Calcolare la superficie reale di una parete rocciosa con r.surf.area

[Simone Pittaluga]

 Buon giorno  a tutti,

 stavo cercando un parere sul funzionamento del modulo r.surf.area.

 

 Abbiamo svolto un rilievo con il laserscanner di una parete rocciosa che deve essere ricoperta con reti di protezione e dobbiamo calcolare la superficie inclinata della parete rocciosa.

Calcolando la superficie con il programma di elaborazione del laserscanner e con il modulo r.surf.area vengono numeri sostanzialmente differenti, circa il doppio.

Qualcuno che ha già utilizzato questo modulo sa se è affidabile?

Grazie anticipatamente.

Saluti
Simone

 

- Dott. Simone Pittaluga -

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[GEOgrafica]

Il giorno 14/lug/2011, alle ore 10.00, Simone Pittaluga ha scritto:

 Buon giorno  a tutti,

 stavo cercando un parere sul funzionamento del modulo r.surf.area.

Calcolando la superficie con il programma di elaborazione del laserscanner e con il modulo r.surf.area vengono numeri sostanzialmente differenti, circa il doppio.

Qual e' il formato con il quale la superficie 3d e' inserita nei due software? Ci sono degli aggetti nella superficie stessa?

ciao

Marco

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[Simone Pittaluga]

 Si tratta di dati vettoriali (punti quotati) con una risoluzione media di un punto ogni 5 cm e successivamente ricampionata su maglia regolare con risoluzione di 0.5 metri.

 

Con GRASS ho calcolato il DTM sia con un IDW da punti vettoriali sia con v.surf.rst.
Dai DTM ho calcolato la superficie r.surf.area.

 

 

Il programma proprietario del laserscanner costruisce il dtm tramite triangolazione e calcola la superficie dei triangoli.

 

La superficie della parete rocciosa è pulita, non ci sono oggetti strani sopra. Certamente non è molto regolare perchè ci sono degli speroni rocciosi.

Grazie

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Data: Thu, 14 Jul 2011 10:03:28 +0200

Oggetto: Re: [Gfoss] Calcolare la superficie reale di una parete rocciosa con r.surf.area

>

> Il giorno 14/lug/2011, alle ore 10.00, Simone Pittaluga ha scritto:

>  Buon giorno  a tutti,

>  stavo cercando un parere sul funzionamento del modulo r.surf.area.

>

> Calcolando la superficie con il programma di elaborazione del laserscanner e con il modulo r.surf.area vengono numeri sostanzialmente differenti, circa il doppio.

> Qual e' il formato con il quale la superficie 3d e' inserita nei due software? Ci sono degli aggetti nella superficie stessa?

>

> ciao

> Marco

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[Luca Delucchi]

Il 14 luglio 2011 10:00, Simone Pittaluga <[hidden email]> ha scritto:
>  Buon giorno  a tutti,

buongiorno...

> Calcolando la superficie con il programma di elaborazione del laserscanner e
> con il modulo r.surf.area vengono numeri sostanzialmente differenti, circa
> il doppio.
> Qualcuno che ha già utilizzato questo modulo sa se è affidabile?
>

affidabile dovrebbe esserlo, è dal 1994 che esiste ;-)
non è che state utilizzando sistemi di coordinate diverse?
hai impostato correttamente la regione?

> Grazie anticipatamente.
> Saluti
> Simone

--
ciao
Luca

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Il 14 luglio 2011 10:32, Simone Pittaluga <[hidden email]> ha scritto:
>  Si tratta di dati vettoriali (punti quotati) con una risoluzione media di
> un punto ogni 5 cm e successivamente ricampionata su maglia regolare con
> risoluzione di 0.5 metri.
>
> Con GRASS ho calcolato il DTM sia con un IDW da punti vettoriali sia con
> v.surf.rst.
> Dai DTM ho calcolato la superficie r.surf.area.

Potresti fare un'analisi tra i due DTM prima di calcolare la
superficie così da capire cosa succede e se ci sono dei delle zone con
forti discrepanze.

L.

--
Luca Casagrande
twitter: lucacasagrande
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[GEOgrafica]

Il giorno 14/lug/2011, alle ore 10.32, Simone Pittaluga ha scritto:

 Si tratta di dati vettoriali (punti quotati) con una risoluzione media di un punto ogni 5 cm e successivamente ricampionata su maglia regolare con risoluzione di 0.5 metri.

