integrazione di dati telerilevati e cartografia vettoriale per il monitoraggio ambientale

8/3/2019 Integrazione di dati telerilevati e cartografia vettoriale per il monitoraggio ambientale

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me II Atti della Sa Conferenza Nazionale ASITA - Rimini, 9-12 Ottobre 2001 - Volume II

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INTEGRAZIONE DI ][)ATITELERILEVATI E CARTOGRAFIAVETTORIALE PER IL MONITORAGGIO AMBIENTALE

Marco PALAZZO (*), Giuseppe ANGELINI (*), Silvia CIURLIA (*), Maria Pia ACCOGLI (*),Lorenzo VASANELLI (**)

(*) I.S.U.FJ. - Istituto Superiore Universitario di Formazione InterdisciplinareArea "Materiali & Teenologie Innovative" - Via Monteroni s.n. - 73100 Leece

Tel. 083242]220 - Fax 0832 421221E-mail: marco.palazzo: giuseppe.angelini; silvia.ciurlia; mariapia.accogli; @isufi.unile.it- ht!p:llwww.isufi.unile.it

(**) Universi ta degli Studi di Leece - Facol ta di Ingegner iaVia Monteroni s.n. - 73100 Leece, TeL 0832 320242 - Fax 0832 421221

E-mail: [email protected] http://www ..unile.it

II\

version 1.3, Riassunto

E' qui presentata la reaIizzazione di una carta di usa del suolo in scala 1:10000 ed in accordo allostandard Carine Landcover del Sito di Importanza Comunitaria (s.l.e.) denominato "Rauccio"(nell'ambito del progetto "Bioitaly - Natura 2000") e localizzato nella penisola salentina inprossimita della citra di Leece. Per questa lavoro i software usati sono stati ER Mapper 6.1, per lageoreferenziazione e la classificazione delle immagini, ed Arcview 3.2, per la realizzazione delGIS. I dati utilizzati invece sana stati , oltre alia cartografia storica, il rilievo aerofotogrammetrieoin scala 1:5000 gentilmente concesso in uso dall' Amministrazione Comunale di Leece e dueimmagini Landsat TM. L'area campione, ampia circa 6 Kmq, presenta eterogeneita sotto differentiaspetti ecologici e sociali, ed e stata gia studiata dal WWF che nc ha realizzato una dettagliata cartadegli habitat e delle zone antropizzate. Questa carta e srata particolarmente utile perl'identificazione dei tipi di copertura (classi di copertura - in aceordo alIo standard CarineLandcover) caratteristici della zona del Leccese e per l'individuazione dei training fields cherappresentano itipi di eopertura noti. I training field selezionati sono stati usati can successo comeinput al processo di c1assificazione guidata (supervised) ehe ha consentito i1 rieonoscimentodell'uso del suolo di un'ampia area di circa 242 Kmq che va dalla localita costiera di Marina diTorre Chianca (all'intemo del qualc ricade il S.l.c. "Rauecio") fino al centro abitato della citta diLeece. Ogni c1asse c stata poi inserita in un singolo layer infonnativo in modo da pater esserevisualizzata separatamente. Nella rapprcsentazione multilayer cost ottenuta sono stati aggiunti comeulteriori strati infonnativi il rilievo aerofotograrnmetrico digitalizzato e la carta degli habitat.Attraverso poi una particolare opzione del software usato e stato possibile visualizzare, condifferente grado di trasparenza, idiversi layer di classificazione in modo da comparare le areeclassificate con la realta a terra. Cio ha consentito di selezionare ulteriori training fields e di iterareil processo di classificazione fino ad otten ere un risultato soddisfacente, Le cartografia tematica costottenuta e stata raccolta in un GIS costruito in modo da rappresentare il momento di sintesi dei varipassaggi della ricerca, Naturale estensione del sistema informativo realizzato e stata la suapubblicazione in un apposito sito Web che ne garantisce la fruibilita all'utenza. Inoltre, perrealizzare una cara di usa del suolo in scala 1:5000 della stessa area, e previsto l'utilizzo di unaimmagine Ikonos, di cui e stata gia richiesta la acquisizione,

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mailto:@isufi.unile.it-mailto:[email protected]:[email protected]:@isufi.unile.it-


