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Happy writing! \textit{  Di seguito è riportato l'intero testo della relazione tecnica, sprovvisto delle immagini.  \\Per tale motivo, è opportuno visionare l'elaborato completo presente in formato .pdf  \\Maria Dal Barco, Camilla Zanetti}  << Con il presente elaborato si è scelto di estrarre il bacino del torrente Rio Pongaiola.\\Esso nasce nel comune di Tres, in Val di Non, e vi confluiscono diversi corsi d’acqua, quali il Rio Val Scura, il Rio Val Strenta, il Rio Marzana ed il Rio Panarotta, per poi immettersi nel Noce.\\Il Rio Pongaiola scorre lungo la valle per una lunghezza di circa 10 \textit{Km} e con il suo bacino copre un’area di quasi 32 $Km^{2}$.  Il primo passo per poter condurre l’analisi idrologica digitale del bacino idrografico è il reperimento della cartografia digitale dell’area in esame, ovvero il DTM (Digital Terrain Model), dal Web Server della Facoltà di Ingegneria. Sono stati trovati 6 riquadri con sistema di riferimento Roma40, proiezione Gauss-Boaga (codice EPSG 3003) e risoluzione 10 m. In seguito sono stati creati Database, Mapset e Location.  \\L’interfaccia utilizzata è \textit{Stage}, la quale non legge le informazioni contenute nel Mapset. Perciò sono state inserite manualmente, copiando il file \textit{.prj} relativo al sistema di riferimento nel Mapset \textit{Permanent} all’interno della stessa Location.\\Il passaggio successivo è stato ottenere una mappa unica del DTM, unendo le 6 scaricate, attraverso il comando su \textit{Stage} \textbf{Mosaic12}. La mappa così ottenuta è stata importata in \textit{QGis}. Questa, come tutte le altre mappe, è stata salvata nell’apposita cartella \textit{cell} all’interno della Location.  Il primo comando utilizzato per l’elaborazione del DTM per il nostro scopo è stato il comando \textbf{Pitfiller}, con il quale vengono riempite le depressioni permettendo una più esatta lettura delle direzioni di drenaggio, così da poterle definire univocamente in ogni punto. I punti realmente corretti con questo comando corrispondono a meno dell’1\% e sono per lo più errori nella creazione del DTM.  Esiste un comando di \textit{Stage} che fornisce le statistiche riassuntive di una data mappa. Si tratta di \textbf{Raster Summary}, il quale ricevuta in input la mappa, restituisce i valori massimo e minimo, la media, la deviazione standard, il range e la somma, oltre ai dati utili per la creazione dell’istogramma della distribuzione dei valori della mappa in esame.   Questo è il plot con \textit{R} della distribuzione delle quote dei  punti del DTM in esame, prima in ordinata i pixel, poi la percentuale.  Di seguito, invece, sono riportati i valori restituiti come output.   \\The min value = 207.164  \\The max value = 2029.852  \\The mean value = 881.0524020742829  \\The standard deviation value = 390.0968769866893  \\The range value = 1822.688  \\The sum value = 1.410984276664408E9  Per ogni cella del DTM è stato determinato come si muove l’acqua sul terreno in base alla topografia. Questo è stato possibile tramite il comando \textbf{FlowDirection}. \\Ogni cella del DTM può drenare soltanto in una delle 8 celle adiacenti e la direzione di drenaggio è indicata con un numero che varia da 1 (est) a 8 (sud est), procedendo in senso antiorario. Per maggiore chiarezza e per un’immediata comprensione, il software \textit{QGis} associa ad ogni valore un colore secondo una precisa convenzione, come mostrato dalla legenda.  Il metodo utilizzato prende il nome di \textit{D8} ed è un metodo approssimativo, in quanto discretizza la superficie.   Tale metodo può essere corretto con un algoritmo che minimizza la deviazione della direzione del flusso determinato da quella del flusso reale. La deviazione, nel peggiore dei casi, corrisponde a 22,5$^{o}$.  \\Per apportare questa correzione si fa uso del comando \textbf{DrainDir}. La deviazione può essere espressa come deviazione angolare (D8-LAD) o come distanza trasversale(D8-LTD).   Il comando DrainDir oltre a dare in output le corrette direzioni di drenaggio, restituisce anche la mappa della aree contribuenti all’afflusso in un punto del bacino, TCA (total contributing areas). È un valore molto importante nell’analisi di un bacino idrografico in quanto è strettamente connesso al flusso in uscita attraverso i diversi punti del bacino in condizioni di precipitazione uniforme.   