GEOmedia_3_2016
La prima rivista italiana di geomatica
La prima rivista italiana di geomatica
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Rivista bimestrale - anno XX - Numero 3/<strong>2016</strong> - Sped. in abb. postale 70% - Filiale di Roma<br />
TERRITORIO CARTOGRAFIA<br />
GIS<br />
CATASTO<br />
3D<br />
INFORMAZIONE GEOGRAFICA<br />
FOTOGRAMMETRIA<br />
URBANISTICA<br />
GNSS<br />
BIM<br />
RILIEVO TOPOGRAFIA<br />
CAD<br />
REMOTE SENSING SPAZIO<br />
EDILIZIA<br />
WEBGIS<br />
UAV<br />
SMART CITY<br />
AMBIENTE<br />
NETWORKS<br />
LiDAR<br />
BENI CULTURALI<br />
LBS<br />
Mag/Giu <strong>2016</strong> anno XX N°3<br />
La prima rivista italiana di geomatica e geografia intelligente<br />
Spatial<br />
Survey<br />
of Urban<br />
Environments<br />
<strong>GEOmedia</strong><br />
INTERGEO<br />
Special<br />
Validazione geometrica<br />
di immagini satellitari<br />
Sopra e sottosuolo<br />
con GIS 3D/4D<br />
Sistema informativo integrato sulle<br />
trasformazioni urbane di Venezia
I TUOI STRUMENTI<br />
CI STANNO A CUORE.<br />
CON SOLI<br />
99 €<br />
CHECK UP<br />
completo<br />
con taratura<br />
della tua stazione totale<br />
Spektra Srl, a Trimble Company<br />
039.62505655 | www.trimble-italia.com/assistance<br />
*Promozione valida fino al 31/11/<strong>2016</strong>
Smart cities e geoinformation<br />
industry a INTERGEO<br />
The cities of the future will be digital. This is why INTERGEO is fully committed to smart cities as the major<br />
topic of <strong>2016</strong>, as can be seen with the placement of Smart City SOLUTIONS as a theme and exhibition<br />
platform at INTERGEO, coupled with panel discussions, lots of exhibitors and conference slots.<br />
With his keynote speech on the opportunities and challenges facing the geoinformation industry, Nigel Clifford<br />
promises a brilliant start to the opening day of the conference. As Chief Executive Officer of the British<br />
Ordnance Survey – probably the longest-established surveying authority in the world – Clifford will be<br />
describing how the Ordnance Survey has reinvented itself many times and is now setting new standards as a<br />
customer-oriented service provider for private and business customers. He believes that the geoindustry has an<br />
exciting future ahead of it and will be crucial for society.<br />
Following on from Clifford, Bryn Fosburgh will guide his audience through the cities of the future. As Vice<br />
President, Geospatial, Civil Engineering & Construction, Buildings Industry at Trimble Navigation Ltd., he<br />
knows about the technological must-haves that will help prepare cities for their role as smart cities.<br />
Le città del futuro saranno digitali.<br />
Questo è il motivo per cui INTERGEO introduce le smart cities come uno degli argomenti chiave del<br />
<strong>2016</strong>, con l’istituzione, tra l’altro, del tema Smart City SOLUTIONS come piattaforma espositiva e<br />
argomento clou della Conferenza.<br />
Le opportunità e le possibilità dell’industria della geoinformazione, saranno oggetto della keynote di<br />
apertura di Nigel Clifford, CEO della British Ordnance Survey (probabilmente la più antica autorità<br />
geodetica del mondo) il quale descriverà come tale istituzione, corrispondente al nostro IGM, ha<br />
saputo reinventarsi più volte ed è ora orientata alla realizzazione di nuovi standards proponendosi come<br />
fornitore e service-provider per clienti privati e business.<br />
Dalle costruzioni digitali alla Smart City, è invece il tema di Bryn Fosburg che guiderà la sua audience<br />
alle città del futuro. In qualità di Vice Presidente del dipartimento Geospatial, Civil Engineering &<br />
Construction, Building Industry di Trimble Navigation Ltd., Bryn ha una grande esperienza sulle<br />
tecnologie del futuro che non dovremo mancare, elementi chiave che ci aiuteranno a preparare le città<br />
per il loro nuovo ruolo come smart cities.<br />
Le smart city dunque saranno il tema caldo di questa edizione di INTERGEO ad Amburgo.<br />
E l’essere intelligente di una città con tessuto storico, come quelle italiane ed europee, in genere è<br />
abbastanza complesso. La chiave del successo è nell’utilizzare le informazioni geospaziali in modo<br />
intelligente e consono a impianti urbani sviluppatisi nel tempo, seguendo le necessità di un rapporto<br />
dell’uomo con il suo contesto che si è sviluppato secondo altri schemi, sicuramente diversi da quelli<br />
attuali.<br />
Per rendere i nostri tessuti storici in Città Intelligenti, serviranno tecnologie adeguate e adattate agli<br />
impianti storici, per questo sono stati lanciati finanziamenti in Italia per oltre 3,5 miliardi di euro.<br />
Auguriamoci che costituiscano un buon inizio nella direzione dell’intelligenza geospaziale urbana.<br />
Buona lettura,<br />
Renzo Carlucci
In questo<br />
numero...<br />
FOCUS<br />
REPORT<br />
LE RUBRICHE<br />
Protocollo operativo<br />
per la validazione<br />
geometrica di immagini<br />
satellitari ad alta<br />
risoluzione<br />
di Mattia Crespi, Riccardo De<br />
Paulis, Francesco Pellegri, Paola<br />
Capaldo, Francesca Fratarcangeli,<br />
Rossana Gini, Andrea Nascetti,<br />
Federica Selva<br />
6<br />
50 AGENDA<br />
Nello sfondo l’immagine satellitare<br />
“Deserto Iraniano” del programma<br />
Copernicus Sentinel-2A (22 February<br />
<strong>2016</strong>), riprocessata da ESA.<br />
Credits: ESA<br />
10<br />
GIS 3D/4D<br />
per le reti<br />
tecnologiche<br />
sottosuolo (e<br />
soprasuolo)<br />
di Andrea Deiana<br />
40<br />
Mezzo<br />
secolo fa,<br />
a Varese<br />
di Attilio<br />
Selvini<br />
In copertina un'immagine<br />
satellitare dal satellite IKONOS<br />
presa il 15 settembre 2004,<br />
con risoluzione 0.8 metri.<br />
Nell'immagine sono apprezzabili<br />
le TADCO (Tabuk Agricultural<br />
Development Company) Farm,<br />
una delle più grandi aziende<br />
agricole del Medio Oriente, Tabuk,<br />
Arabia Saudita.<br />
VISU.<br />
Il sistema<br />
informativo<br />
integrato<br />
sulle<br />
trasformazioni<br />
urbane di Venezia<br />
44<br />
di Alessandra Ferrighi<br />
geomediaonline.it<br />
<strong>GEOmedia</strong>, bimestrale, è la prima rivista italiana di geomatica.<br />
Da 20 anni pubblica argomenti collegati alle tecnologie dei<br />
processi di acquisizione, analisi e interpretazione dei dati,<br />
in particolare strumentali, relativi alla superficie terrestre.<br />
In questo settore <strong>GEOmedia</strong> affronta temi culturali e tecnologici<br />
per l’operatività degli addetti ai settori dei sistemi informativi<br />
geografici e del catasto, della fotogrammetria e cartografia,<br />
della geodesia e topografia, del telerilevamento aereo e<br />
spaziale, con un approccio tecnico-scientifico e divulgativo.
INSERZIONISTI<br />
3D TARGET 52<br />
15 INTERGEO<br />
special issue<br />
AerRobotix 31<br />
Epsilon 9<br />
Esri 37<br />
Flytop 49<br />
Geocart 35<br />
Intergeo 38<br />
Italdron 26<br />
Spatial survey<br />
of urban<br />
environments<br />
by Luigi Colombo and<br />
Barbara Marana<br />
16<br />
Leica Geosystems 27<br />
ME.S.A 33<br />
Planetek 14<br />
Remtech 39<br />
Sinergis 51<br />
28<br />
Study and<br />
development of a<br />
GIS for fire-fighting<br />
activities based on<br />
INSPIRE directive by<br />
Andrea Maria Lingua, Marco<br />
Piras, Maria Angela Musci,<br />
22<br />
Welcome<br />
to the ZEB<br />
REVOlution<br />
By Stuart Cadge<br />
Sistemi territoriali 21<br />
Teorema 50<br />
Topcon 43<br />
Trimble 2<br />
Francesca Noardo, Nives<br />
Grasso, Vittorio Verda<br />
36<br />
Smart<br />
city<br />
News<br />
A survey from<br />
UAV in critical<br />
areas: the<br />
advantages of<br />
technology in<br />
areas with<br />
complex terrain<br />
by Zaira Baglione<br />
32<br />
una pubblicazione<br />
Science & Technology Communication<br />
Direttore<br />
RENZO CARLUCCI, direttore@rivistageomedia.it<br />
Comitato editoriale<br />
Vyron Antoniou, Fabrizio Bernardini, Mario Caporale, Luigi<br />
Colombo, Mattia Crespi, Luigi Di Prinzio, Michele Dussi, Michele<br />
Fasolo, Flavio Lupia, Beniamino Murgante, Aldo Riggio, Mauro<br />
Salvemini, Domenico Santarsiero, Attilio Selvini, Donato Tufillaro<br />
Direttore Responsabile<br />
FULVIO BERNARDINI, fbernardini@rivistageomedia.it<br />
Redazione<br />
VALERIO CARLUCCI, GIANLUCA PITITTO,<br />
redazione@rivistageomedia.it<br />
Diffusione e Amministrazione<br />
TATIANA IASILLO, diffusione@rivistageomedia.it<br />
Comunicazione e marketing<br />
ALFONSO QUAGLIONE, marketing@rivistageomedia.it<br />
Progetto grafico e impaginazione<br />
DANIELE CARLUCCI, dcarlucci@rivistageomedia.it<br />
MediaGEO soc. coop.<br />
Via Palestro, 95 00185 Roma<br />
Tel. 06.62279612 - Fax. 06.62209510<br />
info@rivistageomedia.it<br />
ISSN 1128-8132<br />
Reg. Trib. di Roma N° 243/2003 del 14.05.03<br />
Stampa: SPADAMEDIA srl<br />
VIA DEL LAVORO 31, 00043 CIAMPINO (ROMA)<br />
Editore: mediaGEO soc. coop.<br />
Condizioni di abbonamento<br />
La quota annuale di abbonamento alla rivista<br />
Science<br />
è di €<br />
&<br />
45,00.<br />
Technology Communication<br />
Il prezzo di ciascun fascicolo compreso nell’abbonamento è di € 9,00. Il prezzo di<br />
ciascun fascicolo arretrato è di € 12,00. I prezzi indicati si intendono Iva inclusa.<br />
L’editore, al fine di garantire la continuità del servizio, in mancanza di esplicita<br />
revoca, da comunicarsi in forma scritta entro il trimestre seguente alla scadenza<br />
dell’abbonamento, si riserva di inviare il periodico anche per il periodo successivo.<br />
La disdetta non è comunque valida se l’abbonato non è in regola con i pagamenti.<br />
Il rifiuto o la restituzione dei fascicoli della Rivista non costituiscono disdetta<br />
dell’abbonamento a nessun effetto. I fascicoli non pervenuti possono essere<br />
richiesti dall’abbonato non oltre 20 giorni dopo la ricezione del numero successivo.<br />
Gli articoli firmati impegnano solo la responsabilità dell’autore. È vietata la<br />
riproduzione anche parziale del contenuto di questo numero della Rivista in<br />
qualsiasi forma e con qualsiasi procedimento elettronico o meccanico, ivi inclusi i<br />
sistemi di archiviazione e prelievo dati, senza il consenso scritto dell’editore.<br />
Rivista fondata da Domenico Santarsiero.<br />
Numero chiuso in redazione il 25 agosto <strong>2016</strong>.
FOCUS<br />
Protocollo operativo per la<br />
validazione geometrica di immagini<br />
satellitari ad alta risoluzione<br />
Crediti Satellite Imaging Corporation<br />
di Mattia Crespi,<br />
Riccardo De Paulis,<br />
Francesco Pellegri, Paola<br />
Capaldo, Francesca<br />
Fratarcangeli, Rossana<br />
Gini, Andrea Nascetti,<br />
Federica Selva<br />
Nel corso degli ultimi<br />
anni, la crescente<br />
disponibilità di scene<br />
acquisite da satelliti<br />
ad alta risoluzione<br />
spaziale (come GeoEye-1,<br />
WorldView-1 e 2 o<br />
Pleiades-1A e 1B) ha<br />
aperto nuovi scenari di<br />
applicazioni realizzabili<br />
a scala medio-piccola,<br />
avvicinando così il<br />
Telerilevamento alla<br />
Fotogrammetria.<br />
A<br />
partire dalle immagini<br />
satellitari, è ormai<br />
possibile generare<br />
prodotti cartografici (ortofoto)<br />
della superficie terrestre,<br />
gestibili all’interno di software<br />
GIS e atti a costituire basi<br />
cartografiche di sistemi<br />
informativi territoriali. Tali<br />
ortofoto possono essere<br />
utili anche per aggiornare<br />
database cartografici e<br />
verificare la correttezza dei dati<br />
eterogenei che li popolano.<br />
In tale prospettiva, risulta<br />
essenziale conoscere la qualità<br />
e l’affidabilità delle ortofoto<br />
impiegate come riferimento.<br />
I software commerciali<br />
attualmente disponibili<br />
permettono di effettuare<br />
l’ortorettifica di immagini<br />
satellitari, ma non forniscono<br />
in modo facile e rigoroso<br />
indicazioni inerenti alla qualità<br />
delle ortofoto ottenute.<br />
Il plug-in SIGE (Satellite<br />
Imaging Geometry<br />
Enhancement), implementato<br />
nel software ENVI e composto<br />
da due differenti tool, nasce<br />
dalla collaborazione tra Exelis<br />
Visual Information Solutions<br />
ed Eni SpA - Ente Nazionale<br />
Idrocarburi, con il supporto<br />
scientifico del gruppo di<br />
ricerca dell’area di Geodesia<br />
e Geomatica dell’Università<br />
di Roma “La Sapienza”. Lo<br />
scopo di tale plug-in è quello<br />
di guidare l’utente nella scelta<br />
dell’immagine satellitare più<br />
6 <strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong>
FOCUS<br />
adeguata per le esigenze di<br />
progetto e di fornire la stima<br />
dell’accuratezza planimetrica<br />
di un’ortofoto, tramite l’indice<br />
statistico CE90 (Errore<br />
Circolare al 90% di probabilità)<br />
(Brovelli et al., 2012).<br />
SIGE-SensorModel<br />
Il tool SIGE-SensorModel<br />
supporta l’utente nella selezione<br />
di immagini satellitari ad alta<br />
risoluzione (ottiche e SAR), da<br />
cui è possibile generare ortofoto<br />
con una prestabilita accuratezza<br />
di progetto. SIGE-SensorModel<br />
necessita l’inserimento di<br />
alcuni parametri che descrivano<br />
le esigenze di progetto e<br />
fornisce, come risultato, la<br />
lista dei prodotti in grado di<br />
soddisfarle. Tali parametri<br />
sono il contenuto spettrale<br />
(pancromatico, multispettrale,<br />
ecc.) e la risoluzione spaziale<br />
dell’immagine di partenza,<br />
nonchè l’accuratezza di<br />
progetto dell’ortofoto<br />
da generare. Di default,<br />
l’algoritmo implementato<br />
ipotizza che l’utente usi,<br />
in fase di ortorettifica, il<br />
GlobalDEM SRTM (Shuttle<br />
Radar Topography Mission):<br />
selezionando l’area di interesse,<br />
l’algoritmo stima in automatico<br />
un valore di accuratezza da<br />
associare al DEM, sulla base<br />
della morfologia del terreno<br />
(Crespi et al., 2015). Nel<br />
caso in cui l’utente intenda<br />
invece impiegare un DEM ad<br />
alta risoluzione, è necessario<br />
inserirne manualmente<br />
l’accuratezza. L’output di SIGE-<br />
SensorModel è l’elenco di tutti<br />
i prodotti in grado di generare<br />
un’ortofoto che soddisfi le<br />
esigenze di progetto espresse: in<br />
particolare, per ognuno di essi<br />
è riportato l’ angolo massimo<br />
di off-nadir con cui è possibile<br />
acquisire l’immagine, affinchè<br />
l’accuratezza di progetto<br />
prestabilita sia rispettata.<br />
Crediti Satellite Imaging Corporation.<br />
SIGE-GeoCoding<br />
Il secondo tool, SIGE-<br />
GeoCoding, supporta l’utente<br />
nel processo di ortorettifica<br />
di un’immagine satellitare<br />
ottica, stimando l’accuratezza<br />
planimetrica dell’ortofoto<br />
(CE90 SIGE<br />
) prima che questa<br />
venga generata. All’utente è<br />
richiesto di importare il dato<br />
satellitare e fornire indicazioni<br />
sul DEM che intende utilizzare,<br />
scegliendo tra: il GlobalDEM<br />
disponibile in ENVI<br />
(GMTED2010), un DEM a<br />
propria dispozione (inserendo<br />
manualmente l’accuratezza)<br />
o il GlobalDEM SRTM.<br />
Quest’ultimo viene scaricato<br />
e la sua accuratezza viene<br />
automaticamente calcolata,<br />
sulla base della morfologia<br />
Crediti Satellite Imaging<br />
Corporation.<br />
del terreno (Crespi et al.,<br />
2015). Infine, è necessario<br />
indicare se si utilizzano o<br />
meno Ground Control Points<br />
(GCP) in fase di ortorettifica,<br />
specificandone numero e<br />
accuratezza. A questo punto,<br />
il tool è in grado di fornire<br />
la stima del valore di CE90<br />
dell’ortofoto che verrà generata<br />
con tali dati di partenza. Tutte<br />
le informazioni relative al<br />
processo di ortorettifica (incluso<br />
il CE90 SIGE<br />
) sono riassunte in<br />
un file testuale di report, che<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong> 7
FOCUS<br />
Sensore<br />
GSD<br />
[m]<br />
Angolo<br />
off-nadir [°]<br />
Tipologia<br />
area<br />
DEM<br />
CE90 IMG<br />
[m]<br />
CE90 SIGE<br />
[m]<br />
WorldView-2 (RPC) 0,54 22,80 Montuosa SRTM 8,12 11,03<br />
IKONOS (GCP) 0,81 2,15 Montuosa LiDAR 1,57 1,54<br />
GeoEye-1 (RPC) 0,51 26,66 Pianeggiante SRTM 3,65 5,93<br />
WorldView-1 (RPC) 0,62 27,60 Pianeggiante SRTM 5,93 6,92<br />
Tab. 1 - Alcuni risultati dei test effettuati, con confronto tra CE90IMG e CE90SIGE (ortofoto pancromatiche)<br />
SIGE-GeoCoding produce<br />
dopo aver ortorettificato<br />
l’immagine satellitare.<br />
Il plug-in SIGE è stato testato<br />
con numerose immagini<br />
satellitari ottiche ad alta<br />
risoluzione fornite da Eni),<br />
acquisite da diversi sensori<br />
(IKONOS, GeoEye-1,<br />
WorldView1 e 2, QuickBird,<br />
SPOT 5) su aree di interesse<br />
con morfologia differente. Esse<br />
sono state ortorettificate con<br />
SIGE-GeoCoding in ENVI<br />
5.1 e 5.2 (Exelis VIS), usando<br />
solo i Rational Polynomial<br />
Coefficients (RPC) forniti nei<br />
metadati o aggiungendo GCP<br />
dove possibile. Inoltre, è stato<br />
impiegato il DEM SRTM<br />
(versione 4) e, dove disponibile,<br />
un DSM generato da volo con<br />
LiDAR con cella di 70 cm. Le<br />
ortofoto sono state poi validate<br />
tramite collimazione manuale<br />
di Check Points (CP), sui cui<br />
residui sono state calcolate le<br />
statistiche ed il CE90 IMG<br />
. Tale<br />
valore è stato confrontato con il<br />
CE90 SIGE<br />
, cioè il valore fornito<br />
dal tool prima della generazione<br />
delle ortofoto. In Tabella 1 sono<br />
riportati alcuni esempi.<br />
Conclusioni e sviluppi<br />
I test effettuati hanno fornito<br />
valori di CE90 SIGE<br />
coerenti<br />
con i valori CE90 IMG<br />
ottenuti<br />
collimando manualmente i CP,<br />
confermando così la bontà del<br />
modello di stima implementato.<br />
É quindi in corso di valutazione<br />
l’inserimento del plug-in SIGE<br />
nel software ENVI standard.<br />
SIGE-SensorModel consente<br />
all’utente di verificare se le<br />
immagini satellitari già a<br />
disposizione permettano di<br />
ottenere un’ortofoto con<br />
prestabilita accuratezza; in<br />
caso di acquisto, invece, aiuta<br />
a individuare i prodotti che<br />
possono generare un’ortofoto<br />
con specifiche esigenze di<br />
progetto.<br />
SIGE-GeoCoding permette<br />
di conoscere l’accuratezza di<br />
un’ortofoto prima di generarla:<br />
l’utente può così modificare gli<br />
input (immagine con minor<br />
angolo di off-nadir, DEM<br />
più accurato, GCP) per poter<br />