 

Con GRASS ho calcolato il DTM sia con un IDW da punti vettoriali sia con v.surf.rst.
Dai DTM ho calcolato la superficie r.surf.area.

 

 

Il programma proprietario del laserscanner costruisce il dtm tramite triangolazione e calcola la superficie dei triangoli.

 

La superficie della parete rocciosa è pulita, non ci sono oggetti strani sopra. Certamente non è molto regolare perchè ci sono degli speroni rocciosi.

Il fatto e' che, se capisco bene, in GRASS hai calcolato un DEM che e' un 2D e mezzo, ovvero un raster con una superficie 2d sviluppata nello spazio. Se ci sono degli aggetti o degli speroni rocciosi che coprono altre parti di roccia esposta, nel raster 2d e mezzo questi vengono cancellati, ovvero in un raster non vengono correttamente rappresentati gli aggetti. Per capirci, in un raster puoi avere una sola terna di coordinate per ogni punto 2d, ovvero ad una coppia x,y corrisponde una sola quota. In una parete 3d "vera", come quella rappresentata da una nuvola di punti laser scanner o dal successivo TIN estrapolato da essa, gli aggetti vengono correttamente considerati, ovvero, se consideri la tua roccia proiettata su un piano, puoi anche avere due o piu' quote per ogni coppia x, y. E' un po' difficile da spiegare a parole, verrebbe meglio con un disegnino. 

Ora, non so se la causa della differenza tra le due misurazioni sia questa (il doppio e' veramente tanto!), pero' bisogna essere consapevoli che un DTM di tipo raster presenta dei problemi per la rappresentazioni di pareti rocciose con potenziali aggetti, e in effetti di solito si utlizzano le superfici calcolate sui triangoli e non sulle celle del raster.... 

Non ti ho chiesto quale dei due metodi da' il valore maggiore: se viene un'area maggiore nel software del laserscanner, mi viene da dire che probabilmente la causa sta nell'argomento che ti ho suggerito; se invece e' il contrario, mi verrebbe da escluderlo. Difficile comunque dire, cosi' a priori.

Spero di esserti comunque stato utile

ciao

Marco

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[Simone Pittaluga]

 Lo farò per vedere le differenze.

In realtà la grossa differenza l'avevo confrontando la superficie calcolata con i due differenti programmi.

Ho provato a ridurre molto la risoluzione (1 cm) con g.region e la superficie calcolata si avvicina a quella calcolata con l'altro programma. Però ora ho un dubbio: quanto devo ridurre la risoluzione per avvicinarmi alla superficie reale?

 

La forma della parete in pianta è a "fagiolo" con parecchie celle nulle ed un pò concava da un lato.

Grazie

 

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Data: Thu, 14 Jul 2011 10:45:22 +0200

Oggetto: Re: [Gfoss] Calcolare la superficie reale di una parete rocciosa con r.surf.area

> Il 14 luglio 2011 10:32, Simone Pittaluga ha scritto:

> >  Si tratta di dati vettoriali (punti quotati) con una risoluzione media di

> > un punto ogni 5 cm e successivamente ricampionata su maglia regolare con

> > risoluzione di 0.5 metri.

> >

> > Con GRASS ho calcolato il DTM sia con un IDW da punti vettoriali sia con

> > v.surf.rst.

> > Dai DTM ho calcolato la superficie r.surf.area.

>

> Potresti fare un'analisi tra i due DTM prima di calcolare la

> superficie così da capire cosa succede e se ci sono dei delle zone con

> forti discrepanze.

>

> L.

>

> --

> Luca Casagrande

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[Simone Pittaluga]

>Il fatto e' che, se capisco bene, in GRASS hai calcolato un DEM che e' un 2D e mezzo, ovvero un raster con una superficie 2d sviluppata nello spazio. Se ci sono degli aggetti o >degli speroni rocciosi che coprono altre parti di roccia esposta, nel raster 2d e mezzo questi vengono cancellati, ovvero in un raster non vengono correttamente rappresentati gli >aggetti. Per capirci, in un raster puoi avere una sola terna di coordinate per ogni punto 2d, ovvero ad una coppia x,y corrisponde una sola quota. In una parete 3d "vera", come >quella rappresentata da una nuvola di punti laser scanner o dal successivo TIN estrapolato da essa, gli aggetti vengono correttamente considerati, ovvero, se consideri la tua
>roccia proiettata su un piano, puoi anche avere due o piu' quote per ogni coppia x, y. E' un po' difficile da spiegare a parole, verrebbe meglio con un disegnino.

