Laboratorio GIS, Cartografia e Telerilevamento

I sistemi informativi geografici (GIS) rivestono un ruolo essenziale nell’ambito di quelle discipline, in particolare le Scienze della Terra, fortemente basate sulla posizione, la geometria e gli attributi di oggetti spazialmente riferiti.
Organizzati in un sistema GIS, dati territoriali di qualsiasi natura (geologici, geomorfologici, idrogeologici, geochimico-ambientali, geotermici, ecc., nonché amministrativi, urbanistici, sociali...) e origine (acquisiti, digitalizzati, rilevati sul terreno o da remoto) possono essere analizzati e posti in relazione tra loro, attraverso gli strumenti della spatial analysis, estraendo nuova conoscenza di tipo derivato e permettendo il controllo della reciproca coerenza e consistenza, sia di tipo geografico (topologico) che informativo.

Nuove informazioni territoriali, sia quantitative sia qualitative, sono ottenute anche attraverso l’analisi e l’elaborazione di immagini e dati telerilevati, derivanti da specifici sensori posti su aerei, satelliti, droni, sonde, che permettono l’individuazione, la classificazione e il monitoraggio di oggetti (e fenomeni) ubicati sulla superficie terrestre e in atmosfera attraverso la misurazione della radiazione elettromagnetica da loro riflessa e/o emessa.

La capacità di organizzare i dati territoriali georiferiti in layer tematici sovrapponibili rende i sistemi GIS fondamentali non solo per quanto attiene l’archiviazione, gestione, analisi ed elaborazione delle informazioni disponibili ma anche per quanto riguarda la loro visualizzazione e rappresentazione cartografica, essenziale strumento di sintesi e inquadramento dei sistemi naturali osservati e delle loro manifestazioni.

Rappresentazione del modello concettuale della circolazione idrica del sistema acquifero della pianura di Follonica
Rappresentazione del modello concettuale della circolazione idrica del sistema acquifero della pianura di Follonica
Carta geomorfologica del territorio di Roccamurata (PR), realizzata nell’ambito di uno studio sulle condizioni di franosità di centri abitati instabili della Regione Emilia-Romagna
Carta geomorfologica del territorio di Roccamurata (PR), realizzata nell’ambito di uno studio sulle condizioni di franosità di centri abitati instabili della Regione Emilia-Romagna

STRUMENTAZIONE

La strumentazione in dotazione al LabGIS consiste in quattro Workstation, un file server NAS per la distribuzione dei dati di progetto, due stampanti grandi formati HP Designjet T120 e T520 e uno stereoscopio ottico Carl Zeiss. Oltre alle principali applicazioni open source (QGIS, SNAP, SagaGIS, GRASS, BlenderGIS…), la dotazione software comprende ESRI ArcGIS Pro e ArcGIS Desktop 10.8.1, ENVI 5.6, Aquaveo Groundwater Modeling System (GMS) 9.2 e Arc Hydro Groundwater Tools 3.5.

Una postazione di lavoro è a disposizione sia del personale afferente all’Istituto sia di tirocinanti e partner di progetto; è presente anche un tavolo di grandi dimensioni (250 x 150 cm) per il disegno e la consultazione di carte.

PERSONALE

Dott. Giulio Masetti (Responsabile Laboratorio)

Dott. Giuseppe Cosentino

Dott. Giuseppe Turrini

CONTATTI

Telefono:

050 6213275

E-mail:

giulio.masetti(at)igg.cnr.it

giuseppe.cosentino(at)igg.cnr.it

giuseppe.turrini(at)igg.cnr.it

labgis(at)igg.cnr.it

ATTIVITA' E CAMPI DI APPLICAZIONE

LabGIS opera attraverso l’acquisizione, interpretazione, gestione, analisi ed elaborazione di dati territoriali georiferiti, di superficie e di sottosuolo, con particolare riferimento agli ambiti geologico-geomorfologico e di caratterizzazione delle risorse idriche sotterranee. In questi contesti, le attività e le relative metodologie riguardano:

