GEOmedia 4 2018

Rivista bimestrale - anno XXII - Numero 4/2018 - Sped. in abb. postale 70% - Filiale di Roma
TERRITORIO CARTOGRAFIA
GIS
CATASTO
3D
INFORMAZIONE GEOGRAFICA
FOTOGRAMMETRIA
URBANISTICA
GNSS
BIM
RILIEVO TOPOGRAFIA
CAD
REMOTE SENSING SPAZIO
EDILIZIA
WEBGIS
UAV
SMART CITY
AMBIENTE
NETWORKS
LiDAR
BENI CULTURALI
LBS
Lug/Ago 2018 anno XXII N°4
La prima rivista italiana di geomatica e geografia intelligente
Uno Standard per
il Monitoraggio GNSS
REPORT DA
INTERGEO 2018
ESPERIENZE ITALIANE SUL
DISSESTO IDROGEOLOGICO
AEROSPAZIO: NUOVE
PROSPETTIVE TECNOLOGICHE

Porta il #fresh surveying nel tuo business con
innovazioni uniche e pratiche di GeoMax
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Banche dati delle Infrastrutture pubbliche
come i cataloghi dei Monumenti
È stata istituita la ANSFISA, l'Agenzia nazionale per la sicurezza delle ferrovie e delle infrastrutture stradali e
autostradali che, con decorrenza 1° gennaio 2019, ha il compito di garantire la sicurezza del sistema ferroviario
nazionale e delle infrastrutture stradali e autostradali.
È stato istituito l’AINOP, l'archivio informatico nazionale delle opere pubbliche, dei ponti, viadotti, cavalcavia
stradali, strade, ferrovie, metropolitane, aeroporti, dighe, acquedotti, gallerie ferroviarie e stradali, porti e
infrastrutture portuali ed edilizia pubblica.
Per ognuna delle citate opere pubbliche dovranno essere acquisiti i dati tecnici, progettuali e di posizione
con analisi storica del contesto e delle evoluzioni territoriali, i dati amministrativi riferiti ai costi sostenuti
e da sostenere, i dati sulla gestione dell'opera anche sotto il profilo della sicurezza; lo stato e il grado di
efficienza dell'opera e le attività di manutenzione ordinaria e straordinaria, compresi i dati relativi al controllo
strumentale dei sistemi di ritenuta stradale in acciaio o in cemento, la collocazione dell'opera rispetto alla
classificazione europea, i finanziamenti, lo stato dei lavori, la documentazione fotografica aggiornata, il
monitoraggio costante dello stato dell'opera anche con applicativi dedicati, sensori in situ e rilevazione
satellitare, il sistema informativo geografico per la consultazione, l'analisi e la modellistica dei dati relativi
all'opera e al contesto territoriale.
E’ stato istituito lo IOP, un codice identificativo della singola opera pubblica, che contraddistingue e identifica
in maniera univoca l'opera medesima riportandone le caratteristiche essenziali e distintive quali la tipologia,
la localizzazione, l'anno di messa in esercizio e l'inserimento dell'opera nell'infrastruttura. A ciascuna opera
pubblica, identificata tramite il Codice IOP, sono riferiti tutti gli interventi di investimento pubblico,
realizzativi, manutentivi, conclusi o in fase di programmazione, progettazione, esecuzione, che insistono
in tutto o in parte sull'opera stessa, tramite l'indicazione dei rispettivi Codici Unici di Progetto (CUP), di
cui all'art. 11 della legge 16 gennaio 2003, n. 3. L'AINOP, attraverso la relazione istituita fra Codice IOP e
CUP, assicura l'interoperabilità con la BDAP, istituita presso la Ragioneria Generale dello Stato - Ministero
dell'economia e delle finanze.
Il dettato legislativo del cosiddetto Decreto Genova aggiunge che si attiverà in via sperimentale, un sistema
di monitoraggio dinamico da applicare alle infrastrutture stradali e autostradali, quali ponti, viadotti, rilevati,
cavalcavia e opere similari, individuate dal Ministero stesso con apposito decreto, che presentano condizioni
di criticità connesse al passaggio di mezzi pesanti. A tal fine, i gestori delle opere dovranno dotarsi di appositi
apparati per operare il controllo strumentale costante delle condizioni di sicurezza delle infrastrutture stesse
anche utilizzando il Building Information Modeling - BIM. Il citato Sistema di monitoraggio dinamico per la
sicurezza delle infrastrutture stradali e autostradali in condizioni di criticità reca l'identificazione delle opere
soggette a monitoraggio tramite il Codice IOP.
L’ambita Banca Dati delle opere seguirà probabilmente l’esperienza del Catalogo Unico delle opere d’arte,
gestita dall’ICCD del MiBAC, avviando campagne di documentazione, rilievi, analisi e monitoraggio dello
stato di conservazione, in analogia a quanto effettuato sempre dal MiBAC per la Conservazione e il Restauro
dei Monumenti.
E se pensiamo che molte di queste opere iniziano ad essere abbastanza anziane per poter ambire ad essere
considerate alla stregua dei monumenti, probabilmente qualche riflessione dovremmo porcela sul perchè si
distrugga un’opera d’arte, come il viadotto Polcevera di Genova, solo perché non è stata effettuata la relativa
manutenzione.
