Wednesday, March 4, 2015

And the Winner is ... QGIS (?)

Quest'anno anzich`è usare la tradizionale piattaforma uDig, che è bloccata nel suo spostamento da Refractions a Locationtech (una scelta che credo sia stata corretta, ma lo si vedrà su tempi un pò più lunghi), useremo Quantum GIS o, più amichevolmente, QGIS.
QGIS è uno dei GIS open source di maggior successo, è supportato da un "vibrant" user group che lo ha dotato di manuali e tutorial di vario grado e complessità, include un collegamento al buon vecchio GRASS, di cui può, quindi, usare vari moduli. E' dotato di un porting delle librerie Sextante, e di TauDEM, le librerie di analisi del terreno di David Tarboton. Come se non bastasse, sempre più amministrazioni lo adottano come alternativa open Source alla famiglia commerciale di ESRI.  Non resta che arrendersi ?
Noi naturalmente non ci arrendiamo del tutto ed useremo QGIS solo per visualizzare e stampare le mappe, mentre le produrremo con STAGE. Cliccando sul logo siete diretti ad una semplice introduzione a QGIS, ma le risorse sul web sono molte e varie

Installing STAGE and using JGrasstools

Questo post presenta l'applicazione STAGE (Spatial Toolbox And Geoscripting Environment) che e lo strumento che useremo quest'anno nel corso di Idrologia per delineare i bacini idrografici e fare alcune analisi geomorfologiche.  STAGE è la più recente versione dello Spatial Toolbox, nell'attesa che uDig riacquisti le funzionalità perdute e STAGE possa esservi integrato.

Cliccando sull'immagine sopra, si accede direttamente alla presentazione di introduzione ai JGrasstools. Altre informazioni sui JGrasstools, in Italiano, si possono trovare in questo vecchio post di cui però riassumo gli elementi importanti qui sotto.

Il materiale sulla Horton Machine, ovvero per il trattamento dei dati digitali del terreno, è in un post separato. Altre risorse sono certamente utili. Per esempio, la serie di screen-cast che si puo' trovare sul canale Youtube udiggis

benche' siano in Inglese. Quanti volessero aiutare, li invito a leggere il post di Andrea Antonello.

To early stage hydrologists (ESH)

Dear ESH,

directions need a master. I had the fortune to work at the beginning with Alessandro Marani, and subsequently Andrea Rinaldo and Ignacio Rodriguez-Iturbe. They had strong ideas on what is “the gold medal” that we have to gain, their own methods to pursue it. So, at least for me, the matter was to follow their own inclination, challenging myself to follow them, and see how much I liked it. 

So my first hint is: look for (one) some masters. You soon realise that some guys (or some places) are far far beyond the present state-of-art of the topic you are caring about.  Try to work with them. If you cannot, try to follow them and see what they do,  and understand what they think it is important. 


Copying from “smart people, can help you to save a lot of time, and avoid to spend huge time resources following unimportant topics.   In my academic life I saw very many “brilliant” guys (gals) spending their youth and hundreds of hours on irrelevant problems. However, if you do not give up, you will get the hot topic (and the people) that copes with you. The company you frequent, is going to stick with you for all of your life, and change it to many respects, especially  if you start an Academic path.

Not very much, indeed (meet the right people!), as an advise, but in a previous post you can find my decalogue for a hydrologist that can complete the topic.

Tuesday, March 3, 2015

Other types of numerics (for ecology)

When I think to numerics, I always think to the "Concrete Mathematics" that Donald Knuth taught to us, or to way to integrate partial differential equations. Recently, however, I came across the book by Legendre and Legendre called "Numerical Ecology", which is something different.
 The work is something in between statistics and classification or clustering stuff, interpretation of structures. Interpretation of spatial data. A hybrid of things, in my view, interesting to know, anyway.