  • acquisizione, interpretazione, gestione ed elaborazione di dati territoriali georiferiti, di superficie e di sottosuolo: proiezione e trasformazione dati; geoprocessing, analisi spaziale e geostatistica, tecniche di interpolazione e spazializzazione; realizzazione di modelli geologici 3D “in solido”; modelli digitali del terreno, derivazione parametri morfologici e morfometrici;
  • progettazione, implementazione e distribuzione delle banche dati di progetto: geodatabase design, definizione modello logico, fisico e concettuale, implementazione relazioni topologiche;
  • analisi ed elaborazione di immagini e dati telerilevati, multispettrali, multirisoluzione e multipiattaforma: correzione e ortorettifica; image enhancing; pansharpening; filtraggio; tecniche di classificazione object-oriented; analisi di serie multitemporali; change detection; analisi e interpretazione stereocoppie;
  • redazione, informatizzazione e allestimento di cartografia geotematica e di microzonazione sismica: digitalizzazione e georeferenziazione dati raster; map editing; costruzione librerie simboli e definizione stili.
Ricostruzione 3D “in solido” del sistema acquifero multistrato della pianura del Cornia (LI), eseguita attraverso l’analisi e la correlazione dei dati stratigrafici (a) in sezioni idrostrutturali (b) e la definizione delle geometrie e dei volumi dei
Ricostruzione 3D “in solido” del sistema acquifero multistrato della pianura del Cornia (LI), eseguita attraverso l’analisi e la correlazione dei dati stratigrafici (a) in sezioni idrostrutturali (b) e la definizione delle geometrie e dei volumi dei principali orizzonti acquiferi ed acquitardi/acquicludi (c). A ciascun orizzonte corrisponde un geovolume (d), sviluppato secondo prismi interposti tra le superfici di tetto e di letto.
Rappresentazione in formato grid delle superfici di letto (a) e di tetto (b) e dello spessore (c) di un orizzonte acquifero ricostruito in solido
Rappresentazione in formato grid delle superfici di letto (a) e di tetto (b) e dello spessore (c) di un orizzonte acquifero ricostruito in solido
Parametri morfologici e morfometrici derivati da una scena ASTER Global Digital Elevation Model (GDEM, 30m): illuminazione relativa (sinistra), acclività (centro) e forme del rilievo (Topographic Position Index, destra)
Parametri morfologici e morfometrici derivati da una scena ASTER Global Digital Elevation Model (GDEM, 30m): illuminazione relativa (sinistra), acclività (centro) e forme del rilievo (Topographic Position Index, destra)
Immagini composite derivanti dalle diverse combinazioni di bande ed elaborazioni di una scena LANDSAT 8 relativa alla regione di Marsabit, Kenya: (sinistra) colori naturali (432); (centro) rappresentazione in falsi colori (652, conversione al modello colo
Immagini composite derivanti dalle diverse combinazioni di bande ed elaborazioni di una scena LANDSAT 8 relativa alla regione di Marsabit, Kenya: (sinistra) colori naturali (432); (centro) rappresentazione in falsi colori (652, conversione al modello colore HSV), evidenziante in rosso le colate laviche e le altre rocce basaltiche; (destra) fusione IHS (Intensity/Hue/Saturation) dell’immagine, evidenziante in rosso quelli che sembrano essere i prodotti di un’attività vulcanica più recente.
Carta geologico-geomorfologica del territorio di Torrio (PC), realizzata nell’ambito di uno studio sulle condizioni di franosità di centri abitati instabili della Regione Emilia-Romagna.
Carta geologico-geomorfologica del territorio di Torrio (PC), realizzata nell’ambito di uno studio sulle condizioni di franosità di centri abitati instabili della Regione Emilia-Romagna.

PROGETTI

LabGIS opera prevalentemente nell’ambito di progetti finalizzati ad una miglior conoscenza e tutela del territorio e della risorsa idrica e alla realizzazione di banche dati e cartografia geologiche e geotematiche.

