Caduta Massi – GeoRock 3D è il software Geostru che consente di effettuare – tramite “un sofisticato algoritmo”- l’analisi spaziale della caduta massi e di progettare, ottimizzandole, le opere di protezione.
La modellazione del versante avviene tramite un piano quotato che potrà essere importato da diversi formati o software esterni. La geometria del versante è un dato molto importante dell’analisi tridimensionale. Georock 3D, consente di importare delle triangolazioni oppure di eseguirle automaticamente sulla base di un file di punti.
In questo articolo, verranno mostrati i vari passaggi con QGIS per ottenere un file di testo con le informazioni spaziali di un pendio oggetto di studio di caduta massi. Si parte da un file *.DXF da importare successivamente in GeoRock 3D.
Importazione del DXF in QGIS
In QGIS, è possibile importare un file *.DXF come se fosse un vettore. Al momento dell’importazione verranno riconosciuti gli elementi puntuali, lineari e poligonali; e, verrà chiesto quali importare (Figura 1). Nell’esempio di seguito verranno trattati elementi lineari.
Figura 1 – Finestra di selezione entità da importare in QGIS
Una volta importato il *.DXF, si procede al filtraggio attraverso una selezione degli elementi lineari rappresentanti le curve di livello. Nell’esempio sono stati selezionati gli elementi ricadenti nel campo Layer della curva Ordinaria e Direttrice (05.01 – Curva Dir. e 05.02 – Curva ord.) (Figura 2). Naturalmente se si hanno altri elementi quotati, come punti quotati, si possono importare gli elementi puntuali dal file *.DXF e filtrare anche quest’ultimi:
Figura 2 – Utilizzo dello strumento Selezione tramite espressione di QGIS per filtrare le curve di livello
Esportazione elementi selezionati in formato *.shp (shapefile)
Filtrate le curve di livello, si esportano gli elementi lineari appena selezionati in formato shapefile (*.shp)(Figura 3):
Figura 3 – Esportazione elementi filtrati (selezionati)
Ricordandosi di controllare che l’opzione “Salva solo gli elementi selezionati” sia selezionata, che la geometria sia impostata in “LineString” (elemento lineare) e che sia spuntata “Includi dimensione Z” per esportare le informazioni della quota (Figura 4):
Figura 4 – Impostazioni di esportazione in QGIS
Ottenendo così la planimetria “pulita”:
Figura 5 – Curve di livello in formato *.shp filtrate da file *.dxf
Estrazione dei vertici
Il passo successivo è quello di estrarre i vertici in formato puntuale dalle polilinee che formano le curve di livello. In QGIS vi è lo strumento interno “Estrai vertici” che è adatto allo scopo. È raggiungibile da Vettore > Strumenti di Geometria oppure digitando “Estrai vertici” nella barra degli strumenti di Processing (Figura 6):
Figura 6 – Come raggiungere lo strumento estrai vertici in QGIS
Comparirà un semplice finestra in cui specificare l’input (il layer di tipo lineare) e la directory di output dove salvare il nuove file *.shp. Il nuovo layer puntuale verrà aggiunto al progetto (Figura 7):
Figura 7 – Risultato dell’estrazione dei vertici
Esportazione dei dati in *.CSV
A questo punto, si è ricavata un’informazione puntuale con coordinate tridimensionali (planimetriche + altimetriche). Queste informazioni sono intrinseche nel dato e non sono esplicitate nella tabella attributi, in quanto nel *.dxf gli elementi sono dotati di una quota Z (per esempio Polilinee 3D, punti 3D derivanti da rilievi o da CTR). In QGIS però è possibile esportare le informazioni delle coordinate degli elementi, in formato *.CSV.
Andando sul layer puntuale appena creato e ripetendo la procedura di esportazione vista in precedenza, si possono deselezionare tutti i campi (in quanto inutili allo scopo), selezionare come tipo di geometria quella puntuale includendo la dimensione z (Figura 8) e, molto importante, in “Opzioni del Layer” in “GEOMETRY” selezionare l’opzione “AS_XYZ” (Figura 9). Si genererà un file *.csv con le coordinate dei punti.
Figura 8 – Esportazione in file *.CSV
Figura 9 – Impostazione di esportazione delle geometria in coordinate x,y,z
Importazione della geometria in Georock 3D
Il file *.csv appena generato, una volta aperto con Excel, potrà essere salvato in formato di testo *.txt (con valori delimitati da tabulazioni).
Avviato GeoStru GeoRock 3D, in Home è presente lo strumento “Importa file punti (x,y,z)” (Figura 10). Una volta premuto comparirà la finestra di importazione file dove aprire il file di testo appena generato (Figura 11):
Figura 10 – Strumento Importa file punti (x,y,z) in Georock 3D
Figura 11 – Finestra di gestione importazione file Georock 3D
Il file verrà letto dal software e, in particolare per questo esempio, sarà necessario impostare i seguenti parametri di importazione in “Estrazione dati file” e premere “Estrai” (Figura 12):
- Separatore: è il separatore di campi presente nel file di testo. Nel caso in esame è la virgola “,”;
- Riga: è il numero della riga da dove iniziare a leggere i dati. Nell’esempio viene impostato 2 in quanto nella prima riga è presente l’intestazione;
- X: numero di colonna (o campo) in cui è presente la coordinata X, in questo caso la prima;
- Y: numero di colonna (o campo) in cui è presente la coordinata Y, in questo caso la seconda;
- Z: numero di colonna (o campo) in cui è presente la coordinata Z, in questo caso la terza;
Figura 12 – Estrazione dei dati da elaborare
Comparirà successivamente un’ulteriore finestra per filtrare i dati secondo determinati valori di coordinate e quote massime e minime (Figura 13):
Figura 13 – Finestra i filtro dati
Lette le coordinate, premendo sul tasto “Mesh” si avrà un’anteprima della Mesh 3D in alto a destra e il risultato della triangolazione in planimetria in basso a sinistra. Una volta accettato il risultato non rimane che cliccare “Assegna a Georock 3D” per concludere l’importazione nel software GeoStru (Figura 14):
Figura 14 – Anteprima Mesh 3D
Risultato in Georock 3D
Importata la geometria in Georock 3D con i punti triangolati, in “Vista 3D” è possibile regolare alcune impostazioni visive (Figura 16):
- Gradiente: colora in base all’altitudine, in base al materiale o elementi trasparenti;
- Ruota e le varie angolature di visuale: ruota la visione tridimensionalmente o imposta la visuale tra quelle preimpostate;
- Wire, Render, Shade, Shade On, Luce On/Off, Sposta Luce: opzioni di renderizzazione del modello 3D.
Figura 15 – Geometria importata in Georock 3D
Ottenendo così una migliore visione 3D del pendio (Figura 16):
Figura 16 – Risultato finale importazione geometria in Georock 3D
Caduta massi 3D – GEOROCK 3D
Nel modello il moto viene supposto tridimensionale, cioè nel piano X,Y,Z con la superficie topografica discretizzata in una serie di triangoli. Il moto del masso avviene considerando il suo baricentro oppure approssimato ad un ellissoide triassiale. Il modello richiede che vengano determinate due serie di parametri, una riguardante il blocco in caduta, l’altra il versante. Le informazioni fornite sono: visualizzazione grafica delle traiettorie tridimensionali, velocità ed energia ed eventuali verifiche delle barriere.
Le opere di protezione possono essere inserite direttamente nel 3D; il loro posizionamento può essere ottimizzato dalla visualizzazione grafica delle traiettorie 3D. Inoltre è possibile creare un archivio di barriere paramassi ed inserirle direttamente nel tridimensionale.