raggiungere le esigenze di<br />
progetto. Inoltre, tale valore<br />
di accuratezza è stimato senza<br />
bisogno di collimazione e può<br />
essere usato per correggere<br />
l’eventuale errore residuo<br />
dell’ortofoto, tramite altra<br />
cartografia o la coregistrazione<br />
ottico-ottico e ottico-SAR.<br />
Crediti: Satellite Image Corporation<br />
8 <strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong>
FOCUS<br />
BIBLIOGRAFIA<br />
Brovelli A., Cina A., Crespi M., Lingua A., Manzino A., (2012),<br />
"Ortoimmagini e modelli altimetrici a grande scala", Linee Guida,<br />
CISIS - Centro Interregionale di Coordinamento e documentazione<br />
per le informazioni territoriali.<br />
Crespi M., De Paulis R., Pellegri F., Capaldo P., Fratarcangeli F.,<br />
Nascetti A., Gini R., Selva F., (2015), "Mapping with high resolution<br />
optical and SAR imagery for oil & gas exploration: potentialities<br />
and problems", IGARSS 2015, 26-31 Luglio 2015, Milano,<br />
Italia.<br />
ABSTRACT<br />
In recent years, the increasing availability of scenes captured by high-spatial<br />
resolution satellites (such as GeoEye-1, WorldView-1 and Pleiades-2<br />
or 1A and 1B) has opened new application scenarios realizable to a littlemid<br />
scale, bringing the Remote Sensing more near to Photogrammetry.<br />
Starting from satellite images, it is now possible to generate map products<br />
(ortho) of the earth's surface, manageable within GIS software and suitable<br />
to constitute base maps of geographic information systems.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
Telerilevamento; Fotogrammetria; immagini satellitari; ortofoto;<br />
ENVI; SIGE-GeoCoding; SIGE-Sensor-Model<br />
AUTORE<br />
Mattia Crespi, mattia.crespi@uniroma1.it<br />
Riccardo De Paulis, riccardo.depaulis@eni.com<br />
Francesco Pellegri, francesco.pellegri@eni.com<br />
Paola Capaldo, paola.capaldo@uniroma1.it<br />
Francesca Fratarcangeli, francesca.fratarcangeli@uniroma1.it<br />
Rossana Gini, rossana.gini@harris.com<br />
Andrea Nascetti, andrea.nascetti@uniroma1.it<br />
Federica Selva, federica,selva@harris.com<br />
Università di Roma "La Sapienza",<br />
DICEA, via Eudossiana 18, 00184 Roma<br />
Eni SpA,<br />
Upstream and Technical Services<br />
Division, P.zza E. Vanoni 1, 20097<br />
San Donato Milanese (MI)<br />
Exelis Visual Information Solutions Italia, Centro Colleoni -<br />
Palazzo Pegaso 3, 20864 Agrate Brianza (MB)<br />
NOTA REDAZIONE<br />
Questo lavoro è stato presentato alla 19° Conferenza ASI-<br />
TA 2015 (Lecco). Si ringrazia la segreteria organizzativa<br />
per la cortesia e la disponibilità dimostrata e si augura la<br />
migliore riuscita per la 20° Conferenza ASITA <strong>2016</strong> (Cagliari<br />
8-910 novembre <strong>2016</strong>).<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong> 9
FOCUS<br />
GIS 3D/4D per le reti tecnologiche<br />
sottosuolo (e soprasuolo)<br />
di Andrea Deiana<br />
Le organizzazioni che gestiscono<br />
le reti tecnologiche del sottosuolo<br />
richiedono, con forza sempre<br />
maggiore, sistemi informativi<br />
adeguati al corso dei tempi e sono<br />
ormai diverse le case produttrici di<br />
software/hardware che propongono<br />
soluzioni per la mappatura. In questo<br />
lavoro si illustra la soluzione GIS<br />
3D/4D proposta da Skyline per la<br />
visualizzazione delle reti e per la<br />
loro interrogazione: una procedura<br />
semplificata per la visualizzazione ed<br />
una leggermente più complessa per<br />
l'interrogazione dei dati alfanumerici.<br />
Fig. 1 - Distribuzione di acquedotto e fognatura nel centro di Livorno (dati ASA spa e Comune di<br />
Livorno, elaborazione GeoInfoLab in ambiente 3D GIS by Skyline).<br />
Gli interventi di manutenzione<br />
delle reti<br />
tecnologiche sottosuolo<br />
apportati massimamente su<br />
strade urbane, utilizzano oggi<br />
una mappatura bidimensionale,<br />
spesso cartacea e non ancora<br />
digitalizzata; la carenza di informazione<br />
precisa e 3D comporta<br />
costi aggiuntivi in quanto spesso<br />
gli operatori si trovano loro<br />
malgrado ad intervenire alla<br />
cieca, spesso andando incontro<br />
all’interruzione di altre reti e/o<br />
all’aumento dei costi stessi di<br />
intervento, con conseguenti<br />
incremento di tempo di realizzo<br />
dello stesso intervento, materiali<br />
e mezzi movimentati, traffico<br />
indotto, ecc..<br />
La conoscenza precisa delle reti,<br />
pur costituendo un investimento<br />
notevole, è in grado di<br />
restituire in breve tempo l’investimento<br />
richiesto e costituire<br />
infine un guadagno in termini<br />
di tempo e denaro.<br />
Tecnologie per la mappatura<br />
in 3D del sottosuolo<br />
La mappatura in 3D delle reti<br />
può essere effettuata con varie<br />
tecnologie: stazioni totali, laser<br />
scan, fotografia digitale, GPS<br />
(Global Positioning System) differenziale/RTK<br />
centimetrico,<br />
GPR (Ground Penetrating Radar),<br />
ED (Electromagnetic Detection),<br />
CCTV (Closed Circuit<br />
TeleVision).<br />
Non indaghiamo le diverse<br />
soluzioni in questo articolo ed<br />
ognuna di esse necessiterebbe<br />
evidentemente di una trattazione<br />
maggiormente approfondita.<br />
Quello che consta al nostro<br />
obiettivo è che il dato acquisito<br />
in 3D, in vario modo e grado<br />
di fiducia, può andare a popolare<br />
un GIS 3D.<br />
La piattaforma GIS 3D/4D<br />
by Skyline<br />
Skyline è una casa produttrice<br />
di software GIS 3D, specializzata<br />
sul settore da oltre 15<br />
anni e conosciuta in tutto il<br />
mondo per le verticalizzazioni<br />
operate in vari settori: difesa ed<br />
intelligence, protezione civile e<br />
sicurezza, estrazioni minerarie e<br />
piping, pianificazione urbana,<br />
utilities e trasporti, telecomu-<br />
10 <strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong>
FOCUS<br />
nicazioni, ambiente e cultura,<br />
geoportali.<br />
La piattaforma attuale è articolata<br />
in 3 componenti principali:<br />
4TerraBuilder (il costruttore),<br />
a partire da ortofoto e modelli<br />
del terreno, consente<br />
la creazione di un globo<br />
3D navigabile su coordinate<br />
angolari (EPSG:4326),<br />
prodotto nel formato proprietario<br />
MPT e utilizzabile<br />
dagli altri componenti<br />
della filiera (il server ed il<br />
client). Costituisce parte<br />
di questo modulo anche il<br />
nuovo binomio PhotoMesh<br />
& CityBuilder: rispettivamente<br />
utili alla generazione<br />
automatica di mesh 3D a<br />
partire da foto oblique ed<br />
all’integrazione delle mesh<br />
3D con i dati alfanumerici<br />
di features poligonali con<br />
attributi con produzione di<br />
3DML (3D Mesh Layer).<br />
4TerraGate (il server streamer),<br />
disponibile in diversi<br />
tagli di utenti concorrenti,<br />
è capace di erogare, in simultanea,<br />
diverse porzioni<br />
di diverse mappe a diversi<br />
utenti, attraverso tecnologie<br />
streaming particolarmente<br />
performanti. Costituisce<br />
parte del modulo anche SFS<br />
(Spatial Framework Services),<br />
capace di erogare in<br />
streaming i 3DML, raster e<br />
features via protocolli OGC<br />
compliant: WFS, WMS,<br />
WMTS, CSW).<br />
4il TerraExplorer (il client<br />
di visualizzazione/interrogazione)<br />
è lo strumento,<br />
disponibile nelle versioni<br />
Pro (l’ambiente di authoring<br />
completo di ogni strumento<br />
disponibile e deputato<br />
all’integrazione di tutti gli<br />
oggetti ed alla pubblicazione<br />
dei progetti 3D per Windows,<br />
Android e iPhone),<br />
Plus (ambiente intermedio,<br />
Fig. 2 - Architettura della soluzione SkylineGlobe Enterprise e suoi componenti.<br />
consente di importare e<br />
gestire oggetti e layer ma<br />
non di pubblicare) e Viewer<br />
(scarico gratuito per Windows,<br />
Android e iPhone) di<br />
visualizzazione ed analisi di<br />
tutti gli oggetti integrabili<br />
su GIS 3D: globo 3D, layer<br />
GIS (vettoriali, raster, elevazione),<br />
OSM Layers (vettoriali<br />
e/o raster), BIM layers,<br />
3D Mesh Layer (3DML),<br />
labels, immagini, video<br />
(proiettabili sul terreno<br />
oppure su 3DML oppure<br />
su superficie verticale), primitive<br />
2D, primitive 3D,<br />
oggetti 3D (statici, animati,<br />
dinamici), nuvole di punti<br />
(anche con gestione di RGB<br />
e intensità), GPS, etc..<br />
Ottimizzazione di dati 2,5D<br />
Sono a tutt’oggi davvero rari<br />
i casi italiani in cui siano disponibili<br />
datasets 3D di reti<br />
sottosuolo, mentre è invece<br />
abbastanza comune per le utilities<br />
avere un dataware house in<br />
2D con solo alcuni datasets in<br />
2,5D, ovvero sempre in 2D ma<br />
con un attributo di quota: tipicamente<br />
avviene per nodi e/o<br />
pozzetti. In questo caso è possibile<br />
ottimizzare il dato disponibile<br />
fino all’ottenimento di uno<br />
shapefile di polilinee 3D, che<br />
rappresenta il punto di partenza<br />
per le importazioni di piping<br />
nell’ambiente 3D by Skyline.<br />
L’ottimizzazione su ambienti<br />
GIS di comune utilizzo può<br />
passare per il trasferimento (ad<br />
esempio via spatial join) dell’attributo<br />
di quota di oggetti<br />
puntuali (nodi, pozzetti, etc.)<br />
alle tabelle di polilinee 2D e<br />
quindi per la trasformazione in<br />
shapefile 3D attraverso l’utilizzo<br />
di attributi: nel caso delle polilinee<br />
(che è la forma con cui<br />
vengono maggiormente descritte<br />
le reti sottosuolo) è necessario<br />
fornire 2 attributi di quota<br />
che verranno utilizzati per la<br />
trasformazione in polilinee<br />
quotate, spesso oblique (con 2<br />
diverse quote agli estremi).<br />
Dalla polilinea 3D al piping:<br />
procedura semplificata<br />
per la visualizzazione<br />
di pipelines<br />
Dopo aver importato lo shapefile<br />
lineare 3D (utilizzando l’opzione<br />
All Features, che considera<br />
l’intero listato di features),<br />
lo si include all’interno di una<br />
cartella nell’Info Tree (albero dei<br />
contenuti) generalmente posta<br />
sulla sinistra della GUI.<br />
Quindi si richiama lo strumento<br />
Pipe Lines Tool del Terra-<br />
Explorer Pro, richiamabile dal<br />
menù Tools del nastro superiore<br />
della GUI.<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong> 11
FOCUS<br />
Fig. 3 - Utilizzo del Pipe Lines Tool in TerraExplorer Pro<br />
Basta indicare il raggio in metri<br />
ed il colore (di default il modo<br />
di creazione è streaming e la<br />
distanza di visibilità è posta<br />
a 5000 metri: in genere può<br />
andar bene lasciare questi settaggi),<br />
quindi selezionare la<br />
cartella che contiene lo shapefile<br />
3D di interesse e poi cliccare<br />
sull’icona Selected Group.<br />
L’applicazione genera quindi<br />
una cartella contenente diversi<br />
tipi di oggetti puntuali: cilindri,<br />
sfere, connettori. E’ stata<br />
operata una trasformazione delle<br />
linee in cilindri 3D orientati<br />
(tutti con lo stesso diametro<br />
però …) e dei nodi in sfere<br />
(tutte con lo stesso diametro<br />
…) e corti cilindri maggiorati<br />
(tutti con lo stesso diametro<br />
…) ed orientati.<br />
Spatial join con i geodatasets<br />
2D: procedura avanzata per<br />
l’interrogazione di pipelines<br />
Questa procedura è simile<br />
alla precedente e leggermente<br />
più lunga, ma consente di<br />
interrogare gli attributi della<br />
rete direttamente con un click<br />
nell’ambiente 3D.<br />
Dopo aver importato lo shapefile<br />
lineare 3D (sempre utilizzando<br />
l’opzione All Features, che<br />
considera l’intero listato di features),<br />
lo si include all’interno<br />
di una nuova cartella nell’Info<br />
Tree.<br />
Quindi si utilizza lo strumento<br />
Pipe Lines Tool del TerraExplorer<br />
Pro, stavolta modificando la<br />
modalità di creazione da streaming<br />
in entire, e, selezionata la<br />
cartella che contiene lo shapefile<br />
3D di interesse, e si deve cliccare<br />
sull’icona Selected Group.<br />
In questo caso l’applicazione<br />
genera però allo stesso modo<br />
un nuovo shapefile puntuale:<br />
ad ogni punto viene associato<br />
un cilindro (linea), una sfera<br />
(nodo) oppure un corto cilindro<br />
maggiorato ed orientato<br />
(nodo). Tutti questi oggetti<br />
vengono legati a un punto di<br />
posizionamento secondo le coordinate<br />
XYZ e quindi ruotati nei<br />
3 assi (yaw, pitch, roll): ciascun<br />
oggetto finito può essere mappato<br />
sul globo con questi 6 parametri,<br />
eventualmente integrati con un<br />
parametro moltiplicatore di scala.<br />
Lo shapefile avrà quindi una<br />
tabella attributi con i parametri<br />
di rotazione e con indicazione<br />
della singola entità rappresentata<br />
(cilindro=linea, sfera=nodo,<br />
connettore=nodo).<br />
Successivamente è possibile, su<br />
ambienti GIS di comune utilizzo,<br />
operare ancora una spatial<br />
join tra questo shapefile puntale<br />
3D e lo shapefile di polilinee<br />
3D per trasferire al primo gli<br />
attributi alfanumerici del secondo.<br />
Quindi, sempre in ambiente<br />
TerraExplorer Pro, importiamo<br />
Fig. 4 - Tabella prodotta con indicazione di angoli, tipologia,<br />
diametro e lunghezza.<br />
il nuovo shapefile puntuale<br />
(eventualmente anche in modalità<br />
streaming, che utilizza<br />
solo gli oggetti del layer richiesti<br />
a schermo, con notevole<br />
riparmio di risorse e maggiore<br />
performance grafica) utilizzandolo<br />
come posizionamento di<br />
oggetti 3D, collocando cilindri<br />
lunghi (linee) e corti (collettori)<br />
e sfere (collettori). Utilizziamo<br />
Fig. 5 - Tabella integrata con spatial join.<br />
12 <strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong>
FOCUS<br />
quindi gli attributi della tabella<br />
per collocare e dimensionare<br />
correttamente gli oggetti. Infine<br />
attiviamo per il layer importato<br />
la funzionalità che consente di<br />
visualizzare gli attributi quando<br />
l’oggetto viene cliccato: appariranno<br />
quindi tutti gli attributi<br />
di interesse selezionati per la<br />
spatial join. Con questa procedura<br />
può essere replicata per<br />
tutte le tipologie di reti: acqua,<br />
fogna, gas, luce, telecomunicazioni,<br />
etc.. Il GIS 3D by Skyline,<br />
grazie alle sue procedure di<br />
streaming, è infatti l’ambiente<br />
ottimale per visualizzare un vasto<br />
numero di oggetti.<br />
Ulteriori oggetti mappabili<br />
Oltre le condutture, le reti<br />
sottosuolo sono composte da<br />
oggetti che vengono replicati<br />
più volte, ovviamente in località<br />
differenti. Utilizzando il meccanismo<br />
dell’integrazione di<br />
uno shapefile 3D puntuale con<br />
attributi relativi alla tipologia,<br />
all’inclinazione ed eventualmente<br />
alla rappresentazione<br />
grafica 3D (ad es.: con modelli<br />
Collada DAE, 3DS, FLT, X,<br />
cloud point, …), è possibile<br />
mappare le reti con grande<br />
dettaglio ed accuratezza ed<br />
ugualmente agganciarci tutti gli<br />
attributi di interesse.<br />
Underground Mode attiva (visione<br />
delle reti dal sottosuolo).<br />
Integrazione con il mondo<br />
subaereo<br />
L’ambiente GIS 3D by Skyline<br />
offre la possibilità di integrare<br />
facilmente dati sottosuolo e sovrasuolo.<br />
Fig. 6 - Interrogazione di Pipe Lines in TerraExplorer Pro, con visualizzazione Underground Mode<br />
attiva (visione delle reti dal sottosuolo).<br />
Fig. 7 - Power Lines Tools in TerraExplorer Pro, per la visualizzazione di reti elettriche sovrasuolo.<br />
Distribuzione delle<br />
informazioni GIS 3D<br />
I progetti 3D GIS by Skyline<br />
possono essere pubblicati online<br />
e/o offline, per la fruizione<br />
su piattaforme Windows, Android<br />
e iPhone.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
GIS 3D/4D; sottosuolo; reti tecnologiche<br />
ABSTRACT<br />
Organizations managing underground networks are asking, with growing<br />
strength, upgraded information systems and we can find several software/<br />
hardware houses offering solutions for mapping these underground networks<br />
in order to visualize them. In this paper we try to show the 3D/4D GIS solutions<br />
by Skyline for underground networks' visualization and querying: one<br />
simply procedure for the visualization and a slightly complex one for alphanumeric<br />
data querying.<br />
AUTORE<br />
Andrea Deiana<br />
info@geoinfolab.com<br />
GeoInfoLab<br />
NOTA REDAZIONE<br />
Questo lavoro è stato presentato alla 19° Conferenza ASITA 2015 (Lecco).<br />
Si ringrazia la segreteria organizzativa per la cortesia e la disponibilità dimostrata<br />
e si augura la migliore riuscita per la 20° Conferenza ASITA <strong>2016</strong><br />
(Cagliari 8-9-10 novembre <strong>2016</strong>).<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong> 13
MERCATO<br />
14 <strong>GEOmedia</strong> n°2-<strong>2016</strong>
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n° 3-<strong>2016</strong><br />
INTERGEO<br />
www.intergeo.de<br />
Spatial survey<br />
of urban<br />
environments<br />
22<br />
Welcome<br />
to the ZEB<br />
REVOlution<br />
By Stuart Cadge<br />
36<br />
Smart<br />
city<br />
News<br />
by Luigi Colombo and<br />
Barbara Marana<br />
16<br />
28<br />
Study and<br />
development of a<br />
GIS for fire-fighting<br />
activities based on<br />
INSPIRE directive by<br />
Andrea Maria Lingua, Marco<br />
Piras, Maria Angela Musci,<br />
Francesca Noardo, Nives<br />
Grasso, Vittorio Verda<br />
A survey from<br />
UAV in critical<br />
areas: the<br />
advantages of<br />
technology in<br />
areas with<br />
complex terrain<br />
by Zaira Baglione<br />
32<br />
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n°3-<strong>2016</strong> 15
INTERGEO<br />
SPATIAL SURVEY OF URBAN ENVIRONMENTS<br />
by Luigi Colombo and Barbara Marana<br />
The paper deals some experimental<br />
benchmarks regarding urban environment<br />
modelling. The employed techniques,<br />
which automatically collected point clouds<br />
and created the DSM, are terrestrial laser<br />
scanning, with a direct GNSSRTK<br />
geo-referencing, and UAS imagery.<br />
Fig. 3 - A perspective view of S. Pellegrino Terme inside the point model.<br />
The technological innovation<br />
in survey<br />
techniques has nowadays<br />
led to the development of<br />
automated systems, with combined<br />
multi-functional sensors<br />
including laser scanning, GNSS<br />