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Atti della S" Conferenza Nazionale ASITA Rimini, 912 Ottobre 2001 Volume II Atti della

AbstractThe present study concerns the realization of a landuse map in 1:10000 scale, according to CorineLandcover standard, of the Community Relevance Site named "Rauccio" (in the "Bioitaly - Natura2000" project) and located in the peninsula of Salento, near of Leece,The software used in this work are ER Mapper 6.1, for image geocoding and classification;Arcview 3.2 for GIS. The data are historical cartography, aerial photogrammetry in I5000 scale bycourtesy of Town Council of Leece and two Landsat images.The test area of about 6 Km2 has social and environmental heterogeneity and it was studiedpreviously by WWF (World Wildlife Fund). WWF mapped both the detailed habitat and the urbanareas. This map was very useful to recognize two typical cover classes ( according to CorineLandcover standard) of the area (Leece) and to identify some training fields of known cover classes.The selected training fields were successfully used as an input of the supervised classification inorder to map the land use of a big area of about 242 km2 from "Marina di Torre Chianca", whereRauccio is located, to Leece. Each class was inserted in an individual information layer to bedisplayed separately. The digitalized aerial photogrammetry and the habitat map were added to theobtained multilayer representation as a further information layers. ERMapper allowed to show withdifferent transparencies different layers of classification and to compare the classified areas to earthreality. The result was a thematic cartography inserted in a GIS. An Ikonos image was required forrealizing a lamduse map 1:5000 scale. Finally the information system was published on a web siteso as to be availabile to users.

Altro motivo poimage processinjuno degli obiennQuasi tutte Ie i!consultazione ouMateriali e metl

Introduzione

Per 10 studio copdelle immagini ~Per la costruziorper il trattamennSono stati usatic

Ca rtogra i Cartogra CorineL Mappa d , Ortofoto

11 sistema d i rifedi interesse ricacE stata usata un'Dall' immagine IL'imrnagine e stIn un primo motchiaramentc indpressi del centroIIrisultato di quIn un secondoprincipale, sanaGCP con iqualiUri'estrazione dprima di proced

E' qui presentata la realizzazione di una carta di uso del suolo in scala 1:10000 ed in accordo aliastandard Corine Landcover del Sito di Importanza Comunitaria (SIC) denominato "Rauccio"(nell'ambito del progetto "Bioitaly - Natura WOO") e localizzato nella penisola salentina inprossimita della citra di Leece.L'area prescelta per questa studio, ampia circa 6 Kmq, presenta eterogeneita sotto differenti aspettiecologici e sociali, ed e stata gia studiata dal WWF che ne ha realizzato una dettagliata carta deglihabitat e delle zone antropizzate. L'area inoltre e un Sito di Interesse Comunitario (SIC). Non sonostate ancora condotte analisi satel1itari nella zona.Per questi motivi e sembratu opportuno utilizzare l'area di "Rauccio" come area campione,Obiettivi

Utilizzando alciindividuati una :In particolare: per lincCorine) per l'Incnella leg

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Gli obiettivi dellavoro presentato sono molteplici: Strutturazione di procedure di interpretazione dei dati satellitari Sistematizzazione dell'uso dei dati di supporto (dati ancillari) Possibilita di riutilizzare il modello costruito su altre aree Intcgrazione tra image processing e geographic information system Costruzione di carte tematiehe Divulgazione delle informazioni online

La messa a punto di tecnologie di intcrpretazione dei dati salellitari e sicuramente uno degliobtettivi pill interessanti per gli sviluppi futuri e per le prospettive di utilizzo mostrate,L'insieme di hardware, software, dati e persone deve essere accompagnato da prassi ben strutturateche riescano ad ottimizzare tutte Ie cornponenti. Per questo motive, pili che sul risultato del casoparticolare di studio, si e cercato di porre ['attenzione sulle procedure pill opportune da utilizzareper casi analoghi.

