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• algoritmi di inversione
• algoritmi di inversione time-lapse
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Riassunto:
L’obiettivo perseguito in questo lavoro di tesi, è quello di analizzare e confrontare le modalità operative dei software di inversione di dati di resistività IP4DI e BERT. Lo scopo è identificare il software più idoneo per l’applicazione al monitoraggio geoelettrico in corso di sviluppo presso l’azienda LSI-Lastem. L’azienda collabora da più di 5 anni con il Politecnico di Milano per la progettazione e produzione di centraline di monitoraggio geoelettrico all’interno di diversi progetti di respiro nazionale. Parte di questo lavoro è stato svolto attraverso uno stage presso l’azienda durato 6 mesi.
La parte iniziale della tesi contiene la descrizione dei progetti “Tech-Levee-Watch” e “DILEMMA” di cui questo lavoro fa parte, con gli obiettivi perseguiti. In seguito è stato effettuato un ampio studio bibliografico sull’evoluzione degli algoritmi di inversione time-lapse, in modo da determinare i progressi che sono stati realizzati nei decenni. Lo scopo di questa ricerca è quello di individuare quali siano gli algoritmi più performanti, in termini di costo computazionale e di minimizzazione nella formazione di artefatti, da suggerire a LSI-Lastem per l’inversione di dati time-lapse.
Successivamente, basandomi sulla letteratura esistente, ho descritto gli schemi e le modalità operative dei due software oggetto di confronto. Ho analizzato sia l’approccio al problema diretto che le modalità di risoluzione del problema inverso, prestando attenzione al modo in cui ogni software si adatta al tipo di dato in esame. Ho prestato particolare attenzione soprattutto per quel che riguarda la costruzione della mesh in entrambi gli algoritmi. Mediante questo studio è stato possibile avere una prima prospettiva delle potenzialità e limitazioni di entrambi i software.
La valutazione finale su quale fosse il software da implementare nei sistemi di LSI-Lastem è stata maturata in seguito ad un ampio confronto dei risultati di inversione degli stessi dati di resistività apparente sia reali, di campagna e di laboratorio, che sintetici, prodotti dai due software. Per l’analisi della veridicità e bontà del risultato sono stati utilizzati come riferimento i risultati di inversione ottenuti da un terzo software, RES2DINV, uno dei più utilizzati a livello professionale e scientifico.
Infine, come ultima analisi, è stata effettuata una valutazione riguardo la possibilità di adottare algoritmi di inversione time-lapse invece che single-time-step. A questo scopo sono stati confrontati i risultati derivanti dall’utilizzo dei due tipi di algoritmi su dati di laboratorio e di campagna, tramite il software RES2DINV.
Il lavoro svolto è stato di fondamentale importanza per stabilire quale software, tra IP4DI e BERT, fornisse risultati maggiormente affidabili e con un costo computazionale limitato, in modo da poter essere implementato nelle centraline di monitoraggio.

Abstract:
The aim of this thesis is to analyse and compare the way in which the ERT software, IP4DI and BERT, work. The purpose is to suggest to LSI-Lastem which one is the best to work in the field of geoelectrical monitoring. The company, in more than 5 years, has been collaborating with Politecnico di Milano in order to design and produce a new geoelectrical monitoring control unit. For this aim I carried out a 6-month internship in LSI-Lastem.
The first section of this thesis contains the description of the “Tech-Levee-Watch” and “DILEMMA” projects. This work is a part of them. Then, a bibliographic study has been done about the evolution of the time-lapse inversion algorithms in order to determine the progresses achieved in last decades. The aim is to find the best algorithm to suggest LSI-Lastem for the time-lapse inversion, considering both the computational cost and the accuracy.
Afterwards, thanks to a deep bibliographical research, I described how the two software work. I analysed the forward and the inversion problems and how they deal with them and in particular how they build the mesh. Through this study, it was possible to have a preliminary view of the capabilities and limitations of the two software.
The final decision about which was the software to implement in the LSI-Lastem systems, was taken after a wide comparison of the inversion results of apparent resistivity data, derived from the two software. The comparison was done using real apparent resistivity data (campaign and laboratory data) and synthetic data. A third software, widely used in scientific and professional fields (RES2DINV), was used to validate the results derived from IP4DI and BERT.
I made a final test in order to evaluate the possibility to use time-lapse inversion algorithms instead of single-time-step ones. For this purpose, I examined results coming from the two types of algorithms both on laboratory and field data, through RES2DINV software.
This work was crucial to determine which software, between IP4DI and BERT, provided the most trustworthy results along with a limited computational cost, in order to be implemented in the monitoring control units.