receivers and imaging. These<br />
devices can perform on field<br />
metric operations, ranging from<br />
spatial modelling, geo-referencing<br />
of objects in an assigned<br />
coordinate system, fast spatial<br />
reconstructions of interiors or<br />
exteriors and roofs, with the<br />
Fig. 1 - Nadir and oblique images.<br />
related thematic information<br />
(colour, materials, decay).<br />
The automatic sensors allow<br />
to mainly collect point clouds,<br />
from the ground, from road<br />
vehicles or small remotely piloted<br />
aircraft (Unmanned Arial<br />
Systems). This redundant mass<br />
of data simplifies the survey<br />
process, increasing productivity<br />
for 3D modelling and derived<br />
sub-products (vector-raster),<br />
such as perspective views, elevations,<br />
orthophotos, horizontal<br />
and vertical sections, thematic<br />
maps, etc.<br />
Present technologies and<br />
techniques<br />
Point clouds are today the first<br />
source of spatial information<br />
(also texturized with colours or<br />
reflected energy). The clouds<br />
are generated by automated<br />
survey techniques, without<br />
contact, and represent the basis<br />
for creating the so-called Digital<br />
Surface Models.<br />
Terrestrial and air-transported<br />
laser scanning has been till now<br />
the main way to generate online<br />
point clouds; more recently,<br />
the research in Computer<br />
Vision has deeply transformed<br />
imaging survey, allowing the<br />
off-line extraction of point<br />
clouds from image blocks. One<br />
speaks in this case of Dense<br />
Image Matching, referring to<br />
the software procedures which<br />
guarantee this technologic enhancement.<br />
It is known that the point cloud<br />
collection does not occur in a<br />
deterministic form, as manual<br />
surveys (the meaningful points,<br />
only), but in a stochastic way,<br />
with the surveyed points which<br />
become the nodes of a sampling<br />
grid superimposed over the objects.<br />
The grid step depends on selected<br />
spatial resolution, measurement<br />
distance, laser beam<br />
impact (normality, obliquity)<br />
and morphologic surface irregularities.<br />
The transition from the grid<br />
nodes to the interest points is<br />
then performed by applying local<br />
interpolation processes.<br />
Much is known and has been<br />
written these years about scanning<br />
systems and associated<br />
16 Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n. 3-<strong>2016</strong>
INTERGEO<br />
Fig. 2 - Direct geo-referencing for scanning survey.<br />
procedures, much less, perhaps,<br />
about the bi-centennial imaging<br />
survey. This technique was<br />
indeed overcome at the end<br />
of the previous century by the<br />
advent and fast development of<br />
laser scanning and only recently<br />
it is coming back thanks to<br />
Computer Vision support and<br />
to remotely piloted aircrafts.<br />
However, this cannot be considered<br />
a return to the past but<br />
rather a “back to the future” (as<br />
written by someone), because<br />
the technological scenario has<br />
now significantly changed (processing<br />
algorithms and so on).<br />
Laser technology nevertheless<br />
provides the relevant advantage<br />
(thanks to the measured stationpoint<br />
distance) that just one<br />
single ray has to be reflected<br />
from an object point for its 3D<br />
determination; on the contrary,<br />
imagery survey needs at least<br />
two homologous reflected rays<br />
(from different sensor locations)<br />
for each object point and some<br />
measured information on the<br />
point model, as well.<br />
Additionally, if problems arise<br />
in laser scanning applications,<br />
regarding reflective, transparent<br />
and translucent surfaces (metals,<br />
marble, paints, glass, etc.),<br />
also for imagery approach the<br />
surveyed objects must present a<br />
meaningful geometry and thematic<br />
characters, such as nonuniform<br />
or not smooth and<br />
monochrome surfaces and few<br />
shadows.<br />
These conditions are necessary<br />
to allow automatic recognition<br />
of homologous points among<br />
corresponding frames: the<br />
process is performed by means<br />
of digital image correlation algorithms,<br />
with the support of<br />
epipolar geometry to speed up<br />
the search.<br />
The acquisition phase registers a<br />
block of photos, longitudinally<br />
and transversally overlapped according<br />
to the type of selected<br />
survey (2D or 3D) (fig. 1):<br />
aerial nadir or oblique images<br />
are collected through horizontal<br />
strips (ground survey) together<br />
with normal or oblique shootings<br />
belonging to vertical strips<br />
(façade survey).<br />
The aerial carrier brings survey<br />
sensors and navigational devices<br />
(GNSS+INS) for recording realtime<br />
position and attitude of<br />
the photo-camera: this enables<br />
both autonomous flights, via<br />
pre-defined way-points, and a<br />
geo-referencing process based on<br />
GNSS-RTK or PPK techniques<br />
(the so-called Direct<br />
Photogrammetry).<br />
Remotely piloted small<br />
aircrafts (UAS) are vertical<br />
take-off and landing carriers,<br />
with hovering functions (the<br />
so-called multi-rotorcrafts), or<br />
fixed-wing aircrafts. All systems<br />
are equipped with a stabilized<br />
platform to overcome spatial<br />
rotations produced by flight,<br />
air turbulence or wind, and can<br />
carry a payload, that is the sensors<br />
for survey.<br />
The UASs allow lower flightheights,<br />
compared with<br />
manned aircrafts; so, a larger<br />
image scale is collected, with<br />
the same value of camera focal<br />
length, and higher levels of detail<br />
and height accuracy.<br />
Certainly, the lower flight<br />
height increases the forward<br />
motion effects on the image, resulting<br />
in blurring phenomena;<br />
it is possible to limit this problem<br />
both by reducing the cruise<br />
speed and well combining<br />
stops, shutter time and sensitivity<br />
(ISO) of the digital sensor.<br />
So, the motion blur can be kept<br />
within the pixel size of the photo<br />
and the relative object settlement<br />
inside the GSD parameter<br />
(Ground Sampling Distance).<br />
Some experiences regarding<br />
multi-sensor survey for territory<br />
documentation were recently<br />
performed at the University<br />
of Bergamo by the Geomatics<br />
group: two applications of them<br />
are described below.<br />
Fig. 4 - A 3D view of the point model for the ancient bridge.<br />
Fig. 5 - 3D model: a bank of the Brembo river with hotels and restaurants.<br />
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n°3-<strong>2016</strong> 17
INTERGEO<br />
The first experience:<br />
the multi-scale survey<br />
of S. Pellegrino Terme<br />
This application regards the<br />
multi-scale survey with terrestrial<br />
laser scanning realized over<br />
the urban land of S. Pellegrino<br />
Terme, a small ancient town<br />
close to Bergamo (northern<br />
Italy).<br />
Advanced laser-scanning technologies<br />
were used, with a<br />
remarkable attention to the<br />
needed level of detail and with<br />
a careful look at buildings, their<br />
decorations and history. The<br />
reconstructed model was also<br />
utilized to create a virtual walkthrough<br />
for land investigation.<br />
The performed survey has<br />
pointed out the original development<br />
of this settlement, designed<br />
for leisure and wellness,<br />
which was followed early by<br />
a gradual decadence that only<br />
new ideas and a renewed love<br />
for the site could overcome.<br />
The standards for urban model<br />
construction and management<br />
(city modelling) were proposed<br />
by the Open Geospatial<br />
Consortium (OGC) with the<br />
CityGML: these models are<br />
typically multi-scale 3D applications,<br />
ranging from landscape<br />
simulation to urban planning,<br />
from managing calamities to<br />
safety monitoring, etc.<br />
A modelling process requires<br />
the selection of geometric entities<br />
according to the chosen<br />
level of detail (LoD) and the<br />
attribution of textures for augmenting<br />
realism. This way,<br />
the survey approach for S.<br />
Pellegrino Terme documentation<br />
was established, together<br />
with the set of data to collect.<br />
It is known that laser scanning<br />
and imaging provide a dense<br />
object-point cloud, which can<br />
be geo-referenced in an assigned<br />
coordinate system. The geo-referencing<br />
is performed either indirectly,<br />
through control points<br />
Fig. 6 - Orthographic elevations of the Spa-buildings, extracted from the point model.<br />
(pre-marked and measured on<br />
the object) and matching procedures<br />
based on natural features,<br />
or directly using satellite positioning<br />
and orientation devices.<br />
The localization quality is enhanced<br />
through differential<br />
positioning techniques via<br />
Internet corrections (code or<br />
phase), transmitted from a<br />
GNSS reference networks: a<br />
few centimetre accuracy (at<br />
95% likelihood) is guaranteed,<br />
either interactively via a RTK<br />
approach or in Post-Processing<br />
(PPK). In the described application,<br />
the GNSS reference<br />
network (NetGeo), by Topcon<br />
Positioning, was used.<br />
The direct geo-referencing,<br />
without control points and an<br />
alignment phase, is particularly<br />
convenient in applications<br />
regarding large areas (requiring<br />
several scans) when a level<br />
of detail equal or lower than<br />
LoD2-3 (likewise the scale<br />
1:200 or smaller) is required.<br />
Obviously, where the satellite<br />
signal is not guaranteed, due to<br />
urban obstructions, indirect or<br />
mixed geo-referencing have to<br />
be applied.<br />
Anyway, it is useful to select<br />
some check points (CP), among<br />
the control points (GCP), to<br />
assess the final accuracy of the<br />
process.<br />
Figure 2 shows the adopted<br />
scheme for capturing direct georeferenced<br />
object points: a laser<br />
scanner was used (Faro) and<br />
two satellite receivers (Topcon),<br />
fitted with a bracket respectively<br />
over the scanner and on an orientation<br />
point; both the receiv-<br />
18 Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n. 3-<strong>2016</strong><br />
Fig. 7 - A view of the monastic complex in Albino
INTERGEO<br />
ers, which operated in staticrapid<br />
mode, were connected via<br />
Internet to NetGeo for a fine<br />
RTK positioning in the Italian<br />
reference system (ETRF 2000).<br />
The set of direct geo-referenced<br />
scanning stations also provided<br />
a pseudo GNSS network, able<br />
to act as a geodetic support.<br />
The collected point clouds were<br />
altogether 200, with an average<br />
spatial resolution of 100 mm in<br />
the useful range (10÷350) m;<br />
the computer storage has been<br />
globally around 26 GB.<br />
S. Pellegrino Terme, a small<br />
tourist settlement today, was<br />
very fashionable last century<br />
in the world of entrepreneurial<br />
bourgeoisie. The town is located<br />
along the narrow Brembo<br />
valley (north of the city of<br />
Bergamo): famous for the healing<br />
waters, it stands out in the<br />
local landscape with the undisputed<br />
charm of its architectures<br />
and the elegance of the urban<br />
environment.<br />
Among the artistic treasures,<br />
it must be remembered the<br />
municipal Club-House (1904-<br />
1906), with two towers reminiscent<br />
of the famous one in<br />
Monte Carlo (Principality of<br />
Monaco), and the impressive<br />
Grand Hotel (1904), along the<br />
Brembo river, with the large<br />
front full of decorations.<br />
The Grand Hotel is connected<br />
to the Club-House and the Spa<br />
buildings, located on the right<br />
bank of the river, through the<br />
bridge “Principe Umberto I”.<br />
All these structures were realized<br />
at the beginning of the<br />
nineteenth century in the<br />
years of Belle Époque and Art<br />
Nouveau.<br />
The terrestrial scanning survey<br />
was performed in a multi-level<br />
detail, ranging from OGC-<br />
LoD2 and OGC-LoD4, and<br />
corresponding to the scales<br />
from 1:500 to 1:100.<br />
A Faro laser scanner (Focus<br />
X330) was utilized, with a builtin<br />
photo-camera; this scanner,<br />
characterized by a long range<br />
(around 350 m), is particularly<br />
effective for 3D survey of large<br />
territorial spaces because it allows<br />
a meaningful reduction<br />
of the instrumental stations<br />
needed to capture information<br />
(see figures 3, 4, 5, 6).<br />
Good results were generally<br />
obtained, despite some deficiencies<br />
in the building-roof<br />
documentation, thanks to the<br />
favorable hilly morphology and<br />
the large range provided by the<br />
scanning device.<br />
The roof knowledge could be<br />
better realized through an additional<br />
survey from above, using<br />
UAS techniques.<br />
The other experience:<br />
the UAS survey of the<br />
Dehonian complex<br />
The religious complex of<br />
Dehonian fathers, is located in<br />
Albino, a small town in the valley<br />
of Serio, the river flowing<br />
down from the mountains surrounding<br />
Bergamo.<br />
This Apostolic school was<br />
built in 1910; during the years<br />
of World War II it became a<br />
kind of big ark hosting people<br />
evacuated from their homes<br />
and moved to Albino, which<br />
was considered safer from the<br />
bombing risk.<br />
In 1944 a part of the complex<br />
was occupied by the Italian military,<br />
who remained there until<br />
early 1945; during the war, the<br />
little town was bombed but the<br />
Apostolic school was luckily<br />
spared.<br />
In the following years, until<br />
1991, the structure served as<br />
Diocesan Seminary; when this<br />
activity ceased, the complex of<br />
buildings was renovated to create<br />
a meeting point for spirituality<br />
(fig. 7), still active.<br />
The imaging survey (using a<br />
hexa-copter) aimed to provide a<br />
Fig. 8a – The flight planning for the nadir image coverage.<br />
Fig. 8b – Vertical strips with oblique images.<br />
spatial model of the built area,<br />
including roofs, for documentation<br />
and maintenance purposes.<br />
The model, with a level of<br />
detail equal to 1:200 scale, was<br />
performed by:<br />
- a nadir image coverage with<br />
horizontal (parallel) strips (fig.<br />
8a) from heights less than 50<br />
m, taken by a Sony photocamera<br />
with a 14.2 MP CMOS<br />
sensor (fixed focal length of 16<br />
mm); the image overlaps were<br />
between 80% and 60% and the<br />
carrier speed around 5 m/s.<br />
- some up and down vertical<br />
strips over the façades, with<br />
oblique images taken at a surface<br />
distance around 10 m (fig.<br />
8b).<br />
It is known that an image-based<br />
survey can be performed using<br />
algorithms, techniques and<br />
software ranging from those of<br />
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n°3-<strong>2016</strong> 19
INTERGEO<br />
Fig. 9 - Software for imaging.<br />
classical Photogrammetry to<br />
the modern ones of Computer<br />
Vision; some well-known packages<br />
for imaging are shown in<br />
figure 9.<br />
The collected nadir and oblique<br />
images for the religious complex<br />
(fig. 10), around 400 photos,<br />
were used to generate a 3D<br />
model through a dense image<br />
matching, performed inside the<br />
Swiss-made Pix4D Mapper, a<br />
software of Computer Vision.<br />
About thirty Ground Control<br />
Points, for block adjustment<br />
and geo-referencing (Italian<br />
Reference System - ETRF 2000),<br />
Fig. 10 - The set of collected nadir and horizontal images.<br />
were targeted over some selected<br />
details (on ground and<br />
roofs), measured by direct<br />
topographic methods (accuracy<br />
equal to a few centimetres) and<br />
then observed over the images.<br />
Figure 11 points out the georeferenced<br />
orthomosaic performed<br />
from the set of photos<br />
and regarding the main cloister;<br />
figure 12 shows the correspondent<br />
3D reconstruction through<br />
a perspective view with phototextures.<br />
It is interesting to observe that<br />
the imaging model has resulted<br />
a bit more smoothed in comparison<br />
with those performed<br />
through a laser scanning approach.<br />
Final remarks<br />
The described experiences have<br />
highlighted the great potentiality<br />
that laser scanning and<br />
UAS imagery can offer for a<br />
Fig. 11 - A geo-referenced orthomosaic for the main cloister.<br />
multi-scale analysis of urban<br />
land. This is the result of the<br />
meaningful development now<br />
achieved in the acquisition<br />
phase, the deep ease allowed by<br />
automation and the increased<br />
reliability. The software has<br />
once more had a central role for<br />
an effective point cloud management<br />
and raster-vector production.<br />
The support of GNSS-<br />
RTK technology has been<br />
useful for cloud connection<br />
(direct and automatic); besides,<br />
GNSS and INS units represents<br />
a fundamental basis for autonomous<br />
aerial navigation and<br />
positioning. Surely, the integration<br />
between laser scanning and<br />
UAS imagery will become more<br />
and more interesting, to allow a<br />
complete photo-realistic model<br />
of urban environments; anyway,<br />
some security aspects have to be<br />
still improved in relation to aircraft<br />
standards and flights.<br />
Acknowledgements<br />
The authors wish to thank the<br />
students Lorenzo Filippini,<br />
Riccardo Begnis and Daniela<br />
Piantoni, who developed their<br />
master theses in Building<br />
Engineering, and Eng. Giorgio<br />
Ubbiali of DMStrumenti for<br />
the technological support in the<br />
measurement campaign.<br />
Fig. 12 - A 3D view regarding the reconstructed photorealistic model of the complex.<br />
20 Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n. 3-<strong>2016</strong>
INTERGEO<br />
REFERENCES<br />
B. Bhandari, U. Oli, N. Panta, U. Pudasaini (2015) -<br />
Generation of high resolution DSM using UAV images - FIG<br />
Working Week 2015 - Sofia - May 2015<br />
L. Colombo, B. Marana (2015) - Terrestrial multi-sensor survey<br />