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ng to Corinealy - Natura

Altro motivo portante della studio presentato riguarda I'integrazione tra metodologie tipiche diimage processing e piattaforme di lavoro GIS. La produzione di mappe tematiche ha rappresentatouno degli obiettivi finali del lavoro svolto.Quasi tutte le informazioni acquisite, elaborate, prodotte sono state a saranno rese fruibili alIaconsultazione online nel sito web creato appositamente,assification;

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Per 10 studio condotto sono stati utilizzati isoftware ER Mapper 6.1 per la gestione e I' elaborazionedelle immagini satellitari e Arcview 3.2 per la parte GIS. .Per la costruzione del sito web si e fatto ricorso a Macromedia Dreamweaver 3 e a Photoshop 5.5per il trattamento delle imrnagini destinate alla pubblicazione su internet.Sono stati usati diversi dati ancillari:

Cartografia teenica provinciale in formate raster CTPN (scala 1 : 10.000) Cartografia tecnica comunale in formate vettoriale (scala 1:5.000) Corine Landcover della provincia di Leece (scala 1:100.000) Mappa dell'uso del suolo dell' area di "Rauccio" elaborata daI WWF Ortofoto digitali a colori (scala 1 : 10.000)

II sistema di riferimento usato e stato il sistema cartografieo ufficiale Italiano Gauss-Boaga; l'areadi interesse ricade nel fuso Est.E stata usata un'immagine satellitare Landsat 5 TM ripresa nel giugno del 1999.Dall'immagine multispettrale Landsat e stato estratto un subset relativo al1'area del test site.L'immagine e stata georeferenziata con due passaggi successivi,Inun primo momento si e intervenuti utilizzando 4 punti di controllo (Ground Control Points: GCP)chiararnente individuabili lungo la linea di costa (algoritmo "water") cd un altro (1 0 stadio) neipressi del centro urbano di Leece (algoritmo ''falsi colon' 432 H ).Il risultato di questa prima fase e stato un buon arientamento Nord-Sud dell'immagine.In un secondo momento, operando con I'algoritmo di estrazione della seconda componenteprincipale, sono stati individuati alcuni incroci stradali che hanno consentito la localizzazione di 8GCP con i quali 1'immagine e stata definitivamente georeferenziata.Un'estrazione di un ulteriore subset poco piu ampio de1l'area test e stato ulteriormente effettuataprima di procedere all'Individuazione dei training fields.

accordo alloo "Rauccio"salentina in

nte uno degliben strutturatetato del casoda utilizzare

Utilizzando a1cuni algoritmi di ERMapper combinati can idati anciIlari a disposizione sono statiindividuati una serie di training fields.In particolare:

per lindividuazione del training field "Tessuto Urbano Discontinue" (1.1.2 nella legendaCorine) e state utilizzato I'algoritmo PC2 (Principal Component number two). per l'individuazione del training field corrispondente a "Bacini d'acqua - Salmastra" (5.1.2

nella legenda Carine), e stato utilizzato in un primo momento l'algoritrno "water" che mettein evidenza gli specchi d'acqua rispetto alia terra ferma, e secondariamente un'rmmagine afalsi colori corrispondente all'algoritmo ROB 432, in cui i carpi d'acqua in questioneappaionu di colore blu pili 0mena scuro in funzionc della profondita.

per l'individuazione del training field "Mare" (5.2.3 nella. legenda Carine) e e statoutilizzato I' algoritmo "water". per l'individuazione del training field "Spiagge e acqua marina poco profunda" (in cui viene

compreso il campo 3.3.I-Spiagge, dune e sabbie- della legenda Corine) e stato utilizztol 'algoritmo RGB 321 per I'individuazione delle zone boscate e delle zone paludose sono stati utilizzati in primoluogo gli algoritmi NDVI (Normalized Vegetation Index) e NDVI-PCl (PCl: Principal

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Component number one) integrati dall'immagine a falsi colori RGB 432 con cui e possibiledistinguere le zone umide dai boschi cedui perch!":le prime visualizzate con un colore rossoscuro ed i secondi con un rosso piu brillante. Le zone umide ("Paludi Salmastre" - 4.2.1legenda Carine -) e le zone boscate ("Bosco di Latifoglie" _ 3.1.1 legenda Corine -) sonostate ulteriormente dettagliate utilizzando parte della cartografia tecnica comunale informato vettoriale (scala 1:5000) e la mappa dell'uso del suolo dell'area di "Rauccio"elaborata dal WWF.

per I'mdividuazione del training field "Oliveti" (2.2.3 Iegenda Corine) e del training field"vegetazione rada 0 assente", che potrebbe essere inserita nella cIasse 3.2.3 (Aree avegetazione sc1erofilla) della legenda Corine data la presenza di Macchia e Gariga, e stateutilizzato l'algoritmo NDVI-PC1 con I'ausilio delle Ortofoto digitali a colori.