Anche il Colosseo è parzialmente crollato, ma non per questo si demolisce tutto.
Buona lettura,
Renzo Carlucci

In questo
numero...
FOCUS
REPORT
LE RUBRICHE
Sistemi di
monitoraggio
gnSS di strutture,
infrastrutture e
territorio: uno
Standard
di Fernando Sansò,
Ludovico Biagi, Caldera
Stefano, Lisa Pertusini
6
28 MERCATO
46 AGENDA
18
Esperienze italiane
sul Dissesto
Idrogeologico
tra Normativa ed
Attuazione
di Giuseppina Monacelli,
Olimpia Spiniello
In copertina un momento
del workshop sul campo a
Roma per il “Technology
for All 2018”, quinta
edizione del forum dedicato
all’innovazione tecnologica
per il territorio e l’ambiente,
i beni culturali e le smart city,
dove è stato effettuato un
campionamento di rilievo ad
alta tecnologia di una porzione
delle Mura Aureliane nei pressi
della Piramide.
Lo strumento inquadrato,
ScanFly di 3D TARGET, è un
sistema LiDAR affidabile, che
utilizza la tecnologia Velodyne
LiDAR per applicazioni di
acquisizione della realtà da
piattaforme aeree, terrestri e
marine.
30
Nuove
Prospettive
Tecnologiche e
di Servizio per
l’Areospazio
di Giovanni Nicolai
geomediaonline.it
GEOmedia, bimestrale, è la prima rivista italiana di geomatica.
Da 20 anni pubblica argomenti collegati alle tecnologie dei
processi di acquisizione, analisi e interpretazione dei dati,
in particolare strumentali, relativi alla superficie terrestre.
In questo settore GEOmedia affronta temi culturali e tecnologici
per l’operatività degli addetti ai settori dei sistemi informativi
geografici e del catasto, della fotogrammetria e cartografia,
della geodesia e topografia, del telerilevamento aereo e
spaziale, con un approccio tecnico-scientifico e divulgativo.

INSERZIONISTI
3DTarget 29
Report da
Intergeo 2018
34
di Giacomo Uguccioni
aerRobotix 12
Epsilon 39
Esri Italia 27
Geogrà 16
Geomax 2
Getac 48
GIS3W
Gter 28
Planetek Italia 17
Stonex 47
Studio SIT 15
SIT Open Source
per la divulgazione
e la gestione delle
42
Teorema 46
Topcon 45
informazioni in ambito
naturalistico
di Walter Lorenzetti,
Leonardo Lami, Francesco
Boccacci, Davide Alberti
41
l'aerofototeCa
nazionale
raCConta…
l'italia dal Cielo,
Il satellite Sentinel-2 del
programma europeo Copernicus
per il monitoraggio
del territorio, ci porta sopra
Sharm El Sheik, in Egitto con
una immagine acquisita in
data 11 aprile 2017. Famoso
resort dell’estremo meridionale
della Penisola del Sinai,
questa striscia costiera che si
estende lungo il Mar Rosso
è costellata di bar, ristoranti
ed alberghi. Si ritiene che
nell’antichità sia i greci che i
romani trascorressero le loro
vacanze in Egitto, già a partire
dal IV Secolo a.C.
Credits: modified Copernicus
Sentinel data (2017), processed
by ESA
tra gUerra
fredda e booM
eConoMiCo di
FRANCESCA POMPILIO
una pubblicazione
Science & Technology Communication
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Rivista fondata da Domenico Santarsiero.
Numero chiuso in redazione il 30 ottobre 2018.

FOCUS
Sistemi di monitoraggio GNSS di strutture,
infrastrutture e territorio: uno Standard
di Fernando Sansò, Ludovico Biagi, Caldera Stefano, Lisa Pertusini
L’esperienza di uno
spin-off del Politecnico
di Milano nella Ricerca
e Sviluppo di soluzioni
innovative nel campo
del monitoraggio GNSS
a basso costo
Fig. 1 - Monitoraggio di un ponte: nella configurazione a) si vedono solo le deformazioni
della struttura, nella configurazione b) si vede anche lo spostamento del ponte rispetto
all’ambiente circostante.
“Ho insegnato per oltre 10 anni un corso
dal titolo Topografia e fenomeni aleatori,
dedicato agli studenti del Corso di laurea
in Ingegneria Civile del Politecnico di
Milano. Scopo principale del corso era far
comprendere il nesso profondo esistente
tra tecnologie topografiche/geodetiche per
il rilevamento degli spostamenti di punti
e metodi statistici di analisi dei dati per
valutare la significatività e la regolarità o
meno di segnali di deformazione nel tempo.
Dopo molti anni di ricerca e di esperienza
nel settore, con l’avvento di strumenti
satellitari (GNSS) sento la necessità di
proporre uno standard per la messa in
opera di un sistema di monitoraggio
GNSS che non sia visto come una pura
installazione di hardware (HW) più o
meno tecnologicamente avanzato. Faccio
questo, con colleghi coautori dell’articolo,
sia nella mia veste di Professore Emerito
del Politecnico di Milano, che di Presidente
di GReD, uno spin-off del Politecnico
che lavora da 6 anni nel campo del
monitoraggio. In particolare tutti i dati dei
sistemi di monitoraggio discussi nell’articolo,
nonché molte delle soluzioni concrete date
alle questioni di analisi dei dati, sono basate
sull’esperienza fatta con GReD”.
