Desenvolvimento de um aplicativo para processamento de imagens obtidas por fotografias aéreas

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Fotogrametria na identificação de assimetrias posturais em cadetes e pilotos da academia da força aérea brasileira

Objective: To identify whether flight training activities cause postural changes in cadets and pilots of the Brazilian Air Force Academy (AFA). Methods: Eighty subjects were assessed through photographic images in anterior and right side views. Four groups of cadets (n=20 per group) divided according to the year since enlistment and a fifth group of fifteen pilots from the Air Demonstration Squadron (ADS) were included. Pictures were analyzed using the Postural Analysis Program (SAPO) and angles related to head vertical alignment (HVA), head horizontal alignment (HHA), acromion horizontal alignment (AHA) and anterior-superior iliac spine horizontal alignment (HAS) were plotted. Results: We did not find statistical significant differences in the angles: HVA, HHA and AHA. However, a significant difference was found for the HAS angle with pilots having lower values than cadets, suggesting greater postural stability for this variable in pilots. Conclusion: The horizontal alignment of the anterior-superior iliac spine was the only measure that showed significant difference in the comparison between pilots and cadets. The remaining alignments were not different, possibility because of the strict criteria used for admission of cadets at the AFA and the efficiency of the physical training that is performed periodically.

Análise das distorções em leituras angulares de imagens fotográficas

CONTEXTUALIZAÇÃO: A biofotogrametria é uma técnica difundida na área da saúde e, apesar dos cuidados metodológicos, há distorções nas leituras angulares das imagens fotográficas. OBJETIVO: Mensurar o erro das medidas angulares em imagens fotográficas com diferentes resoluções digitais em um objeto com ângulos pré-demarcados. MÉTODOS: Utilizou-se uma esfera de borracha com 52 cm de circunferência. O objeto foi previamente demarcado com ângulos de 10º, 30º, 60º e 90º, e os registros fotográficos foram realizados com o eixo focal da câmera a três metros de distância e perpendicular ao objeto, sem utilização de zoom óptico e com resolução de 3, 5 e 10 Megapixels (Mp). Todos os registros fotográficos foram armazenados, e os valores angulares foram analisados por um experimentador previamente treinado, utilizando o programa ImageJ. As aferições das medidas foram realizadas duas vezes, com intervalo de 15 dias entre elas. Posteriormente, foram calculados os valores de acurácia, erro relativo e em graus, precisão e Coeficiente de Correlação Intraclasse (ICC). RESULTADOS: Quando analisado o ângulo de 10º, a média da acurácia das medidas foi maior para os registros com resolução de 3 Mp em relação às resoluções de 5 e 10 Mp. O ICC foi considerado excelente para as três resoluções de imagem analisadas e, em relação aos ângulos analisados nos registros fotográficos, pôde-se verificar maior acurácia, menor erro relativo e em graus e maior precisão para o ângulo de 90º, independentemente da resolução da imagem. CONCLUSÃO: Os registros fotográficos realizados com a resolução de 3 Mp proporcionaram medidas de maiores valores de acurácia e precisão e menores valores de erro, sugerindo ser a resolução mais adequada para gerar imagem de ângulos de 10º e 30º.

Influência de alterações posturais, acompanhadas por fotogrametria computadorizada, na produção da voz

INTRODUÇÃO: Há considerável evidência da importância de uma postura adequada para um bom desempenho vocal. As alterações posturais podem influenciar diretamente a projeção da voz. OBJETIVO: Identificar a influência das diferentes posturas corporais na produção da voz. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram realizadas as análises de 25 amostras vocais de um indivíduo que emitiu a vogal sustentada /a/ em três diferentes posturas corporais: a) ortostática natural; b) anteriorização da cabeça associada com extensão da coluna cervical; c) aumento da cifose torácica associada com anteriorização de cabeça. O indivíduo foi fotografado simultaneamente ao processo de gravação da voz. Para certificar-se de que o indivíduo estava sempre na mesma posição, as posturas foram acompanhadas por fotogrametria computadorizada pelo programa Corel Draw 10®. RESULTADOS: Os resultados da fotogrametria foram analisados pelo teste de Levene que não mostrou diferenças significativas em oito dos nove ângulos estudados. A voz foi avaliada por análise acústica e avaliação subjetiva perceptivo-auditiva. A acústica foi analisada pelos testes Anova e Tukey, que mostraram diferença na variável jitter - relacionada à qualidade vocal - entre as posturas A e B. A comparação das posturas A e B e A e C pela análise perceptivo-auditiva da voz mostrou mudanças no tom, piora na qualidade e na ressonância vocal. CONSIDERAÇÕES FINAIS: As mudanças encontradas na voz provam que a melhor produção do som é na postura ereta. O fisioterapeuta é o profissional indicado para a orientação postural e correção das más posturas.

