Il progetto di Cartografia Gravimetrica Digitale d'Italia alla scala 1:250.000

Questo progetto è frutto di una collaborazione scientifica tra il Servizio Geofisica del Dipartimento di Difesa del Suolo di ISPRA, il Gruppo Cartografia e Telerilevamento del Dipartimento di Geofisica della Litosfera di OGS (GDL CARS) ed Exploration & Production Division di ENI.

Il progetto nasce dall’esigenza di fornire al mondo scientifico e più in generale ai gestori del territorio, una rappresentazione del campo gravimetrico che offra elementi di interesse per definire, a scala regionale, l’assetto geologico-strutturale profondo. Come tale, esso aspira a coprire il vuoto esistente, nell’attuale Cartografia Gravimetrica Ufficiale, tra le mappe a piccola scala quali la Carta Gravimetrica 1:500.000 del C.N.R. e le mappe a scala 1:100.000 pubblicate per una porzione alquanto esigua del territorio nazionale. Questo progetto fornirà inoltre un utile supporto informativo all’analoga "Carta Geologica dei Mari Italiani" alla scala 1:250.000 pubblicata da ISPRA.

E' stata privilegiata la produzione di dati in forma digitale (raster e vettoriale), ritenuta più adeguata e utilizzabile dai moderni strumenti di visualizzazione ed elaborazione dei dati geografici.

La scala di rappresentazione prescelta è 1:250.000, in uso in diverse Nazioni Europee per analoghi progetti.
Il taglio cartografico è quello della serie "Il Mondo (JOG) 1501" dell’I.G.M. 39 Fogli (modificato il Foglio "Imperia" Nk 32-2).


Caratteristiche del Progetto

  • Produzione di dati (Anomalie di Bouguer) in formato digitale per tutto il territorio nazionale;
  • possibilità di rapido aggiornamento (nuove acquisizioni, sviluppi algoritmi di elaborazione, mappe derivate, estensione ad altre tipologie);
  • accessibilità (internet, supporto digitale);
  • flessibilità di utilizzo (GIS, sw specialistici).



Soggetti Fornitori di dati


  • I.S.P.R.A. - ­ Dipartimento Difesa del Suolo
    dati gravimetrici onshore ed offshore
  • E.N.I. S.p.A. - Exploration & Production Division
    dati ENI già residenti nel database di ISPRA
  • O.G.S. - Dipartimento di Geofisica della Litosfera
    dati gravimetrici onshore ed offshore
  • Prof. R. Balia ­ - Università di Cagliari ­ Dipartimento di Ingegneria del Territorio
    dati gravimetrici onshore della Sardegna occidentale
  • Prof. M. Loddo - ­ Università di Bari - Dipartimento di Geologia e Geofisica
    dati gravimetrici onshore della Sicilia orientale




I dati e la loro elaborazione


Sono stati recuperati 368.393 valori di gravità osservata (di cui 4000 nodi di grids per aree di terra esterne al territorio nazionale).


Fasi di elaborazione


Le fasi iniziali del progetto hanno previsto una riorganizzazione del precedente archivio storico di dati, disponibile presso il Servizio Geologico d’Italia, in una più estesa e organizzata Banca Dati Geografica di tutti i dataset disponibili e delle stazioni di misura. I dati gravimetrici utilizzati provengono da diverse Fonti: ENI, OGS, USDMA (U.S. Defence Mapping Agency), Servizio Geologico d’Italia, Università.
Le gravità osservate sono riferite alla IGSN71 e le Anomalie di Bouguer sono state calcolate a densità 2.67 g/cm3 utilizzando una catena di elaborazione che prevedeva i seguenti passaggi:

  • determinazione dei valori di gravità teorica secondo il GRS80;
  • correzione in Aria libera del secondo ordine;
  • correzione di Bouguer tramite calotta sferica estesa a 166.7 km;
  • correzione topografica: i DTM utilizzati per la correzione topografica sono stati i seguenti: dtm 20m IGM da 0 a 250 m; dtm 7.5" * 10" (OGS) da 250 m a 166,7 km tramite il modello digitale del terreno, realizzato da OGS specificatamente per questo progetto. La correzione topografica è comprensiva della compensazione dell’effetto della curvatura terrestre, i cui contributi sono stati calcolati con le formule di Jung (in Ehrismann et Alii,1966);
  • per i dati gravimetrici marini di superficie è stata inoltre applicata la correzione di Eotvos.



