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Coastline evolution of the Po River Delta (Italy) by archival multi-temporal digital photogrammetry
Full text linkGround deformation areas can be monitored with geomatic methodologies which provide high-precision and high-resolution data. One example is digital aerial photogrammetry, which can be
used to reconstruct ground deformations over long periods (80–90 years) with multi-temporal surveys. This technique was used to survey the planimetric deformations of the Po River Delta
(PRD), characterized in the past by considerable land subsidence due to intensive pumping of methane water from 1938 to 1961. In the last few decades, land subsidence has been greatly
reduced, but is still high compared with natural values, and has influenced the coastline of areas not protected by embankments. In this work, multi-temporal digital photogrammetry was used to study the evolution of the PRD coastline from 1944 to 2014 in the course of seven photogrammetric surveys (1944, 1955, 1962, 1977, 1999, 2008 and 2014). Results of the multi-temporal analysis
were correlated with available subsidence rates (from levelling, for the past, and from synthetic aperture radar, for the period 1992–2017): this study show agreement between land subsidence
and areas submerged by the sea, although they are also greatly influenced by human activities and sea level rise which increasingly exposing the area to the risk of widespread flooding
Monitoring the Coastal Changes of the Po River Delta (Northern Italy) since 1911 Using Archival Cartography, Multi-Temporal Aerial Photogrammetry and LiDAR Data: Implications for Coastline Changes in 2100 A.D.
Full text linkInteraction between land subsidence and sea level rise (SLR) increases the hazard in coastal areas, mainly for deltas, characterized by flat topography and with great social, ecological, and
economic value. Coastal areas need continuous monitoring as a support for human intervention to reduce the hazard. Po River Delta (PRD, northern Italy) in the past was affected by high values
of artificial land subsidence: even if at low rates, anthropogenic settlements are currently still in progress and produce an increase of hydraulic risk due to the loss of surface elevation both of ground and levees. Many authors have provided scenarios for the next decades with increased flooding in densely populated areas. In this work, a contribution to the understanding future scenarios based on the morphological changes that occurred in the last century on the PRD coastal area is provided: planimetric variations are reconstructed using two archival cartographies (1911 and 1924), 12 multi-temporal high-resolution aerial photogrammetric surveys (1933, 1944, 1949, 1955, 1962, 1969, 1977, 1983, 1990, 1999, 2008, and 2014), and four LiDAR (light detection and ranging) datasets (acquired in 2006, 2009, 2012, and 2018): obtained results, in terms of emerged surfaces variations, are linked to the available land subsidence rates (provided by leveling, GPS—global positioning system, and SAR—synthetic aperture radar data) and to the expected SLR values, to perform scenarios of the area by 2100: results of this work will be useful to mitigate the hazard by increasing defense systems and preventing the risk of widespread flooding
Innovative green methodologies for C-C, C-N and C-O bond forming reactions
Full text linkIn this PhD thesis it is presented the use of some Green Chemistry Tools (supercritical carbon dioxide, ionic liquids and dialkylcarbonates) for the set up of new green methodologies for C-C, C-N and C-O bond forming reactions. The following reactions have been investigated: the self-metathesis of 1-octene catalysed by supported Re oxide systems, carried out using dense CO2 as solvent; the Michael addition of nitroalkanes and beta-diketones to alpha,beta-unsaturated ketons catalyzed by task specific phosphonium based ionic liquids; the selective mono-hydroxyalkylation of anilines with glycerol carbonate catalysed by alkali metal exchanged faujasites; the selective bis-N-methylation of anilines carried by dimethylcarbonate prepared in situ via the transesterification of alkylene carbonate with methanol catalysed by alkali metal exchanged faujasites; the alkylation of primary aromatic amines with alkylene carbonates, catalysed by phosphonium based ionic liquids; the decarboxylation reaction of dialkyl carbonates catalyzed by different heterogeneous systems; the reaction of glycerol carbonate with phenol, in the presence of faujasites as catalysts.In questo lavoro di tesi è riportato l'impiego di alcuni strumenti della Green Chemistry (come la CO2, i liquidi ionici e i dialchilcarbonati) per la messa a punto di metodologie innovative a ridotto impatto ambientale per la formazione di legami C-C, C-N e C-O. Sono state investigate le seguenti reazioni: la