for urban modelling - Geoinformatics, 3-2015<br />
H. Hirschmueller (2011) - Semi-Global Matching -<br />
Motivation, developments and applications - Proceedings of<br />
Photogrammetric Week 2011, Stuttgart - Wichmann<br />
J.N. Lee, K.C. Kwak (2014) - A trends analysis of image processing<br />
in Unmanned Aerial Vehicle International Journal of<br />
Computer, Information Science and Engineering, 8(2)<br />
M. Naumann, G. Grenzdoerffer (<strong>2016</strong>) - Reconstructing a<br />
church in 3D - GIM International, 2-<strong>2016</strong><br />
R. Pacey, P. Fricker (2005) - Forward Motion Compensation<br />
(FMC) - Photogrammetric Engineering & Remote Sensing,<br />
November 2005<br />
R. Szeliski (2011) - Computer Vision: Algorithms and applications<br />
- Springer - New York<br />
ABSTRACT<br />
The paper deals some experimental benchmarks regarding urban environment<br />
modelling. The first application has been performed over the small<br />
thermal settlement of S. Pellegrino Terme, famous in northern Italy both<br />
for the healing waters and for its rich Art Noveau architectural decorations;<br />
the second test is the documentation of the religious complex of<br />
Dehonians in Albino, a little town close to Bergamo (Italy).<br />
The employed techniques, which automatically collected point clouds<br />
and created the DSM, are terrestrial laser scanning, with a direct GNSS-<br />
RTK geo-referencing, and UAS imagery.<br />
AUTHOR<br />
Luigi Colombo<br />
Luigi.colombo@unibg.it<br />
Barbara Marana<br />
Barbara.marana@unibg.it<br />
University of Bergamo<br />
DISA - Geomatics Group<br />
Dalmine (Italy)<br />
KEYWORDS<br />
Land documentation; point-cloud analysis; laser scanning;<br />
UAS imagery<br />
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n°3-<strong>2016</strong> 21
INTERGEO<br />
Welcome to the ZEB REVOlution<br />
by Stuart Cadge<br />
In this article we will introduce<br />
the ZEB-REVO, and the attributes<br />
that make this a unique piece<br />
of surveying hardware. We will<br />
discuss how the ZEB-REVO is<br />
shaking up the surveying market,<br />
Fig. 1 - The ZEB-REVO in action – handheld, pole-mounted, backpack-mounted – a<br />
truly versatile tool.<br />
and will look at a number of<br />
industry applications in which the<br />
ZEB-REVO is making a difference.<br />
The surveying industry<br />
has witnessed rapid<br />
changes in the last<br />
few years - the increased use<br />
of mobile surveying devices<br />
and the utilisation of LiDAR<br />
technology (Light Detection<br />
And Ranging) to produce 3-dimensional<br />
point clouds of the<br />
survey subject are two such examples.<br />
Another major shift is<br />
the mapping of indoor spaces,<br />
utilising technology that does<br />
not rely on GPS.<br />
Leading the fore in all of these<br />
technologies is GeoSLAM,<br />
a young, vibrant technology<br />
company based in the UK.<br />
GeoSLAM specialises in the<br />
manufacture and supply of<br />
indoor, handheld mobile surveying<br />
units; the ZEB1 and the<br />
new ZEB-REVO, launched in<br />
March <strong>2016</strong>.<br />
Strong Beginnings<br />
GeoSLAM was founded in<br />
2012 as a joint venture between<br />
CSIRO (Australia’s National<br />
Science Agency and the inventors<br />
of WiFi) and 3D Laser<br />
Mapping (a leading global provider<br />
of 3D LIDAR solutions).<br />
Coming from such strong pedigree<br />
has allowed GeoSLAM to<br />
grow rapidly in both range and<br />
scope, currently incorporating a<br />
global distribution network of<br />
35 agents across 6 continents.<br />
GeoSLAM launched their first<br />
mobile scanner, the ZEB1, in<br />
Q4 of 2013. With its springmounted<br />
head and nodding<br />
movement, the ZEB1 quickly<br />
Fig. 2 - Comparison of ZEB1 data (left) and ZEB-REVO data (right) Image courtesy of Opti-cal<br />
Survey Equipment.<br />
gained notoriety and popularity.<br />
Early adopters were amazed<br />
by the speed of scanning, the<br />
ease of use and the quality<br />
of the results. Data processing<br />
was also a simple process<br />
– customers simply ‘drag and<br />
drop’ their raw datasets onto<br />
an online Uploader, in order to<br />
register and process their scan.<br />
In a matter of minutes, fullyregistered<br />
3D point clouds were<br />
obtained.<br />
However, GeoSLAM did not<br />
rest on their laurels. The technology<br />
industry moves quickly,<br />
and GeoSLAM knew that a<br />
second, more sophisticated<br />
solution was required. ZEB1<br />
customers spoke of their desire<br />
for a truly-mobile scanner –<br />
one that wasn’t just handheld.<br />
They also wanted a fuller,<br />
more even point cloud that the<br />
40Hz ZEB1 could produce.<br />
When the customers spoke,<br />
GeoSLAM listened.<br />
The REVOlution Begins<br />
In March <strong>2016</strong>, the ZEB-<br />
REVO was launched. Featuring<br />
an in-built motor to create<br />
360 o rotation, the REVO can,<br />
like the ZEB1, be handheld.<br />
However, it can also be mounted<br />
onto an extending pole,<br />
fastened to a backpack, secured<br />
to a trolley or vehicle, even<br />
strapped to a UAV for aerial<br />
surveys.<br />
22 Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n. 3-<strong>2016</strong>
INTERGEO<br />
Fig. 3 - Building surveys (such as this family-sized home) are completed in minutes, not hours, with the ZEB-REVO.<br />
The autonomous motion of<br />
the motorised scan head opens<br />
up a world of new applications<br />
for this clever little scanner.<br />
Little being the operative word;<br />
weighing just over 4kg (including<br />
the backpack) and with the<br />
scanner head measuring 9 x 11<br />
x 29cm, this is a surveying tool<br />
that is truly mobile.<br />
It’s not just the outside that<br />
has evolved – inside the scanner<br />
head is a powerful yet safe<br />
(Class 1 Eye safe) 100Hz laser –<br />
making an impressive 100 rotations/second.<br />
The unit collects<br />
the same number of points per<br />
second as the ZEB1 – 43,200.<br />
So what’s the advantage of this<br />
faster speed?<br />
The increased scan speed (over<br />
2.5 times faster than the ZEB1)<br />
means that the collected data<br />
points are spread out more<br />
evenly over a greater number of<br />
scan lines - giving the appearance<br />
of smoother, cleaner and<br />
less noisy datasets. More importantly,<br />
this even distribution of<br />
points allows the world-beating<br />
SLAM algorithm to work better.<br />
The SLAM algorithm works<br />
by dividing the scanned surface<br />
into sectors, and identifying<br />
points within each sector. If a<br />
sector is devoid of points, then<br />
it cannot be included in the<br />
algorithm. So, by having a more<br />
even distribution of points, the<br />
SLAM algorithm can build a<br />
fuller, more complete point<br />
cloud.<br />
The difference is clear to see.<br />
Compare the two images below<br />
of the same elevation. The view<br />
on the left is ZEB1 data, which<br />
is characterised by a striated,<br />
lined appearance. There are a<br />
few gaps, especially higher up<br />
the elevation where the scan<br />
lines have hit the elevation at a<br />
more acute angle.<br />
The right hand view is the<br />
same elevation captured with a<br />
ZEB-REVO. The point cloud<br />
is cleaner and the points are<br />
more evenly distributed – creating<br />
a much more ‘complete’<br />
looking point cloud. Not only<br />
does this provide better results,<br />
it also supplies the user with<br />
vitally important confidence in<br />
the kit.<br />
Versatility in Action<br />
The upshot of these technological<br />
advances is the sheer number<br />
of new applications and<br />
industries that are now open to<br />
scanning with the ZEB-REVO.<br />
Whether it is simply improving<br />
an existing workflow of the<br />
ZEB1 (i.e. stockpile surveys<br />
and building scans) or opening<br />
up brand new uses (i.e. manhole<br />
and suspended ceilings,<br />
utility trenches) versatility is the<br />
word for the ZEB-REVO. A<br />
number of these new and improved<br />
applications are featured<br />
below.<br />
Building Surveys<br />
Building surveys have long been<br />
the ‘bread and butter’ work of<br />
the ZEB1 – the simplicity, ease<br />
of use, highly mobile nature<br />
of the unit lends it perfectly to<br />
multi-level, indoor structures.<br />
The ZEB-REVO has simply<br />
improved and built upon this<br />
success.<br />
The increased scan speed creates<br />
a fuller, more complete point<br />
cloud, reducing the number of<br />
areas with low coverage. The<br />
ability to rapidly unscrew the<br />
handle and attach an extending<br />
pole allows the user to reach<br />
into spaces that may not otherwise<br />
have been available – into<br />
loft spaces, suspended ceilings,<br />
even to ‘poke’ the unit out of<br />
windows in order to obtain<br />
overlaps with the building exterior.<br />
Underground Mapping<br />
Another staple of the ZEB1,<br />
underground mapping includes<br />
both mine and cave surveys.<br />
Similarly to buildings, under-<br />
Fig. 4 - The ZEB-RE-<br />
VO in action – handheld,<br />
pole-mounted,<br />
backpack-mounted –<br />
a truly versatile tool.<br />
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n°3-<strong>2016</strong> 23
INTERGEO<br />
ground is the perfect<br />
environment for ZEB<br />
systems, being devoid of<br />
GPS, totally enclosed, and<br />
often with many unique features<br />
for the SLAM algorithm<br />
to work with. Not only have<br />
ZEB systems been proven to increase<br />
survey quality and detail<br />
(over traditional survey methods),<br />
they have also slashed survey<br />
times by a factor of 3.<br />
A major advantage of the ZEB-<br />
REVO in these environments is<br />
safety – and the ability for the<br />
REVO to access areas that human<br />
users cannot. The autonomous<br />
nature of the ZEB-REVO<br />
allows the unit to be attached<br />
to a remote-controlled trolley<br />
system and sent into areas that<br />
are either too small to access,<br />
or that are hazardous to health.<br />
The image shows the ZEB-<br />
REVO head mounted onto the<br />
front of a remote-controlled<br />
trolley in a mine. The datalogger<br />
sits just behind the head<br />
in the body of the trolley. The<br />
trolley was sent into a restricted<br />
area of the mine that was inaccessible<br />
to people, allowed to<br />
scan, and returned to its starting<br />
position.<br />
Stockpiles<br />
Another area of application<br />
where both the ZEB1 and<br />
ZEB-REVO excel. With these<br />
mobile scanning units, stockpiles<br />
of all varieties can be surveyed<br />
in a matter of minutes.<br />
The survey data can then be<br />
easily imported into a variety of<br />
third party software packages,<br />
where volumetric calculations<br />
can be carried out in minutes.<br />
The advantages of the REVO<br />
in this application are complete<br />
coverage and continuous scanning.<br />
A potential pitfall of using<br />
the ZEB1 for stockpile scanning<br />
was the chance that areas<br />
would be missed, especially the<br />
very top of the pile. It is not<br />
advisable to walk on the stockpile<br />
for obvious safety reasons.<br />
Therefore, a pole-mounted<br />
ZEB-REVO can be utilised to<br />
ensure that complete coverage<br />
of the stockpile is obtained,<br />
allowing for a complete point<br />
cloud model, and therefore, a<br />
more accurate volume calculation.<br />
The second major advantage<br />
is the ability to simply<br />
wall-mount the unit. For many<br />
stockpile applications (and particularly<br />
for indoor stockpiles),<br />
continuous analysis of the<br />
stockpile is required. With a remotely<br />
operated, wall-mounted<br />
unit, this is now a reality. It is<br />
simply a case for the unit to be<br />
switched on when a survey is<br />
required, and the autonomous<br />
motion will carry out the scan.<br />
The 360 o vertical by 270o horizontal<br />
field of view (i.e. just a<br />
90o blind spot to the rear) ensures<br />
that no parts of the pile<br />
are missed..<br />
Marine<br />
A rather newer application for<br />
the ZEB systems is in the world<br />
of marine surveying. Anybody<br />
who has been on a marine vessel<br />
will know that space is at a<br />
premium; this is even more so<br />
when it comes to submarine<br />
vessels.<br />
A number of marine authorities<br />
and businesses have a requirement<br />
to accurately but rapidly<br />
survey their stock, either for<br />
the purposes of creating 2-dimensional<br />
blueprints, or for the<br />
creation of 3-dimensional, fully<br />
interactive models.<br />
Both the ZEB1 and the ZEB-<br />
REVO can be rapidly deployed<br />
in a marine environment, and<br />
used to create a 3-dimensional<br />
point cloud of these hugely<br />
complex environments.<br />
Forestry<br />
Thought that ZEB units were<br />
for indoor use only? Think<br />
again. The ZEB1 and ZEB-<br />
REVO work best in ‘enclosed’<br />
environments – not necessarily<br />
just indoor ones. A typical forest<br />
will naturally be considered<br />
to be an ‘enclosed’ environment<br />
by the unit, as the tree canopy<br />
creates a natural ‘ceiling’.<br />
Coupled with the proliferation<br />
of unique features that a forest<br />
holds, and it can be seen that<br />
forests are the perfect environment<br />
for ZEB scanners.<br />
Over the summer of <strong>2016</strong>, a<br />
number of different forestry<br />
studies are being carried out<br />
using the ZEB-REVO scanner.<br />
The first of these studies, carried<br />
out by the Geography department<br />
of University College<br />
London (UCL), focussed on<br />
measuring small deformations<br />
in the ground topography of a<br />
mechanically-harvested area of<br />
forestry.<br />
Fig. 5 - Stockpile scanning is made<br />
simple with the pole-mounted ZEB-REVO.<br />
Fig. 6 - Cross<br />
section through<br />
the engine room<br />
of a marine vessel<br />
captured with<br />
the ZEB-REVO.<br />
24 Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n. 3-<strong>2016</strong>
INTERGEO<br />
Fig. 7 - 3D data<br />
of a vehicle<br />
captured with<br />
the ZEB-REVO<br />
in minutes.<br />
The suspicious<br />
package is highlighted<br />
red.<br />
From the data collected, the<br />
team were able to create a cmaccurate<br />
digital elevation model<br />
(DEM) spanning 100s of square<br />
metres. This data is then being<br />
used to measure the outputs of<br />
methane (CH 4<br />
) from these areas<br />
of felled forestry.<br />
Another study, conducted in<br />
relation with the University of<br />
Leicester, involves the mapping<br />
of varying forestry habitats<br />
across the UK. The aim of this<br />
study is to make comparisons<br />
between different forestry habitats<br />
across the UK, and also to<br />
combine the data captured with<br />
the handheld ZEB-REVO with<br />
data captured from above, using<br />
spaceborne-rader and UAVbased<br />
imagery.<br />
On a simpler note, both ZEB<br />
units can be utilised to rapidly<br />
and accurately scan an area of<br />
forestry, to obtain the point<br />
cloud data, and to make cuts or<br />
sections in the data at certain<br />
heights. One such important<br />
height is the breast height diameter<br />
(BHD), which is a measurement<br />
taken at 4.5 foot from<br />
the ground. This measurement<br />
is then used to create an estimate<br />
for the biomass of the area<br />
of forestry in question.<br />
Security and Contingency<br />
Mapping<br />
A final and possibly unexpected<br />
use for both ZEB units<br />
is in the ever-growing realm<br />
of security. In an increasingly<br />
uncertain world, governments,<br />
police forces, security agencies<br />
and indeed even companies are<br />
increasingly security-conscious<br />
and are turning to new technologies<br />
to increase their security.<br />
ZEB1 units have been in use by<br />
a number of police forces since<br />
their launch in 2013. Their<br />
speed, ease of use and high<br />
mobility make them the perfect<br />
tool for capturing the details of<br />
a crime scene, accident scene, or<br />
for mapping a building or site<br />
of interest. In the case where<br />
speed is of the essence (for example,<br />
after a RTC on a major<br />
road) the ZEB unit can be deployed<br />
in seconds, with a scan<br />
complete in a few minutes. This<br />
allows for a fully 3 dimensional<br />
image, accurate to within a few<br />
centimetres, to be gained.<br />
The development of the autonomous<br />
ZEB-REVO<br />
has obvious benefits in<br />
these areas. In the case<br />
of a crime scene, the polemounted<br />
ZEB-REVO may be<br />
deployed, to ensure that areas<br />
of interest are not touched or<br />
disturbed.<br />
Where there is a risk to human<br />
health (for example, a bomb<br />
threat, or an unsecure building),<br />
the REVO can be trolley<br />
mounted (as in mining) and<br />
sent in alone to scan the area of<br />
interest.<br />
It is our prediction that the<br />
realms of security and reconnaissance,<br />
there will be increasing<br />
demand for this type of<br />
rapid, mobile, versatile surveying<br />
tools.<br />
The Future<br />
So what does the future hold<br />
for GeoSLAM? In a rapidly<br />
growing, rapidly changing<br />
industry, standing still is<br />
quite simply not an option.<br />
GeoSLAM will continue to<br />
respond to new challenges, new<br />
technological developments,<br />
and to identify new areas of application.<br />
Be sure to pay attention<br />
to forthcoming GeoSLAM<br />
announcements, to hear more<br />
about these highly exciting developments<br />
in the pipeline.<br />
KEYWORDS<br />
GeoSLAM; ZEB-REVO; scan<br />
ABSTRACT<br />
GeoSLAM is a manufacturer and supplier<br />
of handheld, 3D mobile mapping<br />
systems. Founded in 2012 and<br />
headquartered in the UK, GeoSLAM now<br />
has a global distribution network of 35<br />
distributors across six continents.<br />
AUTHOR<br />
Stuart Cadge,<br />
Pre Sales Engineer at GeoSLAM<br />
For more information, please visit<br />
www.geoslam.com<br />
info@geoslam.com<br />
Fig. 8 - Point<br />
cloud data of an<br />
area of forestry<br />
with a section<br />
taken at BHD<br />
height for biomass<br />
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n°3-<strong>2016</strong> 25<br />
calculation.
