Calcolo della superficie reale: confronto tra DTM

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Qualche settimana fa nel gruppo GIS Italia fu posta questa domanda:

Ciao a tutti! Qualcuno sa come faccio a calcolare l’area reale (cioè l’area corretta in base all’altitudine) delimitata da un poligono in QGIS?

NB: Ho provato a calcolare l’area con il modulo di GRASS “r.surf.area”, dove viene inserito anche il dem, ma ottengo lo stesso valore che ottengo calcolando l’area senza tenere in conto l’altitudine.

Grazie

La risposta che ho dato a questa problematica è che il calcolo della superficie reale di un DEM è funzione sia della morfologia dell’area di interesse che della risoluzione del DEM stesso. In base a come variano questi due dati si può avere o non si può avere uno scostamento consistente tra il calcolo della superficie in piano e quella proiettata. La ragazza che ha posto la domanda in seguito alle risposte ricevute ha verificato che l’aria in esame era essenzialmente in piano per cui lo scostamento tra le superfici calcolate era molto esiguo.

Solo ora, con questo articolo, ho avuto la possibilità di dare una piccola dimostrazione di ciò che avevo scritto all’epoca.

Di seguito andrò a fare un confronto tra il DTM Ispra che ha la risoluzione di 20m/px ed il DTM da LiDAR della Città Metropolitana di Napoli che ha risoluzione 1m/px.

Il DTM dell’ISPRA copre tutta l’Italia ed è disponibile qui, mentre quello della Città Metropolitana di Napoli copra la sola area metropolitana del capoluogo campano ed è disponibile qui.

Il primo passo che ho effettuato è stato ricercare un’area essenzialmente pianeggiante; l’ho trovata nella area a nord di Napoli.

superficie dtm
Nota l’area ho eseguito un clip su entrambi i DTM che avevo a disposizione, poi usando il geoalgoritmo r.reclass ho definito tre fasce altimetriche. Preventivamente avevo analizzato i metadati dei raster scoprendo che il massimo ed il minimo di quota si aggirava, rispettivamente, su 35 ed i 336 metri. In base a questi dati ho diviso l’area nelle seguenti tre fasce altimetriche:

  • 35 – 100
  • 101 – 200
  • 201 – 336

Una volta fatto ciò ho preferito usare il risultato proveniente dal DTM LiDAR per gli studi successivi poichè più accurato. Dopo l’estrazione delle fasce quindi ho convertito il raster in vettore usando il geoalgoritmo Poligonize (Raster to Vector).

superficie dtm

Fatto ciò ho usato il geoalgoritmo Real Surface Area per l’estrazione del raster delle superfici reali. Vi consiglio di guardare il video di Salvatore Fiandaca per vederne il funzionamento.

L’ultimo passaggio è stato usare la statistiche zonali per inserire nel vettore delle fasce altimentriche l’estensione reale delle tre fasce in base ad i due DTM.

Superficie (ha)
Fascia altimetrica DTM 20m/px DTM 1m/px Vettore
35 – 100 3.506 3.523 3.515
101 – 200 2.381 2.414 2.384
201 – 336 234 254 233
Totale 6.121 6.191 6.132

La precedente tabella comparativa va interpretata così: con il DTM 20m/px si tende a sottostimare la reale superficie delle aree, cosa che non avviene con il DTM 1m/px in cui si ha un risultato più preciso. Ricordo che l’area in esame è per lo più in piano ma nonostante ciò si ha una variazione totale di 59 ha se si confronta l’area totale del vettore e quella del DTM 1m/px; 1 ha è 10.000 m2, quasi 1 campo da calcio a 11 regolamentare.

A seguire il link da cui poter scaricare il progetto QGIS che contiene i file usati per questo articolo.