Reference

Legendre, P and Legendre L, Numerical Ecology, Amsterdam, Elsevier, 2003

Monday, March 2, 2015

Introduzione alla geomorfologia

La geomorfometria è la scienza che studia in modo quantitativo la geomorfologia, specialmente attraverso l'uso dei nuovi strumenti digitali. Da anni ho sviluppato con i miei collaboratori degli strumenti (dei software) di analisi raccolti nella  Horton Machine.

La lezione è divisa in 5 parti:

1- Gli elementi di base. Audio  2014: (18.4 Mb). Audio 2015 (22.9 Mb)
2 - Le grandezze derivateAudio 2014 (24 Mb). Audio 2015 (10.4 Mb)
3 - Dove iniziano i canali. Audio 2015 (12 Mb)
4 - La sintesi digitale delle conoscenze sui bacini idrografici. Audio 2015 (4.6 Mb)
5 -Leggi geomorfologiche, processi idrologici e geomorfologiaAudio 2014 (22.8 Mb). Audio 2015 (15.4 Mb)

Tutto il materiale di supporto sulla Horton Machine, già nominato sopra,  si trova in quest'altro post.

Bibliografia (citata nelle slides)

Broscoe, A.J., 1995, Quantitative analysis of longitudinal stream profiles of small watersheds, Office of Naval Research, Project NR 389-042, Technical Report No. 18, Department of Geology, Columbia University, New York.

Howard A.D., A detachment-limited model of drainage basin evolution, Water Resources Research, vol. 30, n. 7, p. 2261-2285, 1994.

Leopold, L.B., and Maddock, T., Jr, The hydraulic geometry of stream channels and some physiographic implications: U.S. Geological Survey Professional Paper 252. 57p, 1953 

Maidment D.R., ed., Arc Hydro: GIS for Water Resources, ESRI Press, Redlands, Ca, 2002

Montgomery D.R. & Dietrich W.E., Channel initiation and the problem of landscape scale, Science, vol. 255, p. 826-830, 1992.

Moretti and Orlandini. Automatic delineation of drainage basins from elevation contour data using skeleton construction techniques.  (2007) pp. 1-39

Orlandini et al. On the prediction of channel heads in a complex alpine terrain using gridded elevation data. Water Resour. Res. (2011) vol. 47 (2) pp. W02538

Peckham S., New results for self-similar trees with applications to river networks, Water Resources Research, vol. 31, n. 4, p. 1023–1029, 1995

Peckham and Jordan. Digital Terrain Modelling. Lecture Notes In Geoinformation and cartography (2007) pp. 1-326

Rigon R., I. Rodriguez-Iturbe, A. Rinaldo, A. Maritan, A. Giacometti and D. Tarboton, On Hack's law, Water Resources Research, vol. 32, n. 11, p. 3367, 1996

Rigon R., Ghesla E., Tiso C. & Cozzini A., Cozzini The HORTON machine: a system for DEM analysis : the reference manual . Trento: Università di Trento. Dipartimento di ingegneria civile e ambientale, May 2006. - p. viii, 136, ISBN 10:88-8443-147-6, 

Rinaldo, A., Rodriguez-Iturbe I. and Rigon R., Channel networks, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 26, 289-327, 1998

Rodriguez-Iturbe, I. and Rinaldo, A.: Fractal River Basins. Chance and Self-Organization, Cambridge University Press, New York, 1997.

Tarboton, D.G., A new method for the determination of flow directions and contributing areas in Grid Digital Elevation Models, Water Resources Research, vol. 33, n. 2, 309-319, http://www.engineering.usu.edu/cee/faculty/dtarb/dinf.pdf 

Tarboton, D.G., R.L. Bras and Rodriguez-Iturbe, 1992, A Physical Basis for Drainage Density, Geomorphology, vol. 5, n. 1/2

Venuleo, S., Analisi teoriche e di campo per la caratterizzazione di bacini idrografici montani,  Tesi di Laurea, Relatori: Rinaldo A., Passadorr, G., Padova, 2014

Wilson, J. P. and J. C. Gallant, (2000), Terrain Analysis: Principles and Applications, John Wiley and Sons, New York, 479 p.

