Attività di Acustica Subacquea nella Laguna di Venezia Silvano Buogo CNR – Centro di Responsabilità di Attività Scientifica di Primo Livello (ex Istituto di Acustica “O. M. Corbino”) 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Presentazione dell’attività in corso Progetto “ECHOS” Committente: Consorzio Venezia Nuova Contraenti: CNR-IA, CNR-ISMAR, Pharos s.a.s., Soprintendenza Archeologica per il Veneto Obiettivo: realizzazione di carte di ricostruzione dell’ambiente lagunare nel passato e delle strutture sepolte nel sottofondo lagunare Durata: 2 anni Finanziamento complessivo: 0,7 M€ 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Unità operative CNR-ISMAR Venezia: progettazione ed esecuzione campagne, analisi sui campioni, cartografia Responsabile: S. Donnici F. Madricardo F. De Carli CNR-IA Roma: sviluppo software, allestimento strumentazione Responsabile: G. B. Cannelli S. Buogo P. Calicchia Pharos s.a.s.: indagini meccaniche, incrocio dati, redazione carte tematiche Responsabile: A. Lezziero Incarichi di collaborazione esterna: Assistenza strumentazione: G. Sissot Georeferenziazione: L. Rossi 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Fasi esecutive Geofisica-geoacustica Sviluppo software di acquisizione, elaborazione e presentazione dei dati del rilievo acustico Progettazione delle campagne di rilievo Esecuzione dei rilievi acustici Elaborazione ed interpretazione dei dati acustici Geologia-geoarcheologia Interpretazione geologica/geoarcheologica dei rilievi acustici Individuazione dei siti per le indagini meccaniche (carotaggi) Logistica ed assistenza ai carotaggi Analisi micropaleontologiche su campioni preparati Analisi petrologiche, micromorfologiche, archeobotaniche, palinologiche su campioni preparati Interpretazione delle sequenze sedimentarie Cartografia Trasferimento su cartografia georeferenziata delle anomalie identificate Redazione di carte interpretative tematiche Incrocio dei dati geoarcheologici, archivistici ed archeologici 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Rilievi acustici – apparato sperimentale Ecosonda ELAC LAZ 72 Frequenza: 30 kHz Max 20 impulsi/s (portati a 50) Durata min impulso: 0,3 ms (ridotta a 0,1 ms) Tracciatura su carta Interfaccia analogica per acquisizione dati con scheda A/D DGPS Trimble Due unità rover separate per navigazione e georeferenziazione del dato di rilievo Correzioni differenziali da stazione remota fissa via radio Hardware Due PC portatili per navigazione ed acquisizione Scheda A/D NI 6024E (PCMCIA) Software Procedure LabView 7 Full Dev. con opzioni runtime engine e IMAQ Vision 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Rilievi acustici – apparato sperimentale 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Aree dei rilievi 2004 Zona geoarcheologica Zona geologica Interlinea 2,5 m 500 km lineari – 1,15 km2 Zona geologica Interlinea 50 m 500 km lineari – 25,2 km2 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Aree dei rilievi 2005 Zona geoarcheologica Zona geologica Interlinea 2,5 m 580 km lineari – 2 km2 Zona geologica Interlinea 50 m 400 km lineari – 21 km2 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Rilievi acustici – esempi di profili verticali Rilievo archeologico dimensioni: 40 m x 9 m Rilievo geologico dimensioni: 150 m x 7,5 m 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Rilievi acustici – software di acquisizione 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Rilievi acustici – elaborazione LabView IMAQ Vision Libreria di funzioni orientate all’image processing Dati bidimensionali (nell’approccio classico l’elaborazione nel dominio t è unidimensionale) Algoritmi utilizzati Equalizzazione dell’istogramma dei livelli Filtraggio non lineare Filtraggio asimmetrico Amplificazione con legge a potenza Dilatazione ed erosione Ulteriori funzioni Morfologia binaria: Riconoscimento di forme Calcolo dimensionale 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Rilievi acustici – elaborazione 0. Originale 1. Filtro non lin. 2. Equal. istogr. 3. Power law a=3 4. Filtro asimm. 5. Erosione 6. Power law a=0,3 7. Dilatazione 8. Erosione 9. Power law a=1,5 10. Power law a=2 (liv. 70-255) 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Rilievi acustici – software di presentazione 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Assorbimento anomalo Tracciato acquisito in luglio Stesso tracciato acquisito in settembre Possibile causa: gas libero nel sedimento da decomposizione batterica di materia organica (Floodgate et al., 1992) 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Georeferenziazione Interpolazione punti GPS Dati GPS: 1 punto al s Dati acustici: da 20 a 50 tracce al s Trasformazione di coordinate Coordinate GPS nel piano: WGS 84 Cartografia: Gauss-Boaga (Est)/Roma 40 Trasformazione mediante interpolazione fra punti noti Errore massimo introdotto inferiore a 0,5 m Dato di marea Modello idrodinamico 2D (Umgiesser, CNR-ISMAR) Correzione in base a posizione ed ora 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Sondaggi 2005 15 carotaggi effettuati Metodo a rotazione con circolazione d’acqua e tubo rivestito Diametro carotiere 101 mm 10 sondaggi in area geoarcheologica 5 sondaggi in area geologica Esame dei sedimenti Profondità: da 6,5 m 10 m dal fondale 72 campioni per analisi micropaleontologiche 20 campioni per analisi radiologiche 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Confronto dati acustici – dati stratigrafici Frammenti di laterizi Errore sulla profondità: da 0,1 a 0,15 m Esempio: area geoarcheologica 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Confronto ecosonda – sonar parametrico paleosuperficie metanodotto 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA

Conclusioni Attività tuttora in corso – termine contratto: ottobre 2006 Rilievo acustico completato al 90% Elaborazione dati 2005 in corso Sondaggi in via di definizione Sviluppi futuri Perfezionamento degli algoritmi di elaborazione dati Rappresentazione 3D dei dati Verifica sperimentale in situ della velocità di propagazione dell’onda acustica nel sedimento Proposta di estensione delle aree di rilievo per realizzare carte di ricostruzione dell’intera Laguna Ulteriori proposte per indagini acustiche con strumentazione aggiornata (sonar parametrico) 23 febbraio 2006 IDAC-ICES / LARA-IIA