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I rilievi batimetrici per andamento morfologico del fondale marino e lacustre

La batimetria è una disciplina che si occupa della misura delle profondità e della rappresentazione cartografica dei fondali.
a Batimetria e i dati che ne derivano sono necessari alla progettazione ed al monitoraggio delle opere marittime e fluviali, nei dragaggi e ripascimenti e negli studi per l’erosione delle coste.
I rilievi vengono effettuati generalmente da un natante equipaggiato con un ecoscandaglio di precisione , Single beam o Multi beam. La posizione è fornita da un ricevitore GPS. Un software batimetrico permette di seguire le rotte di rilievo progettate e di acquisire i dati provenienti dalla differente strumentazione.
Il rilievo batimetrico costiero per mezzo di ecoscandaglio single-beam viene condotto seguendo le linee di profilo tracciate secondo il progetto, poste in genere ortogonalmente alla costa, integrate da ulteriori rotte perpendicolari alle precedenti che servono per controllo.
Le indagini vengono generalmente effettuate a mare completamente calmo ed in assenza di vento. Le sezioni di scandagliamento sono percorse con una imbarcazione che si muove a velocità bassa e costante lungo le rotte prefissate. Generalmente vengono utilizzati, per questo tipo di rilievi, piccoli natanti dal basso pescaggio in quanto devono avvicinarsi il più possibile alla riva.
Per il rilievo batimetrico viene utilizzato un sistema di acquisizione dei dati automatico-digitale, con posizionamento del natante in tempo reale tramite tecnologia GPS con correzione delle coordinate via radio modem. Tale sistema permette di realizzare il rilievo delle linee senza alcun allineamento e di avere una correzione istantanea della quote.
Il GPS di bordo trasmette in tempo reale, a frequenze molto elevate, le coordinate (Est, Nord e quota) al software di navigazione.
L’operatore sul natante dirige l’imbarcazione seguendo le indicazioni sul video del calcolatore, ove è indicata la traccia che rappresenta la linea teorica da rilevare e la posizione istantanea del natante.
Una volta portata l’imbarcazione in allineamento con la sezione da rilevare, l’operatore segue con maggior precisione possibile la linea di progetto visualizzata, iniziando l’acquisizione dei dati. Sono inoltre visibili il fuori-rotta, la velocità in nodi, l’angolo di governo, la distanza dall’inizio e dal fine rotta, il numero di evento e altri valori utili per il rilievo.
Questa tecnologia offre notevoli vantaggi; calcolando infatti il GPS, oltre che le coordinate, anche la quota assoluta del trasduttore in tempo reale e con precisione centimetrica, diventa possibile, in abbinamento con i dati provenienti dall’ecoscandaglio, correggere automaticamente tutte le oscillazioni della superficie marina (marea, onde, sovralzo dovuto alla massa d’acqua spinta dal vento) durante il rilievo.
Con questa metodologia, come visto, non occorre operare le correzioni di marea e di pressione atmosferica per la riduzione a livello mare a posteriori, in più tutte le oscillazioni verticali vengono automaticamente prese in considerazione. 
Gli ecoscandagli utilizzati sono di tipo idrografico con una precisione di 1-2 cm. La frequenza adottata è generalmente di circa 200 KHz; un buon compromesso per garantire una rilievo accurato del fondale con poca interferenza della colonna d’acqua. Il cono di emissione dello strumento è solitamente molto stretto per garantire una elevata risoluzione geometrica. 
È richiesta una frequenza di almeno un impulso (beam) per secondo. Per garantire la congruenza tra le misure di profondità e quelle planimetriche, l’ecoscandaglio viene posizionato in asse al ricevitore per la posizione planimetrica o alternativamente vengono calcolati i relativi off-set. Ad inizio e fine rilievo si è procede alla taratura dell’ecoscandaglio. La regolazione della velocità strumentale in base alla velocità degli ultrasuoni in acqua viene effettuata tramite il metodo del "Bar Check" (misurazione della profondità di immersione di una barra o disco metallico calato al di sotto del trasduttore e sospeso ad un cavo graduato).
Si procede quindi alla correzione digitale sul software di navigazione dell’eventuale errore.
Spesso, per problemi di economicità, in questa tipologia di indagini non vengono usati sensori di moto per la correzione del rollio e beccheggio ed effettuato il calcolo delle variazioni in quota del traduttore. Effettuando i rilievi a mare perfettamente calmo, e solitamente a basse profondità, fatto che attenua dal punto di vista geometrico il problema, l’errore commesso viene ritenuto tollerabile. Eseguendo il rilievo direttamente in formato digitale tutti i dati vengono registrati sul PC di bordo.
I rilievi per mezzo di single-beam, specialmente nei fondali sabbiosi, non necessitato sempre di una accuratezza centimetrica sulla posizione. Spesso, come visto, sono sufficienti strumenti DGPS della precisione sub-metrica per l’ottenimento di ottimi risultati.
In questo caso la marea durante il rilievo viene generalmente misurata attraverso la lettura su una asta graduata, livellata da un caposaldo di quota nota, e posizionata in zona di mare calmo. Alternativamente vengono utilizzati i valori provenienti dai mareografi.
La Tecnologia multibeam M.B.E.S. (Multi Beam Eco Sounding) è molto sofisticata e capace di fornire altissimi standard quantitativi e qualitativi delle informazioni prodotte. 
Con questa strumentazione si passa da un’acquisizione per singoli punti (singlebeam) lungo la rotta di navigazione (ecoscandaglio tradizionale) ad un’acquisizione continua che utilizza un numero elevato di beam contemporaneamente, coprendo una fascia laterale di fondale pari a due - quattro volte la profondità indagata.
La risoluzione è elevatissima e permette di identificare strutture del fondale anche di ridotte dimensioni e seguirne la continuità.
Anche in questo caso, la navigazione viene assistita da un GPS di precisione in modalità RTK. Inoltre, per garantire l’accuratezza potenziale dello strumento, sono necessari i sensori di moto per la compensazione del rollio e beccheggio nonchè di una girobussola di elevata precisione per la correzione della direzione. Opportune calibrazioni permoettono inoltre la correzione dei dati acquisiti.
Questo tipo di acquisizione, oltre a consentire un notevole risparmio di tempo su grandi aree, permette di conoscere con maggior precisione la reale morfologia del fondale con le rispettive quote batimetriche, essendo ottenute, queste ultime, per misura diretta e non per interpolazione (come accade per i dati prodotti dal Single beam ). 
Solitamente i rilievi prevedono una copertura totale dell’area di indagine che viene effettuata scandagliando lungo transetti paralleli che prevedono una sovrapposizione dei dati delle differenti spazzate.
Per particolari applicazioni il trasduttore MultiBeam può essere montato in modalità inclinata lateralmente, così da permettere oltre al rilievo del fondale quello, ad esempio, delle banchine portuali e della scarpata delle opere di difesa dal piede delle medesime fino a quasi la superficie dell’acqua.
Il rilievo a mezzo Multibeam, comportando evidentemente costi maggiori, viene utilizzato dove si voglia ottenere un notevole dettaglio del fondale o dove la copertura completa del fondale sia necessaria per calcolare con maggior precisione le variazioni volumetriche del deposito sedimentario.
La Batimetria e i dati che ne derivano sono necessari alla progettazione ed al monitoraggio delle opere marittime e fluviali, nei dragaggi e ripascimenti e negli studi per l’erosione delle coste.

