basato su software open source, in grado di correggere questi errori. Una peculiarità di questo approccio per la calibrazione è lo svolgimento della procedura in aria, senza la necessità di effettuarla in immersione, risultando quindi particolarmente agevole. Il modello di correzione degli errori è basato su Pinax e l’elaborazione eseguita si appoggia sul software di calcolo scientifico open source Octave. Con le opportune correzioni calcolate dal toolbox, i fotogrammi andranno ad alimentare la pipeline SfM. Verranno confrontati i risultati in termini di densità della nuvola dei punti e di errore di riproiezione dei pixel, nel caso di calibrazione tradizionale e nel caso di calibrazione con il toolbox, evidenziando il miglioramento ottenuto utilizzando il toolbox in oggetto
TWI computation: a comparison of different open source GISs
Full text linkThe opportunities of retrieving geospatial datasets as open data and the reliability of Free and Open Source Software (FOSS) GIS increased the possibilities of performing a large number of geospatial analyses. In particular, the worldwide availability of Digital Elevation Model (DEM) permits to compute several topographic indexes able to characterize the land morphology.
In this paper, we evaluate the performances of different open source GIS in the calculation of the Topographic Wetness Index (TWI), a widespread index in hydrological analysis that describes the tendency of an area to accumulate water. Nowadays, there is a large number of available open source desktop GIS, maintained as FOSS projects, each of them focusing on developing specific goals. Therefore, from user point of view, the choice of the best software in solving a particular task is influenced by the GIS specific features.
The test was performed computing the TWI for the Rio Sinigo basin, in northern Italy. The DEM of the test area has been processed with GRASS GIS, Whitebox GAT and SAGA GIS. In order to identify equal workflows, all the combinations of available algorithms and parameters have been studied for each considered GIS. The final TWI maps produced as output were compared and discussed
Applicazioni in ambito urbano di stereo-coppie WorldView-3
Full text linkIl satellite WorldView-3 (WV3) è l’ultimo in ordine cronologico della costellazione DigitalGlobe di satelliti ad altissima risoluzione sia spaziale che spettrale. In particolare le stereo-coppie nella banda del pancromatico presentano una risoluzione geometrica al nadir di 0.31 m, che rende questo il satellite commerciale con la più alta risoluzione ad oggi disponibile. Queste caratteristiche aprono la strada a nuove applicazioni specialmente in area urbana, dove la complessità della morfologia richiede un più elevato grado di dettaglio. Il lavoro presentato si propone di analizzare e descrivere le performance in termini di accuratezza di questo dato satellitare sia per la generazione di Digital Elevation Model (DEM) di aree urbane, sia per l’estrazione automatica di feature di interesse come edifici e materiali di copertura attraverso tecniche di classificazione object-oriented. In particolare il dataset comprende sei immagini WV3 della città di Bologna; per la validazione dei DEM sono stati utilizzati dati LIDAR e un modello fotogrammetrico ottenuto da immagini oblique, mentre per la validazione delle classificazioni si è fatto riferimento alla carta tecnica comunale e ad alcune ispezioni da drone. La sperimentazione condotta ha evidenziato come le caratteristiche morfologiche dell’area rilevata e la geometria di acquisizione influenzino notevolmente i risultati ottenibili, in termini di completezza e accuratezza; in particolare alcune problematiche sono emerse in corrispondenza di strade strette e di particolari edifici, come le torri. I buoni risultati ottenuti invece in corrispondenza dei tetti (accuratezza nell’ordine di 1-2 pixel) rendono i DEM prodotti idonei per la generazione di ortofoto e successive operazioni di classificazione
Mappatura dei materiali di copertura degli edifici da immagini WorldView-3