Fernando Sansò
Il monitoraggio geodetico
per punti
Ci proponiamo nei prossimi
paragrafi di dimostrare con
diversi esempi che le osservazioni
GNSS, anche eseguite con
strumenti di costo assai basso
(Low Cost, LC) sono competitive
con quelle classiche quanto
a precisione, ma sono anche
capaci di dare una immagine
continua nel tempo dello spostamento
dei punti, agendo in
modo totalmente automatico,
Fig. 2 - Uno schema a stella per
il monitoraggio di {P 1
,P 2
,P 3
} con
riferimento in Q a sua volta monitorato
da stazioni di un servizio
permanente, S 1
e S 2
.
connettendo punti tra loro non
visibili, in tutte le condizioni di
tempo e fornendo informazioni
utili con una latenza fino ad
un’ora.
Passeremo poi a fissare i requisiti
(gli standard) che devono
essere soddisfatti affinché un
sistema di monitoraggio fornisca
i risultati di accuratezza,
affidabilità e latenza richiesti
dall’utenza.
Lo scopo finale del monitoraggio,
tralasciando gli aspetti
6 GEOmedia n°4-2018

FOCUS
geofisici che sono al di fuori
del tema di questo articolo, è
in questo ambito quello della
prevenzione/mitigazione dei
danni provenienti da rischi di
tipo strutturale e/o naturale,
specie in ambito geotecnico e
idrogeologico. Intendiamo qui
focalizzarci su casi in cui la rete
di monitoraggio sia contenuta
in un’area di diametro massimo
di 10 km.
Sebbene i comportamenti fisici
di una struttura e di una porzione
di terreno siano in genere
assai diversi, all’approssimarsi
di un evento disastroso si manifestano
caratteristiche simili
tra loro. Tipico è che l’oggetto
del monitoraggio presenti sia
un moto lento e regolare, su
scale lunghe di tempo (tra alcuni
giorni e alcuni anni) che
comunque assume una forma
statisticamente stazionaria, sia
un moto a scala di tempo più
breve, spesso legato a fattori
ambientali quale la temperatura,
ma comunque stazionario, e che
in presenza di qualche fattore
scatenante (ad esempio l’accumulo
di affaticamento di una
struttura o la presenza di una
pioggia intensa su una frana)
esca dal regime stazionario accelerando
il proprio moto, fino a
raggiungere un momento di rottura
con un moto discontinuo
che segnala il sopraggiungere di
un disastro.
Queste osservazioni permettono
di definire alcuni requisiti
importanti del monitoraggio
in continuo. L’andamento a
tempi lunghi potrà essere colto
con serie temporali di una soluzione
al giorno. L’accuratezza
delle coordinate della soluzione
giornaliera dovrà stare tra 1 e 2
millimetri, così che il modello
di trend abbia uno s.q.m. della
previsione submillimetrico.
Questo dovrebbe permettere
di recepire deviazioni dal moto
di fondo in tempi che vanno
Fig. 3 - Andamento dell’indice 〖GF (t+1)
-〖G 〗t
per un ricevitore LC ed un satellite,
della durata di 4440 epoche (ogni 5 s), corrispondenti a circa 6 ore di tracciamento;
la media dell’indice è -2 mm e lo s.q.m. è di circa 50 cm. Si distinguono alcuni
spike che potrebbero corrispondere a grandi c.s.
Fig. 4 - L’indice ∆ t
∂L per una stazione e tutti i satelliti in vista; sulle ascisse il
numero di epoche (ogni 30 s) e sulle ordinate l’indice in metri. Risulta evidente
un grande c.s. per uno dei satelliti in vista, all’epoca 200, pari a -13Λ.
del disegno della rete dei ricevitori
GNSS.
Hardware
Diciamo subito che nel monitoraggio
locale è opportuno
dirigere la scelta verso ricevitori
GNSS a basso costo (LC);
questi infatti a parità di budget
permettono di monitorare un
maggior numero di punti e
quindi rendono più efficace il
monitoraggio. Come già sperimentato
nella letteratura degli
anni passati (Benedetti et al.
2014, Biagi et al. 2016, Caldera
et al. 2016, Gogoi et al. 2018)
ciò non va a detrimento dell’acdai
10 ai 100 giorni, a seconda
dell’entità della variazione.
L’andamento a tempi più corti
richiede soluzioni con una risoluzione
temporale maggiore,
ad esempio soluzioni orarie che
tipicamente avranno una accuratezza
inferiore; risoluzione ed
accuratezza sono due parametri
da analizzare di volta in volta in
funzione del caso in esame.
Progettazione e implementazione
del sistema di monitoraggio
GNSS
Suddividiamo l’argomento secondo
gli aspetti di HW e quelli
GEOmedia n°4-2018 7

FOCUS
curatezza: ulteriori esempi sul
campo saranno riportati nel
presente articolo.