INTERGEO<br />
26 Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n. 3-<strong>2016</strong>
INTERGEO<br />
Leica Viva GS16<br />
Smartantenna GNSS con tecnologia RTKplus<br />
e SmartLink<br />
Tracciamento di tutti i segnali GNSS di oggi e<br />
di domani<br />
Antenna GNSS con auto-apprendimento grazie<br />
a RTKplus<br />
Efficiente in tutte le condizioni anche in ambienti<br />
sfavorevoli<br />
Leica Viva GS16 - Smartantenna GNSS ad auto-apprendimento<br />
Experience 3D innovation<br />
Leica Geosystems S.p.A.<br />
surveying@leica-geosystems.com<br />
www.leica-geosystems.it<br />
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n°3-<strong>2016</strong> 27
INTERGEO<br />
Study and development of<br />
a GIS for fire-fighting activities<br />
based on INSPIRE directive<br />
by Andrea Maria Lingua, Marco Piras,<br />
Maria Angela Musci, Francesca<br />
Noardo, Nives Grasso, Vittorio Verda<br />
In the past years, the European Union has<br />
invested in the development of the INSPIRE<br />
Directive to support environmental policies<br />
and actually EU is currently working on<br />
developing "ad hoc" infrastructures for the<br />
safe management of forests and fires.<br />
Fig. 1 – External model definition.<br />
The activities connected<br />
to the forest-fire fighting<br />
could be essentially<br />
divided in three parts: before,<br />
during and after the fire.<br />
In these activities, the most<br />
complex are the monitoring and<br />
management of at-risk fire zones<br />
and fire-fighting procedures especially<br />
for large fires (> 40ha).<br />
In the case of “big fire”, which<br />
are fires with a very large extension,<br />
the main problem is the<br />
coordination between the human<br />
resources (ground, marine<br />
and air) which work to fight<br />
the fires. This aspect is more<br />
critical when the fire is across<br />
the boundary, because there is<br />
not a European protocol for<br />
interventions and each country<br />
has different procedures and<br />
CONOPS (concept of operations).<br />
Thus becomes clear the<br />
complex reality that competent<br />
authorities must handle in such<br />
emergencies (Andrews and Rothermel<br />
1982; Bovio 1993; Teie<br />
2005).<br />
The AF3 project (Advanced Forest<br />
Fire Fighting) is part of the<br />
7 th Framework Program and it is<br />
focused on the prevention and<br />
the management of big forestfires<br />
through the development<br />
of innovative techniques. The<br />
AF3 purpose is to improve the<br />
efficiency of fire-fighting operations<br />
in progress and the protection<br />
of human lives and heritage<br />
by developing innovative technologies<br />
to ensure the integration<br />
between existing and new<br />
systems. Furthermore, the AF3<br />
project aims to increase interoperability<br />
among firefighting<br />
supports (Chuvieco et al 2010).<br />
The project defines a unique<br />
control center devoted to coordinate<br />
all activities, from monitoring<br />
to the intervention on<br />
field. Among the technological<br />
aspects, the project provides the<br />
design of an SDI platform (Spatial<br />
Data Infrastructure) which<br />
is essentially based on a GIS<br />
(Geographic Information System).<br />
In the following sections,<br />
GIS model proposed for a part<br />
of the system will be described.<br />
This GIS is structured according<br />
to INSPIRE ( Infrastructure for<br />
Spatial Information in Europe)<br />
Directive.<br />
Fig. 2 Steps to create AF3 Database in PostgreSQL and Q-GIS.<br />
28 Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n. 3-<strong>2016</strong>
INTERGEO<br />
GIS and fire-fighting: a<br />
brief description of the<br />
European scenario<br />
Currently, in Europe there are<br />
already several GIS useful for decision<br />
support at different stages<br />
of fire management. However,<br />
the opportunity to have both<br />
updated or real-time data, and<br />
a complete and consistent information,<br />
is often missing. Especially<br />
it is difficult to have an<br />
actual data interoperability with<br />
the existing available technologies.<br />
In most cases, the information<br />
collected in the GIS are incomplete<br />
and they concern only<br />
one phase of the overall management<br />
process. There are, indeed,<br />
systems used, exclusively,<br />
for prediction or for planning or<br />
emergency control. In this way, a<br />
lot of information is lost. However,<br />
this historical information<br />
could be helpful to make more<br />
comprehensive the tool for decision<br />
support. Furthermore, it<br />
lacks a central system to register<br />
distribution and availability of<br />
resources in risk periods, standardized<br />
systems for fires registry<br />
and systematic registration systems<br />
of firefighting operations.<br />
Finally, the metadata of the observed<br />
maps are not always available<br />
and the data validity is impossible<br />
to be determined.<br />
For example, in Europe, Web-<br />
GIS known as EFFIS (European<br />
Forest Fire Information System<br />
http://forest.jrc.ec.europa.eu/effis/)<br />
was developed by the JRC<br />
(Joint Research Centre). This<br />
GeoDB, still under construction,<br />
records only the data related<br />
to fire risk analysis and the<br />
occurred fires in Europe.<br />
Description of the GIS in AF3<br />
In order to propose an innovative<br />
GIS platform devoted to<br />
support the big forest fires management,<br />
the following activities<br />
must be considered: forecasting,<br />
monitoring, planning, active<br />
fight and post-fire practices.<br />
Nowadays, the modern system is<br />
not designed for a specific enduser<br />
and it stands out for its versatility.<br />
However, it is possible to<br />
establish different authorization<br />
for different users and method<br />
of use.<br />
In order to realize the dedicated<br />
GIS for AF3, the traditional<br />
modelling process was followed.<br />
As well known, needs to pass<br />
from the complexity of the reality<br />
to a formal schema describing<br />
entities and tools used in<br />
fire-fighting operations.<br />
External Model<br />
The first step was the development<br />
of an external model. In<br />
this model, the useful information<br />
could be gathered in three<br />
categories of objects: the competent<br />
authorities (command), the<br />
objects to be protected (territory),<br />
the event and the ignition<br />
point (fire and hotspot) (Figure<br />
1). In the case of AF3, there<br />
is only one control center that<br />
handles local operations centers,<br />
the terrestrial and aerial troops.<br />
The command center (command<br />
center) is the national control<br />
center. Local operations centers<br />
(operating center) are in charge to<br />
monitor and to fill register of the<br />
fire cadaster and the mission report.<br />
Instead, the teams (operating<br />
team) take care of active fight<br />
on the field.<br />
Conceptual and<br />
Logical Model<br />
(INSPIRE oriented)<br />
Next steps are the definition<br />
of conceptual and logical models.<br />
Therefore, these stages consist<br />
in identification of entities,<br />
attributes, definition of relationships<br />
between the entities and<br />
the data formats. The INSPIRE<br />
directive, thus, provides fundamentals<br />
for completely defining<br />
the information layers closely<br />
related to the land description<br />
(e.g. digital terrain model and<br />
digital surface model), the event<br />
progression (e.g. time) and meteorological<br />
data (e.g. wind<br />
direction and speed, temperature,<br />
humidity). This European<br />
specification has a general nature,<br />
which needs to be suitably<br />
extended for adapting to the<br />
specific application. Some “ad<br />
hoc” entities are added in order<br />
to consider the data related to<br />
the command chain, fuel model<br />
and forest types definition (Burgan<br />
et al, 1998; Baskets 1999<br />
Baskets 2002; Han Shuting et al<br />
1987).<br />
Currently, it is necessary to<br />
highlight that in Italy, as in Europe,<br />
a systematic survey and<br />
monitoring of the forests are<br />
missing. Moreover, standardized<br />
methodology for the preparation<br />
of suitable fuel models does<br />
not exist.<br />
Fig. 3 – Flow-chart of<br />
alarm trigger.<br />
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n°3-<strong>2016</strong> 29
INTERGEO<br />
Considering these aspects,<br />
an approximation<br />
on the fuel models has<br />
been done. In particular, in<br />
Italy, the only achieved result is<br />
a regional classification of forest<br />
types, but it cannot be considered<br />
equally valid for the calculation<br />
of the danger indexes. The<br />
development of this issue would<br />
improve our capacity of fire forecasting<br />
and, consequently, in the<br />
fire-fighting management.<br />
Fig. 4 – Example of query: hotspot and operating centre localization (left) and operating<br />
team localization (right).<br />
Internal Model<br />
Open source platforms were<br />
chosen to implement the database.<br />
Specifically, PgAdmin<br />
III were used to manage the<br />
database PosgreSQL with its<br />
spatial extension PostGIS and<br />
the graphical interface. This<br />
software allows the creation of<br />
tables and relationships, the<br />
implementation of triggers and<br />
queries, the realization of views<br />
for users and different uses and<br />
finally the semi-automatic input<br />
of data. This system is not<br />
equipped with a graphical interface<br />
to visualize the spatial data,<br />
therefore a connection with Q-<br />
GIS was realized.Thus, the procedure<br />
of GeoDB implementation<br />
follows the steps shown in<br />
Figure 2.<br />
A peculiarity of the internal<br />
model was the trigger, which is<br />
an “ad hoc” procedure for the<br />
automatic manipulation (insertion,<br />
modification and deletion)<br />
of information related to a triggering<br />
event (Perry 1990). To<br />
complete the automatic management<br />
of the entire system, a<br />
large number of triggers must<br />
be implemented. Below as example,<br />
it has been described the<br />
"trigger" that starts when fire<br />
alarm is activated.<br />
In this specific case, when the<br />
alarm is recorded in the system,<br />
the program executes the procedure<br />
schematically shown in the<br />
flow-chart in Figure 3.<br />
Case of study (Sardinia)<br />
Data<br />
In order to test the GIS functionalities,<br />
a specific test site has<br />
been selected. In particular, a<br />
database related to South part of<br />
the Sardinia (close to Cagliari)<br />
has been considered.<br />
Therefore, defined a specific<br />
area, all fundamental data have<br />
been collected, where the most<br />
important information are the<br />
state of the forests, fuel models,<br />
water resource localization,<br />
roads and technological networks,<br />
command center, operational<br />
centers, teams, meteorological<br />
data, hotspots, alarm<br />
have been inserted.<br />
Using these information layers,<br />
which are suitably designed and<br />
compiled, using QGIS, it was<br />
possible to realize an example<br />
of a query on the system. Since<br />
the alarm is activated (Figure 4<br />
- left), the trigger is able to automatically<br />
calculate the competent<br />
command center, the<br />
nearest operating center, with<br />
the adapted number of men and<br />
assets. Finally, in real- time, data<br />
of the team and its location can<br />
be displayed (Figure 4 - right).<br />
On the field, the team will be<br />
monitored and managed by<br />
the command center, by means<br />
of the automatic registration<br />
of their coordinates (Figure 5),<br />
measuring in real time the team<br />
position.<br />
Conclusion<br />
The developed GIS model describes<br />
only a part of the “fire<br />
prevention and management<br />
system” provided by the AF3<br />
project, but its complexity is<br />
Fig. 5 – Example<br />
of query<br />
and trigger<br />
visualization.<br />
Real time team<br />
positioning on<br />
the field.<br />
30 Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n. 3-<strong>2016</strong>
quite evident. Especially,<br />
it underlines that it is<br />
difficult (in some case<br />
almost impossible), to<br />
define exactly some entities<br />
(e.g. Fuel model or<br />
fuel moisture). Moreover,<br />
an unique European<br />
procedure does not exist,<br />
therefore it is very complicated<br />
to define the<br />
CONOPS and a system<br />
with a single command<br />
center.<br />
The proposed model<br />
shows that also the open<br />
source platforms allow<br />
to realize a complex SDI<br />
structure. The triggering<br />
system for the automatic<br />
procedures allows to add<br />
value to SDI, because it<br />
makes the system realtime<br />
responsive.<br />
Acknowledgements<br />
The authors would like<br />
to thank the CVVFF of<br />
Cagliari for their availability<br />
and data sharing.<br />
Furthermore they thank<br />
Dr. Raffaella Marzano<br />
from University of Torino<br />
for her help about<br />
fuel model and forest<br />
type and Dr. Cesti for his<br />
availability.<br />
REFERENCES<br />
Andrews, P.L.and Rothermel R.C. (1982), Charts for interpreting wildland fire behaviour characteristics. INTERGEO USDA For. Serv. Gen. Tech.<br />
Rep. INT-131.<br />
Bovio G., (1993), Comportamento degli incendi boschivi estinguibili con attacco diretto. Monti e Boschi, 4: 19-24.<br />
Burgan, R.E., Klaver, R.W. & Klaver, JM. (1998), Fuel Models and Fire Potential from Satellite and Surface Observations, International<br />
Journal of WiIdIand Fire, 8: 159-170.<br />
Cesti G., Cesti C. (1999), Antincendio Boschivo. Manuale operativo per l’equipaggio dell’autobotte. Musumeci, Quart, Aosta, vol 2.<br />
Cesti G., (2002), Tipologie e comportamenti particolari del fuoco: risvolti nelle operazioni di estinzione, Il fuoco in foresta: ecologia e<br />
controllo. Atti del XXXIX Corso di Cultura in Ecologia. Università degli Studi di Padova, Regione del Veneto, Centro Studi per<br />
l’Ambiente Alpino, S. Vito di Cadore, 2-6 settembre 2002: 77-116.<br />
Perry, D. G. (1990), Wildland Firefighting: Fire Behavior, Tactics, and Command, ed. Donald G. Perry.<br />
Teie, W. C. (2005), Firefighter’s Handbook on Wildland Firefighting, 3nd ed. Deer Valley. Chuvieco, E. et al., (2010). Development of<br />
a framework for fire risk assessment using remote sensing and geographic information system technologies.<br />
Han Shuting, Han Yibin, Jin Jizhong, Zhou Wei (1987), The method for calculating forest fire behaviour index, Heilongjiang Forest<br />
Protection Institute, Harbin, China, 77-82.<br />
http://www.s3lab.polito.it/progetti/progetti_in_corso/af3 (08/10/2014)<br />
http://forest.jrc.ec.europa.eu/effis/ (08/10/2014)<br />
http://www.isotc211.org/ (06/11/2014)<br />
http://inspire.ec.europa.eu/index.cfm/pageid/2 (03/11/2014)<br />
http://www.postgresql.org (05/05/2015)<br />
KEYWORDS<br />
INSPIRE directive; fire fighting; GIS<br />
ABSTRACT<br />
According to the Annual Fire Report 2013 (European Commission-Joint Research Centre, 2014), there have been 873 forest fires in<br />
Europe, in 2013, for a total of 340559 ha of territory. A comparison of this data to that of the previous years, highlights that, when<br />
the intended goal is that of preserving the environment and saving human lives, the importance of the correct management of forest<br />
fires can not be underestimated. In the past years, the European Union has invested in the development of the INSPIRE Directive<br />
(Infrastructure for Spatial Information in Europe) to support environmental policies. Furthermore, the EU is currently working on<br />
developing "ad hoc" infrastructures for the safe management of forests and fires.<br />
The AF3 EU project (Advanced Forest Fire Fighting), financed by the FP7, addresses the issue of developing innovative tools to handle<br />
all stages of forest fires. The project develops a single control center for the coordination of monitoring, manoeuvring, and post-fire<br />
operations. The SDI platform (Spatial Data Infrastructure) represents another component which was designed in the context of this<br />
project. It is based on a GIS (Geographic Information System) which is able to efficiently integrate multi-modal data.<br />
Following an analysis of the state of the art of information systems for forest fire-fighting, and in light of the end-user requirements<br />
analyzed within the AF3 project, we propose a geo-topographic database based on the INSPIRE Directive and developed on opensource<br />
platforms, which provides interoperability of the data and allows forecasting and monitoring of high-risk areas, decision making,<br />
damage estimation, and post-fire management.<br />
AUTHOR<br />
Andrea Maria Lingua<br />
Marco Piras, Maria Angela Musci, Francesca Noardo, Nives Grasso, Vittorio Verda<br />
Politecnico di Torino - Dipartimento di Ingegneria dell'ambiente,<br />
del territorio e delle infrastrutture (DIATI)<br />
Vittorio Verda<br />
Politecnico di Torino - DIpartimento di Energia (DENERG)<br />
EDITORS NOTE<br />
This work has been presented at the 19th Conference ASITA 2015 (Lecco). We would like to thank the organizing secretary for the<br />
courtesy and his availability and wishes the best outcome for the 20th Conference ASITA <strong>2016</strong> (Cagliari 8-9-10 November <strong>2016</strong>).<br />
• Rilievi batimetrici automatizzati<br />
• Fotogrammetria delle sponde<br />
• Acquisizione dati e immagini<br />
• Mappatura parametri ambientali<br />
• Attività di ricerca<br />
Vendita – Noleggio - Servizi chiavi in mano, anche con strumentazione cliente<br />
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n°3-<strong>2016</strong> 31
INTERGEO<br />
A survey from<br />
UAV in critical<br />
areas: the<br />
advantages of<br />
technology in<br />
areas with<br />
complex terrain<br />
by Zaira Baglione<br />
The tale of two experiences in the geological and cultural heritage area through the use of fixed-wing drones.<br />
Innovation and high quality of the data returned from an aero-photogrammetric survey as support to the activities of<br />
the different professionals. From the survey phase to the post-production all the precautions to obtain images with a<br />
very good resolution and solve obstacles for the mapping of areas not easily accessible such as quarries.<br />
The aerial photography<br />
have had a great revolution<br />
with the advent<br />
of the UAV technology that<br />
actually has allowed to overcome<br />
the objective problems of<br />
the access to the information.<br />
Especially for the territories<br />
with a complex topography, the<br />
use of drones is an advantage<br />
in terms of speed, cost reduction<br />
and achievement of high<br />
quality results. The applications<br />
of the proximity remote sensing<br />
in critical areas are a lot<br />
and involve many areas: from<br />
geology to engineering, from<br />
surveillance to environmental<br />
monitoring, civil protection,<br />
archeology and more.<br />
In particular it is recommended,<br />
for several reasons, the use<br />
of fixed-wing models for the<br />
survey of medium-high extension<br />
surfaces. Meanwhile, this<br />
type of APR provides a greater<br />
flying range than the multicopter<br />
models (which generally<br />
have shorter range, considering<br />
also the take-off and landing<br />
operations), in fact with a single<br />
flight it is possible to cover areas<br />
of several kilometers and obtain<br />
uniform images, then with a<br />
very appreciable qualitative output;<br />
in addition the control of<br />
the flight parameters is efficient<br />
and it is possible to resists to the<br />
adverse environmental conditions,<br />
supporting wind gusts of<br />
up to 60 km/h. The fixed-wing<br />
aircraft, in general, are perfect<br />
for the applications in geology<br />
and archaeological surveys. Two<br />
interesting experiences, related<br />
respectively to the geological<br />
and cultural heritage area, are<br />
described below by Gabriele<br />
Santiccioli, FlyTop president<br />
and member of the Provincial<br />
Board of Surveyors and<br />
Surveyors Graduates of Rome.<br />
Certainly a very growing sector<br />
is the quarries monitoring<br />
through precise mapping activities<br />
to accurately control the<br />
excavations, to know exactly the<br />
amount of material removed<br />
and prevent any movement of<br />