  • 2005-2007: Banche dati geotematiche della Regione Toscana (litotecnica, permeabilità e geomorfologia) derivate dalla carta geologica in scala 1:10.000 (Fondazione per la Meteorologia Applicata)
  • 2006-2010: Banca dati dei Corpi Idrici Sotterranei Significativi della Regione Toscana (Consorzio LaMMA)
  • 2008-2010: Cartografia di stabilità dei versanti della Regione Toscana (Consorzio LaMMA)
  • 2008-2010: Analisi delle condizioni di franosità di centri abitati instabili della Regione Emilia (Regione Emilia-Romagna, settore Difesa del Suolo).
  • 2009-2013: Delimitazione delle Zone di Protezione Risorse Idriche destinate al consumo umano (Consorzio LaMMA).
  • 2010: Realizzazione della Banca Dati del Progetto “Cartografia regionale di stabilità dei versanti e dei depositi superficiali” (Consorzio LaMMA)
  • 2011: ZEBU (POR FESR 2017/2013)
  • 2011-2016: Approfondimento e sviluppo delle conoscenze riguardanti i sistemi acquiferi della Regione Toscana (Consorzio LaMMA)
  • 2012: CREA (POR FESR 2017/2013)
  • 2013: Progetto CNR per il Mezzogiorno “ATLANTE GEOTERMICO”
  • 2013-2015: Geobasi – Banca dati geochimici della Regione Toscana (Consorzio LaMMA)
  • 2016-2017: Manutenzione, implementazione, gestione e aggiornamento del DB geologico della Regione Toscana (Consorzio LaMMA).
  • 2016-2018: FREEWAT (EU Horizon 2020)
  • 2016-2019: Studio degli impatti del cambiamento climatico sui corpi idrici sotterranei di approvvigionamento per scopi idropotabili in area torinese (SMAT – Società Metropolitana Acque Torino S.p.A.).
  • 2017-2020: MONPREVIDRO - Monitoraggio preventivo dello stato quantitativo delle risorse idriche destinate all’uso idropotabile basato su previsioni meteorologiche, climatologiche e idrogeologiche (AIT – Autorità Idrica Toscana).
  • 2018: NEXTDATA – Sistema nazionale per la raccolta, conservazione, accessibilità e diffusione dei dati ambientali e climatici in aree montane e marine (Progetto Nazionale di Interesse Strategico, MIUR, PNR 2011-2013).
  • 2018-2020: Banca dati geomorfologica delle province di Livorno e Siena in scala 1:10.000 (Consorzio LaMMA).
  • 2018-2021: Studio geologico e geomorfologico dei bacini della Val di Fine e Volterra-Cerbaie - provincia di Pisa (Unione dei comuni della Valdera).
  • 2019-2021: MINIDROSA – Metodologie integrate per la gestione e la salvaguardia della risorsa idrica (SMAT – Società Metropolitana Acque Torino S.p.A.).
  • 2019-2021: ASTERIS – Adaptation to Saltwater inTrusion in sEa level Rise Scenarios (Interreg V A Italia Croazia, ID Project n. 10048765)
  • 2020 – Realizzazione del Manuale di allestimento della cartografia di microzonazione sismica secondo gli Standard di rappresentazione ed archiviazione informatica e costruzione della relativa simbologia standardizzata (per QGIS ed Adobe Illustrator) (Progetto realizzato con CNR-IGAG)
  • 2021 – Realizzazione del Plugin MzS Tools per QGIS per la banca dati geografica e le mappe di microzonazione sismica con (Progetto realizzato con CNR-IGAG)
  • 2020- : IDROBRENTA – Studio e modellizzazione del sistema acquifero dell’Alta pianura del F. Brenta (Consiglio di Bacino Brenta)
  • 2020- : Modellistica concettuale e numerica del sistema acquifero “Panna” (Sanpellegrino S.p.A.)
  • 2020- : Ricerche geologiche integrate nell’area di concessione mineraria “Palina” e zone limitrofe (Sanpellegrino S.p.A.).
  • 2021- : Carta Geologica ufficiale d’Italia alla scala 1:50.000 (CARG); realizzazione della banca dati e allestimento per la stampa dei fogli n. 277 “Bibbiena”, 288 “Arezzo” e 320 “Castel del Piano”.

