SOLUZIONE DINAMICA DELLA RETE ASSOGEO E INQUADRAMENTO EUREF-RDN

L’importante sviluppo avuto recentemente dai servizi GPS di posizionamento differenziale in tempo reale (RTK e VRS), ha permesso di diminuire in modo considerevole i tempi e quindi i costi per un rilievo topografico, questo senza incidere in modo significativo sulla precisione delle misure eseguite [Pesci et al., 2008]. L’infrastruttura che permette la realizzazione di questi servizi è costituita da una rete GPS di stazioni permanenti (SP) distribuite più o meno regolarmente su di una griglia la cui maglia, cioè la distanza tra le stazioni, è di qualche decina di chilometri. Assogeo S.p.a. a partire dal 2006 ha sviluppato nell’Italia centro-settentrionale una rete di stazioni permanenti (Fig. 1a) in grado di supportare i diversi servizi di posizionamento in tempo reale.Attualmente questa rete è costituita da 32 stazioni equipaggiate con ricevitore ed antenne geodetiche a doppia frequenza (Tab. 1) in continua espansione. Un singolo operatore, anche se equipaggiato di un solo ricevitore GPS, ha la possibilità di connettersi al centro operativo Assogeo ed eseguire il proprio rilievo topografico, in tempo reale. Il sistema di riferimento in cui vengono forniti i risultati del rilievo è quello su cui vengono calcolate le posizioni delle diverse SP, per questo motivo è importante che tale sistema di riferimento sia compatibile con quello utilizzato in ambito cartografico e topografico definito dall’Istituto Geografico Militare Italiano (IGMI). Inoltre, è necessario che la stima della posizione delle diverse SP sia la più precisa possibile e che quindi venga calcolata utilizzando tutte le informazioni acquisite da tali stazioni. A questo proposito IGMI ha istituito la Rete Dinamica Nazionale [RDN, Baroni et al. 2009] formata da 99 SP già operanti sul territorio e omogeneamente distribuite, offrendo un riferimento per allineare le diverse reti GPS per il servizio di posizionamento in tempo reale sorte sul territorio italiano. La rete RDN è a sua volta allineata ad un sistema di riferimento convenzionale ufficializzato in Europa, cioè il sistema ETRF2000 [Bruyninx et al., 2009], e riferito all’epoca 2005.0, secondo le più recenti direttive EUREF [Bruyninx, 2004, Kenyeres and Bruyninx, 2004]. Per uniformare le soluzioni allo stesso sistema di riferimento utilizzato dall’IGMI, è necessario quindi che anche le posizioni delle SP della rete Assogeo siano calcolate in ETRF2000 all’epoca 2005.0 e poiriportate al 2008.0. In questo lavoro vengono proposte e confrontate due strategie di calcolo per ottenere, in un modo semplice e intuitivo, il sistema di riferimento desiderato. Si tratta di procedure differenti che analizzano il medesimo insieme di osservazioni utilizzando lo stesso software, ma utilizzando strategie diverse, questo per verificare la reale precisione con cui può essere stimata la posizione di una stazione GPS permanente

GPS-based monitoring of land subsidence in the Po Plain (Northern Italy)

We use regional and local networks of continuously-operating GPS stations (CGPS) distributed in the northern–central part of the Italian peninsula to investigate the subsidence phenomenon of the Po plain sedimentary basin and vertical movements of the surrounding areas. The observations of 146 scientific and commercial stations are analyzed and compared, adopting analytical techniques widely used to study GPS coordinate time series. The use of simple antenna supports in commercial installations, instead of a more rigorous geodetic monument, does not seem to induce significant differences in the noise characteristics and in the amplitudes of annual and semi-annual periodic signals. The vertical velocity field deduced from 129 sites with observation time spans greater than one year, located in the Central–Northern Italian Peninsula, indicates the presence of two mainly subsidence areas: the Po Plain and the Arno Plain, while the sites located in the Alps and Apennine domains show relatively low uplift. The areas of the Po Plain monitored by GPS seem to indicate that the subsidence rate is constant or, in some cases, decreasing with respect to the values obtained from the last measurements, performed up to 2006 by means of both SAR and levelling techniques. Only the central part of the eastern Po Plain close to the Apennine border (Modena city area) is characterized by a peak in subsidence consisting in a velocity of about 15 mm/yr

Analyzing Virtual Reference Station for GPS surveying: experiments and applications in a test site of the northern Apennine (Italy).