materials and the risk of landslides.<br />
A proof of the quality<br />
of the remote control systems<br />
for this type of professional application<br />
is given by Gabriele<br />
Santiccioli, president of FlyTop,<br />
through a project carried out in<br />
a mining quarry in the north<br />
of Italy. "We enthusiastically<br />
accepted the engagement by<br />
the responsible Authority for<br />
the exploitation of a quarry<br />
in Emilia Romagna - says the<br />
president Santiccioli - because<br />
it meant for us to win a challenge.<br />
This experimentation<br />
yook place in an extremely<br />
mountainous area, undoubtedly<br />
challenging under the aeronautical<br />
profile. We used a fixedwing<br />
aircraft, FlyGeo24Mpx,<br />
a unique drone in its category<br />
32 Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n. 3-<strong>2016</strong>
INTERGEO<br />
equipped with technology to<br />
fly at a fixed altitude. Generally<br />
this type of critical reconnaissance<br />
is carried out with a<br />
multirotor drone, but the fixed<br />
wing flexibility allowed us to<br />
successfully conclude the mission.<br />
The conditions were not<br />
easy, considering the extension<br />
of the area to be analysed, about<br />
95 hectares, and the difference<br />
in height of 360 meters between<br />
the top and the valley of<br />
the quarry. However, with a single<br />
flight, we have acquired in<br />
25 minutes nearly five hundred<br />
pictures with a resolution of 2.5<br />
cm per pixel ". With regard to<br />
the mining activity in the quarries<br />
it must be said that both<br />
private interests, relating to<br />
companies that hold the regional<br />
authorizations, both public<br />
are involved at the same time,<br />
considering that some of them<br />
represent a heritage that should<br />
be used in an intelligent<br />
manner and preserve the<br />
environment. The UAV is<br />
a good instrument from<br />
many points of view: it<br />
allows to rationalize the excavation<br />
areas on the basis<br />
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n°3-<strong>2016</strong> 33
INTERGEO<br />
of what is known from<br />
the restitution of photos<br />
and the subsequent study<br />
and post-processing; they<br />
provide information relating<br />
to the amount of material removed<br />
and, finally, they are the<br />
only possible solution to reach<br />
critical areas that may only be<br />
known with the conventional<br />
aerial photogrammetry systems<br />
and with inevitable higher costs.<br />
"In order to plan the operation<br />
we referred to a regional technical<br />
map (CTR) - continues<br />
Santiccioli - and we decided<br />
to set a fixed altitude of 130<br />
meters. Through some control<br />
points on the ground we made<br />
12 strips with an overlap of 70<br />
percent between each photo,<br />
acquiring one frame every 25<br />
meters. We got a 3D model of<br />
the quarry, a cloud of points,<br />
the DTM and DSM from the<br />
restitution and we processed all<br />
the photogrammetric data with<br />
a special software characterized<br />
by a very high level of metric<br />
accuracy. We can say that this<br />
result satisfied the client and<br />
FlyTop, that realized the work."<br />
The application of the UAV<br />
technology has grown significantly<br />
also for the cultural heritage<br />
sector, not only for monitoring<br />
and documentation,<br />
but especially for the discovery<br />
activities. With the partnership<br />
started between the University<br />
of Salento and FlyTop an<br />
archaeological survey was carried<br />
out in the Veio Park area,<br />
a few kilometers from Rome,<br />
in an area between the towns<br />
of Formello and Isola Farnese.<br />
Gabriele Santiccioli together<br />
with Professor of ancient topography<br />
Giuseppe Ceraudo describes<br />
the survey done with the<br />
fixed wing UAV FlyGeo24Mpx<br />
that led to the identification of<br />
ancient Etruscan and Roman<br />
settlements, in particular the<br />
remains of structures of buildings<br />
and streets.<br />
The discovery<br />
comes from a<br />
research project<br />
that the University<br />
of Salento leads<br />
for over ten years<br />
and had a decisive<br />
result last<br />
year following the<br />
mission that led<br />
to the discovery<br />
of a city system<br />
of Etruscan and<br />
Roman eras. The<br />
area covered by<br />
the flight (about<br />
forty hectares) was<br />
overflown with a<br />
fixed-wing drone<br />
equipped with<br />
a 24Mpx digital<br />
camera with single<br />
focal length lens.<br />
The operation<br />
involved the town<br />
of Archi di Pontecchio and was<br />
carried out in compliance with<br />
ENAC specifications. The flight<br />
has enabled to acquire images<br />
of the highest quality, almost<br />
two hundred pictures with a<br />
resolution of 1.7 cm per pixel,<br />
geo-referenced and complete of<br />
3 parameters of translation and<br />
rotation. Through the captured<br />
frames there was a validation<br />
of what were until now only<br />
hypotheses; observing from the<br />
sky the differentiated growth of<br />
vegetation, in fact, it has been<br />
recognized part of the ancient<br />
Etruscan city of Veio.<br />
About the accuracy of aerial<br />
photogrammetric data Gabriele<br />
Santiccioli says: "Our company<br />
has always been committed to<br />
combine innovation and integration,<br />
so we have used all the<br />
instruments that the surveyor<br />
has, arriving until the production<br />
of maps of high technical<br />
quality in few hours. We have<br />
obtained a cloud of points, a<br />
3D model, the DTM and DSM<br />
from the elaborate digital images<br />
in order to know better<br />
the morphology of the land.<br />
Considering the future scenarios,<br />
I do not exclude that shortly<br />
the application of thermal and<br />
multispectral sensors will enter<br />
in the archaeological sector or at<br />
least one study focused on the<br />
result that could be achieved".<br />
The aero-photogrammetric<br />
proximity survey with the use<br />
of an APR represents an archaeological<br />
survey interesting<br />
landscape, as well as a real and<br />
accessible system for the study<br />
of preliminary research. Later,<br />
with subsequent investigations<br />
and excavations, it will be able<br />
to determine more accurately<br />
the reference period and other<br />
more detailed informations.<br />
The survey done in the quarry<br />
and the result of Veio demonstrate<br />
how the remote sensing of<br />
proximity through RPAS is advantageous<br />
in terms of time and<br />
costs, especially for particularly<br />
extended areas of inspection or<br />
not easily accessible.<br />
34 Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n. 3-<strong>2016</strong>
INTERGEO<br />
The aero-photogrammetric<br />
proximity survey with the<br />
UAV use represents an<br />
interesting vision of the<br />
archaeological survey, as<br />
well as a concrete and accessible<br />
system for the study<br />
of preliminary researches.<br />
Later, with subsequent<br />
investigations and excavations,<br />
it will be able to determine<br />
more accurately the<br />
reference period and other<br />
more detailed information.<br />
Both the survey done in<br />
the quarry and the Veio<br />
result demonstrate how the<br />
remote sensing of proximity<br />
through the use of on<br />
UAV is useful in terms of<br />
time and costs, especially<br />
for particularly large areas<br />
of inspection or not easily<br />
accessible.<br />
KEYWORDS<br />
UAV; cultural heritage;<br />
survey; aerophotogrammetry<br />
ABSTRACT<br />
The tale of two experiences<br />
in the geological<br />
and cultural<br />
heritage area through<br />
the use of fixed-wing<br />
drones. Innovation<br />
and high quality of<br />
the data returned<br />
from an aero-photogrammetric<br />
survey<br />
as support to the activities<br />
of the different<br />
professionals. From<br />
the survey phase to<br />
the post-production<br />
all the precautions to<br />
obtain images with a<br />
very good resolution<br />
and solve obstacles for<br />
the mapping of areas<br />
not easily accessible<br />
such as quarries.<br />
AUTHOR<br />
Zaira Baglione<br />
zaira@flytop.it<br />
Account manager<br />
Flytop<br />
Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n°3-<strong>2016</strong> 35
INTERGEO<br />
NEWS<br />
Sun, water and<br />
hydromethane:<br />
possible options<br />
for the energy<br />
future of the<br />
Smart Cities<br />
The Italian engineering company<br />
Geocart S.p.A. (www.geocart.net),<br />
in the context of the<br />
urban planning according to<br />
the "Smart Cities" approach,<br />
has focused its attention on the<br />
search for new solutions for the<br />
production of energy from renewable<br />
sources and resources<br />
and the development of innovative<br />
techniques for the monitoring<br />
of energy efficiency.<br />
The final objectives of the<br />
study are threefold:<br />
1. mapping of potential hydroelectric<br />
productivity<br />
from mini and micro-hydro<br />
plants;<br />
2. study on the feasibility of optimal<br />
hydromethane generation<br />
from renewable sources;<br />
3. analysis of the efficient use<br />
of solar resource on an urban<br />
scale.<br />
In addition to the estimation<br />
of the potential productivity<br />
of hydropower, the objective<br />
of the study is to understand<br />
the feasibility of optimal hydromethane<br />
generation from<br />
renewable sources and its use<br />
for public transport in urban<br />
areas or high environmental<br />
value areas. The activity aims<br />
to respond to market needs:<br />
the various existing technologies<br />
for hydrogen storage are<br />
not fully satisfactory in terms<br />
of efficiency, convenience and<br />
affordability. A fundamental<br />
aspect of the activity is the generation<br />
of hydrogen-methane<br />
mixtures having a maximum<br />
hydrogen content of 30%<br />
by volume, easier to use than<br />
pure hydrogen: in fact, the hydromethane<br />
can be used in a<br />
normal natural gas engine.<br />
For the analysis of the solar<br />
potential of the urban area, the<br />
research is based on 3D mapping<br />
of city buildings, as a further<br />
instrument of knowledge,<br />
including for policy makers,<br />
of the effective potential use<br />
of solar resource on building<br />
patrimony, and as a policy instrument<br />
for the planning of<br />
new construction areas. In this<br />
context, particular attention is<br />
paid to the study of the energy<br />
exchanges of the urban area<br />
and the so-called urban heat<br />
islands.<br />
www.geocartspa.it<br />
(Source: Geocart)<br />
Location-based data<br />
and services enabling a<br />
geosmartcity<br />
Any smart-city implementation<br />
leveraging location-based data<br />
and services is undoubtedly<br />
reaching faster its sustainability<br />
aims. The EU co-funded project<br />
GeoSmartCity is contributing<br />
to this, establishing a cross-platform,<br />
re-usable and open hub<br />
in which different categories of<br />
users can discover and access interoperable<br />
geographic information,<br />
by means of generic-purpose<br />
as well as specialized services<br />
based on open standards.<br />
The GeoSmartCity approach is<br />
applied in two different urban<br />
contexts (the Green-Energy scenario,<br />
to support the implementation<br />
of sustainable energy policies<br />
,and the Underground scenario,<br />
to support the integrated<br />
management of underground<br />
utility infrastructures) and tested<br />
by 11 pilots, consisting of<br />
cities/regions from 8 different<br />
Member States.<br />
The underlying layer of the<br />
overall GeoSmartCity architecture<br />
consists of interoperable<br />
georeferenced and semantically<br />
reach spatial datasets, which<br />
have been harmonized according<br />
to common data models<br />
which extend INSPIRE application<br />
schemas on Buildings<br />
and Utilities & Governmental<br />
Services and have been made<br />
discoverable and accessible by<br />
means of OGC webservices.<br />
http://www.epsilon-italia.it/IT<br />
(Source: Epsilon Italia)<br />
Leica Pegasus<br />
Backpack<br />
The Leica Pegasus:Backpack is<br />
an award-winning wearable reality<br />
capture sensor platform. A<br />
highly ergonomic design combines<br />
five cameras offering fully<br />
calibrated 360 degrees view and<br />
two LiDAR profilers with an<br />
ultra-light carbon fibre chassis.<br />
It enables extensive and efficient<br />
indoor or outdoor documentation<br />
at a level of accuracy that is<br />
authoritative and professional.<br />
This unique mobile mapping<br />
solution is designed for rapid<br />
and regular reality capture. It is<br />
completely portable, enabling it<br />
to be checked in as luggage on<br />
a flight. The Pegasus:Backpack<br />
is designed to act a sensor platform<br />
with our standard external<br />
trigger and sync port outputs.<br />
BIM – map indoors, outdoors,<br />
underground, anywhere<br />
The Pegasus:Backpack makes<br />
progressive professional BIM<br />
documentation a reality. It synchronises<br />
imagery and point<br />
cloud data, therefore assuring<br />
a complete documentation<br />
of a building for full life cycle<br />
management. By using SLAM<br />
(Simultaneous Localisation<br />
and Mapping) technology and<br />
a high precision IMU, it ensures<br />
accurate positioning with<br />
GNSS outages.<br />
Industrial training – realitybased<br />
information for fast<br />
response Knowing and understanding<br />
a landscape before<br />
rushing into emergency situations<br />
can save lives. Document<br />
any site in 3D models and<br />
images for fast, safe and efficient<br />
response. Combined with<br />
Autodesk, Intergraph and other<br />
software, reality-based industrial<br />
training is enhanced with<br />
the most accurate and current<br />
data sets. Safety & security – informed<br />
decisions in emergency<br />
situations<br />
The Pegasus:Backpack helps<br />
you to make better and faster<br />
decisions in emergency situations<br />
due to access to more accurate<br />
data. Evacuation plans<br />
and route mapping benefit<br />
from clear and detailed images<br />
and point clouds that alert authorities<br />
to any changes. Access<br />
densely populated areas, providing<br />
accurate and current mapping<br />
to give city authorities a<br />
clearer and deeper understanding<br />
of the situation.<br />
Natural disaster response – minimise<br />
damage and save lives<br />
For the first time, responders<br />
to natural disasters can capture<br />
disaster area data in 3D on foot.<br />
Faster response times translate<br />
into lives saved and damage<br />
minimised. Capture the critical<br />
data needed to make faster and<br />
better informed decisions that<br />
increases chances of survival and<br />
reconstruction.<br />
Contact us for more information<br />
or to request a demo.<br />
www.geomatica.it<br />
(Source: Teorema srl)<br />
36 Special Supplement to <strong>GEOmedia</strong> Journal Issue n. 3-<strong>2016</strong>
SMART GEODATA –<br />
SMART CITIES<br />
GEOSPATIAL 4.0 –<br />
BIG DATA<br />
GEOBIM –<br />
DIGITAL CONSTRUCTION<br />
JOIN US NOW!<br />
WWW.INTERGEO.DE<br />
UK<br />
PARTNER COUNTRY <strong>2016</strong><br />
Host: DVW e.V.<br />
Conference organiser: DVW GmbH<br />
Trade fair organiser: HINTE GmbH<br />
SPONSORS:
SEGRETERIA ORGANIZZATIVA PRESSO PARTNER
REPORT<br />
MEZZO SECOLO FA, A VARESE<br />
di Attilio Selvini<br />
Memorie del Professore sul X Convegno della SIFET organizzato da<br />
Donnini e Caggiano, che si tenne nella maestosa Villa Recalcati,<br />
alla presenza (a quel tempo, inconsueta) del Sottosegretario alle<br />
Finanze On. Cesare Bensi, del Presidente del Consiglio Nazionale<br />
degli Ingegneri, il varesino Sergio Brusa Pasqué. E la soppressione<br />
della Commissione Geodetica Italiana.<br />
Fig. 1 - Il benvenuto dell’amministrazione provinciale.<br />
La Provincia di Varese è<br />
mia coetanea, essendo<br />
stata costituita con<br />
Regio Decreto del gennaio<br />
1927. Io sono nato verso la<br />
fine di quell’anno, a Somma<br />
Lombardo, nel castello<br />
Visconti: Somma era nella<br />
storia per diversi motivi, fra<br />
cui le due misure della base<br />
geodetica (la prima nel 1788,<br />
la seconda nel 1878, (1)) e la<br />
nascita dell’aviazione italiana<br />
sul campo di Malpensa, allora<br />
per almeno due terzi giacente<br />
sul territorio comunale (2). E fu<br />
proprio a Varese, nel maggio del<br />
1965, che la Società Italiana di<br />
Topografia e Fotogrammetria,<br />
scelse di tenere il suo decimo<br />
convegno nazionale. Dirigeva<br />
allora la Società il suo terzo<br />
presidente, Ermenegildo<br />
Santoni, dopo la scomparsa<br />
repentina del fondatore,<br />
Giovanni Boaga e quella del<br />
suo successore, Umberto<br />
Nistri. La proposta di Varese<br />
venne fatta da due varesini<br />
di spicco, Sergio Donnini,<br />
professore di topografia al<br />
“Carlo Dell’Acqua” di Legnano<br />
e Antonio Caggiano, geometra<br />
e dottore in scienze statistiche<br />
e attuariali: venne accolta per<br />
acclamazione dai soci della<br />
SIFET.<br />
Il consiglio direttivo in<br />
carica, su proposta di<br />
Mariano Cunietti, stabilì il<br />
tema: il collaudo dei rilievi<br />
fotogrammetrici, e incaricò<br />
della relazione ufficiale Cunietti<br />
e il sottoscritto, allora assistente<br />
volontario presso l’Istituto<br />
di Geodesia e Topografia del<br />
Politecnico di Milano.<br />
Qualche decennio più tardi,<br />
la Penisola era letteralmente<br />
sommersa da capitolati<br />
d’appalto e da verbali di<br />
collaudo relativi alla costruzione<br />
di carte tecniche, sia comunali<br />
che regionali, di fattura,<br />
impostazione, contenuto fra i<br />
più vari e spesso contrastanti<br />
fra di loro. Era morta infatti<br />
la Commissione Geodetica<br />
Italiana, per marchiano errore<br />
dei governi e del parlamento<br />
allora in carica.<br />
E non è che oggi, mezzo secolo<br />
più avanti, la situazione sia<br />
migliorata: “la discordia regnava<br />
nel campo d’Agramante”, vien<br />
da dire con l’Ariosto.<br />
Ma nel 1965, anno felice<br />
e nel sentore del “miracolo<br />
economico”, le carte tecniche,<br />
solo comunali (le Regioni<br />
verranno poco dopo) erano<br />
ancora in numero modesto,<br />
e di regole ve ne erano<br />
davvero poche. Il Catasto e<br />
l’Istituto Geografico Militare<br />
avevano i loro capitolati, i<br />
loro collaudatori interni; ma<br />
per Comuni, Comprensori,<br />
Provincie e Comunità montane<br />
ci si affidava al “buon cuore”<br />
(spesso non al buon senso) delle<br />
aziende aerofotogrammetriche<br />
(ancora poche e piuttosto brave)<br />
e di collaudatori non sempre<br />
al corrente di quel che andava<br />
fatto. Chi scrive era allora<br />
assessore ai lavori pubblici del<br />
suo comune; un paio d’anni<br />
prima aveva affidato per<br />
appalto la redazione della<br />
carta al duemila della zona<br />
interna, e al cinquemila<br />
dell’intero territorio (3.200<br />
ettari, buona parte di Malpensa<br />
compresa) alla IRTA di Milano,<br />
una della allora quattro storiche<br />
aziende italiane del settore.<br />
Per sua indicazione, la giunta<br />
aveva affidato il collaudo in<br />
corso d’opera al professor<br />
Mariano Cunietti, che aveva<br />
assolto il suo compito con la<br />
perizia, la diligenza e l’acume<br />
che gli erano soliti. Ecco allora<br />
che il convegno SIFET di<br />
40 <strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong>
REPORT<br />
Varese era atteso come punto<br />
di partenza autorevole, atto<br />
a indicare la via maestra per i<br />
lavori di cartografia tecnica dell’<br />
avvenire. A quel tempo i molti<br />
e futuri ordinari e associati di<br />
topografia che oggi affollano le<br />
Università italiane, avevano i<br />
calzoni corti e qualcheduno di<br />
loro doveva addirittura ancor<br />
nascere. Di ordinari allora ve<br />
ne erano solo tre: in ordine<br />
alfabetico, Ballarin a Pisa, Dore<br />
a Bologna, Solaini a Milano.<br />
Una decina erano gli incaricati<br />
su e giù per la Penisola. Altri<br />
tempi, ai quali e per molte<br />
ragioni va il mio rimpianto. Ma<br />
veniamo al tema. Organizzato<br />
magistralmente da Donnini<br />
e Caggiano, con un pochino<br />
d’aiuto di chi ora scrive, il X<br />
Convegno della SIFET si aprì<br />