Tuttavia, essendo il punto monitorato
il centro di fase dell’antenna,
è necessario che questi
presenti una stabilità compatibile
con la precisione che si
vuole ottenere e, ove possibile, è
bene applicare alle osservazioni
le correzioni del centro di fase
in funzione di angolo d’altezza
ed azimut della linea di vista
del satellite (Rothacher 2001).
Questo richiede una accurata
scelta che bilanci il costo
dell’antenna stessa con il suo
rendimento.
Un’altra funzionalità necessaria
al sistema di monitoraggio è
quella del controllo e della memorizzazione
dei dati. Il controller,
oltre a verificare il buon
funzionamento di tutto l’apparato,
ha il compito di imporre al
ricevitore la frequenza di campionamento
delle osservazioni.
Questo permette di ridurre le
richieste di trasmissione dei dati
in periodi normali e invece di
intensificarle in presenza di movimenti
critici. Oltre che contenere
una adeguata memoria, il
modulo di monitoraggio deve
avere una batteria che consenta
il mantenimento autonomo dei
dati, anche quando la stazione
sia dotata di connessione alla
rete elettrica. Va da sé che qualora
la alimentazione ordinaria
non sia possibile, occorre anche
disporre di pannelli fotovoltaici
opportunamente dimensionati.
Inoltre l’unità di monitoraggio
deve contenere un modulo
per la trasmissione dei dati.
La situazione ideale è che sia
presente alla stazione una connessione
internet che permetta
di scaricare in modo continuo i
dati stessi. Quando questa non
sia presente, i dati andranno
inviati tramite rete mobile o addirittura,
per stazioni in siti non
coperti da una rete telefonica,
con una connessione di tipo
satellitare.
Infine un sistema di monitoraggio
necessita di un centro
di raccolta ed elaborazione dei
dati (CRED). A parte gli aspetti
SW di analisi dei dati, di cui ci
occuperemo in seguito, è chiaro
che il CRED deve in primo
luogo raccogliere i dati ed archiviarli
per un periodo che dipende
da quando si pensa che possano
essere sottoposti a nuove
analisi. Inoltre il CRED dovrà
mantenere i risultati delle analisi
(stima delle posizioni e loro
accuratezze) ed eventualmente
di parametri ancillari, quali ad
esempio i ritardi zenitali (di
cui parleremo oltre), nonché
costruire una interfaccia-utente
che permetta all’utilizzatore
di compiere varie azioni con
i risultati del monitoraggio,
dall’invio di messaggi di allerta
con varie soglie di anomalia del
comportamento dell’oggetto,
alla consultazione retrospettiva
delle serie temporali per periodi
di interesse, alla rielaborazione
con risoluzione temporale maggiore
di particolari periodi.
L’ultimo aspetto HW da considerare
è quello della installazione
della stazione, cioè del
fissaggio dell’antenna GNSS
all’oggetto da monitorare, che
deve essere abbastanza rigido da
garantire il mantenimento della
posizione relativa a livello del
decimo di millimetro.
Disegno della rete
In linea di principio un ricevitore
GNSS è in grado, anche se
isolato, di fornire la posizione
del punto in un sistema di riferimento
terrestre unificato
(ITRF). Ciò tuttavia non è
esattamente quello che serve per
il problema che ci siamo posti;
infatti ad esempio la velocità di
un punto in ITRF comprenderà
necessariamente anche le componenti
tettoniche del moto
della regione in cui hanno sede
i fenomeni che vogliamo monitorare.
Occorre infatti ben comprendere
che gli spostamenti
che interessano in un problema
di monitoraggio devono essere
relativi ad un sistema di riferimento
istituito fisicamente
nell’area di interesse, ad esempio
creando una o più stazioni
di riferimento. Ciò tra l’altro
permette di andare ad un’analisi
dei dati GNSS eseguita per
basi (vedi oltre), che comunque
fornisce il risultato più accurato
in termini di posizionamento
relativo.
In ogni caso il punto (o i punti)
di riferimento è quello che
dà senso agli spostamenti che
rileviamo, quindi è quello che
consideriamo “fermo”.
Per quanto riguarda le stazioni
di riferimento, occorre dire che
in generale vengono utilizzati
ricevitori a due frequenze, per
meglio garantire l’accuratezza
della rete. Anche un singolo
ricevitore è efficace come riferimento,
se è disponibile nell’area
un servizio di posizionamento
(Barbarella et al., 2009) con
una stazione permanente ad
una distanza inferiore ai 30 km.
Il lavoro sul campo svolto da
GReD ci ha mostrato che anche
un ricevitore LC a singola
frequenza può svolgere il ruolo
del riferimento, specie se è a sua
volta monitorato da una rete di
posizionamento regionale con i
limiti sopraddetti.
È poi chiaro che la rete di
monitoraggio dovrà contenere
stazioni GNSS sui punti
significativi per i fenomeni che
vogliamo tenere sotto controllo.
Poiché il numero di punti
è generalmente limitato dal
budget, è essenziale che la scelta
dei punti sia fatta da un esperto
del processo deformativo da
monitorare. Questa condizione,
tuttavia, da sola non è sufficiente;
occorre anche verificare che
8 GEOmedia n°4-2018

FOCUS
i siti delle stazioni monitorate
abbiano, ove possibile, una ampia
visibilità del cielo e, se necessario,
una buona connessione
GPRS. Naturalmente analoghi
criteri valgono, se non di più,
per la (le) stazione di riferimento.