The availability of a GPS network of 10-20 km mean size, provides good topographical support for the measurement of ground displacements, even at a local scale such as a landslide. In particular, a series of multitemporal kinematic or rapid-static GPS acquisitions of a landslide allows a good characterization of its displacements if the measurements are referred to a GPS reference network. Nevertheless, a wider network formed by stations located at long distances, for example at several tens of kilometers, characterized by large spacing, can lead to results affected by high noise, degrading the accuracy of final point positions. In order to obtain an adequate GPS reference network, some virtual reference stations (VRSs) can be introduced, even if a network refinement based on VRS cannot reach the same accuracy of a real local network. Some experiments, including measurements on a real landslide, have been performed in order to evaluate the performance of this technique. The results point out that the standard deviation of the obtained solutions is about two or three times larger than those which can be reached using a real local network

THE ASSOGEO GPS NETWORK TO MONITOR SURFACE VARIATION IN THE EMILIA ROMAGNA REGION (NORTH-CENTRAL ITALY): DATA MANAGEMENT, PRODUCTS AND PRELIMINARY RESULTS

The global positioning system (GPS), in both static and kinematic modes, allows a highly accurate measurement of point coordinates and therefore is widely used for monitoring both slow and fast surface deformations. The information provided by a GPS network can be used at the regional scale, to evaluate tectonic and seismogenic structure evolutions [Hunstad et al., 1999; Pietrantonio and Riguzzi, 2004], such as the estimation of deformation rates in the central Apennine chain [Pesci and Teza, 2007], or at larger scale, to monitor gravitational macroscopic effects due to, for example, rock-mass collapses, landslide activations or other instabilities [Mora et al., 2003; Tzenkov and Gospodinov, 2003; Squarzoni et al., 2005]. The accuracies of GPS measurements are generally a few millimeters for the horizontal coordinate components and sub-centimeters for the vertical ones. In fact, the elevation is highly influenced by atmospheric perturbations, involving zenith delays, which are difficult to be completely removed by means of data modeling. When referring to high accuracy, GPS surveying implies the precise measurements of the vectors between two or more receivers (baselines), the so-called relative positioning: data can be acquired on static and rapid-static conditions, which require GPS stations to be stationary. Several permanent GPS stations continuously operate on the Italian territory, belonging to different institutes like IGS (International GPS Service), EUREF (European Reference Frame), ASI (Agenzia Spaziale Italiana), INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) and others [Serpelloni et al. 2006; Falco et al., 2007; Devoti et al., 2008]. Due to the high efficiency of this surveying methodology, in the last few years, the number of GPS permanent stations has rapidly increased and continues to expand; the Earth Science Department of Siena University, for example, installed 8 new stations in 2003 to study the tectonic processes in the Central-Northern Apennines [Cenni et al., 2004]. Also private GPS networks planned for commercial civil proposal exist; in particular the ASSOGEO s.r.l (Italian Trimble provider), established a dense GPS network for real time positioning by means of the VRS (Virtual Reference Station) concept [Hu et al., 2003] and work is still in progress to cover the whole Italian territory with a mean size of about 20-50 km

LA SUBSIDENZA NELL’ITALIA CENTRO-SETTENTRIONALE DA MISURE GPS

La grande diffusione negli ultimi anni di reti di stazioni GPS permanenti istituite per scopi commerciali come il posizionamento in tempo reale, può rappresentare un’importante integrazione alla già esistente rete scientifica di monitoraggio della deformazione crostale. Le stazioni commerciali sono solitamente equipaggiate con ricevitori a doppia frequenza e antenne tipo choke ring. Una possibile differenza fra queste e le stazioni scientifiche consiste nell’approccio utilizzato per la scelta del sito e per la monumentazione. Per questo motivo prima di utilizzare le osservazioni acquisite dalle stazioni commerciali per analisi di tipo scientifico bisogna verificare se i protocolli di installazione e gestione di questi non introducano nuove sorgenti di rumore nei dati o aumentino quelle già esistenti. In questo studio, abbiamo confrontato le caratteristiche principali delle serie temporali di 112 stazioni commerciali situate nell’Italia Centro–Settentrionale con quelle di 81 stazioni scientifiche presenti nella medesima zona (Fig. 1). Le osservazioni delle 112 stazioni commerciali prese in esame sono fornite dalle seguenti agenzie pubbliche e private: ASSOGEO, LABTOPO, Rete Regione Veneto, SOGER, IREALP, Rete Arpa Piemonte e Regione Abruzzo; e i dati delle 81 stazioni scientifiche sono stati invece acquisiti dagli archivi informatici di 5 diverse istituzioni pubbliche: ASI, INGV – RING, EUREF, FREDNET e Rete Toscana. Le osservazioni di tutte le stazioni considerate in questo lavoro sono state analizzate mediante il software GAMIT/GLOBK versione 10.34 e successive utilizzando la procedura denominata distributed processing (Dong et alii, 1998), che consente di analizzare reti con un alto numero di stazioni suddividendole in diverse sottoreti distinte, compensando successivamente i risultati ottenuti in un’unica soluz

A taxonomic survey of female oviducal glands in chondrichthyes: A comparative overview of microanatomy in the two reproductive modes