Fotogrametria na identificação de assimetrias posturais em cadetes e pilotos da academia da força aérea brasileira

OBJETIVO: Identificar se a atividade de treino de voo pode desencadear alterações posturais em cadetes e pilotos da Academia da Força Aérea Brasileira (AFA). MÉTODOS: Os sujeitos foram avaliados por meio de registro fotográfico em vista anterior e lateral direita, tendo como casuística 80 cadetes da AFA, divididos em quatro grupos, 20 em cada, e 15 pilotos do Esquadrão de Demonstração Aérea (EDA), formando o quinto grupo. As fotos foram transferidas para o Software de Avaliação Postural (SAPO), sendo traçados ângulos relacionados ao alinhamento vertical da cabeça (AVC), alinhamento horizontal da cabeça (AHC), alinhamento horizontal dos acrômios (AHA) e alinhamento horizontal das espinhas ilíacas ântero-superiores (AHE). RESULTADOS: Os resultados mostraram que, após comparação das médias das assimetrias posturais entre os grupos, não houve diferença estatisticamente significante em relação aos ângulos AVC, AHC e AHA. No entanto, na variável AHE, observou-se que o grupo de pilotos apresentou valores significativamente menores que os dos cadetes, sugerindo maior estabilidade postural em relação a essa variável. CONCLUSÃO: O AHE foi a única medida que apresentou diferença estatisticamente significate na comparação entre os pilotos e cadetes dos diferentes anos. Quanto aos demais alinhamentos, não houve diferença, podendo atribuir esse fato aos critérios exigentes de ingresso dos cadetes na AFA e a eficiência do treinamento físico realizado periodicamente.

Análise da confiabilidade e reprodutibilidade da goniometria em relação à fotogrametria na mão

OBJETIVO: Avaliar a confiabilidade intra e interexaminadores e a reprodutibilidade da goniometria em relação à fotogrametria na mão, comparando os ângulos da abdução de polegar, flexão da AIFP do II dedo e flexão da AMCF do V dedo. MÉTODOS: PARTIciparam deste estudo 30voluntários foram divididos em 3 grupos, um grupo de 10 estudantes de Fisioterapia, outro por 10 fisioterapeutas e o terceiro com 10 terapeutas da mão. Cada avaliador realizou as medidas no mesmo molde de mão, utilizando o goniômetro e em seguidadois softwares de fotogrametria, o CorelDraw® e o ALCimagem®. RESULTADOS: Os resultados revelaram que os grupos e os métodos propostos apresentam confiabilidade interexaminadores no geral classificada como excelente (ICC 0,998 I.C. 95% 0,995 - 0,999). Na avaliação intraexaminadores, foi encontrado excelente nível de confiabilidade entre os três grupos. Na comparação entre os grupos para cada ângulo e cada método, observou-se que não houve diferença significativa entre os grupos para a maioria das medidas. CONCLUSÃO: A goniometria e a fotogrametria são métodos confiáveis e reprodutíveis para avaliação de medidas na mão. Porém, pela escassez de referências semelhantes, necessita-se de estudos aprofundados para definição de parâmetros de normalidade entre os métodos nas articulações da mão. Nível de Evidência II, Estudo Diagnóstico.

Clinical rearfoot and knee static alignment measurements are not associated with patellofemoral pain syndrome

The aim of the present study was to investigate the association between the patellofemoral pain syndrome and the clinical static measurements: the rearfoot and the Q angles. The design was a cross-sectional, observational, case-control study. We evaluated 77 adults (both genders), 30 participants with patellofemoral pain syndrome, and 47 controls. We measured the rearfoot and Q angles by photogrammetry. Independent t-tests were used to compare outcome continuous measures between groups. Outcome continuous data were also transformed into categorical clinical classifications, in order to verify their statistical association with the dysfunction, and χ2 tests for multiple responses were used. There were no differences between groups for rearfoot angle [mean differences: 0.2º (95%CI -1.4-1.8)] and Q angle [mean differences: -0.3º (95%CI -3.0-2.4). No associations were found between increased rearfoot valgus [Odds Ratio: 1.29 (95%CI 0.51-3.25)], as well as increased Q angle [Odds Ratio: 0.77 (95%CI 0.31-1.93)] and the patellofemoral pain syndrome occurrence. Although widely used in clinical practice and theoretically thought, it cannot be affirmed that increased rearfoot valgus and increased Q angle, when statically measured in relaxed stance, are associated with patellofemoral pain syndrome (PFPS). These measures may have limited applicability in screening of the PFPS development.