metatesi dell'1-ottene catalizzata da sistemi a base di Re ossido, in presenza di CO2 densa come solvente; l'addizione di Michael di nitroalcani e beta-dichetoni a chetoni alfa,beta-insaturi catalizzata da liquidi ionici; la selettiva mono-idrossialchilazione di aniline con la glicerina carbonato, catalizzata da faujasiti; la selettiva bis-N-alchilazione di aniline da parte del dimetilcarbonato prodotto in situ via transesterificazione di carbonati ciclici con metanolo, catalizzata da faujasiti; l'alchilazione di aniline con carbonati ciclici catalizzata da liquidi ionici; la reazione di decarbossilazione dei dialchilcarbonati in presenza di diversi catalizzatori eterogenei; la reazione tra fenolo e glicerina carbonato catalizzata da faujasiti
Automated DEM extraction in digital aerial photogrammetry: precisions and validation for mass movement monitoring
No full textAutomated procedures for photogrammetric image processing and Digital Elevation Models (DEM) extraction
yield high precision terrain models in a short time, reducing manual editing; their accuracy is strictly related to
image quality and terrain features. After an analysis of the performance of the Digital Photogrammetric Workstation
(DPW) 770 Helava, the paper compares DEMs derived from different surveys and registered in the same
reference system. In the case of stable area, the distribution of height residuals, their mean and standard deviation
values, indicate that the theoretical accuracy is achievable automatically when terrain is characterized by
regular morphology. Steep slopes, corrugated surfaces, vegetation and shadows can degrade results, even if manual
editing procedures are applied. The comparison of multi-temporal DEMs on unstable areas allows the monitoring
of surface deformation and morphological change
Estrazione automatica di modelli digitali del terreno in fotogrammetria digitale
No full textUna delle metodologie più efficienti per la produzione di Modelli Digitali del Terreno (DTM) di aree anche di grandi dimensioni, è la fotogrammetria digitale aerea; nel lavoro vengono analizzati differenti DTM prodotti tramite estrazione automatica dal software Socet Set, e valutati i coefficienti di correlazione forniti per ciascun punto.
Dopo aver corretto manualmente in stereoscopia il DTM estratto, è stato effettuato il confronto tra ciascun DTM editato (di riferimento) e quelli ottenuti automaticamente: la distribuzione dei residui così ottenuta, la mappa delle pendenze, delle aree vegetate, e quella che rappresenta la distribuzione planimetrica del parametro (FOM) legato al processo di estrazione automatica, sono state quindi confrontate. Dai risultati si evincono elevate correlazioni tra le mappe delle pendenze e quelle del FO
Determinazione delle variazioni costiere nell’area del delta del Po mediante l’utilizzo della fotogrammetria digitale multi-temporale d’archivio
No full textLa fotogrammetria digitale aerea viene ampiamente utilizzata per misurare automaticamente le coordinate di molti punti 3D, in tempi sufficientemente brevi e con precisioni elevate, allo scopo di generare modelli digitali del terreno (DTM) ad alta
risoluzione. Le fasi di estrazione di punti tridimensionali utilizzano procedure automatiche o semi-automatiche basate su ben definite tecniche di confronto delle forme e/o sulla
distribuzione dei livelli di toni di grigio o colore in zone corrispondenti delle immagini. Ripetendo rilievi aerofotogrammetrici sulle stesse zone, in tempi diversi, è possibile applicare i principi della fotogrammetria digitale aerea multitemporale: confrontando modelli digitali del terreno, ad alta risoluzione e precisione, ottenuti da rilievi effettuati
periodicamente su aree caratterizzate da variazioni morfologiche, è possibile effettuare una stima delle modificazioni delle superfici generate, valutando le deformazioni di area e/o di massa. I processi deformativi di aree instabili possono anche essere valutati nell’arco degli ultimi 70-80 anni utilizzando immagini fotogrammetriche d’archivio con conseguenti grandi vantaggi per la ricostruzione delle variazioni morfologiche del passato. La fotogrammetria d’archivio è una metodologia che permette di estrarre informazioni metriche da immagini “storiche”. Combinando la fotogrammetria digitale multi-temporale con quella d’archivio è possibile realizzare accurati monitoraggi di aree in deformazione. Numerose applicazioni sono state effettuate
nell’ambito del controllo di fenomeni franosi, aree vulcaniche e
ghiacciai. Nel caso di variazioni di quota molto limitate, se le
scale dei rilievi aerofotogrammetrici sono molto piccole (come
spesso accade con immagini d’archivio), l’errore in quota risulta
piuttosto rilevante: in queste situazioni conviene separare il
problema planimetrico da quello altimetrico affrontando quest’ultimo con metodologie geodetiche che garantiscono
maggiori precisioni.