Grazie non ci pensavo a questo (importante) dettaglio, comunque non è questo caso, la parete non è così ripida anche se ci sono alcuni speroni.

Forse era solo un problema di risoluzione del calcolo di r.surf.area.

 

Era superiore quella calcolata con il laserscanner.

Triangolando i punti vettoriali con Delaunay  è possibile calcolare l'area dei triangoli?


Grazie

Da: "GEOgrafica" [hidden email]

A: "Simone Pittaluga" [hidden email]

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Data: Thu, 14 Jul 2011 10:47:13 +0200

Oggetto: Re: [Gfoss] Calcolare la superficie reale di una parete rocciosa con r.surf.area

>

> Il giorno 14/lug/2011, alle ore 10.32, Simone Pittaluga ha scritto:

>  Si tratta di dati vettoriali (punti quotati) con una risoluzione media di un punto ogni 5 cm e successivamente ricampionata su maglia regolare con risoluzione di 0.5 metri.

>  

> Con GRASS ho calcolato il DTM sia con un IDW da punti vettoriali sia con v.surf.rst.
Dai DTM ho calcolato la superficie r.surf.area.

>  

>  

> Il programma proprietario del laserscanner costruisce il dtm tramite triangolazione e calcola la superficie dei triangoli.

>  

> La superficie della parete rocciosa è pulita, non ci sono oggetti strani sopra. Certamente non è molto regolare perchè ci sono degli speroni rocciosi.

Il fatto e' che, se capisco bene, in GRASS hai calcolato un DEM che e' un 2D e mezzo, ovvero un raster con una superficie 2d sviluppata nello spazio. Se ci sono degli aggetti o degli speroni rocciosi che coprono altre parti di roccia esposta, nel raster 2d e mezzo questi vengono cancellati, ovvero in un raster non vengono correttamente rappresentati gli aggetti. Per capirci, in un raster puoi avere una sola terna di coordinate per ogni punto 2d, ovvero ad una coppia x,y corrisponde una sola quota. In una parete 3d "vera", come quella rappresentata da una nuvola di punti laser scanner o dal successivo TIN estrapolato da essa, gli aggetti vengono correttamente considerati, ovvero, se consideri la tua roccia proiettata su un piano, puoi anche avere due o piu' quote per ogni coppia x, y. E' un po' difficile da spiegare a parole, verrebbe meglio con un disegnino. 

>

> Ora, non so se la causa della differenza tra le due misurazioni sia questa (il doppio e' veramente tanto!), pero' bisogna essere consapevoli che un DTM di tipo raster presenta dei problemi per la rappresentazioni di pareti rocciose con potenziali aggetti, e in effetti di solito si utlizzano le superfici calcolate sui triangoli e non sulle celle del raster.... 

>

> Non ti ho chiesto quale dei due metodi da' il valore maggiore: se viene un'area maggiore nel software del laserscanner, mi viene da dire che probabilmente la causa sta nell'argomento che ti ho suggerito; se invece e' il contrario, mi verrebbe da escluderlo. Difficile comunque dire, cosi' a priori.

>

> Spero di esserti comunque stato utile

> ciao

> Marco

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[GEOgrafica]

Il giorno 14/lug/2011, alle ore 10.57, Simone Pittaluga ha scritto:

 Lo farò per vedere le differenze.

In realtà la grossa differenza l'avevo confrontando la superficie calcolata con i due differenti programmi.

Ho provato a ridurre molto la risoluzione (1 cm) con g.region e la superficie calcolata si avvicina a quella calcolata con l'altro programma.

Se e' cosi', vuol dire che la causa sta nella risoluzione che hai usato per generare il DTM raster, non certo nell'algoritmo di GRASS. Vedi mio messaggio precedente: un raster non e' molto adatto a rappresentare una superficie complessa che meglio si approssima con dei triangoli convoluti, per cui per ottenere buoni risultati devi agire con accortezza. L'algoritmo di GRASS fa il suo lavoro e presumo che lo faccia piu' che bene, bisogna pero' che tu ci metta dentro i dati nel modo piu' conveniente.

Però ora ho un dubbio: quanto devo ridurre la risoluzione per avvicinarmi alla superficie reale?

Dipende dalla risoluzione nativa e dalla complessita' della superficie.  Se la superficie e' molto complessa e convoluta, potresti anche essere costretto a dover sovracampionare il raster rispetto alla risoluzione nativa.

