Geodaysit 2023

Applicazioni di UAV e tecniche SfM per valutare la pericolosità idro-geomorfologica in un sistema fluviale
06-16, 10:00–10:15 (Europe/London), Sala Videoconferenza @ PoliBa

La fotogrammetria è una delle tecniche più affidabili per generare dati topografici ad alta risoluzione, e risulta fondamentale per la mappatura del territorio e il rilevamento dei cambiamenti delle forme del terreno, soprattutto in aree ad alto rischio idro-geomorfologico. In particolare, la “Structure from Motion (SfM)” è una tecnica fotogrammetrica di rilievo topografico che affronta il problema della determinazione della posizione 3D dei descrittori di immagini per generare strutture tridimensionali. Grazie alle potenzialità del processo SfM e allo sviluppo di “Unmanned Aerial Vehicle (UAV)” che garantiscono l’acquisizione on-demand di immagini aeree ad alta risoluzione, è possibile rilevare ampie aree della superficie terrestre e monitorare fenomeni attivi attraverso indagini multitemporali. Pertanto, questi strumenti rappresentano elementi chiave per affrontare le variabili geomorfologiche ed idrologiche in un sistema dinamico come quello fluviale, al fine di comprendere con precisione il livello di pericolosità da eventi di instabilità (pericolosità di esondazione). Tuttavia, lo sviluppo di nuove tecniche di mappatura da UAV (ad es. missioni di volo in BVLOS) legate alla crescente necessità di rilevare aree più ampie ad alta risoluzione per una migliore comprensione dei processi fluviali, può comportare l’acquisizione di grandi set di dati e limitare il processo fotogrammetrico a causa della necessità di risorse di calcolo ad alte prestazioni (High-performance computing).
Uno dei principali aspetti investigati in questo lavoro riguarda l’implementazione di un workflow fotogrammetrico basato su Free Open Source Software (FOSS), in grado di restituire diversi output ad alta risoluzione e di gestire grossi dataset in tempi ragionevoli, attraverso la distribuzione degli step computazionali più onerosi su cluster di calcolo ospitati dal data center ReCaS-Bari. I risultati sono forniti in termini di valutazioni di performance basate su differenti configurazioni di calcolo dei cluster e setup degli step del workflow.
D’altra parte, è stata investigata l’influenza di output ad alta risoluzione derivanti dal processo SfM sulle analisi di pericolosità idro-geomorfologica, fornendo un approccio originale di valutazione probabilistica della pericolosità.
In conclusione, è stato verificato l’elevato valore di un sistema integrato UAV-SfM-HPC e degli output risultanti nella gestione efficace degli ambienti alluvionali e, nello specifico, nel monitoraggio di dettaglio delle variabili idro-geomorfologiche che risultano fondamentali per valutare gli scenari futuri di instabilità e per pianificare tempestivamente le attività di gestione delle emergenze in caso di eventi catastrofici, con un significativo risparmio di tempi e costi.