RisultatiI principali risulta

prod uzioru confronto . produzioruLandsat e' confrontoProspettive funn

Inserendo come input itraining fields individuati e stata effcttuata una "c1assificazione supervised"utilizzando come operatore il criterio di massima verosimiglianza.Allo scopo di diminuirc il rurnore dellimrnagine classificata e quindi di migliorare la suainterprctazionc visiva, e stato applicato il filtro "median ker",La carta ottenuta e stata inserita nel GIS e confrontata con 1aCorine Landcover.L'utilizzazione di un'irnmagine Landsat TM di giugno 1999 ha permesso infatti per l'area di testl'aggiomamento della carta di uso del progctto Corine Landcover stesso, per ilquale sono stateutilizzate irnrnagini Landsat del 1985.Per la realizzazione della carta di uso del suolo in scala 1: [0.000 e stata usata la classificazionerealizzata grazie alia immagine Landsat e Ie ortofoto del programma IT2000. Sono stati individuati14 differenti usi del suolo in accordo con 10 standard della legenda Corine, dettagliandoulteriormente laddove la maggior precisione della carta e\o dei dati a disposizione 10 ha resopossibile (Fig 1).Campi individuati:1.1.1 Tessuto urbano continuo1.1.2 Tessuto urbano discontinue1.2.2 Reti stradali (in disaccordo con il Corine in cui la larghezza min. da considerare e 100 m)2.1.1 Seminativi in aree non irrigue2.2.3 Oliveti3.1. l Boschi di latifoglie _ Leccio3.2.3 Aree a vegetazione sclerofilla3.3.1 Spiagge, dune e sabbie4.2.1 Paludi salrnastre5.1.1 Corsi d' acqua, canali e idrovie5.1.2 Bacini d'acqua _ salmastraPalude salmastra mista a seminativiPalude salrnastra mista a sabbieSpiagge _ costruzioni antropicheDal confronto tra la carta dell'uso del suolo ricavata digitalizzando le ortofoto e la carta di usa delsuolo del WWF emergono Ie seguenti differenze:

una delle p i n estese zone paludose, identificata attraverso le ortofoto, e c1assificata come"lncolti" per ilWWF,

ad ovest del SIC dove in corrispondenza di coltivi arborati per il WWF e stata identificataanche Ia presenza ill terreni paludosi misti a seminativi con Ie ortofotoLe principali conform ita sono state riscontrate in corrispondenza:

del "Bosco di Leccio" della zona paludosa a nord-ovest del SIC del Tessuto Urbano

Si e gia provveduad un'area di 11'Leece, che permeInoltre si intende1a penisola salenrisolvere problem

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e possibilecolore rossotre" - 4.2.1rine -) sanaomunale in

"Rauccio"

Risultati

raining field.3 (Aree ariga, e stato

I principali risultati raggiunti sono stati i seguenti: produzione di una carta di usa del suolo inpiccola scala (1: 100.000) confronto della stessa con la carta di uso de l suolo COline Landcover produzione di una carta di usa del suolo utilizzando la classificazione deIl'immagine

Landsat e le ortofoto digitali a colori in scala 1:10.000 confronto della stessa con la carta dell 'uso del suolo elaborata dal WWFProspettive future

supervised" Si e gia provveduto all 'acquisto di due scene Ikonos, can risoluzione geometric a di 1 metro, relativead un'area di 11 x 22 Km che si estende dal S.LC. "Rauccio" a tutta l'area urbana del comune diLeece, che permetteranno la realizzazione di una carta tecnica di dettaglio alla scala 1:5000.Inoltre si intende utilizzare la metodologia messa a punto per redigere un piano di monitoraggio perla penisola salentina realizzato, mediante immagini satellitari a media ed alta risoluzione, perrisolvere problematiche legate all'uso del suolo, alia latta all'abusivismo ed aUa tutela ambientale.

la sua

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individuatidettagliando

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e 100 m)

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