Infine un accenno al grafo
della rete. Come si sa (Leick
et al. 2015), per reti GNSS di
maggiori dimensioni, c’è una
tendenza a disegnare il grafo
mantenendone i lati i più corti
e omogenei possibile, rendendo
così più efficiente l’analisi dei
dati per differenze doppie; infatti
in tal caso meglio si cancellano
i termini perturbativi e con
maggior probabilità si ha un
tracciamento simultaneo degli
stessi satelliti. Tuttavia, per reti
di monitoraggio alla scala di cui
stiamo parlando, questi criteri
sono assai meno cogenti.
Supposto che la stazione di
riferimento abbia caratteristiche
HW superiori alle stazioni
monitorate, è bene che queste
siano direttamente collegate a
quella evitando che ad esempio
un malfunzionamento di una
stazione a cui ne siano connesse
altre in serie, abbia a invalidarne
i risultati. Ne segue che lo schema
più elementare, ma efficiente
di grafo per il monitoraggio
di una piccola rete è quello a
stella riportato in Fig.2.
Analisi di dati GNSS: dalle
osservazioni alle posizioni
Con questo titolo intendiamo
l’analisi di tutti i valori di codice
e di fase raccolti da tutti
i ricevitori del sistema, in un
certo tempo (1 giorno, 1 ora,
…) allo scopo di stimare una
posizione (cioè coordinate 3D)
di ognuno dei punti, rappresentativa
di quel periodo, in un
sistema di riferimento definito
dalla stazione (stazioni) di riferimento.
Il tempo di latenza del
risultato può essere variabile tra
1 ora e qualche giorno, a seconda
dell’applicazione considerata.
Vogliamo sottolineare che oggi,
dati il numero delle costellazioni
e dei satelliti tracciabili,
anche da ricevitori LC, e data
la aumentata stabilità dell’elettronica,
il problema più importante
dell’uso del GNSS nel
monitoraggio sta nella capacità
di evitare soluzioni generate da
osservazioni spurie, non scambiandole
per falsi spostamenti
critici. In effetti è molto più
importante sapere se un punto
si muove di 10 cm in un giorno
per davvero, o si tratta di un
outlier, che non ottenere dall’algoritmo
di stima una deviazione
standard delle coordinate di 1
mm piuttosto che di 1,5 mm.
Per questo motivo è essenziale
dividere l’analisi dei dati in preprocessamento,
processamento
e validazione del modello.
Preprocessamento
È una fase di analisi dei dati
finalizzata a eliminare il più
possibile dati spuri prima che
questi vengano passati alla fase
di processamento. In questa fase
si cerca anche di determinare i
grandi cycle slip (CS), cioè almeno
quelli maggiori di 5 volte
la lunghezza d’onda, ovvero di
circa ±1m.
Descriveremo qui 4 operazioni
di preprocessing:
1. selezione di dati basata
sull’uso di un indice di
inefficienza della connessione
tra singolo ricevitore e
singolo satellite; tale indice
è il rapporto tra il numero
teorico di osservazioni (codice
e fase) che si dovrebbero
trovare nel tempo ,
con il campionamento prescritto,
ed il numero vero
di osservazioni ricevute dal
CRED.
2. Come è noto la combinazione
Geometry Free (GF)
di codice e fase è condizionata
dal noise del codice,
che possiamo pensare a
livello dei 30 cm.
La sequenza dei valori ,
differenziata tra due tempi
consecutivi nel periodo ,
permette di individuare la
presenza di eventuali grandi
CS.
3. Dopo un periodo iniziale
di validazione del sistema
di monitoraggio, le posizioni
di tutti i punti in un
riferimento locale possono
considerarsi note, con al
più qualche centimetro
d’errore, anche in presenza
di movimenti “veloci”.
Ne segue che la distanza
stazione-satellite è nota con
errori inferiori ai 10/20
cm, anche considerando
l’errore delle effemeridi
rilasciate da IGS con una
latenza di circa due giorni
per le rapide e circa due
settimane per le precise. La
variazione dell’ambiguità di
fase è nulla se, nel periodo
considerato, non intervengono
CS. Pertanto, calcolando
dal valore di range e
dalla correzione di orologio
stimata con il solo codice,
per tutti i satelliti in vista, e
successivamente calcolando
le differenze tra due epoche
della fase corretta da , si
trova un indice avente uno
s.q.m. dell’ordine di 20/30
cm, dovuto per lo più
all’errore di orologio stimato
dal codice, a meno della
presenza di CS. Un esempio
è presentato in Fig. 4,
dove sono rappresentati gli
indici di diversi satelliti ed
uno di essi ha un CS all’epoca
200.
4. Un’operazione più raffinata
che può essere eseguita
dopo un certo periodo di
funzionamento della stazione,
è la caratterizzazione
elettromagnetica del sito,
GEOmedia n°4-2018 9

FOCUS
ovvero la stima degli effetti
del multipath come
descritto in letteratura
(Leick et al. 2015).