Glaciers and climate in northern Sweden during the 19th and 20th century

Our understanding of the climate of northern Sweden during the late Holocene is largely dependent on proxy-data series. These datasets remain spatially and temporally sparse and instrumental series are rare prior to the mid 19th century. Nevertheless, the glaciology and paleo-glaciology of the region has a strong potential significance for the exploration of climate change scenarios, past and future. The aim of this thesis is to investigate the 19th and 20th century climate in the northern Swedish mountain range. This provides a good opportunity to analyse the natural variability of the climate before the onset of the industrial epoch. Developing a temporal understanding of fluctuations in glacier front positions and glacier mass balance that is linked to a better understanding of their interaction and relative significance to climate is fundamental in the assessment of past climate. I have chosen to investigate previously unexplored temperature data from northern Sweden from between 1802 and 1860 and combined it with a temperature series from a synoptic station in Haparanda, which began operation in 1859, in order to create a reliable long temperature series for the period 1802 to 2002. I have also investigated two different glaciers, Pårteglaciären and Salajekna, which are located in different climatic environments. These glaciers have, from a Swedish perspective, long observational records. Furthermore, I have investigated a recurring jökulhlaup at the glacier Sälkaglaciären in order to analyse glacier-climate relationships with respect to the jökulhlaups. A number of datasets are presented, including: glacier frontal changes, in situ and photogrammetric mass balance data, in situ and satellite radar interferometry measurements of surface velocity, radar measurements, ice volume data and a temperature series. All these datasets are analysed in order to investigate the response of the glaciers to climatic stimuli, to attribute specific behaviour to particular climates and to analyse the 19th and 20th century glacier/climate relationships in northern Sweden. The 19th century was characterized by cold conditions in northern Sweden, particularly in winter. Significant changes in the amplitude of the annual temperature cycle are evident. Through the 19th century there is a marked decreasing trend in the amplitude of the data, suggesting a change towards a prevalence of maritime (westerly) air masses, something which has characterised the 20th century. The investigations on Salajekna support the conclusion that the major part of the 19th century was cold and dry. The 19th century advance of Salajekna was probably caused by colder climate in the late 18th and early 19th centuries, coupled with a weakening of the westerly airflow. The investigations on Pårteglaciären show that the glacier has a response time of ~200 years. It also suggests that there was a relatively high frequency of easterly winds providing the glacier with winter precipitation during the 19th century. Glaciers have very different response times and are sensitive to different climatic parameters. Glaciers in rather continental areas of the Subarctic and Arctic can have very long response times because of mass balance considerations and not primarily the glacier dynamics. This is of vital importance for analyzing Arctic and Subarctic glacier behaviour in a global change perspective. It is far from evident that the behaviour of the glacier fronts today reflects the present climate.

The use of remote sensing imagery for monitoring recovery in the aftermath of a natural disaster: the Hurricane Katrina Case