Oviducal glands (OGs) are distinct expanded regions of the anterior portion of the oviduct, commonly found in chondrichthyans, which play a key role in the production of the egg in-vestments and in the female sperm storage (FSS). The FSS phenomenon has implications for understanding the reproductive ecology and management of exploited populations, but little information is available on its taxonomic extent. For the first time, mature OGs from three lecithotrophic oviparous and four yolk-sac viviparous species, all considered at risk from the fishing impacts in the central western Mediterranean Sea, were examined using light microscopy. The OG microanatomy, whose morphology is generally conserved in all species, shows differences within the two reproductive modalities. Oviparous species show a more developed baffle zone in respect to viviparous ones because of the production of different egg envelopes produced. Among oviparous species, Raja polystigma and Chimaera monstrosa show presence of sperm, but not sperm storage as observed, instead, in Galeus melastomus and in all the viviparous sharks, which preserve sperm inside of specialized structures in the terminal zone

A proof of the Bekenstein bound for any strength of gravity through holography

The universal entropy bound of Bekenstein is considered, at any strength of the gravitational interaction. A proof of it is given, provided the considered general-relativistic spacetimes allow for a meaningful and inequivocal definition of the quantities which partecipate to the bound (such as system's energy and radius). This is done assuming as starting point that, for assigned statistical-mechanical local conditions, a lower-limiting scale l* to system's size definitely exists, being it required by holography through its semiclassical formulation as given by the generalized covariant entropy bound. An attempt is made also to draw some possible general consequences of the l* assumption with regards to the proliferation of species problem and to the viscosity to entropy density ratio. Concerning the latter, various fluids are considered including systems potentially relevant, to some extent, to the quark-gluon plasma case.Comment: 13 pages. v2: the title is modified; the discussion is strengthened and made more concise (10pp). v3: some short clarifications adde

Digital elevation models for landslide evolution monitoring: application on two areas located in the Reno River Valley (Italy)

GPS, digital photogrammetry and laser scanning techniques have been applied and compared in the frame of the studies of two complex landslides located in the Emilia-Romagna Region (Northern Italy). The three approaches, characterized by different accuracies, applicability and costs, have demonstrated to be efficient tools to define Digital Elevation Models computed in the same reference system and able to provide data on the landslide motion. The results described in the paper indicate the present low level of landslide activity in recent years. Reliability, costs and execution times of the applied surveying methods are shown and discussed in this paper

Relative entropy and the Bekenstein bound

Elaborating on a previous work by Marolf et al, we relate some exact results in quantum field theory and statistical mechanics to the Bekenstein universal bound on entropy. Specifically, we consider the relative entropy between the vacuum and another state, both reduced to a local region. We propose that, with the adequate interpretation, the positivity of the relative entropy in this case constitutes a well defined statement of the bound in flat space. We show that this version arises naturally from the original derivation of the bound from the generalized second law when quantum effects are taken into account. In this formulation the bound holds automatically, and in particular it does not suffer from the proliferation of the species problem. The results suggest that while the bound is relevant at the classical level, it does not introduce new physical constraints semiclassically.Comment: 12 pages, 1 figure, minor changes and references adde

APPROCCIO MULTI-DISCIPLINARE AL PROBLEMA DELLA SUBSIDENZA NELLA REGIONE EMILIA ROMAGNA

L’estrazione di fluidi sotterranei ha prodotto significativi fenomeni di subsidenza nel territorio della Regione Emilia-Romagna. Al fine di analizzare il fenomeno, per meglio comprenderne l’origine e gli aspetti evolutivi, è stato utilizzato un approccio multidisciplinare basato su innovativi sistemi di controllo delle quote piezometriche dei pozzi e degli spostamenti della superficie topografica. In particolare mediante la tecnica di interferometria DInSAR – SBAS sono state elaborate 52 immagini distribuite su un’area compresa tra l’Appennino bolognese e il fiume Po. E’ stata inoltre studiata l’evoluzione temporale delle quote piezometriche dei pozzi presenti in Regione, con lo scopo di evidenziare aree potenzialmente soggette a subsidenza confrontabile con i dati di spostamento al suolo DInSAR e con dati geodetici (livellazioni e dati GPS). Un significativo miglioramento della conoscenza dei fenomeni di subsidenza potrà avvenire integrando i risultati ottenuti con i dati forniti dalla nuova rete di stazioni GPS permanenti progettata congiuntamente dall’INGV e dall’Università di Bologna. L’analisi di dati geologici, idrogeologici, telerilevati e geodetici ha portato a risultati significativi per una corretta comprensione dei processi di subsidenza su buona parte della città di Bologna e della sua provincia. Tale approccio verrà esteso a tutta l’area compresa tra la catena appenninica ed il fiume Po