I rilievi vengono effettuati generalmente da un natante equipaggiato con un ecoscandaglio di precisione , Single beam o Multi beam. La posizione è fornita da un ricevitore GPS. Un software batimetrico permette di seguire le rotte di rilievo progettate e di acquisire i dati provenienti dalla differente strumentazione.
Il rilievo batimetrico costiero per mezzo di ecoscandaglio single-beam viene condotto seguendo le linee di profilo tracciate secondo il progetto, poste in genere ortogonalmente alla costa, integrate da ulteriori rotte perpendicolari alle precedenti che servono per controllo.Le indagini vengono generalmente effettuate a mare completamente calmo ed in assenza di vento. Le sezioni di scandagliamento sono percorse con una imbarcazione che si muove a velocità bassa e costante lungo le rotte prefissate. Generalmente vengono utilizzati, per questo tipo di rilievi, piccoli natanti dal basso pescaggio in quanto devono avvicinarsi il più possibile alla riva.

Per il rilievo batimetrico viene utilizzato un sistema di acquisizione dei dati automatico-digitale, con posizionamento del natante in tempo reale tramite tecnologia GPS con correzione delle coordinate via radio modem. Tale sistema permette di realizzare il rilievo delle linee senza alcun allineamento e di avere una correzione istantanea della quote.
Il GPS di bordo trasmette in tempo reale, a frequenze molto elevate, le coordinate (Est, Nord e quota) al software di navigazione.L’operatore sul natante dirige l’imbarcazione seguendo le indicazioni sul video del calcolatore, ove è indicata la traccia che rappresenta la linea teorica da rilevare e la posizione istantanea del natante.Una volta portata l’imbarcazione in allineamento con la sezione da rilevare, l’operatore segue con maggior precisione possibile la linea di progetto visualizzata, iniziando l’acquisizione dei dati. Sono inoltre visibili il fuori-rotta, la velocità in nodi, l’angolo di governo, la distanza dall’inizio e dal fine rotta, il numero di evento e altri valori utili per il rilievo.
Questa tecnologia offre notevoli vantaggi; calcolando infatti il GPS, oltre che le coordinate, anche la quota assoluta del trasduttore in tempo reale e con precisione centimetrica, diventa possibile, in abbinamento con i dati provenienti dall’ecoscandaglio, correggere automaticamente tutte le oscillazioni della superficie marina (marea, onde, sovralzo dovuto alla massa d’acqua spinta dal vento) durante il rilievo.