Nell’ambito di questo lavoro, realizzato all’interno del PRIN
2008, viene affrontata la problematica relativa allo studio delle
variazioni planimetriche della linea di costa mediante l’elaborazione di rilievi aerofotogrammetrici effettuati sull’area
costiera del delta del Po nel 1933, 1944, 1955, 1977, 1999 e 2008
Rilievo 3D della Tensa Capitolina mediante metodologia laser scanning
No full textNell’ambito del rilievo tridimensionale di oggetti di interesse archeologico, artistico, architettonico ed ingegneristico, è sempre più frequente l’utilizzo di metodologie laser scanning e fotogrammetriche terrestri1. Tali metodologie consentono di acquisire elevate quantità di dati in tempi brevi, ad alta risoluzione e con precisioni elevate; le informazioni ottenute sono utilizzate per la ricostruzione virtuale della geometria e della morfologia delle superfici degli oggetti di interesse, per scopi di archivio e conservazione, analisi strutturale, studi dettagliati, navigazione e fruizione virtuale ecc...2.
La metodologia laser scanning si avvale di strumenti hardware dotati di una sorgente laser, il cosiddetto “mezzo attivo”. Gli strumenti che vengono utilizzati possono essere suddivisi in tre differenti classi: laser scanner a tempo di volo, a differenza di fase e a triangolazione. Nel primo caso, i punti vengono acquisiti misurando il “tempo di volo” (Time Of Flight – TOF) di un impulso laser che percorre la distanza strumento-oggetto in andata e in ritorno; in quelli a differenza di fase vengono confrontate le fasi di un determinato segnale in partenza ed in arrivo, in quelli a triangolazione vengono misurati gli angoli in uscita ed in entrata tra il raggio laser e lo strumento.
In ogni caso, vengono utilizzati specchi rotanti che, mediante piccole rotazioni, permettono di direzionare il raggio laser verso le superfici dell’oggetto e orientarlo nello spazio con micro spostamenti per acquisire grandi quantità di punti ad alta densità. Questi strumenti sono detti a scansione in quanto proiettano sulla superficie esposta dell’oggetto un segnale laser puntuale o a striscia, orizzontale o verticale.
Il passaggio del segnale sulla superficie dell’oggetto definisce una griglia regolare con un passo di campionamento scelto in funzione dello scopo del rilievo e che corrisponde alla risoluzione della misura; questa griglia risulta strettamente dipendente dal tipo di laser scanner, dall’ottica utilizzata e dalla distanza strumento-oggetto, i cui nodi rappresentano i punti che vengono poi acquisiti sulla superficie dell’oggetto. Di ognuno di questi vengono calcolate le coordinate X, Y, Z rispetto ad un sistema di riferimento la cui origine è posta all’interno dello strumento, in corrispondenza del centro di emissione del raggio laser: l’insieme dei punti acquisiti viene definito “nuvola di punti”.
