Analisi ed implementazione di metodi geomatici per l elaborazione di dati geopetrologici interoperabilità, geostatistica e classificazione di immagini multispettrali a raggi X

The present Ph.D. thesis has had as main aim the study of geomatics l.s. as a key tool useful to: i) storage; ii) handling; iii) process and iv) develop, interpolation techniques and new image analytical ones as new sources of geodata information. Geomatics has been here considered as a tool for the synthesis of the totality of the knowledge arising from the disciplines of geological survey , take particular care to those geoscientific matter relating to the acquisition and processing of data at a micrometer scale (eg . Petrology , Geochemistry , Petrology etc ...). This is in order to develop a set of new protocols and tools able to connect in an interoperable way (i.e. able to automatically dialog between informatics system) set of complex data, although related to a geographic primitive, identified by collecting point. On this basis, the research activity has been based on three distinct phases, structured as follow: develop a prototype geo-database containing all the information relating to the analysis of rock samples at different scales of observation, from various instrumental sources; apply to a pilot area (the batholith of Squillace - Petrizzi Central-Eastern Calabria) some interpolation techniques able to minimize the inherent limitations of geological sampling activity (e.g. random and discontinuous distribution of the sampling points), supporting these techniques to the development of a new algorithm adapted to provide automatically TAS (Total Alkali Silica) based geo- lithological maps ; develop a set of partly original tools, able to analyze, by means of multivariate statistical analysis techniques, X-ray images of metamorphic rock samples from Mammola area, presently belonging to the southern part of the Serre Massif (Central Calabria), with the aim of integrating mineral- chemical data point with quantitative micro- textural maps obtained from garnet metapelites. Obtained results at the end of the three years research activity have allowed to verify how geomatics, intended in its broadest cross-disciplinary, it is still in the early stages of its development, especially in geo-scientific fields. In this context, the main purpose of this thesis was to provide the reader with a complete and versatile tool on the state of the art of Geomatics in the field of geoscience, with particular reference to the geo-petrology. This aim was also supported by testing new algorithms able to: manage, treat and interpolate geo- petrological data at variable scale from thin section to outcrop one and viceversa.

La presente tesi di dottorato ha avuto come oggetto principale dell'attività di ricerca lo studio della geomatica l.s. quale strumento fondamentale utile all'archiviazione, trattazione, elaborazione e sviluppo di tecniche di interpolazione ed analisi quantitativa di dati provenienti da diverse fonti di acquisizione in campo geoscientifico. La geomatica, è stata qui intesa quale strumento di sintesi tra, l'insieme delle conoscenze derivanti dalle discipline del rilevamento geologico, con quelle discipline geoscientifiche relative all'acquisizione e al trattamento di dati alla scala micrometrica (ad es. Petrografia, Geochimica, Petrologia etc ) al fine di sviluppare una serie di protocolli e strumenti atti a collegare in maniera interoperabile (i.e. in grado di far dialogare in modo automatico i sistemi informatici) e completa dati articolati e complessi, comunque riconducibili ad una primitiva geografica, identificata dal punto di campionamento. Su tale base l attività di ricerca, basata su tre fasi distinte, ha consentito di: I. sviluppare un geo-database prototipale contenente tutte le informazioni relative alle analisi dei campioni di roccia alle diverse scale di osservazione, provenienti da diverse fonti strumentali; II. applicare ad un area pilota (il batolite di Squillace-Petrizzi Calabria centro orientale) alcune tecniche di interpolazione in grado di minimizzare i limiti intrinseci di una campionatura in campo geologico (ad es. distribuzione randomica e discontinua dei punti di campionamento), affiancando a queste tecniche lo sviluppo di un nuovo algoritmo atto a realizzare in maniera automatica mappe geo-litologiche su base TAS (Total Alkali Silica); III. sviluppare un insieme di strumenti in parte originali, atti ad analizzare, attraverso tecniche di analisi statistica multivariata, immagini a raggi X di campioni di rocce metamorfiche provenienti dall'area di Mammola (zona meridionale del Massiccio delle Serre Calabria) con lo scopo di integrare i dati minero-chimici puntuali con mappe micro-tessiturali di tipo quantitativo ottenute su metapeliti a granato. I risultati ottenuti alla fine del triennio di attività hanno consentito di verificare come la geomatica, intesa nella sua trasversalità più ampia, sia ancora alle fasi iniziali del suo sviluppo, specialmente in alcuni campi geoscientifici. In tale contesto, scopo principale della presente tesi è stato quello di fornire al lettore uno strumento completo e versatile sullo stato dell'arte ad oggi dell'utilizzo delle tecniche geomatiche in campo geoscientifico, con particolare riferimento all ambito geo-petrologico. A tale obiettivo è stato altresì affiancato quello di testare ed in parte integrare, con nuovi ed opportuni algoritmi, nuove tecniche geomatiche in grado di: gestire, interpolare e trattare dati geo-petrologici a scala variabile da quella dell affioramento a quella della sezione sottile.