No full textLa disponibilità di immagini satellitari ad alta risoluzione sia spettrale che spaziale amplia notevolmente la gamma di applicazioni del telerilevamento in ambito urbano. In particolare, le immagini WorldView-3 (WV3) si compongono di una banda pancromatica con risoluzione spaziale di 0,3 m, 8 bande nel visibile e infrarosso vicino (VNIR) a 1,2 m e 8 bande nell’infrarosso ad onde corte (SWIR) a 3,4 m. Il presente studio si propone di valutare le potenzialità di queste immagini per l’identificazione di edifici e la classificazione dei materiali di copertura. L’area di studio scelta per la sperimentazione comprende l’intera area urbana di Bologna (100 km2), su cui sono state acquisite due coppie stereoscopiche pancromatiche e multispettrali ed una immagine nello SWIR. Per l’estrazione degli edifici, si è scelto un approccio orientato a oggetti, basato sia sulle informazioni morfologiche derivanti dal DSM che sulle informazioni spettrali e tessiturali derivanti dalle immagini multispettrali. Le classi identificate comprendono i principali materiali di copertura utilizzati nell’area, cioè coppi in argilla, guaine bituminose, fogli metallici di diverse colorazioni e coperture in ghiaia (lavata o sciolta). Ai fini del training del classificatore e della successiva validazione, è stato compilato un database di verità a terra riguardante circa 150 edifici, sulla base di rilievi in situ effettuati con un drone e alcuni sopralluoghi diretti. Dalla matrice di confusione è risultata un’accuratezza complessiva pari al 91% (K 0,89) sulla classificazione dei materiali di copertura. La procedura proposta si basa unicamente sulle immagini satellitari acquisite e può quindi essere facilmente replicata in qualsiasi contesto urbano
Integration of different geospatial data in urban areas: a case of study
No full textEfficient management of the territory requires today the availability of comprehensive geographical data, accurate and up to date, supported by powerful databases. In this context, remote sensing data are used for a variety of applications related to urban areas; some examples are land use/cover mapping, urban growth and soil sealing evaluation, detection of green areas, updating of existing maps, energy applications and detection and characterization of buildings. This work aims to highlight how different geomatic techniques and data acquired from heterogeneous surveys can be today used together for producing or updating a digital cartography inside a GIS. The study has been conducted in the urban area of Bologna, Emilia-Romagna region, located in the North of Italy. A high resolution WorldView-2 satellite image and the DSM/DTM, obtained by airborne LiDAR, have been used to obtain a vector layer of the buildings. In particular, to distinguish the buildings among all the elements present in the study area, such as roads, trees, vegetated areas, etc., an object-oriented classification has been performed. This approach, working on groups of pixels (image objects), allows to expand the information content of the basic unit of classification. Therefore, features such as shape, texture and contextual information, coupled with spectral characteristics, potentially allow cartographers to generate products that are competitive, in terms of thematic contents, with those derived from the photo-interpretation. A first application described in this work is to perform a quick change analysis procedure based on the results of the classification compared to an existing numerical cartographic base or a previous classification
A geomatic application for water management in precision farming for a LIFE European project
Full text linkThe activities and the approaches described in this work are carried out in the frame of the current European LIFE project AGROWETLANDS II (Principal Investigator: M. Speranza, University of Bologna). This multidisciplinary project aims at the integration of multi-source data, to provide a valuable support for a more efficient and sustainable management of territorial resources, through an innovative approach to precision farming.
The implementation of a smart irrigation management system is a central task of AGROWETLANDS II. A pilot system is operational in a study area located close to the Northern coast of the Adriatic Sea, in the Ravenna province (Italy). It is a farming area affected by soil and groundwater salinization, due to the ingression of sea water. The permanent monitoring network records several parameters for the weather, soil and groundwater. The expected results of the project include: a mitigation in the soil salinity, an improvement in the productivity of the crops, a reduction of the environmental impact and the implementation of a decision support system (DSS), which is able to advise farmers on the management of their agricultural activities (LIFE AGROWETLANDS II, 2019).
In fact, one of the main goals of the project is to reduce the water use for crop production and to ensure a sustainable water management for an efficient agricultural production. In order to achieve significant results in precision farming and water management, an accurate survey is needed to create precise numerical models which are the necessary base for each subsequent analysis
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
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