Wood, J.D. (1996) The geomorphological characterisation of digital elevation models PhD Thesis, University of Leicester, UK

Wednesday, February 25, 2015

Fognature Pluviali

Per semplificare il post originale ho raccolto qui tutto il materiale del Corso di Costruzioni Idrauliche sulle fognature pluviali.

1 - Brevissimamente: il ciclo idrologico e la misura delle grandezze idrologiche
2 - Elementi di analisi statistica esplorativaAudio (27 Mb).  Una guida a fumetti sull'argomento.
3 - Un ripasso di teoria della ProbabilitàAudio (24.4 Mb). Qui un sintetico manualetto con alcuni temi "non standard" (dovuto a Falcioni Vulpiani)

4 - Le precipitazioni (genesi - Audio 34.6 Mb - e trattazione statistica degli estremi. Audio - 29.6 Mb, Test di Pearson, 17.4 Mb, GEV - 7.4 Mb )
5 - Introduzione ad R^1^1b
6 - Calcolo delle linee segnalatrici di possibilità pluviometrica con R e lo script R usato a lezione (che riprende con differenze minime le operazioni rappresentate nelle slides)^2. Qui anche una relazione tipo (fatta originariamente il LaTeX). Per chi vuole esagerare anche uno stile LaTeX che mi piace particolarmente.
7 - Le fognature pluviali (per di più dovute al lavoro di  Roberto Magini e che io ho solo ritagliato sulle mie esigenze). Audio (19.2 Mb)
8 - La teoria dell'idrogramma istantaneo unitario e dell'idrogramma istantaneo unitario  Audio: Introduzione allo IUH (31.1 MB);  Alcune distribuzioni dei tempi di residenza (5.8 Mb); Idrogramma istantaneo unitario geomorfologico  (16.8 Mb); Portate Massime (17.4 Mb).
9 - Dimensionare e verificare una fognatura pluvialeAudio (30.4 Mb)
10 - Il programma Trento_p di cui la documentazione è presentata in un separato post.
11 - Cenni sulle pompe e sugli impianti di sollevamentoAudio sulle pompe (17.6 Mb). Audio sul dimensionamento dei volumi degli impianti di sollevamento (7.9 Mb).


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Acquedotti

Per semplicità di consultazione ho separato il materiale del Corso di Costruzioni idrauliche nelle due parti principali. Questa è la parte di acquedotti.

1 - Le reti di acquedotto (I primi 6 capitoli del libro di Maurizio Leopardi da leggere per farsi un'idea di che cosa si sta parlando:
                                                    1- Utilizzo Idropotabile
                                                    2- Il trasporto in pressione
                                                    3- Dimensionamento idraulico delle condotte
                                                    4- Acquedotto con sollevamento meccanico
                                                    5- Serbatoi
                                                    6- Reti di distribuzione)

2 - Opere di Captazione  Audio (26 Mb) e PozziAudio (22.2 Mb).
3 - Le reti di distribuzioneAudio (30 Mb)
4 - Le equazioni delle reti . Audio: 1, 2 - Equazioni delle reti. I (13Mb) e II (20 Mb). 3 -Verifica di una rete idraulica (18 Mb).
5 - Il software EPANET e alcuni strumenti collegati^3
6 - Le reti di adduzioneAudio (20.2 Mb)
7 - Serbatoi di compenso e Torrini piezometriciAudio serbatoi (20.7 Mb)
8 - Opere di presa e piccole traverse fluvialiAudio dimensionamento griglia (23.7 Mb). Audio: dimensionamento della trappola (14.3 Mb). Dissabbiatore e altri organi (1.6 Mb)
9 - Gli impianti domestici.
10 - Manufatti e opere di regolazione (slides di Roberto Magini). Audio (8.8 Mb)
11 - Tubazioni (Slides di Roberto Magini). Audio (18.9 Mb)

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