nella maestosa Villa Recalcati,<br />
sede della Prefettura e della<br />
Provincia, alla presenza (a<br />
quel tempo, inconsueta) del<br />
Sottosegretario alle Finanze On.<br />
Cesare Bensi, del Presidente<br />
del Consiglio Nazionale degli<br />
Ingegneri, il varesino Sergio<br />
Brusa Pasqué, e delle autorità<br />
provinciali e comunali. In Fig. 1<br />
dà il benvenuto ai partecipanti<br />
l’avvocato Virginio Bonomi,<br />
presidente della Provincia; ai<br />
suoi lati l’onorevole Bensi e il<br />
sottoscritto.<br />
Nella figura 2 è il presidente<br />
della Società, Ermenegildo<br />
Santoni a ringraziare e nel<br />
contempo ad aprire il convegno.<br />
Gli sono a lato Cesare Bensi<br />
e il professor Carlo Trombetti<br />
dell’IGM. Come era d’uso<br />
nei convegni SIFET, non<br />
mancarono le gite sociali, fra le<br />
quali quella in battello sul lago<br />
di Lugano e la visita al castello<br />
Visconti di Somma; in figura 3<br />
i convegnisti nell’ingresso della<br />
parte marchionale del castello,<br />
con Santoni accompagnato dal<br />
sommese consigliere provinciale<br />
Rodolfo Vanelli.<br />
Le relazioni vennero tenute<br />
nei locali dell’Ippodromo di<br />
Varese; un ricevimento d’onore<br />
venne offerto dal Comune,<br />
nella magnifica sala del Palazzo<br />
estense, che aveva visto le feste<br />
di Francesco III d’Este. In<br />
Fig. 4 si vedono Santoni, e ai<br />
suoi lati Solaini e Selvini nel<br />
giardino della villa comunale,<br />
mentre in Fig. 5 il presidente<br />
del Consiglio Nazionale degli<br />
Ingegneri Sergio Brusa Pasqué,<br />
saluta l’Intendente di Finanza<br />
dottor Visco.<br />
La relazione ufficiale congiunta<br />
di Cunietti e Selvini (3)<br />
suscitò interesse, e fu seguita<br />
da una serie di chiarimenti<br />
e discussioni varie: il tutto è<br />
riportato nel Bollettino della<br />
SIFET in (4). Nella figura 6 i<br />
due relatori.<br />
Per il Catasto tenne un’ottima<br />
relazione l’ispettore generale<br />
erariale Enrico Vitelli, che<br />
illustrò le note operazioni<br />
definite dalla Direzione<br />
Generale; per le imprese,<br />
parlò l’ingegner Giampiero Le<br />
Divelec della EIRA fiorentina,<br />
altra azienda storica italiana; li<br />
si vede entrambi in figura 7-<br />
Va ricordato che il convegno<br />
era stato preceduto da quattro<br />
articoli a firma di Cunietti e<br />
Selvini sul quotidiano locale “La<br />
Prealpina”; articoli che avevano<br />
suscitato molto interesse così<br />
come dimostrano le “lettere”<br />
dei lettori giunte al giornale (5).<br />
Dato il successo ottenuto<br />
dal convegno di Varese, si<br />
sarebbe potuto pensare che le<br />
indicazioni fornite sia dalla<br />
relazione ufficiale che da<br />
quelle invitate, avrebbero<br />
potuto servire di base per<br />
i lavori di cartografia<br />
aerofotogrammetrica<br />
del prossimo successivo<br />
futuro. La relazione<br />
ufficiale venne anche<br />
pubblicata fra le opere<br />
dell’Istituto diretto dal<br />
Fig. 2 - Da sinistra, Selvini, Bonomi, Bensi, Santoni, Trombetti.<br />
professor Solaini; di fatto essa<br />
servì di base per i suggerimenti<br />
che la Commissione Geodetica<br />
Italiana approvò poco dopo,<br />
anche in vista della nascita delle<br />
Regioni e della possibilità che<br />
ne seguisse una “carta tecnica<br />
regionale” in scala 1:5000<br />
uniforme ed estesa a tutto il<br />
Paese, un poco sulla scia della<br />
“Deutsche Grundkarte” (6).<br />
Ma le cose andarono per tutt’altra<br />
via, a perenne disdoro di<br />
una intera classe politica. Con<br />
decreto del 20 marzo 1975, la<br />
Commissione Geodetica Italiana,<br />
fondata il 3 febbraio del<br />
1880, e della quale gli ultimi<br />
tre presidenti furono in ordine<br />
Emanuele Soler, Gino Cassinis<br />
e Antonio Marussi (7) venne dichiarata<br />
“ente inutile” (!), quindi<br />
soppressa con decreto del 4<br />
luglio 1977.<br />
Fig. 3 - In primo piano a destra, Santoni e Vanelli.<br />
A sinistra, Caggiano.<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong> 41
REPORT<br />
Fig. 4 - A palazzo Estense.<br />
Da allora è successo di tutto.<br />
Questa povera Italia, certamente<br />
ben lontana dall’essere<br />
“una d’arme, di lingua, d’altare,<br />
di memorie, di sangue e di cor”<br />
così come se l’era immaginata il<br />
Manzoni, nel mezzo secolo passato<br />
dal convegno di Varese ha<br />
prodotto carte tecniche d’ogni<br />
tipo e aspetto, con scale, tagli e<br />
forme tra le più varie, persino<br />
con stampa a colori coi fondi<br />
della benemerita “Cassa per il<br />
Mezzogiorno”. La “Deutsche<br />
Grundkarte” al cinquemila, ben<br />
vigilata dalla Deutsche Geodätische<br />
Kommission è la stessa<br />
dal Baltico alle Alpi bavaresi.<br />
Da noi si sono visti capitolati<br />
e bandi degni delle “grida”<br />
manzoniane (8) e collaudi di<br />
due paginette scarse, redatte da<br />
chi non sapeva nemmeno quel<br />
che faceva. Governi e Regioni,<br />
amministrazioni locali o meno<br />
e magistrati “l’un contro l’altro<br />
armati”, sono sempre stati<br />
ben lontani dal pensare al<br />
ripristino di una struttura<br />
che portasse all’unificazione<br />
della cartografia nazionale.<br />
Abbiamo assistito<br />
imperterriti a ribassi d’asta,<br />
che fuori dai nostri<br />
confini avrebbero visto<br />
l’immediato intervento di<br />
polizia e magistratura.<br />
Poi tutto si è fermato.<br />
Delle decine di imprese<br />
cartografiche sorte nella<br />
notte come funghi nei<br />
tempi belli in cui le amministrazioni<br />
spendevano e<br />
spandevano, ne sono rimaste<br />
ben poche, che “tirano a<br />
campa’ ” fra le mille difficoltà<br />
offerte da capitolati talvolta<br />
indecifrabili e che vorrebbero<br />
contenere e conciliare tutto di<br />
tutto, salvo che occuparsi della<br />
incertezza metrica del restituito.<br />
E il catasto gioca ancora con il<br />
“puzzle” dei milioni di tipi di<br />
frazionamento da assemblare<br />
in una improbabile nuova carta<br />
(o “banca dati”) omogenea<br />
e perfetta. Speriamo che non<br />
accada quel che successe nel<br />
1777, allorché l’imperiale e<br />
Fig. 6 - Attilio Selvini e Mariano Cunietti.<br />
Fig. 7 - Giampiero Le Divelec e Enrico Vitelli.<br />
regio governo viennese volle<br />
tentare di produrre, riducendo<br />
il catasto Teresiano privo di<br />
inquadramento geodetico, una<br />
omogenea carta militare a scala<br />
ben minore (9).<br />
Fig. 5 - A Villa d’Este: in centro, Brusa Pasqué e Visco. A<br />
sinistra, Pasquale Zabattini dell’IRTA, a destra in secondo<br />
piano i professori Inghilleri e Astori.<br />
42 <strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong><br />
BIBLIOGRAFIA<br />
(1)Selvini, A., Dell’Acqua D., Parente C. Dalla<br />
cascina Malpensa a Malpensa 2000; Rivista del<br />
Dipartimento del Territorio, Roma n.2/1999.<br />
(2) Selvini, A. La base geodetica di Somma fra cronaca<br />
e storia, Rivista del Catasto e dei SS.TT.EE.<br />
Roma, n. 1/1984.<br />
(3)Cunietti, M., Selvini,A. Il collaudo dei rilievi<br />
fotogrammetrici, Bollettino SIFET, Milano,<br />
n.3/1965.<br />
(4)Selvini, A. La discussione sul tema principale del<br />
X Convegno Nazionale SIFET. Bollettino SIFET,<br />
Milano n. 3/1965.<br />
(5)Cunietti, M., Selvini, A. Che cos’é la Fotogrammetria,<br />
La Prealpina, quotidiano, Varese, nn.<br />
6/13/20/27, Marzo 1965.<br />
(6)Selvini, A. Per una carta topografica fondamentale<br />
d’Italia, n.10/68. Le Strade, Milano,<br />
n°10/1968<br />
(7)Selvini, A. Appunti per una storia della<br />
topografia in Italia nel ventesimo secolo. Maggioli<br />
ed., Rimini, 2013.<br />
(8)Selvini, A. Bandi, capitolati e altro. Rivista del<br />
Dipartimento del Territorio, Roma, n°2/2008<br />
(9)Bezoari, G., Selvini,A.Controllo con metodo satellitare<br />
della storica Base geodetica di Somma. Rivista<br />
del Dipartimento del Territorio, Roma, n.2/1995.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
SIFET; Commissione Geodetica Italiana; storia<br />
ABSTRACT<br />
Memories of Professor of the X Congress of SIFET,<br />
organized by Donnini and Caggiano, held in the majestic<br />
Villa Recalcati, to the presence (at that time, unusual)<br />
of Undersecretary for Finance Cesare Bensi, the<br />
President of the National Council of Engineers, Basso<br />
Sergio Brusa Pasqué, and the suppression of the Italian<br />
Geodetic Commission.<br />
AUTORE<br />
Attilio Selvini<br />
Attilio.selvini@polimi.it<br />
già Presidente della SIFET
SOLUZIONI DI GEOPOSIZIONAMENTO<br />
SEMPRE CON VOI<br />
PIANIFICAZIONE > RILIEVO > PROGETTO > LAYOUT > ESECUZIONE > ISPEZIONE<br />
Qualsiasi tipo di progetto, aziende di tutte le dimensioni, qualunque applicazione. Noi abbiamo una gamma completa di soluzioni di<br />
misurazione e posizionamento di precisione per soddisfare tutte le vostre esigenze.<br />
Informatevi su ciò che altri professionisti come voi stanno ottenendo con la tecnologia Topcon.<br />
topconpositioning.com/insights
REPORT<br />
VISU. Il sistema informativo integrato<br />
sulle trasformazioni urbane di Venezia<br />
di Alessandra Ferrighi<br />
Studiare e comprendere i fenomeni legati<br />
alle trasformazioni delle città significa<br />
mettere in relazione dati di diversa<br />
natura. Organizzare le diverse fonti in<br />
database nasce dalla necessità di creare<br />
nuove relazioni e intrecci tra le stesse.<br />
Visualizzare con il GIS la cartografia storica<br />
consente di leggere le trasformazioni<br />
nello spazio e nel tempo grazie alla<br />
georeferenziazione, comparazione e<br />
successivo editing delle modifiche occorse.<br />
Per mettere a sistema queste esigenze è<br />
La città di Venezia dalle Fotografie aeree. Crediti: Università Iuav di Venezia - Archivio Progetti,<br />
Fondo Egle Renata Trincanato, 2.Attività scientifica/5/048, n. 052151.<br />
Fig. 1 –<br />
Schema relazionale<br />
del<br />
sistema VISU<br />
(Ferrighi).<br />
stato creato VISU, il sistema informativo<br />
sviluppato per studiare le dinamiche delle<br />
trasformazioni di Venezia e<br />
della sua Laguna.<br />
Nell’era digitale gli storici<br />
dell’architettura e<br />
della città stanno abbracciando<br />
l’informatica come<br />
strumento per fare ricerca. Le<br />
nuove tecnologie offrono più<br />
efficaci strumenti di indagine e<br />
di interpretazione, di sintesi e di<br />
comunicazione, dei più tradizionali<br />
metodi di studio. Tra le<br />
tecnologie disponibili quelle più<br />
adatte a studiare i fenomeni urbani<br />
ci sono i GIS per le analisi<br />
spazio-temporali, i modelli 3D e<br />
gli strumenti multimediali per la<br />
diffusione dei risultati. Lo studio<br />
della città nasce dall’interpretazione<br />
delle fonti documentarie e<br />
dalle relazioni che si ottengono<br />
intrecciando più fenomeni.<br />
Raccogliere in una banca dati<br />
alfanumerica le informazioni<br />
contenute nei documenti, in<br />
modo strutturato e relazionale,<br />
consente allo studioso di riordinarle,<br />
di valorizzarle attraverso la<br />
produzione di carte tematiche,<br />
comunicando in modo più<br />
efficace gli esiti delle proprie<br />
ricerche.<br />
44 <strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong>
REPORT<br />
Fig. 2 – Alcune fasi legate alle trasformazioni dell’isola di S. Lucia, contrassegnata dal<br />
perimetro rosso, dopo la realizzazione della stazione ferroviaria.<br />
Per mettere in connessione i dati<br />
provenienti dalle fonti documentarie<br />
ai luoghi o agli edifici della<br />
città, legandoli alle trasformazioni<br />
urbane, già da qualche tempo<br />
il gruppo di ricerca Visualizing<br />
Venice (VV) sta lavorando alla<br />
creazione di un sistema informativo<br />
(Ferrighi, 2014). La ricerca<br />
VV si è sviluppata nell’arco degli<br />
ultimi anni e ha visto la partecipazione<br />
di tre università (Duke<br />
University, NC-USA; Università<br />
Iuav di Venezia e Università degli<br />
Studi di Padova) e di numerosi<br />
giovani ricercatori, afferenti<br />
alle stesse, che hanno dapprima<br />
strutturato le banche dati in versioni<br />
β fino a raggiungere la validazione<br />
del sistema informativo<br />
integrato VISU.<br />
Durante il primo anno, in fase<br />
sperimentale, è stata creata una<br />
banca dati (DB T1) con Access di<br />
Microsoft, in back-end e frontend,<br />
senza alcun collegamento<br />
ai dati geografici, ridisegnati<br />
con Autocad per le principali<br />
fasi storiche. Successivamente è<br />
stato adottato FileMaker Pro e<br />
FileMaker Server, perché in uso<br />
allo Iuav, sempre per la banca<br />
dati (DBT2), facendo migrare i<br />
precedenti record provenienti<br />
da Access e implementandone<br />
di nuovi, relativi a nuove aree<br />
studio (definite Cantieri). I dati<br />
geografici sono stati lavorati con<br />
ArcMap 10.1, in versione demo,<br />
senza alcun collegamento al<br />
DBT 2 per problemi di versioni<br />
dei software che non dialogavano<br />
con l’ODBC, se non in<br />
locale.<br />
Il sistema informativo integrato<br />
VISU, oggetto del presente<br />
lavoro, rappresenta un punto<br />
d’arrivo dopo le sperimentazioni<br />
dei primi anni di ricerca. La<br />
creazione di VISU<br />
sta consentendo ai<br />
ricercatori di implementare<br />
le fonti<br />
documentarie<br />
online, di condividerle<br />
al gruppo di<br />
ricerca, di collegare<br />
le stesse fonti agli<br />
oggetti geografici,<br />
grazie all’integrazione<br />
nel sistema<br />
dei due ambienti<br />
di lavoro, il DB<br />
SQL Server tramite<br />
la connessione al<br />
GeoDB.<br />
Il dati del sistema VISU<br />
La strutturazione e l’organizzazione<br />
dei dati provenienti dalla<br />
ricerca documentaria e archivistica<br />
ha comportato una prima<br />
analisi funzionale delle possibili<br />
relazioni tra questi, articolandoli<br />
intorno a due tipologie di dati:<br />
da un lato i dati alfanumerici<br />
derivanti dalle fonti e dall’altra i<br />
dati geografici dei luoghi da indagare.<br />
In ciascuna basi di dati,<br />
sia alfanumerica (Entity DB) che<br />
geografica (Entity GeoDB), le<br />
tabelle sono costituite da campi<br />
che individuano le categorie di<br />
informazioni contenute nelle<br />
fonti. Ogni tabella è messa in<br />
relazione con altre, legando le<br />
informazioni in rapporti univoci<br />
(Figura 1).<br />
Le due componenti (DB e<br />
GeoDB), integrate attraverso<br />
un unico sistema, sono risultate<br />
necessarie perché con la prima<br />
si raccolgono dati documentari<br />
sulle trasformazioni, come ad<br />
esempio quando è stata realizzata<br />
una strada, aperto un canale o<br />
sopraelevato un edificio; con la<br />
seconda si visualizzano le trasformazioni<br />
andandole a editare modificando<br />
gli shape file e gli attributi<br />
relativi. Grazie all’intreccio<br />
delle informazioni e al lavoro<br />
continuo tra l’implementazione<br />
del DB e l’editing nel GeoDB si<br />
Fig. 3 – Schema del flusso delle attività nel sistema VISU (Ferrighi).<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong> 45
REPORT<br />
ottengono le mappe tematiche<br />
sulle trasformazioni (Figura 2)<br />
e nello stesso tempo le relazioni<br />
tra fonti documentarie e luoghi<br />
delle trasformazioni.<br />
Le fonti documentarie e la<br />
banca dati alfanumerica (DB)<br />
Il sistema è stato pensato per raccogliere<br />
dati, come detto, dalle<br />
fonti documentarie, utili allo<br />
studio delle trasformazioni, divise<br />
in due macro categorie: primarie<br />
quando fanno riferimento<br />
a documenti contemporanei<br />
o prossimi agli eventi in esso<br />
contenuti; secondarie quando il<br />
rapporto con le fonti è mediato<br />
dall’interpretazione di un terzo.<br />
A loro volta le fonti raccolte<br />
sono testuali o iconografiche,<br />
cioè possono essere descrittive<br />
attraverso l’uso della parola o l’uso<br />
dell’immagine.<br />
Il focus della raccolta dei dati<br />
origina nella tabella principale<br />
DB_Sources (Figura 1): in essa<br />
sono contenute le informazioni<br />
più rilevanti rispetto a un evento<br />
descritto nel documento che<br />
andrà a costituire un record nel<br />
DB. I contenuti del documento<br />
vengono frammentati e collocati<br />
nei rispettivi campi: dall’autore<br />
del documento, al soggetto, alle<br />
trasformazioni descritte. Alla<br />
tabella principale sono collegate<br />
altre tabelle secondarie che<br />
danno conto della collocazione<br />
archivistica (DB_Collection) o<br />
bibliografica della fonte (DB_<br />
Bibliography); della datazione<br />
rispetto a criteri di date certe o<br />
presunte. Oltre a queste sono<br />
state create altre tabelle alfanumeriche<br />
secondarie, come quella<br />
relativa alle persone, sia naturali<br />
che giuridiche (DB_Natural/<br />
LegalPersons), per le persone o<br />
gli enti che vengono citati nella<br />
fonte, in modo tale da creare<br />
un’anagrafe e poter mettere in<br />
relazione gli eventi con gli attori.<br />
In particolare, per evitare ridondanze<br />
di dati o errori d’implementazione,<br />
sia per la collocazione<br />
archivistica che per la scheda<br />
bibliografica, sono state create 1)<br />
una tabella solo per gli archivi,<br />
ovvero una tabella contenente le<br />
informazioni legate a quell’archivio,<br />
alla sede, all’acronimo, ecc.;<br />
2) una tabella solo per le informazioni<br />
bibliografiche, rispetto<br />
a un criterio di catalogazione che<br />
seguisse standard catalografici<br />
bibliografici. In questo modo,<br />
nel dover collocare la fonte<br />
rispetto a un archivio, si deve<br />
scegliere nell’elenco degli archivi,<br />
se già esistente, oppure compilare<br />
la scheda seguendo i criteri<br />
prestabiliti. Lo stesso vale per il<br />
collegamento alla fonte bibliografica.<br />
Per evitare di inserire più<br />
volte lo stesso libro si è preferito<br />
predisporre una tabella solo per<br />
tali fonti e avere la possibilità di<br />
selezionarne una da un elenco<br />
bibliografico predisposto ad hoc.<br />
Mentre per la datazione della<br />
fonte, certa o presunta come già<br />
accennato, è stata costruita una<br />
tabella che ha consentito di tracciare<br />
il dato attraverso il formato<br />
giorno/mese/anno o il formato<br />
secolo e frazione di secolo specificando<br />
se la datazione è certa<br />
(ovvero dichiarata nella fonte),<br />
presunta (quando non si ha<br />
alcuna certezza), o dedotta (da<br />
relazioni con altri documenti in<br />
relazione cronologica).<br />
La banca dati geografica<br />
(GeoDB)<br />
La banca dati geografica è stata<br />
costruita partendo da dati<br />
esistenti, ricavati dalle carte<br />
tecniche comunali o regionali.<br />
Dalla cartografia attuale sono<br />
stati individuati e selezionati solo<br />
gli strati relativi agli edifici, alle<br />
unità di volume, alle strade, ai<br />
corsi d’acqua, a canali e isole nel<br />
caso specifico lagunare, ovvero<br />
sono stati scelti tutti quegli strati<br />
attraverso i quali si sono potute<br />
tracciare le modifiche geografiche<br />
e localizzare le informazioni<br />
provenienti dal DB alfanumerico<br />
(Figura 1).<br />
Gli strati possono contenere oggetti<br />
puntuali, lineari o poligonali,<br />
e questo dipende dalla scala<br />
di osservazione. Una città può<br />
essere rappresentata da un punto<br />
se osservata alla scala territoriale,<br />
oppure da una moltitudine di<br />
layers corrispondenti agli strati<br />
che la connotano, dal perimetro<br />
dell’area del municipio, alle strade<br />
che la attraversano, ecc. Con<br />
i layers, opportunamente selezionati,<br />
si è costruito il GeoDB<br />
contenente le entità geografiche.<br />
Il GeoDB ha come caratteristica<br />
principale l’aggiunta di due attributi<br />
relativi alla datazione, start<br />
ed end, pensati ad hoc rispetto ai<br />
dati d’origine. Questi due nuovi<br />
attributi aggiungono la quarta<br />
dimensione al GeoDB, ovvero la<br />
dimensione temporale che traccia,<br />
layers su layers e oggetto su<br />
oggetto le trasformazioni, datandole<br />
con le informazioni che derivano<br />
dalle fonti documentarie.<br />
Questa particolare caratteristica<br />
del GeoDB lo ha distinto da<br />
tutte le altre banche dati geografiche:<br />
aggiungere la dimensione<br />
temporale significa visualizzare,<br />
tramite lo strumento della timeline,<br />
le trasformazioni nel tempo,<br />
come meglio si descriverà<br />
più avanti.<br />
Il sistema integrato<br />
La necessità di integrare le tecnologie<br />
Esri con il DB, la banca<br />
dati alfanumerica, è derivata<br />
dall’esigenza di mettere in relazione<br />