Although Recovery is often defined as the less studied and documented phase of the Emergency Management Cycle, a wide literature is available for describing characteristics and sub-phases of this process. Previous works do not allow to gain an overall perspective because of a lack of systematic consistent monitoring of recovery utilizing advanced technologies such as remote sensing and GIS technologies. Taking into consideration the key role of Remote Sensing in Response and Damage Assessment, this thesis is aimed to verify the appropriateness of such advanced monitoring techniques to detect recovery advancements over time, with close attention to the main characteristics of the study event: Hurricane Katrina storm surge. Based on multi-source, multi-sensor and multi-temporal data, the post-Katrina recovery was analysed using both a qualitative and a quantitative approach. The first phase was dedicated to the investigation of the relation between urban types, damage and recovery state, referring to geographical and technological parameters. Damage and recovery scales were proposed to review critical observations on remarkable surge- induced effects on various typologies of structures, analyzed at a per-building level. This wide-ranging investigation allowed a new understanding of the distinctive features of the recovery process. A quantitative analysis was employed to develop methodological procedures suited to recognize and monitor distribution, timing and characteristics of recovery activities in the study area. Promising results, gained by applying supervised classification algorithms to detect localization and distribution of blue tarp, have proved that this methodology may help the analyst in the detection and monitoring of recovery activities in areas that have been affected by medium damage. The study found that Mahalanobis Distance was the classifier which provided the most accurate results, in localising blue roofs with 93.7% of blue roof classified correctly and a producer accuracy of 70%. It was seen to be the classifier least sensitive to spectral signature alteration. The application of the dissimilarity textural classification to satellite imagery has demonstrated the suitability of this technique for the detection of debris distribution and for the monitoring of demolition and reconstruction activities in the study area. Linking these geographically extensive techniques with expert per-building interpretation of advanced-technology ground surveys provides a multi-faceted view of the physical recovery process. Remote sensing and GIS technologies combined to advanced ground survey approach provides extremely valuable capability in Recovery activities monitoring and may constitute a technical basis to lead aid organization and local government in the Recovery management.