Attento pero': non prendere come oro colato il dato che ti da' il sw del laser scanner!!!! Anche lui lavora su approssimazioni! Io ragionerei in termini statistici: quanto e' la differenza, in percentuale, tra le due superfici? In cosa si traduce, in metri quadri? Qual e' il livello di significativita' necessaria per la tua analisi?

 

La forma della parete in pianta è a "fagiolo" con parecchie celle nulle ed un pò concava da un lato. 

C'e' il rischio che una parte di concavita' vada persa nella generazione del raster. Domanda: suppongo che la parete sia subverticale o giu' di li'. Per creare il raster, hai lavorato in coordinate geografiche o in coordinate locali? Se e' sviluppata verticalmente e lavori in coordinate geografiche rischi di "mangiarti" un sacco di superficie per problemi di proiezione.... (sto andando a tentativi, eh, sulla base della mia esperienza).

ciao

Marco

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[ivan marchesini-2]

Ciao

se la superficie non è verticale o addirittura aggettante (come diceva
Marco) potresti provare a creare il tuo DEM a partire da r.surf.nnbathy
(lo trovi negli addons) (c'è da compilare un po')
il vantaggio è che con r.surf.nnbathy può tringolare secondo delaunay e
quindi ottenere una superficie simile a quella che ottieni con l'altro
software.

riguardo a v.delaunay posso dirti che non credo sia possibile
trasformare le face dei tringoli in raster (almeno non in modo
immediato.. io ci provai un paio di anni fa ma senza successo.. qualcuno
ci è riuscito?)

ciao

>
>  
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>  
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>
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> Data: Thu, 14 Jul 2011 10:03:28 +0200
> Oggetto: Re: [Gfoss] Calcolare la superficie reale di una parete
> rocciosa con r.surf.area
>
>
> >
> > Il giorno 14/lug/2011, alle ore 10.00, Simone Pittaluga ha scritto:
>
> > >  Buon giorno  a tutti,
> > >  stavo cercando un parere sul funzionamento del modulo
> > r.surf.area.
> > >
> >
> > > Calcolando la superficie con il programma di elaborazione del
> > laserscanner e con il modulo r.surf.area vengono numeri
> > sostanzialmente differenti, circa il doppio.
>
>
> > Qual e' il formato con il quale la superficie 3d e' inserita nei due
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> >
>
> > ciao
> > Marco
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Preferisco formati liberi.
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[Simone Pittaluga]

Io stò lavorando con Grass, dei miei colleghi con il programma del laserscanner per vedere di arrivare a dei numeri confrontabili e "ragionevoli" con quanto osservato sul terreno.

 

Il mio dubbio era più sull'applicabilità degli algoritmi di GRASS al problema più che sulla correttezza dell'algoritmo in se.

Ho anche costruito i triangoli con Delaunay, che sappiate si può calcolare l'area dei triangoli (vettoriali)?

 

Scusate che mi stò rendendo conto di rispondere in modo alternato alle singole risposte, magari in modo non chiaro.

Grazie

 

- Dott. Simone Pittaluga -

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Data: Thu, 14 Jul 2011 11:16:01 +0200

Oggetto: Re: [Gfoss] Calcolare la superficie reale di una parete rocciosa con r.surf.area

>

> Il giorno 14/lug/2011, alle ore 10.57, Simone Pittaluga ha scritto:

>  Lo farò per vedere le differenze.

> In realtà la grossa differenza l'avevo confrontando la superficie calcolata con i due differenti programmi.

Ho provato a ridurre molto la risoluzione (1 cm) con g.region e la superficie calcolata si avvicina a quella calcolata con l'altro programma.

Se e' cosi', vuol dire che la causa sta nel metodo di generazione del DTM raster che hai usato, non certo nell'algoritmo di GRASS. Vedi mio messaggio precedente: un raster non e' adatto a rappresentare una superficie complessa che meglio si approssima con dei triangoli convoluti. L'algoritmo di GRASS fa il suo lavoro e presumo che lo faccia piu' che bene, bisogna pero' che tu ci metta dentro i dati nel modo piu' conveniente.

>

>

> Però ora ho un dubbio: quanto devo ridurre la risoluzione per avvicinarmi alla superficie reale?

Dipende dalla risoluzione nativa e dalla complessita' della superficie.  Se la superficie e' molto complessa e convoluta, potresti anche essere costretto a dover sovracampionare il raster rispetto alla risoluzione nativa.

