Publication Date:
2017-04-04
Description:
L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia è impegnato nello studio, controllo e monitoraggio del
territorio nazionale e svolge le attività istituzionali di ricerca principalmente nei settori della geofisica,
vulcanologia e geochimica. Tra gli Obiettivi Specifici (OS) dell’Ente, grande rilievo è dato al controllo delle
aree vulcaniche attive, tema che non può essere affrontato se non mediante uno studio multidisciplinare,
basato sull’integrazione delle conoscenze e delle tecniche scientifiche.
Il TTC (Tema Trasversale Coordinato) è uno strumento che sigla la collaborazione tra i ricercatori, tecnici
e tecnologi impegnati nel raggiungimento di un comune OS benché appartenenti a sezioni distinte; una
formula che permette la condivisione delle informazioni e la divulgazione delle singole esperienze nonché
l’integrazione delle metodologie di rilievo e la condivisione dei risultati. I TTC che si occupano
(prevalentemente) del monitoraggio delle aree vulcaniche attive italiane sono: Sorveglianza geochimica delle
aree vulcaniche attive (TTC 1.2), Sorveglianza geodetica delle aree vulcaniche attive (TTC 1.3),
Sorveglianza sismologica delle aree vulcaniche attive (TTC 1.4), Sorveglianza dell'attività eruttiva dei
vulcani (TTC 1.5). In particolare, il TTC 1.3 (Sorveglianza geodetica delle aree vulcaniche attive) si occupa
del monitoraggio mediante lo sviluppo organico delle reti GPS, tiltmetriche, EDM e di livellazione esistenti
sui vulcani italiani; promuove inoltre lo sviluppo e la razionalizzazione del controllo dei vulcani tramite
interferometria satellitare; sviluppa sistemi ad alta precisione per la definizione di modelli digitali (DEM o
DTM) nell’ottica di realizzare, mediante analisi multi-temporali, un monitoraggio ad alta risoluzione spaziale
e temporale delle variazioni superficiali del terreno.
In seguito ad un accurato lavoro di sperimentazione sul territorio e test di laboratorio, nel 2008 l’INGV ha
acquisito la strumentazione laser a scansione terrestre (TLS) ILRIS-ER (Optech) e cominciato le prime
missioni di misura che ha visto impegnati sul campo i ricercatori, tecnici e tecnologi delle sezioni di
Bologna, Roma, Napoli e Catania.
Il TLS è uno strumento capace di acquisire una quantità notevole di punti distribuiti densamente sulle
superfici fisiche di interesse e di misurarne le coordinate in uno stesso sistema di riferimento, la cui origine è
il centro strumentale dello scanner. La descrizione dello strumento e del suo funzionamento è stata spesso
trattata nei vari rapporti tecnici INGV, per cui non verrà approfondita ulteriormente se non per richiamare
brevemente le principali caratteristiche.
Il risultato di un rilievo laser scanner è detto nuvola di punti ed è l’insieme delle coordinate geometriche
dei punti osservati (milioni) date nel sistema di riferimento cartesiano (x,y e z) cui è associato anche un
valore di intensità (I) generalmente fornito nell’intervallo [0, 255]. L’intensità è una variabile strettamente
correlata alla rugosità dei materiali e alle condizioni di umidità al momento del rilievo e, in certi casi,
fornisce indicazioni sullo stato di alterazione delle superfici [Pesci e al., 2008a; Franceschi et al., 2009]. Il
risultato di una singola scansione, cioè la nuvola di punti è quindi composto dall’insieme delle coordinate e
delle intensità (x, y, z, I) di tutti i punti misurati nello stesso sistema di riferimento. I sistemi laser a
scansione terrestre (TLS) sono ormai largamente diffusi ed utilizzati nelle più diverse applicazioni. Vengono
impiegati per rilievi sia ambientali, per esempio in aree di dissesto idrogeologico o in aree vulcaniche e
montane, che architettonici, principalmente in ambiente urbano, e sono molti i campi di studio.