Utilizzo metrico di immagini panoramiche satellitari CORONA

CAPITOLO 1 INTRODUZIONE Il lavoro presentato è relativo all’utilizzo a fini metrici di immagini satellitari storiche a geometria panoramica; in particolare sono state elaborate immagini satellitari acquisite dalla piattaforma statunitense CORONA, progettata ed impiegata essenzialmente a scopi militari tra gli anni ’60 e ’70 del secolo scorso, e recentemente soggette ad una declassificazione che ne ha consentito l’accesso anche a scopi ed utenti non militari. Il tema del recupero di immagini aeree e satellitari del passato è di grande interesse per un ampio spettro di applicazioni sul territorio, dall’analisi dello sviluppo urbano o in ambito regionale fino ad indagini specifiche locali relative a siti di interesse archeologico, industriale, ambientale. Esiste infatti un grandissimo patrimonio informativo che potrebbe colmare le lacune della documentazione cartografica, di per sé, per ovvi motivi tecnici ed economici, limitata a rappresentare l’evoluzione territoriale in modo asincrono e sporadico, e con “forzature” e limitazioni nel contenuto informativo legate agli scopi ed alle modalità di rappresentazione delle carte nel corso del tempo e per diversi tipi di applicazioni. L’immagine di tipo fotografico offre una rappresentazione completa, ancorché non soggettiva, dell’esistente e può complementare molto efficacemente il dato cartografico o farne le veci laddove questo non esista. La maggior parte del patrimonio di immagini storiche è certamente legata a voli fotogrammetrici che, a partire dai primi decenni del ‘900, hanno interessato vaste aree dei paesi più avanzati, o regioni di interesse a fini bellici. Accanto a queste, ed ovviamente su periodi più vicini a noi, si collocano le immagini acquisite da piattaforma satellitare, tra le quali rivestono un grande interesse quelle realizzate a scopo di spionaggio militare, essendo ad alta risoluzione geometrica e di ottimo dettaglio. Purtroppo, questo ricco patrimonio è ancora oggi in gran parte inaccessibile, anche se recentemente sono state avviate iniziative per permetterne l’accesso a fini civili, in considerazione anche dell’obsolescenza del dato e della disponibilità di altre e migliori fonti di informazione che il moderno telerilevamento ci propone. L’impiego di immagini storiche, siano esse aeree o satellitari, è nella gran parte dei casi di carattere qualitativo, inteso ad investigare sulla presenza o assenza di oggetti o fenomeni, e di rado assume un carattere metrico ed oggettivo, che richiederebbe tra l’altro la conoscenza di dati tecnici (per esempio il certificato di calibrazione nel caso delle camere aerofotogrammetriche) che sono andati perduti o sono inaccessibili. Va ricordato anche che i mezzi di presa dell’epoca erano spesso soggetti a fenomeni di distorsione ottica o altro tipo di degrado delle immagini che ne rendevano difficile un uso metrico. D’altra parte, un utilizzo metrico di queste immagini consentirebbe di conferire all’analisi del territorio e delle modifiche in esso intercorse anche un significato oggettivo che sarebbe essenziale per diversi scopi: per esempio, per potere effettuare misure su oggetti non più esistenti o per potere confrontare con precisione o co-registrare le immagini storiche con quelle attuali opportunamente georeferenziate. Il caso delle immagini Corona è molto interessante, per una serie di specificità che esse presentano: in primo luogo esse associano ad una alta risoluzione (dimensione del pixel a terra fino a 1.80 metri) una ampia copertura a terra (i fotogrammi di alcune missioni coprono strisce lunghe fino a 250 chilometri). Queste due caratteristiche “derivano” dal principio adottato in fase di acquisizione delle immagini stesse, vale a dire la geometria panoramica scelta appunto perché l’unica che consente di associare le due caratteristiche predette e quindi molto indicata ai fini spionaggio. Inoltre, data la numerosità e la frequenza delle missioni all’interno dell’omonimo programma, le serie storiche di questi fotogrammi permettono una ricostruzione “ricca” e “minuziosa” degli assetti territoriali pregressi, data appunto la maggior quantità di informazioni e l’imparzialità associabili ai prodotti fotografici. Va precisato sin dall’inizio come queste immagini, seppur rappresentino una risorsa “storica” notevole (sono datate fra il 1959 ed il 1972 e coprono regioni moto ampie e di grandissimo interesse per analisi territoriali), siano state molto raramente impiegate a scopi metrici. Ciò è probabilmente imputabile al fatto che il loro trattamento a fini metrici non è affatto semplice per tutta una serie di motivi che saranno evidenziati nei capitoli successivi. La sperimentazione condotta nell’ambito della tesi ha avuto due obiettivi primari, uno generale ed uno più particolare: da un lato il tentativo di valutare in senso lato le potenzialità dell’enorme patrimonio rappresentato da tali immagini (reperibili ad un costo basso in confronto a prodotti simili) e dall’altro l’opportunità di indagare la situazione territoriale locale per una zona della Turchia sud orientale (intorno al sito archeologico di Tilmen Höyük) sulla quale è attivo un progetto condotto dall’Università di Bologna (responsabile scientifico il Prof. Nicolò Marchetti del Dipartimento di Archeologia), a cui il DISTART collabora attivamente dal 2005. L’attività è condotta in collaborazione con l’Università di Istanbul ed il Museo Archeologico di Gaziantep. Questo lavoro si inserisce, inoltre, in un’ottica più ampia di quelle esposta, dello studio cioè a carattere regionale della zona in cui si trovano gli scavi archeologici di Tilmen Höyük; la disponibilità di immagini multitemporali su un ampio intervallo temporale, nonché di tipo multi sensore, con dati multispettrali, doterebbe questo studio di strumenti di conoscenza di altissimo interesse per la caratterizzazione dei cambiamenti intercorsi. Per quanto riguarda l’aspetto più generale, mettere a punto una procedura per il trattamento metrico delle immagini CORONA può rivelarsi utile all’intera comunità che ruota attorno al “mondo” dei GIS e del telerilevamento; come prima ricordato tali immagini (che coprono una superficie di quasi due milioni di chilometri quadrati) rappresentano un patrimonio storico fotografico immenso che potrebbe (e dovrebbe) essere utilizzato sia a scopi archeologici, sia come supporto per lo studio, in ambiente GIS, delle dinamiche territoriali di sviluppo di quelle zone in cui sono scarse o addirittura assenti immagini satellitari dati cartografici pregressi. Il lavoro è stato suddiviso in 6 capitoli, di cui il presente costituisce il primo. Il secondo capitolo è stato dedicato alla descrizione sommaria del progetto spaziale CORONA (progetto statunitense condotto a scopo di fotoricognizione del territorio dell’ex Unione Sovietica e delle aree Mediorientali politicamente correlate ad essa); in questa fase vengono riportate notizie in merito alla nascita e all’evoluzione di tale programma, vengono descritti piuttosto dettagliatamente gli aspetti concernenti le ottiche impiegate e le modalità di acquisizione delle immagini, vengono riportati tutti i riferimenti (storici e non) utili a chi volesse approfondire la conoscenza di questo straordinario programma spaziale. Nel terzo capitolo viene presentata una breve discussione in merito alle immagini panoramiche in generale, vale a dire le modalità di acquisizione, gli aspetti geometrici e prospettici alla base del principio panoramico, i pregi ed i difetti di questo tipo di immagini. Vengono inoltre presentati i diversi metodi rintracciabili in bibliografia per la correzione delle immagini panoramiche e quelli impiegati dai diversi autori (pochi per la verità) che hanno scelto di conferire un significato metrico (quindi quantitativo e non solo qualitativo come è accaduto per lungo tempo) alle immagini CORONA. Il quarto capitolo rappresenta una breve descrizione del sito archeologico di Tilmen Höyuk; collocazione geografica, cronologia delle varie campagne di studio che l’hanno riguardato, monumenti e suppellettili rinvenute nell’area e che hanno reso possibili una ricostruzione virtuale dell’aspetto originario della città ed una più profonda comprensione della situazione delle capitali del Mediterraneo durante il periodo del Bronzo Medio. Il quinto capitolo è dedicato allo “scopo” principe del lavoro affrontato, vale a dire la generazione dell’ortofotomosaico relativo alla zona di cui sopra. Dopo un’introduzione teorica in merito alla produzione di questo tipo di prodotto (procedure e trasformazioni utilizzabili, metodi di interpolazione dei pixel, qualità del DEM utilizzato), vengono presentati e commentati i risultati ottenuti, cercando di evidenziare le correlazioni fra gli stessi e le problematiche di diversa natura incontrate nella redazione di questo lavoro di tesi. Nel sesto ed ultimo capitolo sono contenute le conclusioni in merito al lavoro in questa sede presentato. Nell’appendice A vengono riportate le tabelle dei punti di controllo utilizzati in fase di orientamento esterno dei fotogrammi.