Per apprezzarne meglio i valori, si preferisce visualizzare la mappa delle TCA in scala logaritmica.\\Per trasformare i valori si utilizza lo strumento \textbf{MapCalc}, utile per eseguire operazioni logico-aritmetiche su mappe raster, utilizzando il linguaggio \textit{Jiffle}.  \\images{TCA=read;  \\result=write;}  \\result=log(TCA,10);  In seguito si è operato con il comando \textbf{Markoutlets}, il quale oltre a definire univocamente le direzioni di drenaggio, specifica quali punti drenano all’esterno del bacino.  Il passaggio successivo è stato l’estrazione della rete idrografica, che viene fatta dal comando\\ \textbf{ExtractNetwork}, la quale può essere implementata in tre diversi modi:  \\$\rightarrow$ mediante una soglia posta sulle aree contribuenti;  \\$\rightarrow$ mediante una soglia posta sul prodotto tra aree contribuenti e pendenza;  \\$\rightarrow$ mediante una soglia analoga alla precedente considerando soltanto i punti convergenti.  \\Qui si è scelto di procedere secondo l'ultimo dei tre metodi elencati.  Prima però è stato necessario determinare la pendenza di ogni punto lungo le direzioni di drenaggio. Il comando che fornisce questa informazione è \textbf{Slope}. Esso si basa sulla differenza di quota tra un pixel e quello adiacente a valle del primo, dividendo poi tale differenza per la dimensione di un pixel o della sua diagonale a seconda della posizione reciproca dei due pixel presi in esame.  Poi sono state determinare le curvature, le quali rappresentano la distanza del vettore gradiente per unità di lunghezza lungo particolari curve tracciate sulla superficie. \\Con il comando \textbf{Curvatures} è stato possibile creare le seguenti mappe.   Una volta create le mappe, è stato possibile assegnare ad ogni pixel una classe topografica tra le disponibili. Questo si fa tramite il comando \textbf{Tc}.  Di seguito vengono riportati i nomi ed i valori corrispondenti alle 9 classi topografiche:  \\(10) planare parallelo, (20) convesso parallelo, (30) concavo parallelo, (40) planare divergente,\\(50) convesso divergente, (60) concavo divergente, (70) planare convergente, (80) convesso convergente, (90) concavo convergente.  Si può avere un’ ulteriore classificazione in 3 classi aggregate:  \\$\rightarrow$ 15 concavo (classi 30,70,90)  \\$\rightarrow$ 25 planare (classe 10)  \\$\rightarrow$ 35 convesso (unione delle restanti classi)  Ora sono state create tutte le mappe necessarie per procedere all’estrazione del reticolo idrografico mediante il terzo metodo. Il passaggio successivo è stato quindi l’estrazione della rete idrografica, che viene fatta tramite il comando \textbf{ExtractNetwork}. \\Il valore di soglia inizialmente era 10, il quale poi è stato alzato a 30 per avere un output più preciso. Con questo sistema a tutti i punti appartenenti al reticolo viene assegnato il valore \textit{2}, agli altri nessun valore (\textit{no value}).   Operazione necessaria per procedere è stata scaricare la mappa vettoriale dei fiumi della Provincia Autonoma di Trento dal Web Server della Facoltà di Ingegneria.  Il passo successivo è stato quello di sovrapporre la mappa dei fiumi con la mappa creata tramite il comando \textbf{ExtractNetwork} imponendo come soglia il valore 30.  A questo punto è possibile procedere all’estrazione del bacino vera e propria. In \textit{QGis} si interroga il punto di chiusura del bacino analizzato per conoscerne le coordinate, le quali sono risultate essere:  \\N $5126223.5^o$\\  E $1658925.5^o$\\  Ora con l’ uso del comando \textbf{Watetoutlet} si ottiene una maschera del bacino estratto con valore \textit{1} all’interno e \textit{no value} ai punti esterni.  Quindi si potrebbe procedere ritagliando sul bacino estratto anche tutte le altre mappe elaborate tramite il comando \textbf{CutOut}.   Prima però bisogna rilanciare il comando \textbf{Markoutlets} (Fig. 20) sulla mappa delle direzioni di drenaggio ritagliata (Fig. 19), in quanto gli outlets del bacino sono differenti da quelli della mappa non tagliata.   