le fonti, testuali e iconografiche,<br />
ai luoghi della città e<br />
agli edifici trasformati, così come<br />
già detto. Il DB e il GeoDB<br />
hanno potuto dialogare attraverso<br />
le componenti di ArcGis<br />
Server, utilizzando come chiavi<br />
di ricerca e selezione alcuni degli<br />
attributi presenti nel GeoDB,<br />
come la datazione e il nome del<br />
Cantiere. La complessità dei dati<br />
e delle relazioni derivanti dalle<br />
46 <strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong>
REPORT<br />
fonti documentarie ha spinto<br />
verso un’applicazione web con<br />
dati residenti in una banca dati<br />
relazionale SQL Server.<br />
La struttura dei dati così organizzata<br />
ha consentito di mettere<br />
in relazione le entità del DB e<br />
quelle del GeoDB. Durante il<br />
processo si è trattato di compiere<br />
continui passaggi da una banca<br />
dati all’altra, come quando una<br />
fonte documenta un evento -<br />
ad esempio, un edificio viene<br />
ampliato con la costruzione di<br />
un portico su strada - si devono<br />
compilare i record relativi a<br />
quell’evento nel DB e andare a<br />
modificare in pianta gli shape<br />
coinvolti nel GeoDB, relativi<br />
a quell’edificio e alle unità di<br />
volume interessate, ma anche<br />
gli altri layers geograficamente<br />
contigui, come gli spazi aperti,<br />
le strade, ecc., collegando tutti<br />
i dati (Figura 3). Le tecnologie<br />
Esri sono state utilizzate in VV<br />
per lo studio delle trasformazioni<br />
urbane attraverso 1) la creazione<br />
dei GeoDB da ArcCatalog, 2) la<br />
georeferenziazione della cartografia<br />
storica con ArMap insieme<br />
3) all’editing per disegnare le<br />
modifiche da apportare ai luoghi<br />
fisici trasformati nel tempo, 4)<br />
la visualizzazione dei tematismi<br />
e, infine, 5) la modellazione 3D,<br />
generata da ArcScene, e rimodellata<br />
con software dedicati al disegno<br />
3D e alla renderizzazione.<br />
Lo strumento Georeferencing<br />
di ArcMap è stato utilizzato in<br />
via preliminare per studiare le<br />
trasformazioni nel tempo grazie<br />
all’interpretazione derivante<br />
dalla georeferenziazione della<br />
cartografia storica. Questa è<br />
stata indagata per confronto allo<br />
stato attuale, andando a ritroso<br />
nel tempo, ridisegnando con<br />
lo strumento di Editing ogni<br />
singolo cambiamento spaziale<br />
e contestualmente segnalando<br />
negli attributi temporali l’inizio<br />
e la fine delle azioni legate alle<br />
trasformazioni.<br />
L’implementazione del<br />
sistema VISU<br />
Il modello dei dati (sia alfanumerico<br />
DB che geografico<br />
GeoDB), l’analisi funzionale di<br />
questo, il diagramma delle tabelle<br />
con le relazioni e i relativi<br />
attributi sono stati gestiti con<br />
Microsoft Visio. In seguito si è<br />
proceduto parallelamente lavorando<br />
sia sul piano del DB che<br />
su quello del GeoDB: da un lato<br />
Fig. 4 – Maschera per l’inserimento delle risorse documentarie.<br />
progettando le GUI dall’altro<br />
organizzando il GeoDB di Default<br />
e le viste.<br />
Per il DB sono stati decisi i<br />
privilegi di accesso degli utenti<br />
creando tre diverse tipologie e<br />
alcune regole condivise dal gruppo<br />
di ricerca. Tre le categorie:<br />
1) Admin - l’amministratore<br />
del sistema con tutti i privilegi,<br />
dall’abilitare nuovi utenti, predispone<br />
le schede Cantiere, al<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong> 47
REPORT<br />
verificare i contenuti di ciascuna<br />
scheda creata dai singoli ricercatori;<br />
2) User – compilatori delle<br />
schede che possono scrivere e<br />
modificare i loro record, vedere<br />
quelle degli altri ricercatori del<br />
Cantiere, ma non modificarle<br />
(al fine di rendere responsabile<br />
ciascun ricercatore della propria<br />
implementazione); 3) Guest – il<br />
ricercatore che può vedere i dati<br />
di Cantiere in Cantiere, ma<br />
che non può modificare nulla.<br />
Nell’organizzare le banche dati si<br />
è scelto di continuare a lavorare<br />
per aree studio (Cantieri) e di<br />
filtrare l’inserimento e la visualizzazione<br />
dei dati attraverso questo<br />
criterio. Per cui ogni ricercatore<br />
può avere il controllo solo su i<br />
dati relativi al suo progetto di<br />
ricerca. Terminata questa fase<br />
preliminare si è sviluppata l’interfaccia<br />
utente (GUI). I componenti<br />
sono stati limitati a quelli<br />
necessari per la navigazione e<br />
all’implementazione dei dati, gli<br />
eventi sono stati invece predisposti<br />
in relazione alle azioni che<br />
ciascun utente poteva compiere e<br />
alle azioni che collegavano, attraverso<br />
le viste, i dati del DB con<br />
quelli del GeoDB, per consentire<br />
l’estrazione solo delle informazioni<br />
da collegare al record.<br />
Ogni maschera corrisponde a<br />
una tabella del modello dei dati<br />
alfanumerici. La maschera per<br />
l’inserimento delle risorse documentarie<br />
(Sources) è quella<br />
più complessa, sia perché ha<br />
molti campi, sia perché è collegata<br />
con tutte le altre tabelle<br />
in relazioni del tipo uno-a uno<br />
o uno-a molti (Figura 4). Nella<br />
compilazione, solo per alcuni<br />
campi si è offerta la possibilità<br />
dell’auto-completamento del testo<br />
al fine di evitare al data-entry<br />
di riscrivere sempre la stessa cosa<br />
o di scriverla in modi diversi.<br />
Alcuni campi sono stati resi<br />
obbligatori per la creazione del<br />
record, come il tipo di fonte, se<br />
testuale o iconografica, e il titolo<br />
della fonte. Mentre altri campi,<br />
come la datazione, sono stati<br />
necessari alla creazione del filtro<br />
per il collegamento alla banca<br />
dati geografica. Ovvero, si possono<br />
collegare record a un oggetto<br />
solo se nella tabella delle viste,<br />
create dal GeoDB di default,<br />
sono stati compilati gli attributi<br />
del Cantiere con la stessa stringa<br />
di testo che identifica il Cantiere<br />
nel DB. Ad esempio, se alcuni<br />
edifici appartengono al Cantiere<br />
“ScuoleGrandi”, tutti gli edifici<br />
di quella tipologia avranno compilato<br />
l’attributo cantiere con la<br />
stringa “ScuoleGrandi”.<br />
Da questa maschera possono<br />
essere collegati record di altre<br />
tabelle (Collection e Bibliography),<br />
qualora già presenti,<br />
oppure aprire la relativa maschera<br />
d’implementazione e<br />
aggiungere nuovi record e poi<br />
attribuirli alla scheda della risorsa<br />
documentaria. A questi vanno<br />
aggiunti anche i dati della tabella<br />
People (relazione uno-a molti)<br />
che consentono di collegare la<br />
persona (sia fisica che legale) citata<br />
nel documento, garantendo<br />
la compilazione dell’anagrafica<br />
delle persone. Per cui, è possibile<br />
vedere in quali documenti è<br />
citato un personaggio determinandone<br />
il ruolo, ad esempio in<br />
qualità di proprietario di bene o<br />
in qualità di decisore di una trasformazione<br />
legata a quel bene.<br />
Contestualmente sono state<br />
tracciate le trasformazioni<br />
urbane nelle aree di ciascun<br />
cantiere. Il GeoDB di default è<br />
stato ‘versionato’, ovvero sono<br />
state create tante versioni quanti<br />
sono i ricercatori che studiano<br />
quelle aree urbane, e, tramite un<br />
processo ormai sperimentato e<br />
validato dal gruppo di ricerca,<br />
si è proceduto all’editing delle<br />
trasformazioni (Ferrighi 2013,<br />
Ferrighi 2014, Ferrighi 2015).<br />
Ogni oggetto geografico è stato<br />
ridisegnato sulla base della georeferenziazione<br />
della cartografia<br />
storica, sull’interpretazione del<br />
dato che ne risulta, e successivamente<br />
compilata la tabella con i<br />
relativi attributi temporali.<br />
Questa procedura ha consentito<br />
la relazione delle fonti storiche<br />
con gli oggetti geografici, quali<br />
edifici o spazi pubblici, ad esempio.<br />
Spazio e tempo sono uniti<br />
in una nuova relazione attraverso<br />
le fonti documentarie che danno<br />
testimonianza degli eventi che<br />
appartenerono alla storia di quei<br />
luoghi.<br />
Conclusioni<br />
Le aree individuate all’interno<br />
della città (Cantieri) sono legate<br />
a filoni di ricerca del gruppo<br />
VV, queste hanno prodotto ‘a<br />
macchia di leopardo’ gli studi<br />
sulle trasformazioni della città<br />
di Venezia e della sua Laguna. Il<br />
sistema VISU è stato implementato<br />
con i dati legati a queste<br />
aree, ma è da considerarsi aperto<br />
tant’è che nel GeoDB sono state<br />
inserite aree geografiche molto<br />
più ampie del confine amministrativo<br />
di Venezia, come la<br />
città di Padova, altre del veneto<br />
e del Friuli perché collegate a<br />
una ricerca sulla storia degli<br />
Ebrei durante il dominio della<br />
Serenissima (nel <strong>2016</strong> si celebreranno<br />
i 500 anni dall’istituzione<br />
del primo ghetto in Italia).<br />
La versatilità del sistema consente,<br />
infatti, di implementare<br />
qualsiasi dato documentario<br />
purché lo si possa collegare ad<br />
oggetti geografici. Questi vanno<br />
cercati nelle forme di shape file<br />
e integrati nel GeoDB esistente,<br />
dopo che le relative tabelle sono<br />
state rese consistenti alle altre di<br />
analoga natura.<br />
La fase successiva prevederà dei<br />
test con ArcGis online per la<br />
visualizzazione delle fonti archivistiche<br />
tramite la cartografia<br />
digitale. Il tentativo sarà quello<br />
di utilizzare il web-GIS per interrogare<br />
la banca dati e fare altre<br />
e nuove considerazioni sulla den-<br />
48 <strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong>
sità dei documenti in alcuni<br />
momenti storici piuttosto<br />
che in alcuni luoghi della<br />
città; oppure consentirà di<br />
vedere dove hanno operato<br />
alcune Magistrature o maestranze<br />
in città, creando<br />
tematismi ad hoc.<br />
Ringraziamenti<br />
La presente ricerca è stata<br />
possibile grazie al finanziamento<br />
della Regione del Veneto.<br />
La Giunta Regionale<br />
con Delibera n. 1083 del<br />
28 giugno 2013 ha finanziato<br />
il progetto “VISU<br />
- Visualizzare lo spazio<br />
urbano” presentato in data<br />
29 aprile 2013 (prot. n.<br />
179208) dalla prof. Donatella<br />
Calabi dell’Università<br />
Iuav di Venezia (http://bur.<br />
regione.veneto.it/BurvServices/Pubblica/DettaglioDgr.<br />
aspx?id=252883).<br />
Il laboratorio VISU, costituitosi<br />
grazie allo stesso finanziamento,<br />
è formato da<br />
assegnisti di ricerca (Chiara<br />
Di Stefano, Cristiano<br />
Guarneri, Elisa Bastianello,<br />
Gianmario Guidarelli,<br />
Ludovica Galeazzo, Martina<br />
Massaro) che hanno<br />
collaborato alla validazione<br />
del Sistema VISU, i cui<br />
responsabili scientifici sono<br />
i professori Donatella Calabi,<br />
Francesca Castellani,<br />
Francesco Guerra e Guido<br />
Zucconi. Il coordinamento<br />
del gruppo è stato affidato<br />
ad Alessandra Ferrighi.<br />
Il Sistema VISU è stato<br />
sviluppato dalla società Fine<br />
Tuning Consulenza Integrata<br />
srl (www.finetuning.<br />
it) con il supporto di Pmax<br />
Soluzioni Informatiche di<br />
Paolo Massussi (Roma) per<br />
la parte di sviluppo legata<br />
ad ArcGis. Il Server e lo<br />
spazio Server sono stati<br />
messi a disposizione da Cineca<br />
per lo Iuav. Francesco<br />
Contò e Mauro Calderan<br />
del Sistema dei Laboratori<br />
dello Iuav hanno seguito<br />
la parte relativa alle licenze<br />
Esri e al server.<br />
Il Sistema VISU è parte<br />
integrante della ricerca internazionale<br />
Visualizing Venice<br />
(visualizingvenice.org)<br />
istituita tra la Duke University<br />
(NC-USA), l’Università<br />
degli Studi di Padova e l’Università<br />
Iuav di Venezia.<br />
REPORT<br />
BIBLIOGRAFIA<br />
Ferrighi, A. (2012). Visualizing Venice. New technologies for urban history, Giornale<br />
Iuav, 123.<br />
Ferrighi, A. (2013). Visualizing Venice: A Series of Case Studies and a Museum on the<br />
Arsenale’s virtual history. In Calabi, D. (Ed), Built City, designed City, Virtual City. The<br />
Museum of the City. Rome, IT: CROMA, Roma Tre.<br />
Ferrighi, A (2013). Un HGIS per lo studio delle trasformazioni urbane: Venezia<br />
come caso studio. 14 a Conferenza italiana Utenti Esri, Roma, http://www.esriitalia.<br />
it/test/images/Atti_14aConferenza/Lavori/Alessandra_Ferrighi.pdf.<br />
Ferrighi, A (2013). Città, Spazio e Tempo. L’applicazione di un HGIS per la storia<br />
urbana. In Cerasoli, M. (Ed), Città e territorio virtuale, Libro degli abstract, Roma,<br />
IT: Università degli Studi di Roma Tre.<br />
Ferrighi, A (2014). La storia della città attraverso le ICT. In Tamborrino, R. and<br />
Zucconi, G. (Ed), Lo spazio narrabile. Scritti di storia della città in onore di Donatella<br />
Calabi. Macerata, IT: Quodlibet Studio.<br />
Galeazzo, L. and Pedron, M. (2014). Dinamiche di trasformazione urbana: l’insula<br />
dell’Accademia a Venezia tra ricostruzione storica e percezione visiva. In Buccaro, A. and De Seta, C.,<br />
Città mediterranee in trasformazione. Identità e immagine del paesaggio urbano tra Sette e Novecento.<br />
Napoli, IT: Edizione Scientifiche Italiane.<br />
Ferrighi, A. (2015). Cities Over Space and Time: Historical GIS for Urban History. In Brusaporci,<br />
S. (Ed), Emerging Digital Tools for Architectural Surveying, Modeling, and Representation. Hershey,<br />
USA: IGI Global.<br />
Ferrighi, A. (2015). Urban history through new technologies.Visualizing Venice, a pilot<br />
project. In Tamborrino, R., Digital Urban History. Telling the History of the City at the<br />
age of the ICT Revolution. Roma, IT: CROMA, Roma Tre.<br />
PAROLE CHIAVE<br />
Storia urbana; Venezia; Sistema Informativo<br />
ABSTRACT<br />
Studying and understanding the phenomena connected with the transformations<br />
of a city means correlating widely different data. Organising the sources<br />
into databases is a way to address the need to create new relationships and interconnections<br />
between them. Visualising historic cartography with GIS makes it<br />
possible to read the transformations in time and space, thanks to the georeferencing,<br />
comparison and subsequent editing of the changes that have occurred.<br />
VISU, the information system used to study the dynamics of the transformations<br />
of Venice and its Lagoon, was developed to address these needs.<br />
VISU was perfected using several technologies, including the alphanumeric database<br />
created with DB SQL Server, and the geographic one created with Arc-<br />
GIS Desktop. In fact there are two integrated platforms: the browser, where<br />
the sources are accessed and linked to the geographical objects; the GIS, in the<br />
version created by the Default GeoDB, where the transformations are edited<br />
and the time attributes of the shapes are compiled, to be used as filters to load<br />
the DB Geolayer tables. This system makes it possible to link geographical data<br />
(shapefile of a building) with data (texts and images associated with said building),<br />
which are in turn linked to the bibliographical or archival sources.<br />
AUTORE<br />
Alessandra Ferrighi<br />
ferrighi@iuav.it<br />
Università Iuav di Venezia<br />
<strong>GEOmedia</strong> n°3-<strong>2016</strong> 49
AGENDA<br />
29-30 settembre <strong>2016</strong><br />
EUROGEO <strong>2016</strong><br />
Malaga (Spain)<br />
www.geoforall.it/kawfk<br />
30 settembre <strong>2016</strong><br />
Notte europea dei ricercatori<br />
Frascati<br />
www.geoforall.it/kaykd<br />
30 settembre - 1 ottobre <strong>2016</strong><br />
Dronitaly The Pro&Fun Drone<br />
Show<br />
Modena Fiere<br />
www.geoforall.it/kxuu4<br />
4-6 ottobre <strong>2016</strong><br />
TECHNOLOGY for ALL <strong>2016</strong><br />
Roma<br />
www.geoforall.it/kawfa<br />
7-9 ottobre <strong>2016</strong><br />
Hackathon Open Data con<br />
partner tecnologico IBM<br />
Ravenna<br />
www.geoforall.it/k9hk8<br />
7 - 9 ottobre <strong>2016</strong><br />
ArcheoFOSS <strong>2016</strong><br />
Cagliari<br />
www.geoforall.it/k9dp3<br />
11-13 ottobre<br />
INTERGEO <strong>2016</strong><br />
Hamburg (Germania)<br />
www.geoforall.it/kaxhh<br />
12-14 ottobre <strong>2016</strong><br />
Open Source Geospatial<br />
Research Education Symposium<br />
#OGRS<strong>2016</strong><br />
Perugia<br />
www.geoforall.it/kauka<br />
14-15 ottobre <strong>2016</strong><br />
Age of Drones Expo Postponed<br />
Hamburg (Germany)<br />
www.geoforall.it/kxkw6<br />
17-18 Ottobre Lainate<br />
Smart Mobility World<br />
Milano<br />
www.geoforall.it/k9u4q<br />
19-21 ottobre <strong>2016</strong><br />
GEOMETOC Workshop:<br />
Geospatial, Hydrometerological<br />
and GNSS<br />
Prague, Czech Republic<br />
www.geoforall.it/kaxhc<br />
20-21 ottobre <strong>2016</strong><br />
5th International FIG 3D<br />
Cadastre Workshop<br />
Atene (Grecia)<br />
www.geoforall.it/kaxq9<br />
20-21 ottobre <strong>2016</strong><br />
11th 3D Geoinfo Conference<br />
Atene (Grecia)<br />
www.geoforall.it/kaxqw<br />
25-26 ottobre <strong>2016</strong><br />
Satellite Masters Conference<br />
Madrid (Spain)<br />
www.geoforall.it/k9u4h<br />
26-30 Ottobre <strong>2016</strong><br />
TOPCART <strong>2016</strong> XI Congreso<br />
Internacional de Geomática y<br />
Ciencias de La Tierra<br />
Toledo (Spagna)<br />
www.geoforall.it/k3ydc<br />
31 ottobre - 4 novembre <strong>2016</strong><br />
OSTST Altimetry<br />
Rochelle (France)<br />
www.geoforall.it/kxxpw<br />
8-10 novembre <strong>2016</strong><br />
XX° Conferenza ASITA<br />
Cagliari<br />
www.geoforall.it/k9h4a<br />
16-17 novembre <strong>2016</strong><br />
ITSNT <strong>2016</strong> International<br />
Technical Symposium on<br />
Navigation and Timing<br />
Toulose (France)<br />
27-28 aprile 2017<br />
GISTAM 2017 3rd International<br />
Conference on Geographical<br />
Information Systems Theory,<br />
Applications and Management<br />
Porto (Portugal)<br />
www.geoforall.it/kx9wx<br />
29 maggio - 2 giugno<br />
FIG Working week 2017<br />
Helsinki (Finlandia)<br />
www.geoforall.it/kaxhr<br />
25 giugno-1 luglio 2017<br />
XXX International Geodetic<br />
Student Meeting<br />
Zagreb (Croatia)<br />
www.geoforall.it/kxpff<br />
TEOREMA SRL<br />
MILANO:<br />
Dal 1986 Teorema srl lavora<br />
a fianco dei professionisti<br />
fornendo la tecnologia topografica<br />
più avanzata, la migliore<br />
formazione tecnica,<br />
ed una accurata assistenza<br />
post-vendita, per rendere affidabile<br />
e produttivo il vostro lavoro.<br />
LASER SCANNER LEICA HDS P16 P30 P40<br />
La scelta giusta<br />
I nuovi laser scanner Leica, sono la scelta giusta, sia che vi occorra una rappresentazione<br />
dettagliata di una facciata, una planimetria in 2D o dati in 3D,<br />
per l’integrazione della modellazione BIM.<br />
Performance elevate<br />
I sistemi Leica ScanStation, offrono dati 3D della massima qualità, con funzionalità<br />
di imaging HDR, una velocità di scansione pari a 1 milione di punti<br />
al secondo e distanze sino a 270 m. L’ottima precisione angolare, abbinata ad<br />
un rumore ridotto, la compensazione biassiale e le funzioni topografiche incorporate,<br />
garantiscono nuvole di punti a colori, precise, ricche di dettagli e<br />
mappate realisticamente.<br />
Riduzione dei tempi di inattività<br />
Grazie alla sua struttura resistente ed alla classificazione IP54, potrete operare<br />
con affidabilità e produttività nelle condizioni ambientali più difficili.<br />
www.geomatica.it • www.disto.it • www.termocamere.com<br />
Via A. Romilli, 20/8 • 20139 Milano • Tel. 02 5398739 • teorema@geomatica.it
FIBER MANAGER ®<br />
TUTTA LA TUA RETE A PORTATA DI MANO<br />
GESTISCI L’INFRASTRUTTURA CON UN SOLO GEODATABASE INTEGRATO<br />
Con FiberManager® puoi gestire le reti di telecomunicazione con un unico geodatabase che consente la<br />
visione globale ed integrata dell’intera infrastruttura di rete. In questo modo hai a disposizione uno strumento<br />
di business intelligence geografica centralizzato, da cui puoi estrarre tutti i report, gli schemi e i documenti<br />
necessari a progettare, costruire, sviluppare e gestire la tua rete nel modo più efficace possibile.<br />
FiberManager® mette a fattor comune la piattaforma GIS leader nel mondo con il modello dati e le funzionalità<br />
smart implementate da una community network di aziende di telecomunicazioni operanti in vari paesi nel<br />
mondo.<br />
FiberManager® è una verticalizzazione della suite ArcFM® di Schneider Electric, di cui Sinergis è rivenditore<br />
esclusivo in Italia.<br />
www.sinergis.it