INTERESSI SCIENTIFICI

Stratigrafia e idrostruttura di sistemi acquiferi multistrato; costruzione di modelli geologici e idrostrutturali 3D “in solido” funzionali all’implementazione di modellistica numerica di flusso e di trasporto.

Tutela del territorio e valutazione del grado di pericolosità geologica attraverso l’analisi dei depositi, delle forme e dei relativi processi geomorfologici legati alla dinamica di versante, fluviale e costiera nei diversi contesti geologici; condizioni di franosità di centri abitati instabili.

Realizzazione di strumenti e procedure per la cartografia tematica dei rischi geologici.

Rappresentazione schematica del modello concettuale della circolazione idrica elaborato per un settore del sistema acquifero costiero della Versilia
Rappresentazione schematica del modello concettuale della circolazione idrica elaborato per un settore del sistema acquifero costiero della Versilia
Sinistra: Temperatura di brillanza (temperatura apparente al sensore) calcolata per il territorio di Larderello (PI) sulla base della banda termica di una scena LANDSAT 7 (20.06.2000).
Sinistra: Temperatura di brillanza (temperatura apparente al sensore) calcolata per il territorio di Larderello (PI) sulla base della banda termica di una scena LANDSAT 7 (20.06.2000).
Destra: Utilizzo dell’algoritmo RX Anomaly Detection per l’individuazione dei settori termicamente anomali.
Rappresentazione in ambiente GIS della Banca Dati dei Corpi Idrici Sotterranei della Regione Toscana: Corpo Idrico della Pianura del fiume Cornia
Rappresentazione in ambiente GIS della Banca Dati dei Corpi Idrici Sotterranei della Regione Toscana: Corpo Idrico della Pianura del fiume Cornia.
Carta geomorfologica della Regione Toscana: oltre 700 sezioni in scala 1:10.000 realizzate negli anni 2006-2007 nell’ambito della predisposizione della cartografia tematica regionale derivata da quella geologica.
Carta geomorfologica della Regione Toscana: oltre 700 sezioni in scala 1:10.000 realizzate negli anni 2006-2007 nell’ambito della predisposizione della cartografia tematica regionale derivata da quella geologica.
Carta delle criticità idrauliche e dei dissesti rilevati a carico di un centro abitato della Regione Emilia-Romagna.
Carta delle criticità idrauliche e dei dissesti rilevati a carico di un centro abitato della Regione Emilia-Romagna.