Tutto sommato possiamo
affermare che l’uso di un
preprocessamento profondo
come quello sopra proposto
può fornire al processamento
un dato con errori
omogenei che dipendono
sostanzialmente, come previsto
dalla teoria (Teunissen
& Montenbruck 2017),
dall’angolo zenitale della linea
di vista del satellite, con
i grandi cycle slips (da 3 a 5
cicli o più) già identificati.
Fig. 5 - Monitoraggio giornaliero di una base di 25 m tra due tralicci: si vede
chiaramente una deformazione tra il mese di giugno e il mese di settembre.
Fig. 6 - Confronto tra spostamenti derivati da GNSS, total station e pendolo inverso.
Processamento
Non intendiamo qua ripetere la teoria che porta alla scrittura delle equazioni di osservazione del GNSS, in particolare
delle fasi (Biagi, 2008, Cina, 2014). Ricordiamo soltanto che per basi (coppie di stazioni) della lunghezza tra qualche
metro e pochi chilometri, usando la tecnica delle differenze doppie, molti termini correttivi possono essere eliminati,
pervenendo alle equazioni di osservazioni qui sotto descritte.
Adottiamo la notazione per differenze doppie, tra due stazioni MM, SS e due satelliti rr, ss . Si può allora scrivere, ad
esempio per la frequenza L1,
10 GEOmedia n°4-2018
*,+
δδδδ (,)
= LL *,+ *+ *+ *+
(,) − ρρ (,) + TT (,) = δδρρ (,) − NN *+ (,) Λ 3 + δδTT *+ *+
(,) + νν (,) ,
dove LL sono le fasi misurate, ρρ le distanze calcolate con i valori istantanei delle effemeridi e le coordinate
approssimate delle stazioni, TT sono gli effetti troposferici calcolati con i ritardi zenitali da modello (ad esempio Niell
(Niell 2001) e con una mapping function (ad esempio la Vienna mapping function (Böhm & Schuh 2003), δδδδ le
variazioni di distanza dovute alle correzioni nella posizione delle stazioni, NN sono le ambiguità intere, Λ 3 la lunghezza
d’onda nominale del canale L1, δδδδ le correzioni di ritardo troposferico dovute ad una correzione del ritardo zenitale
(ZTD), νν è il noise di misura.
Nell’equazione precedente il termine di correzione delle distanze può essere linearizzato come
*+
δδρρ (,) = 6 7 8 8
96 :
;
− 6 7 < 96 :
<
;
∙ δδxx ( − δδxx ) ;
A
dove ee @ è il versore della linea di vista tra stazione KK e satellite ii.
Se inoltre MM rappresenta la master station, cioè il punto in cui è centrato il sistema di riferimento, nell’equazione
+
scritta si può prendere δδxx ( = 0. Inoltre se MM ζζ ) è la mapping function scelta, tenendo conto che l’angolo zenitale
+
della linea di vista ζζ ) dipende poco da uno spostamento della posizione della stazione SS (anche di 1 km), si può
ipotizzare che per una rete di non grandi dimensioni anche la correzione troposferica sia eliminata. Se invece i punti
sede di misura sono a quote diverse per centinaia di metri e sono distanti tra loro di 1-2 km, le incognite di ritardo
zenitale vanno mantenute e stimate; tipico può essere un valore stimato ogni ora.
Date queste osservazioni occorre prendere una decisione importante sul processamento dei dati. Si deve procedere
per basi, oppure fare un’unica compensazione ai minimi quadrati con tutte le osservazioni processate in un’unica
rete? Vi sono buone ragioni teoriche e pratiche per affermare che in ogni caso la compensazione base per base deve
essere effettuata (Leick et al. 2015). Infatti, in primo luogo si può osservare che se si è adottato un disegno a stella,
con una master station di riferimento, la compensazione unica della rete delle basi e quella fatta base per base danno
risultati identici quanto alla stima delle posizioni. Inoltre, dato il particolare fine delle operazioni di monitoraggio, è
importante avere le compensazioni base per base, perché si possano sottoporre a test situazioni in cui una parte dei
punti si muovono ed altri no.
Esistono molti SW per il processamento dei dati GNSS allo scopo del monitoraggio. La nostra maggiore esperienza è
con il SW Bernese (Dach et al. 2015, Biagi & Caldera 2013) e con un SW proprietario di GReD, derivato dal freeware
goGPS (Realini & Reguzzoni 2013) e adattato al problema del monitoraggio. Importante per un buon risultato è che in
un SW complesso si operi una scelta oculata dei parametri da stimare e di quelli da ignorare.
Validazione

sede di misura sono a quote diverse per centinaia di metri e sono distanti tra loro di 1-2 km, le incognite di ritardo
zenitale vanno mantenute e stimate; tipico può essere un valore stimato ogni ora.