Editing


Nonostante l’adozione di una "catena di elaborazione" il più possibile omogenea, applicata a partire dai valori di g osservata (riferiti alla International Gravity Standardization Net 1971), molteplici discrepanze erano presenti, imputabili alla diversa accuratezza dei dataset ed errori nei valori inseriti nei files di origine (quote, posizionamento, g osservata, valore gravità di riferimento,...).
L’editing dei dati è stato focalizzato sugli errori e conseguente "rumore" nel segnale gravimetrico evidenti alla scala di lavoro (1:250.000) ed ha cercato ove possibile di correggere tali discrepanze, limitando al minimo il numero di valori eliminati (circa 1%).
Sono stati eseguiti diversi controlli di qualità dei dati relativamente all'appartenenza al dominio geografico, alla posizione, ridondanza e duplicazione, e soprattutto controlli di attendibilità in "senso stretto", ovvero volti all'individuazione degli eventuali valori anomali delle misure, il tutto ovviamente nell’ambito della accuratezza richiesta dalla scala cartografica di progetto.
Per l’identificazione e trattamento degli errori e/o artefatti sono stati utilizzati funzionalità GIS e di cross-validazione con grids preliminari.
Il risultato ottenuto è stato un dataset omogeneo che consta di oltre 360.000 punti di misura distribuiti sia sul territorio nazionale che sui mari circostanti.


Gridding e filtraggio


Le fasi successive hanno riguardato l’interpolazione su griglia regolare tramite Kriging ed il relativo filtraggio passa basso finalizzato all’eliminazione del "rumore" di alta frequenza. Il filtraggio, seppur conservativo e di minima entità, è stato diversificato a seconda delle condizioni del rumore presente, variabile da foglio a foglio, evitando l’introduzione di effetti spuri di bordo.



I prodotti


Banca dati cartografica


E’ stata creata una banca dati cartografica, gestita dal motore database PostgreSQL abilitato all'elaborazione spaziale attraverso le estensioni postGIS, ed è stata popolata con l'intero dataset dei valori di Anomalia di Bouguer.


Prodotti finali


Il risultato conclusivo consta di 39 fogli (come previsto dalla porzione del territorio nazionale della carta "Jog -1501 Il Mondo serie 250/G") alla scala 1:250.000 disponibili in formato digitale oltre che, su richiesta, in formato cartaceo.
Per quanto riguarda i dati digitali, per ciascun foglio (vedi figura taglio cartografico) sono stati prodotti:


  • Punti stazione:
    Files ascii comprendente i seguenti campi:
    ("Id", "Xutm32", "Yutm32", "Latwgs84", "Lonwgs84", "Xutm33", "Yutm33",    "Objectid", "Nome_sigla"

 

  • Dati vettoriali:
    Files .shp (Esri shapefile) delle Isoanomale di Bouguer
    (d 2,67), contour interval 2 mGal, georiferiti in UTM 32

 

  • Dati raster:
    Files .tif (250 dpi) delle Isoanomale di Bouguer rappresentate con aree a colori, georeferenziate in UTM 32, UTM 33, WGS84. (*)
    File . tif della Scala Cromatica (unica per tutto il dataset)

 

  • Grids:
    la griglia delle anomalie di Bouguer, passo 1 km, in formato .grd Surfer, Golden Software, anch'esse proiettate in UTM 32, UTM 33, WGS84 (*).
    Le griglie possono avere aree con nodi nulli (blank) in base alla autorizzazione alla diffusione da parte degli Enti proprietari. (vedi figura)


(*) Per garantire la massima flessibilità di utilizzo, ad es. per la mosaicatura su GIS, i limiti delle immagini e griglie seguono la proiezione UTM o WGS84 e possono non coincidere con i limiti geografici dei relativi fogli della cartografia IGM 1:250.000. L’estensione dei singoli grids e raster è tale da comprendere completamente l’area coperta dai relativi fogli IGM.


Disclaimer e condizioni di utilizzo dei dati

  • I dati, sebbene siano stati prodotti curandone la miglior accuratezza, vengono forniti nello stato in cui si trovano (“on an as is basis”). ISPRA non è responsabile per qualsiasi danno diretto e indiretto causato dall’uso dei dati.
  • I dati forniti da ISPRA sono soggetti a copyright
  • E’ fatto divieto alla copia in qualsiasi forma, digitale o cartacea, in tutto od in parte, dei dati forniti ed alla pubblicazione degli stessi.
  • E’ consentito l’utilizzo di mappe, derivate dai dati forniti, in pubblicazioni a stampa o digitali a condizione che ne sia citata la fonte con la seguente citazione:

ISPRA, ENI, OGS (2009), Cartografia Gravimetrica Digitale d’Italia alla scala 1:250.000


Gruppo di lavoro:
Responsabile tecnico-scientifico del Progetto: Fernando Ferri, email: fernando.ferri@isprambiente.it
Referenti tecnici per l'elaborazione e cartografia: Claudio Zanolla (OGS), Benedetto Porfidia (ISPRA)


DOWNLOAD DEI DATI