MODELLAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DELLA SUPERFICIE STRADALE MEDIANTE MISURE LIDAR TERRESTRI

Abstract

Lo studio proposto ha come obiettivo l’analisi di tecniche e metodologie di rilievo efficaci per acquisire dati metrici più dettagliati e di supporto alle tecniche tradizionali di misura su infrastrutture. In particolare, si è studiata la tecnica LiDAR (Light Detection And Ranging), utile per elaborare modelli tridimensionali della superficie. In particolare, da misure acquisite con Laser Scanner Terrestre, è possibile ottenere un modello tridimensionale accurato della superficie dell’infrastruttura, utilizzabile per avere informazioni complete sulle condizioni di degrado in cui essa versa. La superficie modellizzata può essere altresì inserita in un software di simulazione per studiare gli effetti sull’utente prodotti dalla dinamica del veicolo. L’utilità di operare su un modello 3D che descrive correttamente la geometria dell’oggetto rilevato è indubbio. E’ tuttavia necessario studiare nuovi protocolli per il rilievo di infrastrutture, che garantiscano un adeguato livello di accuratezza, una riduzione dei tempi di esecuzione dei rilievi e di conseguenza una riduzione dei costi in modo da garantire una maggiore efficienza. Alla luce di quanto detto, si propongono nuove metodologie di acquisizione e di elaborazione dei dati, allo scopo di cercare di superare le criticità presenti nella tradizionale individuazione e classificazione di alcune tipologie di degrado della superficie stradale. Il lavoro di tesi di dottorato è suddiviso in quattro parti. Nella prima parte sono analizzate e discusse alcune problematiche inerenti le tecniche tradizionali e i principali indicatori di regolarità. Nella seconda parte è introdotta la tecnica di rilievo topografico LiDAR, il principio di funzionamento su cui si fonda e è fornita la bibliografia specifica sulle più significative applicazioni in ambito infrastrutturale. Nella terza parte sono descritte le procedure, i metodi e gli algoritmi proposti per l’estrazione dei parametri di interesse. Infine, nell’ultima parte è descritta l’applicazione dei metodi proposti a casi studio e sono analizzate le eventuali criticità incontrate.

The purpose of this study is the analysis of efficient survey techniques and methodologies to obtain more detailed metric data that support the classical techniques of measurement on infrastructure. Specifically, the thechnique of topographical survey LiDAR (Light Detection and Ranging) has been studied, which is useful to develop tridimensional models of surfaces. From data acquired by using a Terrestrial Laser Scanner it is possible to obtain an accurate model of the surface of the infrastructure, which in addition can be used to obtain complete details about the degree of deterioration of the surface that the infrastructure stands on. The modelled surface can also be uploaded on a simulation software to study the effects on the user as a result of the dymamics of the vehicle. The importance of using a tridimensional model that correctly reproduce the geometry of the surveyed object is unquestionable. However, it is still necessary to develop new protocols to survey infrastrucutres, which guarantee an adequate level of accuracy, a reduction in the time of work, and consequently a reduction in costs, in order to guarantee a higher efficiency. In the light of what has been said, new methodologies to obtain and develop data are proposed in order to overcome the critical issues of the traditional methodologies to identify and class some of the typologies of deterioration of the road surface. This doctorate thesis is divided into four parts. The first part analyses and discuss some problems related to the traditional techniques and the main indicators of regularity. The second part introduces the technique of topografical survey LiDAR and the functional principles that this technique is based on. The specific bibliography about the most significant applications related to infrastructure is also provided. The third part describes the procedures, methods and algorithms proposed to obtain the parameters of interest. Finally, the last part describes the application of the proposed methods to case studies, and the encountered critical issues are analysed.