Application of LiDAR technology for rivers analysis

The availability of high resolution topographic data is strategic for quantitative and qualitative analysis of river environment. The topographic data derived by traditional regional cartography are often too coarse for detailed recognition and mapping of surface morphologic features, while the more accurate data derived by GPS or theodolite are expensive and time-consuming. The airborne laser altimetry technology (LiDAR, Light Detection And Ranging) provides high-resolution topographic data over large areas with high vertical and horizontal accuracy, thus can signifi cantly contribute to a better representation of land surface. A valuable characteristic of this technology, which marks advantages over the traditional topographic survey techniques, is the capability to derive a high-resolution (~ 1 m) Digital Terrain Model (DTM) from the bare ground LiDAR data, by fi ltering vegetation and man-made features points (buildings, bridges) from raw data. The complex morphology, the wide range of land cover categories, and the presence of deep water bodies, make the airborne LiDAR application in river environments more complicated than application in different contexts. The aim of this work is to highlight the capabilities but also the limitations of airborne LiDAR in river studies, presenting some relevant researches and the main methodological aspects of this technology in fl uvial environment.

Poter disporre di dettagliati dati topografi ci è un requisito fondamentale per lo studio dell'ambiente fl uviale sia in termini qualitativi che quantitativi. Infatti, i dati topografi ci forniti dalle tradizionali carte topografi che regionali sono spesso non suffi cientemente accurati per consentire l'individuazione e la mappatura delle morfologie presenti mentre, a fronte di una maggiore accuratezza, i rilievi di terreno (teodolite, GPS), richiedono notevoli risorse temporali e fi nanziarie. Il LiDAR (Light Detection And Ranging) aereo consente l'acquisizione di dati topografi ci ad alta risoluzione, con accuratezza verticale ed orizzontale di pochi centimetri, su vaste aree, contribuendo signifi cativamente ad una migliore rappresentazione della superfi cie terrestre a costi sempre più accessibili. Un aspetto particolarmente qualifi cante di questa recente tecnologia, che la rende decisamente vantaggiosa rispetto alle tradizionali tecniche di rilievo del territorio, è la capacità di derivare modelli digitali del terreno (DTM) ad alta risoluzione (~ 1 m) a partire dai soli punti corrispondenti al suolo generati rimuovendo dalla nuvola di punti originaria, con processi di fi ltraggio automatizzati, i punti relativi alla vegetazione e a strutture antropiche (case, ponti). La complessità morfologica, la varietà di copertura del suolo e la presenza di corpi idrici, che notoriamente caratterizzano l'ambiente fl uviale, rendono l'applicazione del LiDAR aereo in questo contesto più complicata rispetto ad altri ambiti. L'obiettivo di questo contributo è quello di mettere in luce potenzialità e limiti del LiDAR aereo nello studio dei corsi d'acqua, presentando alcune signifi cative ricerche ed i principali aspetti metodologici di questa tecnologia in ambiente fl uviale