Valorizzazione di cartografia storica attraverso moderne tecniche geomatiche: recupero metrico, elaborazione e consultazione in ambiente digitale

“Cartographic heritage” is different from “cartographic history”. The second term refers to the study of the development of surveying and drawing techniques related to maps, through time, i.e. through different types of cultural environment which were background for the creation of maps. The first term concerns the whole amount of ancient maps, together with these different types of cultural environment, which the history has brought us and which we perceive as cultural values to be preserved and made available to many users (public, institutions, experts). Unfortunately, ancient maps often suffer preservation problems of their analog support, mostly due to aging. Today, metric recovery in digital form and digital processing of historical cartography allow preserving map heritage. Moreover, modern geomatic techniques give us new chances of using historical information, which would be unachievable on analog supports. In this PhD thesis, the whole digital processing of recovery and elaboration of ancient cartography is reported, with a special emphasis on the use of digital tools in preservation and elaboration of cartographic heritage. It is possible to divide the workflow into three main steps, that reflect the chapter structure of the thesis itself: • map acquisition: conversion of the ancient map support from analog to digital, by means of high resolution scanning or 3D surveying (digital photogrammetry or laser scanning techniques); this process must be performed carefully, with special instruments, in order to reduce deformation as much as possible; • map georeferencing: reproducing in the digital image the native metric content of the map, or even improving it by selecting a large number of still existing ground control points; this way it is possible to understand the projection features of the historical map, as well as to evaluate and represent the degree of deformation induced by the old type of cartographic transformation (that can be unknown to us), by surveying errors or by support deformation, usually all errors of too high value with respect to our standards; • data elaboration and management in a digital environment, by means of modern software tools: vectorization, giving the map a new and more attractive graphic view (for instance, by creating a 3D model), superimposing it on current base maps, comparing it to other maps, and finally inserting it in GIS or WebGIS environment as a specific layer. The study is supported by some case histories, each of them interesting from the point of view of one digital cartographic elaboration step at least. The ancient maps taken into account are the following ones: • three maps of the Po river delta, made at the end of the XVI century by a famous land-surveyor, Ottavio Fabri (he is single author in the first map, co-author with Gerolamo Pontara in the second map, co-author with Bonajuto Lorini and others in the third map), who wrote a methodological textbook where he explains a new topographical instrument, the squadra mobile (mobile square) invented and used by himself; today all maps are preserved in the State Archive of Venice; • the Ichnoscenografia of Bologna by Filippo de’ Gnudi, made in the 1702 and today preserved in the Archiginnasio Library of Bologna; it is a scenographic view of the city, captured in a bird’s eye flight, but also with an icnographic value, as the author himself declares; • the map of Bologna by the periti Gregorio Monari and Antonio Laghi, the first map of the city derived from a systematic survey, even though it was made only ten years later (1711–1712) than the map by de’ Gnudi; in this map the scenographic view was abandoned, in favor of a more correct representation by means of orthogonal projection; today the map is preserved in the State Archive of Bologna; • the Gregorian Cadastre of Bologna, made in 1831 and updated until 1927, now preserved in the State Archive of Bologna; it is composed by 140 maps and 12 brogliardi (register volumes). In particular, the three maps of the Po river delta and the Cadastre were studied with respect to their acquisition procedure. Moreover, the first maps were analyzed from the georeferencing point of view, and the Cadastre was analyzed with respect to a possible GIS insertion. Finally, the Ichnoscenografia was used to illustrate a possible application of digital elaboration, such as 3D modeling. Last but not least, we must not forget that the study of an ancient map should start, whenever possible, from the consultation of the precious original analogical document; analysis by means of current digital techniques allow us new research opportunities in a rich and modern multidisciplinary context.