Generalmente risulta però più semplice poter lavorare con superfici continue: le nuvole di punti nella fase di post-processamento vengono convertite in superfici dette mesh. L’operazione di meshing, infatti, realizzata con strumenti software dedicati, costruisce tali superfici a partire dall’interconnessione tra i punti acquisiti creando così una rete di poligoni irregolari, normalmente triangoli, da cui l’acronimo TIN (Triangulated Irregular Net). In questo modo è possibile procedere con le successive fasi di costruzione di un modello virtuale dell’oggetto rilevato ed ottenere il Modello Digitale delle Superfici (Digital Surface Model – DSM
Il rilievo tridimensionale ad alta risoluzione dell’Arca Scaligera di Cansignorio
No full textIn questo articolo vengono presentati i risultati del rilievo tridimensionale dell’Arca Scaligera di
Cansignorio, effettuato integrando differenti metodologie di rilievo: quella topografica classica, la
scansione laser, la fotogrammetria digitale metrica e la tecnica della fotografia panoramica. In
questo modo è possibile ottenere informazioni ad alta risoluzione riguardo non solo alle
caratteristiche geometriche dell’Arca, ma anche allo stato di degrado, e quindi di conservazione,
delle superfici dell’oggetto come base di partenza per il progetto di restauro conservativo.
Di seguito verranno descritte le fasi del rilievo in oggetto: dalla progettazione, materializzazione e
misura della rete topografica locale di inquadramento, alla determinazione dei punti fotografici di
appoggio necessari per le acquisizioni laser scanning e fotogrammetriche, per continuare con
l’acquisizione e la restituzione dei dati ottenuti dalle scansioni laser, dalle prese fotogrammetriche
terrestri e fotografiche
The Reaction of Glycerol Carbonate with Primary Aromatic Amines in the Presence of Y- and X-Faujasites: the Synthesis of N-(2,3-dihydroxy)propyl anilines and the Reaction Mechanism
Full text linkAt 140 ◦C, in the presence of alkali metal exchanged faujasites, preferably NaY, as catalysts,
glycerine carbonate (GlyC) is an efficient and green alkylating agent of primary aromatic amines
(p-XC6H4NH2, X = H, OMe, OH, Cl): the reaction takes place with a high conversion (~90%)
and a good selectivity (80–90%) for the formation of N-(2,3-dihydroxy)propyl anilines
(p-XC6H4NHCH2CH(OH)CH2OH). The alkylation process does not proceed through an
exclusive nucleophilic substitution of anilines at the C5 position of GlyC. Evidence proves that a
dehydrative condensation of anilines with GlyC produces intermediate species, and both
transesterification and hydrolysis reactions are involved to obtain the final N-alkyl derivatives. A
mechanism is proposed accordingly. Experiments show that faujasites are recyclable catalysts on
condition that they are exposed to a mild thermal activation (70 ◦C, 18 mbar) prior to their re-use.
Otherwise, if zeolites are calcined (400 ◦C, air), both the catalyst activity and the reaction
selectivity drop. Isolated yields (60–65%) of N-(2,3-dihydroxy)propyl anilines are somewhat
limited by the difficult separation of the unreacted GlyC and of the by-product glycerine.
Nonetheless, the overall efficiency of the method is comparable to that of alternative routes based
on highly toxic reagents (glycidol and aryl halides)
Subsidence above depleted gas fields
No full textPurpose – The purpose of this paper is to give an explanation of the new data available about surface
subsidence above the depleted gas reservoir Ravenna Terra. These data confirm the existence after
end of exploitation of a reversed subsidence bowl with minimum subsidence above the reservoir, as
opposed to conventional subsidence bowls during exploitation which show maximum subsidence in
the same location.
Design/methodology/approach – The paper analyses these new data about the existence after end
of exploitation of a reversed subsidence bowl. The observed behaviour is reproduced successfully with
a fully coupled two phase flow code in deforming reservoir rocks which incorporates a constitutive
model for partially saturated porous media.
Findings – The paper provides successful simulations. These allow affirming with confidence that the
explanation for the peculiar behaviour is reservoir flooding and partially saturated rock behaviour.
Research limitations/implications – Further research: other case studies where similar behaviour
is expected, e.g. Ekofisk.
Practical implications – The paper includes implications for better management of reservoir
exploitation schedules to minimize the observed phenomenon.
Originality/value – This paper explains the peculiar behaviour of subsidence above the depleted gas
reservoir Ravenna Terra and confirms the conjecture that constitutive behaviour of partially saturated
rocks is the origin of the observed phenomenon
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