Date queste osservazioni occorre prendere una decisione importante sul processamento dei dati. Si deve procedere FOCUS
per basi, oppure fare un’unica compensazione ai minimi quadrati con tutte le osservazioni processate in un’unica
rete? Vi sono buone ragioni teoriche e pratiche per affermare che in ogni caso la compensazione base per base deve
essere effettuata (Leick et al. 2015). Infatti, in primo luogo si può osservare che se si è adottato un disegno a stella,
con una master station di riferimento, la compensazione unica della rete delle basi e quella fatta base per base danno
risultati identici quanto alla stima delle posizioni. Inoltre, dato il particolare fine delle operazioni di monitoraggio, è
importante avere le compensazioni base per base, perché si possano sottoporre a test situazioni in cui una parte dei
punti si muovono ed altri no.
Esistono molti SW per il processamento dei dati GNSS allo scopo del monitoraggio. La nostra maggiore esperienza è
con il SW Bernese (Dach et al. 2015, Biagi & Caldera 2013) e con un SW proprietario di GReD, derivato dal freeware
goGPS (Realini & Reguzzoni 2013) e adattato al problema del monitoraggio. Importante per un buon risultato è che in
un SW complesso si operi una scelta oculata dei parametri da stimare e di quelli da ignorare.
Validazione
La fase di validazione ha lo scopo di fissare l’attendibilità delle stime delle coordinate, cercando di identificare con
un’analisi a posteriori dei residui del sistema ai minimi quadrati, se non vi siano osservazioni che contengono errori
anomali e di cui non ci si è accorti nella fase di preprocessamento. Questo può avvenire in particolare quando si siano
fissate erroneamente le ambiguità intere. In effetti, considerando che gli errori di misura delle osservazioni di fase
dovrebbero essere dell’ordine di pochi mm, ci si aspetta che i residui stimati delle equazioni stiano tutti in una fascia
di ± 1/2 cm. Tuttavia un errato fissaggio di una ambiguità introdurrà nelle equazioni che la contengono un bias al
minimo di ~ 18 cm. Ci aspettiamo perciò che gli scarti di tali equazioni, pur scontando l’effetto di mascheramento
tipico dei minimi quadrati (Sansò 1991), si portino a livello di diversi centimetri. Anche un semplice test robusto sulla
popolazione degli scarti può permettere di trovare outliers tra le osservazioni ed eventualmente ambiguità
erroneamente fissate. A questo proposito ricordiamo che come regola è sempre meglio lasciare un valore float di una
ambiguità piuttosto che fissarla ad un intero con una probabilità non vicina ad 1, rischiando che il fissaggio sia errato.
Gli argomenti di questo paragrafo giustificano la scelta fatta da GReD per cui un sistema di monitoraggio va fornito
all’utente sotto forma di servizio (nel nostro caso GeoGuard (Tagliaferro et al. 2018)) e non come un semplice
pacchetto chiavi in mano.
Analisi delle serie temporali
Per ogni periodo di tempo TT (ad esempio 1 ora, 1 giorno), il sistema di monitoraggio fornisce un valore stimato delle
tre coordinate di ogni stazione GNSS nel sistema di riferimento locale. Ci concentriamo sull’analisi della serie
temporale xx tt delle posizioni stimate di una singola stazione. Per meglio mettere in evidenza il carattere di
spostamento più che di posizione del punto, si potrà considerare la serie xx tt − xx 0 , dove il tempo di riferimento tt =
0 è scelto come quello dell’inizio delle operazioni di monitoraggio, ovvero un altro tempo a seconda del giudizio
dell’utente. Per semplicità chiamiamo qui ancora xx tt la serie xx tt − xx 0 .
In primo luogo consideriamo che il valore stimato xx tt deve poter essere ruotato in un qualsiasi sistema di riferimento
locale utile alla interpretazione dell’utente. Di sicuro xx tt deve essere riferito ad un asse zz verticale, sia perché le
osservazioni GNSS danno stime più imprecise nella direzione up, sia perché quasi sempre la direzione della verticale,
cioè della gravità, ha un ruolo fisico sulle deformazioni in esame. Le altre due direzioni cartesiane possono essere
semplicemente cartografiche (Est, Nord), ovvero riorientate a seconda dell’oggetto monitorato.
Concentriamoci ora sulla serie di una singola coordinata, ad esempio xx tt . In generale sarà
xx tt = xx tt + ηη tt
con xx tt il valore vero della (variazione della) coordinata ed ηη tt il suo errore di stima.
A sua volta si potrà distinguere
xx tt = mm tt + ss tt + aa tt
con mm tt un modello medio di spostamento a scala temporale lunga (trend), ss tt un segnale ambientale
eventualmente presente nel moto del punto, ad esempio una deformazione legata alla temperatura, oppure una
variazione dovuta a un qualche evento meteorico (piogge intense), aa tt è uno spostamento anomalo indice di una
variazione nella meccanica dell’oggetto monitorato, oppure un qualche intervento di manutenzione che sposti
l’antenna del ricevitore GNSS.
Inoltre si avrà
ηη tt = εε tt + bb tt + oo tt
dove εε tt è l’ordinario errore di stima dovuto alla propagazione del noise di misura nello stimatore della coordinata xx,
bb tt è un bias che entra nella stima a causa degli errori di modello nel processamento, oo tt è un errore presente nella
stima e dovuto alla presenza (residua) di outliers (o errori grossolani) contenuti nelle osservazioni e sfuggiti alle fasi
precedenti di analisi dei dati.
