Pubblicato il 22 luglio 2025

FIND - Doline

Cartografia delle doline per mezzo di metodi automatici. Amministrazione beneficiaria: swisstopo.

Contesto

Le doline sono depressioni a forma di imbuto caratteristiche delle zone carsiche. In Svizzera sono cartografate dall'Ufficio federale di topografia (swisstopo) sulle carte nazionali e geologiche. Queste carte si basano sui prodotti swissTLM3D e GeoCover.

Estratto dalla cartografia nazionale e GeoCover: Il set di dati del TLM (stella marrone) presenta differenze rispetto al set di dati geologici (cerchio blu).

Dato che in Svizzera non esiste alcun protocollo unico per la caratterizzazione delle doline, la loro cartografia è soggetta alla valutazione soggettiva dei geologi e dei cartografi competenti. L'introduzione di un metodo di rilevamento automatico potrebbe accelerare e uniformare la cartografia delle doline in Svizzera, limitando l'eterogeneità dei risultati finora ottenuti dagli esperti.

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Questo progetto è stato realizzato in collaborazione con il servizio geologico nazionale swisstopo.

Metodologia

In questo progetto sono stati testati quattro metodi per il rilevamento automatico delle doline sui diversi terreni litologici della Svizzera. Sono state definite undici aree di interesse su sei diversi terreni litologici. Tutti i metodi si basano sul processamento del modello digitale del terreno swissALTI3D e i loro parametri sono stati ottimizzati per ogni tipo litologico sulla base della Ground Truth determinata da esperti geologi. Questa è considerata accurata, ma non esaustiva.

Risultati

I risultati sono stati giudicati soddisfacenti dall'esperto geologo, sebbene incompleti, per quanto riguarda le evaporiti, le depressioni su roccia friabile, le marne sulle zone carsiche nel Giura di Neuchâtel e la molassa. Sono invece stati giudicati insufficienti e inutilizzabili per le zone con carso nudo, marne sopra il carso nelle Alpi e diverse rocce sedimentarie su matrice calcarea. Anche se i risultati sono soddisfacenti, l'esperto sottolinea l'importanza dei lavori di controllo e correzione.

Secondo i criteri di valutazione, i risultati sono stati da medi a insoddisfacenti, con un indice F2 compreso tra 0,27 e 0,81 a seconda del tipo di area. Sono state riscontrate due principali limitazioni:

• Qualità della Ground Truth: molte doline non sono state digitalizzate durante la raccolta dei dati sul terreno, in particolare gli esemplari più piccoli. Inoltre, in alcune zone la distribuzione delle doline digitalizzate risulta molto irregolare e poco rappresentativa della loro effettiva distribuzione.
• Trasferibilità dei metodi: i metodi tratti dalla letteratura scientifica non sono stati sviluppati per le topografie presenti in Svizzera. Sono stati testati e ottimizzati per gli altipiani carsici del Giura francese o per le zone carsiche di Aggtelek in Ungheria. Resta da analizzare se questi metodi possano essere applicati in modo altrettanto efficiente in Svizzera aggiustandone i parametri.

In assenza di una definizione di dolina chiara, precisa e facilmente applicabile alla digitalizzazione di immagini aeree risulta impossibile generare la ground truth che sarebbe necessaria per produrre dei modelli di rilevamento automatico sufficientemente affidabili. Successivamente, sarebbe interessante ripetere la valutazione dei metodi già testati nell'ambito di questo progetto, consapevoli che quest'ultimi potrebbero non essere adattabili alla geologia svizzera. In tal caso, risulterà necessario sviluppare un nuovo metodo, potenzialmente basato su deep learning, capace di sfruttare le informazioni contenute nel modello digitale di elevazione.

Ulteriori informazioni

La documentazione ed il codice sorgente di tutti i progetti dello STDL sono rilasciati sotto licenza aperta.

• Documentazione tecnica del progetto

  Mapping sinkholes of Switzerland based on DEM processing

• Codici

  GitHub - Cartography of dolines in Switzerland with the use of methods of automatic detections

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