A model-based early warning system for runoff-generated debris-flow occurrence: Preliminary results

Early warning systems for debris flows are low cost measures for mitigating this kind of hazard. The early warning systems provide a timely alert for upcoming events in order to take protective measures, such as closing railways-roads, evacuating people from the threatened areas, and put rescue forces into readiness. These systems usually are sensor-based, and the alert time is the interval between the timing of the first detachment of debris flow by a sensor and its arrival into the threatened area. At the purpose of increasing the alert time, we propose an early warning system based on a model-cascade: nowcasting, hydrological- and triggering models. Nowcasting anticipates rainfall pattern that is transformed into runoff by the hydrological model. The triggering model estimates the volume of sediments that the runoff can entrain, and compares it with a critical threshold. If this is exceeded the alert is launched. The proposed early warning system is tested against the available data of the Rovina di Cancia (Northeast Italy) site

Tecniche di registrazione

Sono illustrate le tecniche e gli algoritmi comunemente impiegati per registrare (allineare) i modelli 3-D parziali ottenuti dalle diverse scansioni, al fine di ricomporli in un modello numerico generale, trasformando le coordinate dei punti costituenti im un sistema di riferimento univoco

A direct method for the simultaneous and optimal multidimensional models registration

An innovative solution of the global multidimensional registration problem for a set of partial object models is introduced and explained. The method, based on the classical tie-point concept, is capable to directly and optimally align models indefinitely rotated, translated and scaled. The pre-registration is carried out in automatic way without the need of initial manual superimposition nor of approximate starting values of the transformation parameters. Registration algorithms implementing the singular value decomposition of matrix products of limited size are used in every step of the process. The procedure is based on the algorithms of the Procrustes analysis. One consequent advantage is that there are no space dimensions restrictions. This is particularly helpful for laserscanning and digital photogrammetry applications, where a set of attributes associated to the different tie-points (i.e. CYMK or RGB color components and intensity) can be used in conjunction with the corresponding Cartesian coordinate values. This connection can improve the registration reliability of range-colored images, matching simultaneously geometry, nature and aspect. The numerical experiments carried out confirm the advantages of the multidimensional approach proposed

Fast And Optimal Assembling Of Partial 3-D Object Models By Procrustes Analysis Techniques

The paper describes an original method for the geometrical size and shape (form) 3-D object reconstruction by way of a least-squares assembling procedure of its partial models. The model components can be independently defined into heterogeneous reference frames as a product of the possible different survey methods employed. The procedure makes use of the Procrustes analysis techniques and is based on the authors' experiences recently acquired solving the photogrammetric block adjustment by independent models with a new formulation offered by these algorithms. The Procrustes analysis furnishes a set of mathematical least squares tools to perform similarity transformations among point-coordinates matrices up to their optimal agreement. The transformation parameters and the tie points coordinates are computed in a fast and efficient way, without any prior information of their approximated values; furthermore the geometric space is not restricted to 2-D or 3-D but could be a generic K-dimensional one. The paper focuses on the principles and the statistical theory behind the Generalised Procrustes Analysis and on the concept of "Centroid configuration" deriving from it. As outlined in this work, when the Centroid vertexes can be assimilated to the tie and control points linking the different partial models, it is then possible to reconstruct the size and the global shape of the object by way of an iterative and fast converging sequence of direct transformations. A numerical example is provided in the article to illustrate the different steps of the procedure and to prove the correctness and efficiency of the algorithms. Among the other suitable applications, the current method has been developed for the industrial manufacturing, especially for the dimensional control of prototypes with respect to their construction plans, for the on-line product quality checks and for reverse engineering applications

UN PROGRAMMA PER L'ELABORAZIONE DI DATI LIDAR IN AMBIENTE LINUX

L\u2019aspetto informatico riveste un ruolo di primaria importanza nel settore del rilievo laser: il trattamento dei dati e lo sviluppo di algoritmi innovativi per il filtraggio, la classificazione e la modellazione dei dati Lidar costituiscono argomenti di ricerca in continua evoluzione. Sul mercato sono attualmente disponibili alcuni software commerciali, di ottima fattura e con elevate prestazioni, che richiedono per\uf2 consistenti risorse per l\u2019acquisto delle licenze e la formazione degli operatori. Tali software costituiscono spesso componenti aggiuntive (plug in) di strumenti CAD, quali AutoCad e Microstation, e questo rende ulteriormente onerosa la loro adozione. Nel contempo esiste una significativa offerta disoftware, spesso gratuito, ma con funzioni quasi sempre limitate alla semplice visualizzazione dei dati. Per consolidare le conoscenze sviluppate nello studio e nella sperimentazione della tecnologia Lidar nell\u2019ambito del progetto Interreg IIIA, nel gruppo di lavoro dell\u2019Universit\ue0 di Udine \ue8 maturata l\u2019esigenza di sviluppare un proprio strumento software, liberamente adattabile, da destinare anche a scopi didattici. Solamente la completa accessibilit\ue0 e propriet\ue0 del codice sorgente costituiscono infatti la base indispensabile per implementaree testare algoritmi innovativi per l\u2019elaborazione dei dati laser. E\u2019 stato quindi realizzato un software, in ambiente Linux, facendo ricorso a librerie grafiche e matematiche di pubblico dominio, strutturato tenendo conto delle esperienze maturate in passato da altri gruppi di ricerca italiani (es. Politecnico di Torino) e stranieri. Il prodotto ottenuto permette di svincolare l\u2019utente dall\u2019impiego di prodotti commerciali per le principali elaborazioni di base effettuabili sui rilievi Lidar: la visualizzazione dinamica della nube di punti, la loro rappresentazione in funzione dell\u2019elevazione e dell\u2019intensit\ue0, la gestione delle strisciate e delle classi di punti, l\u2019estrazione di regioni delimitate delle scansioni, la navigazione per sezioni ortogonali al terreno. Il software \ue8 inoltre dotato di una serie di funzioni per la sovrapposizione dei dati laser ad informazioni di altra natura, quali ortofoto, mappe raster e vettoriali e, prossimamente, immagini telerilevate. Per la cartografia vettoriale, \ue8 stata curata la piena compatibilit\ue0 con il formato FCN del Friuli Venezia Giulia, e con il diffuso formato di scambio DXF anche nel caso di elementi di disegno 3D. E\u2019 quindi possibile segmentare automaticamente i dati di scansione sulla base di elementi selezionati della cartografia: questo consente ad esempio di estrarre i punti campionati dal Lidar in corrispondenza di ogni singolo edificio rappresentato sulla carta numerica. Il software implementa un efficiente modellizzatore TIN, capace di interpolare milioni di punti con il metodo di Delaunay e di rappresentarli mediante una superficie ombreggiata. L\u2019aspetto pi\uf9 rilevante permane quello di costituire la base di sviluppo per gli algoritmi di filtraggio e classificazione indicati in letteratura o sviluppati in proprio. Oltre alle funzioni per la definizione del DTM gi\ue0 presenti, tra cui una ispirata al metodo di Axelsson ed un\u2019altra basata sulla definizione di griglie dati a risoluzione variabile, sono stati implementati alcuni metodi fondati su tecniche statistiche, secondo le recenti proposte illustrate nei lavori del gruppo di ricerca Interreg