Per ottenere un risultato più accurato e preciso, anche se di poco, è possibile ritagliare soltanto la mappa del DTM depittato e rilanciare tutti i comandi sopra descritti sull’area d’interesse appena ritagliata.\\Di seguito sono riportate le mappe elaborate secondo quest’ultimo criterio, il plot con \textit{R} della distribu-\\zione delle quote dei punti del DTM in esame, prima in ordinata i pixel, poi la percentuale e, infine, i valori restituiti come output tramite il comando \textbf{RasterSummary}.  \\The min value = 287.2492  \\The max value = 1803.243  \\The mean value = 948.3979691430984  \\The standard deviation value = 341.5308131832421  \\The range value = 1515.9938  \\The sum value = 3.0091150124160326E8  Per prima cosa si deve settare accuratamente la soglia, dalla quale dipenderà quanto sarà fitta la rete e quindi quanti rami e conseguenti sottobacini si otterranno.  Infine si sovrappone il bacino appena estratto con la mappa vettoriale dei fiumi, precedentemente utilizzata. Da tale confronto è stato deciso il valore di soglia 50.  Si vogliono ottenere le mappe vettoriali rappresentanti la struttura della rete di drenaggio e dei sottobacini relativi al bacino di interesse. Lo strumento che permette ciò è il comando \textbf{NetNumbering}.  Per ottenere la mappa vettoriale della rete nel bacino in esame si utilizza il comando \textbf{NetworkAttributesBuilder}, che ne estrae anche una serie di utili attributi.  A partire da questa mappa si possono ricavare diverse informazioni utili, come ad esempio la lunghezza di ogni singolo ramo che compone la rete. Operazione possibile grazie al comando generico per analisi vettoriali \textbf{VectorReshaper}, che appartiene ai \textit{Vector Processing} e non alla categoria delle \textit{Horton Machines}. Questo comando prende in input la mappa ottenuta con il comando ExtractNetwork e restituisce inoltre una tabella contenente la lunghezza di ogni singolo ramo.  Come mostra la tabella sono stati estratti 29 rami che dovranno corrispondere ad altrettanti sottobacini.  Viene lanciato ora il comando \textbf{NetNumbering} allo scopo di estrarre i sottobacini e la mappa della rete numerata, la soglia da imporre deve essere maggiore o uguale a quella fissata precedentemente. Il criterio con cui scegliere la soglia adatta è quello per cui il numero di sottobacini corrisponde a quello dei rami.   Si vuole ottenere ora la mappa vettoriale dei contorni dei sottobacini con il comando \textbf{Vectorizer}. E’ necessario che la soglia imposta sia tale per cui il numero di sottobacini sia uguale a quello ottenuto con la mappa raster. Il valore imposto è di \textit{75} per ottenere 29 sottobacini.  A questo punto, con il comando \textbf{VectorReshaper} vengono calcolati i centroidi di ciascun sottobacino. La sintassi utilizzata per lanciare il comando sarà: the_geom = centroid(the_geom)   Una volta conclusa l’analisi idrologica di base, è possibile eseguire degli altri comandi delle \textit{Horton Machines} al fine di ottenere alcune mappe utili ad un’analisi idrogeomorfologica più accurata del bacino oggetto di studio. Un esempio è il calcolo dell’indice topografico: esso rappresenta la tendenza di un pixel a saturarsi, più alto è l’indice topografico, prima si saturerà l’area interessata. Si calcola come:  $T_i=\dfrac{A}{b \vert\bigtriangledown(z)\vert}$, dove A indica l’area cumulata, b il perimetro drenato e $\bigtriangledown(z)$ la pendenza.  Come si nota dalla mappa sopra, ci sono zone in cui non è definito l’indice topografico: sono quelle con pendenza pari a zero, per cui il rapporto tende ad infinito. A questi pixel va assegnato il valore massimo caratteristico della mappa con il comando \textit{Raster.Processing} $\rightarrow$ \textbf{MapCalc}.  \\images{IndiceTopografico=read;  \\Wateroutlet=read; out=write;}  \\if (isnan( Wateroutlet )) {  \\out = null;  \\} else { if (isnan( IndiceTopografico )) {  \\out = 25;  \\} else {  \\out = IndiceTopografico; } ; };  Per calcolare ora le distanze dall’uscita del bacino lungo le direzioni di drenaggio, si fa uso del comando \textbf{RescaledDistance}. Le distanze così calcolate possono essere riscalate, ossia calcolate considerando velocità diverse nei versanti e nella rete idrografica. Si introduce a tale scopo il parametro \textit{r}, definito come rapporto tra velocità nei canali e nei versanti:$r=\dfrac{U_c}{U_h}$  \\Gli input dati a questo comando sono le mappe delle direzioni di drenaggio (ottenuta con DrainDir e con gli outlets marcati con Markoutlets) e della rete idrografica (estratta con ExtractNetwork) ed il parametro r.  \\Nelle mappe sottostanti si può notare la differenza quando r=1 (distanze semplici) ed r=10.  A questo punto si vuole ottenere la distribuzione di tali valori sulle mappe. Il comando utilizzato è \textit{Statistics} $\rightarrow$ \textbf{Cb} che può essere sfruttato per ottenere statistiche più complesse incrociate tra due mappe. Cb calcola le statistiche dei valori di una mappa rispetto a quelli contenuti in un’altra mappa: i dati della prima vengono raggruppati in un certo numero di intervalli e per ciascun intervallo viene calcolato il valore medio della variabile indipendente. Ad ogni intervallo corrisponde un set di valori nella seconda mappa, dei quali vengono calcolati la media ed altri momenti, se richiesti. Il comando restituisce tutti questi valori per ogni intervallo, associati al numero di pixel contenuti nell’intervallo.  Gli input da dare sono chiaramente le due mappe, il numero di intervalli in cui dividere i valori (\textit{100}), il primo e l’ultimo dei momenti da calcolare. Le due mappe possono anche essere la stessa, se si vuole ottenere la distribuzione dei valori contenuti in essa (va comunque inserita in entrambi i campi).  \\In questo semplice caso avremo ottenuto lo stesso risultato lanciando il comando \textit{RasterSummary}, come fatto in precedenza.  Gli output vengono poi plottati con \textit{R} per avere la rappresentazione della funzione d’ampiezza del bacino.   Una volta concluso il lavoro con il programma \textit{QGis}, siamo andati sul posto per verificare l’effettiva corrispondenza tra i risultati ottenuti e la realtà e per raccogliere dati fotografici lungo il corso del Rio Pongaiola. Purtroppo non è stato possibile rilevare le coordinate GPS a causa della forma della vallata molto stretta e profonda; l’unico punto interessante del quale si è riusciti a ricavarle tramite cellulare è quello della confluenza con il Noce.  \\Il Pongaiola nasce in Val di Non, nel territorio del comune di Vervò e la sua sorgente è situata tra due rami: quello della Strenta fra i Cimoni di Vervò ed il Corno e quello di Rodéza fra il Corno e la Predaia; ci siamo quindi recati alla sede del comune di Vervò per cercare informazioni circa il percorso da seguire per raggiungerla. Qui siamo riusciti ad ottenere un permesso per poter transitare con la macchina su una strada di montagna, oltre alle altre informazioni richieste.  Raggiunto il luogo abbiamo constatato che, nel punto in cui siamo arrivati, il Pongaiola si trova in un periodo di secca.  Per riuscire a trovare un minimo di deflusso idrico è stato quindi necessario risalire un tratto dell’alveo e trovare questa situazione:  Procedendo ancora verso monte non abbiamo trovato altra traccia di acqua, finché non è stata più possibile la risalita.  Scendendo invece verso il fondovalle, questo è quello che si trova:  Non è stato purtroppo possibile raggiungere il punto da cui inizia a fluire acqua a causa del terreno molto ripido e scosceso.  Lungo il percorso troviamo anche l’acquedotto che fornisce il servizio idrico ai paesi di Dardine, Tuennetto, Mollaro, Segno e Torra.  Altra cosa che si nota durante il cammino è l’elevata instabilità dei versanti.  Data dunque l’impossibilità di percorrere per intero il corso del Rio Pongaiola, abbiamo deciso di recarci direttamente alla foce di questo, precisamente nel comune di Campodenno, dove confluisce nel torrente Noce. Qui è stato possibile fotografare il torrente prima del punto di immissione.   Procedendo ancora un po’ verso valle si arriva a vedere il punto esatto della confluenza: nelle prime due immagini si ha il Pongaiola in primo piano e sullo sfondo si vede l’immissione nel Noce, la terza invece prende il punto di confluenza (il Pongaiola arriva da sinistra, il Noce da destra).   Di questo ultimo punto sono state rilevate le coordinate tramite un dispositivo mobile:  \\N $46^o 15' 22,5756"$  \\E $11^o 3' 36,1116"$ >>