PUBBLICAZIONI

  • Raco B., Vivaldo G., Doveri M., Menichini M., Masetti G., Battaglini R., Irace A., Fioraso G., Marcelli I., Brussolo E. (2021) – Geochemical, geostatistical and time series analysis techniques as a tool to achieve the Water Framework Directive goals: An example from Piedmont region (NW Italy). (https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2021.106832). Journal of Geochemical Exploration, Vol. 229, October 2021, 106832. 20 pp. (ISSN 0375-6742).
  • Vignaroli G., Mancini M., Bucci F., Cardinali M., Cavinato G.P., Moscatelli M., Putignano M.L., Santangelo M., Ardizzone F., Cosentino G., Di Salvo C., Fiorucci F., Gaudiosi I., Peronace E., Polpetta F., Reichenbach P., Simionato M., Stigliano F. (2019). Geology of the central part of the Amatrice Basin (Central Apennines, Italy). Journal of Maps, vol. 15, p. 193-202, ISSN: 1744-5647, doi: doi.org/10.1080/17445647.2019.1570877
  • Ottria G., Ellero A., Masetti G., Turrini G. (2019) - La geologia strutturale: un approccio scientifico per la ricerca d'acqua. Articolo pubblicato sul blog di Acquifera Onlus: www.acquifera.org/2019/03/22/la-geologia-strutturale-un-approccio-scientifico-per-la-ricerca-dacqua/
  • Masetti G., Da Prato S., Menichini M, et al. (2017) – Dal modello concettuale al modello numerico: il caso di studio del sistema acquifero di Follonica (GR, Toscana meridionale). (DOI: 10.3301/ROL.2017.13). Rend. Online, Soc. Geol. It., Vol. 42 (2017), pp-54-58, 3 figs. (ISSN 2035-8008).
  • Menichini M., Da Prato S., Doveri M., Ellero A., Lelli M., Masetti G., Nisi B., Raco B. (2015) – An integrated methodology to define Protection Zones for groundwater-based drinking water sources: an example from the Tuscany Region, Italy. Acque Sotterranee – Italian Journal of Groundwater, Vol. 4, n. 139, 21-27.
  • Raco B., Buccianti A., Corongiu M., Lavorini G., Macera P., Manetti F., Mari R., Masetti G., Menichetti S., Nisi B., Protano G., Romanelli S. (2015) – GEOBASI: The geochemical Database of Tuscany Region (Italy). Acque Sotterranee – Italian Journal of Groundwater, Vol. 4, n. 139, 7-18.
  • Autori vari (2014) – VIGOR: Sviluppo geotermico nelle Regioni della Convergenza. Progetto VIGOR – Valutazione del Potenziale Geotermico nelle Regioni della Convergenza, POI Energie Rinnovabili e Risparmio Energetico 2007-2013, CNR-IGG, ISBN: 9788879580113.
  • Masetti G., Ottria G., Ghiselli F., Ambrogio A., Rossi G., Zanolini L. (2013) – Multidisciplinary Study of the Torrio Landslide (Northern Apennines, Italy) in: C. Margottini et al. (eds.), Landslide Science and Practice, Vol. 1, DOI 10.1007/978-3-642-31325-7_23, # Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013.
  • Vaselli L., Ellero A., Masetti G., Ottria G. (2013) – Contributo dell’analisi geologico-strutturale allo studio dei massi erratici delle Alpi Apuane: dati preliminari sul blocco della Rondinella (Vagli di Sopra, Lucca). Acta apuana, IX-X (2010-2011), 29-42.
  • Doveri M., Nisi B., Cerrina Feroni A., Ellero A., Menichini M., Lelli M., Masetti G., Da Prato S., Principe C., Raco B. (2012) - Geological, hydrodynamic and geochemical features of the volcanic aquifer of Mt. Amiata (Tuscany, Central Italy): an overview. Acta Vulcanologica, 23 (1-2), 2011 / 24 (1-2), 2012, 51-72.
  • Raco B., Cerrina Feroni A., Da Prato S., Doveri M., Ellero A., Lelli M., Masetti G., Nisi B., Marini L. (2011) - Environmental Security Issues Related to Impacts of Anthropogenic Activities on Groundwater: Examples from the Real World. In: A. Scozzari A., El Mansouri B. (edited by): Water Security in the Mediterranean Region. An international evaluation of management, control and governance approaches. NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security, DOI 10.1007/978-94-007-1623-0_11, © Springer Science+Business Media B.V. 11, 153-162
  • Cerrina Feroni A., Da Prato S., Doveri M., Ellero A., Lelli M., Marini L., Masetti G., Nisi B. & Raco B. (2010) – Corpi idrici sotterranei della Val di Cecina. Editore Manetti P., Memorie descrittive della Carta Geologica d’Italia, vol. LXXXIX, pp. 99.
  • Cerrina Feroni A., Ellero A., Masetti G., Ottria G., Pardini E. (2008) – I Corpi Idrici Sotterranei Significativi della Regione Toscana (DGRT 225/2003). Inquadramento regionale. Perimetrazione e ricostruzione. Prospettive e sviluppi. Regione Toscana, Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto di Geoscienze e Georisorse, Consorzio LaMMa. Centro stampa Giunta Regione Toscana (pp. 134).