>

> Attento pero': non prendere come oro colato il dato che ti da' il sw del laser scanner!!!! Anche lui lavora su approssimazioni! Io ragionerei in termini statistici: quanto e' la differenza, in percentuale, tra le due superfici? In cosa si traduce, in metri quadri? Qual e' il livello di significativita' necessaria per la tua analisi?

>

>  

> La forma della parete in pianta è a "fagiolo" con parecchie celle nulle ed un pò concava da un lato. 

C'e' il rischio che una parte di concavita' vada persa nella generazione del raster. Domanda: suppongo che la parete sia subverticale o giu' di li'. Per creare il raster, hai lavorato in coordinate geografiche o in coordinate locali? Se e' sviluppata verticalmente e lavori in coordinate geografiche rischi di "mangiarti" un sacco di superficie per problemi di proiezione.... (sto andando a tentativi, eh, sulla base della mia esperienza).

>

> ciao

> Marco

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Data: Thu, 14 Jul 2011 11:25:07 +0200

Oggetto: Re: [Gfoss] Calcolare la superficie reale di una parete rocciosa con r.surf.area

> Ciao

>

> se la superficie non è verticale o addirittura aggettante (come diceva

> Marco) potresti provare a creare il tuo DEM a partire da r.surf.nnbathy

> (lo trovi negli addons) (c'è da compilare un po')

> il vantaggio è che con r.surf.nnbathy può tringolare secondo delaunay e

> quindi ottenere una superficie simile a quella che ottieni con l'altro

> software.

 

grazie, purtroppo in ufficio (ARPAL) uso il computer che mi hanno dato e ho potuto installare GRASS su windows senza poter installare Linux (per ora).

 

proverò alla sera a installarlo sul mio computer.
La superficie non è aggettante solo in alcuni punti potrebbe essere quasi verticale.

 

>

> riguardo a v.delaunay posso dirti che non credo sia possibile

> trasformare le face dei tringoli in raster (almeno non in modo

> immediato.. io ci provai un paio di anni fa ma senza successo.. qualcuno

> ci è riuscito?)

>

> ciao

>

A me basterebbe calcolare la somma delle aree dei singoli triangoli "3d". Qualcuno sa come si può fare? 

>

> >

> >

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> > Data: Thu, 14 Jul 2011 10:03:28 +0200

> > Oggetto: Re: [Gfoss] Calcolare la superficie reale di una parete

> > rocciosa con r.surf.area

> >

> >

> > >

> > > Il giorno 14/lug/2011, alle ore 10.00, Simone Pittaluga ha scritto:

> >

> > > > Buon giorno a tutti,

> > > > stavo cercando un parere sul funzionamento del modulo

> > > r.surf.area.

> > > >

> > >

> > > > Calcolando la superficie con il programma di elaborazione del

> > > laserscanner e con il modulo r.surf.area vengono numeri

> > > sostanzialmente differenti, circa il doppio.

> >

> >

> > > Qual e' il formato con il quale la superficie 3d e' inserita nei due

> > software? Ci sono degli aggetti nella superficie stessa?

> > >

> >

> > > ciao

> > > Marco

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[giuliano su Tiscali]

Il giorno gio, 14/07/2011 alle 11.36 +0200, Simone Pittaluga ha scritto:

> .......
> A me basterebbe calcolare la somma delle aree dei singoli triangoli
> "3d". Qualcuno sa come si può fare?  

con una certa masochistica propensione a fare brutta figura ..... non
dovrebbe essere difficile: dati i vertici 3D del triangolo, con il cross
product calcoli la normale, la metà del modulo della normale ti dà la
superficie del triangolo;

per una superficie più complessa, triangolarizzata, se disponi delle
informazioni dei singoli triangoli (non conosco al momento delaunay), le
passi al modulo suddetto registrando in un accumulatore l'output
(superfici dei singoli triangoli), alla fine ottieni la superficie
totale;

immagino ci siano già moduli grass e/o qgis adatti a ciò (sto seguendo
da tempo la lista per impararli, ma ancora non conosco bene), però se
per prova o gioco vuoi farlo, si può fare :-))))

ciao,
giuliano




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[Markus Neteler]

2011/7/14 Simone Pittaluga <[hidden email]>:
...
> Ho anche costruito i triangoli con Delaunay, che sappiate si può calcolare
> l'area dei triangoli (vettoriali)?

Senza averlo provato direi che v.report dovrebbe calcolare l'area.

ciao
Markus
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