Lateral spreading and associated slope processes in fractured rock slabs

Landslides of the lateral spreading type, involving brittle geological units overlying ductile terrains, are a common occurrence in the sandstone and limestone plateaux of the northern Apennines of Italy. These instability phenomena can become particularly risky, when historical towns and cultural heritage sites built on the top of them are endangered. Neverthless, the mechanisms controlling the developing of related instabilities, i.e. toppling and rock falls, at the edges of rock plateaux are not fully understood yet. In addition, the groundwater flow path developing at the contact between the more permeable units, i.e. the jointed rock slab, and the relatively impermeable clay-rich units have not been already studied in details, even if they may play a role in this kind of instability processes, acting as eventual predisposing and/or triggering factors. Field survey, Terrestrial Laser Scanner and Close Range Photogrammetry techniques, laboratory tests on the involved materials, hydrogeological monitoring and modelling, displacements evaluation and stability analysis through continuum and discontinuum numerical codes have been performed on the San Leo case study, with the aim to bring further insights for the understanding and the assessment of the slope processes taking place in this geological context. The current research permitted to relate the aquifer behaviour of the rocky slab to slope instability processes. The aquifer hosted in the fractured slab leads to the development of perennial and ephemeral springs at the contact between the two units. The related piping erosion phenomena, together with slope processes in the clay-shales led to the progressive undermining of the slab. The cliff becomes progressively unstable due to undermining and undergoes large-scale landslides due to fall or topple.

3D bloodstain pattern analysis: ballistic reconstruction of the trajectories of blood drops and determination of the centres of origin of the bloodstains

For crime scene investigation in cases of homicide, the pattern of bloodstains at the incident site is of critical importance. The morphology of the bloodstain pattern serves to determine the approximate blood source locations, the minimum number of blows and the positioning of the victim. In the present work, the benefits of the three-dimensional bloodstain pattern analysis, including the ballistic approximation of the trajectories of the blood drops, will be demonstrated using two illustrative cases. The crime scenes were documented in 3D, using the non-contact methods digital photogrammetry, tachymetry and laser scanning. Accurate, true-to-scale 3D models of the crime scenes, including the bloodstain pattern and the traces, were created. For the determination of the areas of origin of the bloodstain pattern, the trajectories of up to 200 well-defined bloodstains were analysed in CAD and photogrammetry software. The ballistic determination of the trajectories was performed using ballistics software. The advantages of this method are the short preparation time on site, the non-contact measurement of the bloodstains and the high accuracy of the bloodstain analysis. It should be expected that this method delivers accurate results regarding the number and position of the areas of origin of bloodstains, in particular the vertical component is determined more precisely than using conventional methods. In both cases relevant forensic conclusions regarding the course of events were enabled by the ballistic bloodstain pattern analysis.

Getting in touch-3D printing in Forensic Imaging

With the increasing use of medical imaging in forensics, as well as the technological advances in rapid prototyping, we suggest combining these techniques to generate displays of forensic findings. We used computed tomography (CT), CT angiography, magnetic resonance imaging (MRI) and surface scanning with photogrammetry in conjunction with segmentation techniques to generate 3D polygon meshes. Based on these data sets, a 3D printer created colored models of the anatomical structures. Using this technique, we could create models of bone fractures, vessels, cardiac infarctions, ruptured organs as well as bitemark wounds. The final models are anatomically accurate, fully colored representations of bones, vessels and soft tissue, and they demonstrate radiologically visible pathologies. The models are more easily understood by laypersons than volume rendering or 2D reconstructions. Therefore, they are suitable for presentations in courtrooms and for educational purposes.