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APPLICAZIONI INGEGNERISTICHE E AMBIENTALI DEL LASER SCANNER TERRESTRE

Il laser scanner terrestre (LST) è una tecnologia introdotta di recente nel campo del rilevamento. La strumentazione permette di ricostruire modelli tridimensionali attraverso la registrazione di scansioni singole o multiple. Il LST, generando un impulso laser infrarosso, registra parte del segnale riflesso dell’oggetto colpito. L’unità di misurazione del tempo rileva l’intervallo tra l’emissione del segnale e l’impulso di ritorno, essendo nota la direzione del raggio nello spazio rispetto a un sistema di riferimento interno allo strumento, ogni singolo punto viene posizionato con coordinate x, y, z relative, registrandone anche l’intensità di segnale in funzione della riflettività del materiale colpito. Le scansioni permettono così di acquisire in tempi brevi milioni di punti in modo automatico, coniugando alla velocità d’esecuzione un’elevata accuratezza. La tecnologia ha messo a disposizione strumenti sempre più performanti dal punto di vista della velocità di rilievo e sono ormai disponibili strumenti in grado di acquisire più echi e anche strumenti che acquisiscono e digitalizzano la forma d’onda di ritorno con la possibilità di superare barriere costitute da reti o vegetazione e discriminare tra le diverse superfici riflettenti.Il laser scanner terrestre è nato soprattutto per l’utilizzo in ambito architettonico, ma ha subito trovato vasta applicazione in ambito ingegneristico, non solo nel campo del reverse-engineering ma anche nel monitoraggio di strutture sottoposte a stress e deformazioni, quali ponti, tralicci, dighe, gallerie, ecc.. Da pochissimo tempo, grazie al complessivo miglioramento prestazionale, soprattutto per quanto riguarda portata e precisione, il laser scanner è stato utilizzato in ambiti applicativi diversi quali lo studio geomorfologico e l’audit territoriale. Ogni applicazione presenta delle problematiche diverse che la caratterizzano e che richiedono studi e test per trovare protocolli adeguati.In particolare, per l'applicazione della tecnica al monitoraggio delle frane, che sono un grave problema in molti paesi, la Geomatica fornisce con le sue tecniche un grande contributo alla conoscenza sia della forma della superficie sia della cinematica delle stesse, fornendo dati che potranno essere utilizzati da geologi, geomorfologi e geotecnici per interpretare il fenomeno in atto.Le frane sono tuttavia un fenomeno complesso e hanno, generalmente, una forma molto articolata e non modellabile matematicamente. Ciò comporta alcune difficoltà, specifiche della tecnica, sia nella fase di esecuzione delle misure sia nel trattamento dei dati grezzi acquisiti. Per ciò che riguarda invece le infrastrutture viarie, i rilievi delle caratteristiche geometriche delle pavimentazioni sono soprattutto volti alla verifica dei valori delle pendenze trasversali e longitudinali e allo studio degli ammaloramenti. Tali rilievi sono stati fino a oggi effettuati con varie tecniche, tra cui quelle topografiche tradizionali, che permettono di misurare punti isolati con alta precisione. Il metodo celerimetrico è sicuramente sufficiente accurato ma poco produttivo. Inoltre, restituisce la superficie della pavimentazione a partire dai pochi punti rilevati. Un metodo alternativo di rilievo, caratterizzato da buona accuratezza, elevata velocità di acquisizione e alta densità di punti rilevati, è il LST, utilizzato in modalità statica. Viste le performance delle strumentazioni più recenti in termini di portata, precisione, densità di punti e velocità di acquisizione, si reputa interessante verificarne sul campo le prestazioni. Lo scopo della ricerca è di mettere a punto una metodologia “sostenibile” atta a definire procedure operative e di calcolo e a valutare l'accuratezza dei risultati che possono essere ottenuti, in vari ambiti applicativi di interesse ambientale, architettonico e ingegneristico.