Il laser scanner ILRIS-ER, che è la versione più potente del modello ILRIS-3D ha delle precise specifiche
tecniche fornite dai costruttori nelle brouchure ufficiali (www.optech.ca), ma è importante conoscere 3 parametri
fondamentali: portata, divergenza e passo di campionamento. La portata è la massima distanza misurabile e
dipende dall’intensità del segnale di ritorno, generalmente correlata con la rugosità del materiale osservato; la
divergenza (sp) è la larghezza del raggio emesso, caratteristica del segnale (e dello strumento utilizzato) e cresce
linearmente con la distanza (R) secondo la formula:
!
sp(mm) = 0.17 " R(m)+12 ; il passo di campionamento (ss) è
la distanza tra due punti sulla stessa linea di scansione e dipende, anch’esso, dalla distanza di lavoro:
!
ss(mm) = 0.02 " R(m) . Secondo queste formule, alla distanza di 100 m, l’impronta laser sulla superficie (supposta
ortogonale) risulta essere 29 mm ed il passo di campionamento 2 mm. È importante notare che il passo di
campionamento può essere aumentato per ridurre i tempi di acquisizione senza tuttavia, con i dovuti accorgimenti,
ridurre la precisione finale della misura [Pesci et al., 2011]. In questo rapporto tecnico viene descritto il primo
rilievo della Solfatara (Pozzuoli, Napoli) eseguito mediante lo scanner ILRIS-ER.
La Solfatara è un'area vulcanica attiva, soggetta a numerose e continue manifestazioni fumaroliche,
tremore sismico e deformazione ciclica del suolo e per questo viene continuamente monitorata e studiata
mediante una fitta rete strumentale [Petrosino et al. 1998; Orsi et al. 2009], al fine di controllarne lo stato e
prevenire eventuali situazioni di pericolo per le zone limitrofe, densamente abitate
(http://www.ov.ingv.it/volcanology). L'edificio vulcanico è formato prevalentemente da rocce piroclastiche
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generate dall’interazione tra il magma e l’acqua, a tratti ricoperte dai prodotti incoerenti del più recente
vulcano di Astroni. Le rocce risultano alterate dai fenomeni idrotermali, assumendo carattere litoide e
pigmentazioni policrome. Il suolo del cratere è prevalentemente costituito da argille e silici, di colore
biancastro e nella zona centrale è ben visibile la fangaia, cioè la depressione entro cui i fanghi ribollono e
sono presenti nubi di vapore e gas.
Il versante che circonda la base del cratere è caratterizzato da una notevole inclinazione ed è formato dai
prodotti della cupola di lava trachitica, che hanno subito fatturazione ed alterazione. La parte bassa delle
pareti presenta una colorazione rosso scura (indice della presenza della lava) mentre le parti più alte hanno
colorazione più chiara e sono costituite da piroclasti incoerenti.
Gli affioramenti geologici del versante orientale mostrano tipiche strutture e tessiture delle rocce
piroclastiche, nonostante la forte alterazione causata dalle numerose fumarole, intorno alle quali si osservano
i cristalli di zolfo (giallo vivo) incrostati. Per effetto di sublimazione, provocato dalle attività idrotermali del
vulcano, sono anche visibili croste e cristalli di solfuro di arsenico, mercurio, antimonio.
Il cratere ed ha una forma ellittica con assi di 770 m e 580 metri circa ed un perimetro approssimativo di
2.3 km. La parte più alta della cintura craterica ed il fondo del cratere sono posti rispettivamente a circa 199
m e 92 m slm, con un dislivello complessivo di circa 100 m.
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INGV - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
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Published
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1.3. TTC - Sorveglianza geodetica delle aree vulcaniche attive
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restricted
Keywords:
TLS
;
Vulcani
;
Solfatare
;
Monitoraggio
;
04. Solid Earth::04.08. Volcanology::04.08.06. Volcano monitoring
Repository Name:
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV)
Type:
report
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