Con questa metodologia, come visto, non occorre operare le correzioni di marea e di pressione atmosferica per la riduzione a livello mare a posteriori, in più tutte le oscillazioni verticali vengono automaticamente prese in considerazione. 

Gli ecoscandagli utilizzati sono di tipo idrografico con una precisione di 1-2 cm. La frequenza adottata è generalmente di circa 200 KHz; un buon compromesso per garantire una rilievo accurato del fondale con poca interferenza della colonna d’acqua. Il cono di emissione dello strumento è solitamente molto stretto per garantire una elevata risoluzione geometrica. È richiesta una frequenza di almeno un impulso (beam) per secondo. Per garantire la congruenza tra le misure di profondità e quelle planimetriche, l’ecoscandaglio viene posizionato in asse al ricevitore per la posizione planimetrica o alternativamente vengono calcolati i relativi off-set. Ad inizio e fine rilievo si è procede alla taratura dell’ecoscandaglio. La regolazione della velocità strumentale in base alla velocità degli ultrasuoni in acqua viene effettuata tramite il metodo del "Bar Check" (misurazione della profondità di immersione di una barra o disco metallico calato al di sotto del trasduttore e sospeso ad un cavo graduato).Si procede quindi alla correzione digitale sul software di navigazione dell’eventuale errore.Spesso, per problemi di economicità, in questa tipologia di indagini non vengono usati sensori di moto per la correzione del rollio e beccheggio ed effettuato il calcolo delle variazioni in quota del traduttore. Effettuando i rilievi a mare perfettamente calmo, e solitamente a basse profondità, fatto che attenua dal punto di vista geometrico il problema, l’errore commesso viene ritenuto tollerabile. Eseguendo il rilievo direttamente in formato digitale tutti i dati vengono registrati sul PC di bordo.I rilievi per mezzo di single-beam, specialmente nei fondali sabbiosi, non necessitato sempre di una accuratezza centimetrica sulla posizione. Spesso, come visto, sono sufficienti strumenti DGPS della precisione sub-metrica per l’ottenimento di ottimi risultati.In questo caso la marea durante il rilievo viene generalmente misurata attraverso la lettura su una asta graduata, livellata da un caposaldo di quota nota, e posizionata in zona di mare calmo. Alternativamente vengono utilizzati i valori provenienti dai mareografi.

La Tecnologia multibeam M.B.E.S. (Multi Beam Eco Sounding) è molto sofisticata e capace di fornire altissimi standard quantitativi e qualitativi delle informazioni prodotte. Con questa strumentazione si passa da un’acquisizione per singoli punti (singlebeam) lungo la rotta di navigazione (ecoscandaglio tradizionale) ad un’acquisizione continua che utilizza un numero elevato di beam contemporaneamente, coprendo una fascia laterale di fondale pari a due - quattro volte la profondità indagata.
La risoluzione è elevatissima e permette di identificare strutture del fondale anche di ridotte dimensioni e seguirne la continuità.
Anche in questo caso, la navigazione viene assistita da un GPS di precisione in modalità RTK. Inoltre, per garantire l’accuratezza potenziale dello strumento, sono necessari i sensori di moto per la compensazione del rollio e beccheggio nonchè di una girobussola di elevata precisione per la correzione della direzione. Opportune calibrazioni permoettono inoltre la correzione dei dati acquisiti.
Questo tipo di acquisizione, oltre a consentire un notevole risparmio di tempo su grandi aree, permette di conoscere con maggior precisione la reale morfologia del fondale con le rispettive quote batimetriche, essendo ottenute, queste ultime, per misura diretta e non per interpolazione (come accade per i dati prodotti dal Single beam ). 
Solitamente i rilievi prevedono una copertura totale dell’area di indagine che viene effettuata scandagliando lungo transetti paralleli che prevedono una sovrapposizione dei dati delle differenti spazzate.
Per particolari applicazioni il trasduttore MultiBeam può essere montato in modalità inclinata lateralmente, così da permettere oltre al rilievo del fondale quello, ad esempio, delle banchine portuali e della scarpata delle opere di difesa dal piede delle medesime fino a quasi la superficie dell’acqua.
Il rilievo a mezzo Multibeam, comportando evidentemente costi maggiori, viene utilizzato dove si voglia ottenere un notevole dettaglio del fondale o dove la copertura completa del fondale sia necessaria per calcolare con maggior precisione le variazioni volumetriche del deposito sedimentario.

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