Raggruppando il tutto troviamo
xx tt = mm tt + ss tt + aa tt + εε tt + bb tt + oo tt .
Il nostro intento è soprattutto quello di conoscere mm tt ed aa tt . In particolare:
aa tt è normalmente assente da xx tt per definizione. In realtà ne possiamo rilevare la presenza per due
caratteristiche. La prima è che abbia una ampiezza che lo fa emergere specificatamente dagli altri fattori, in
particolare dovrà essere aa tt ≫ σσ P . La seconda è che tipicamente un moto anomalo è persistente, e questo permette
di distinguere aa tt da bb tt .
mm tt è di solito parametrizzato con semplici funzioni di base. Spesso, forse troppo, si trovano analisi dove mm tt è
rappresentato con un trend lineare nel tempo. Nella nostra esperienza è meglio modellizzare mm tt come una
combinazione di splines cubiche (dunque funzioni molto lisce), scegliendo opportunamente la distanza tra un polo e
l’altro delle splines.
Una tipica analisi sella serie di xx tt può essere quindi compiuta creando il modello parametrico
xx tt = pp R CC tt − kkkk + λλλλ tt + νν tt
R
con CC tt spline cubica, ξξ tt eventuale variabile ancillare nota, νν tt noise con s.q.m. σσ W .
GEOmedia n°4-2018 11

Raggruppando il tutto troviamo
xx tt = mm tt + ss tt + aa tt + εε tt + bb tt + oo tt .
FOCUS Il nostro intento è soprattutto quello di conoscere mm tt ed aa tt . In particolare:
aa tt è normalmente assente da xx tt per definizione. In realtà ne possiamo rilevare la presenza per due
caratteristiche. La prima è che abbia una ampiezza che lo fa emergere specificatamente dagli altri fattori, in
particolare dovrà essere aa tt ≫ σσ P . La seconda è che tipicamente un moto anomalo è persistente, e questo permette
di distinguere aa tt da bb tt .
mm tt è di solito parametrizzato con semplici funzioni di base. Spesso, forse troppo, si trovano analisi dove mm tt è
rappresentato con un trend lineare nel tempo. Nella nostra esperienza è meglio modellizzare mm tt come una
combinazione di splines cubiche (dunque funzioni molto lisce), scegliendo opportunamente la distanza tra un polo e
l’altro delle splines.
Una tipica analisi sella serie di xx tt può essere quindi compiuta creando il modello parametrico
xx tt = pp R CC tt − kkkk + λλλλ tt + νν tt
R
con CC tt spline cubica, ξξ tt eventuale variabile ancillare nota, νν tt noise con s.q.m. σσ W .
La compensazione del modello sopradescritto porta alla stima dei parametri pp R e λλ e quindi ad un modello
predittivo di xx tt sulla base dei suoi valori passati. È questo il modello su cui si baserà la analisi a posteriori delle
anomalie aa tt , ovvero il disegno di un allarme che segnali all’utente l’avvicinarsi di condizioni di pericolo. In ogni caso
sottolineiamo ancora una volta che la deviazione standard σσ W dei residui dopo l’applicazione di un modello alla serie
temporale dei “dati” xx tt è la chiave fondamentale per rilevare la comparsa di un’anomalia aa tt tra i dati stessi, e che
in generale σσ W risulta essere più grande (anche di molto) rispetto a σσ P , dimostrando che quest’ultima non può essere
la base per una statistica utile al disegno di un allarme.
Il disegno dell’allarme
Il sistema dovrà essere in grado di fornire un allarme per l’avvicinarsi di condizioni critiche. In primo luogo occorre che
in presenza di un comportamento critico dell’oggetto l’allarme venga effettivamente attivato. È anche importante che
l’allarme non venga attivato per errore, cioè in assenza di un comportamento anomalo (falso allarme). Inoltre, dal
punto di vista temporale, è necessario che l’allarme venga dato il prima possibile (problema della latenza). Il fatto che
tali requisiti, anche in conflitto tra loro, possano essere soddisfatti da un sistema di monitoraggio GNSS è dipendente
da un lato dalle caratteristiche comuni degli spostamenti critici, dall’altro dalla accuratezza delle posizioni rilevate dal
GNSS.
In effetti per comportamenti anomali si può considerare critica una soglia di spostamento assoluta SS X di alcuni
centimetri e/o di una velocità SS Y di qualche centimetro in un giorno. Queste devono essere determinate
quantitativamente dall’utente, esperto del fenomeno monitorato. Talvolta sarà utile considerare una soglia sola; ad
esempio per un manufatto potrà essere più importante SS X , mentre per una frana potrebbe essere più importante SS Y .
In ogni caso la soglia critica (le soglie critiche) deve essere posta dall’utente come condizione al disegno dell’allarme.
A fronte dei valori sopra descritti, abbiamo determinazioni delle posizioni giornaliere con accuratezza di pochi
millimetri. È proprio la distanza tra questi valori che permette il disegno di un allarme utile, cioè che soddisfi i requisiti
precedentemente ricordati. La implementazione di un allarme è basata sul concetto di test statistico di ipotesi e sul
concetto di soglia critica. Per chiarire la questione ci concentriamo qui su una singola coordinata xx e sulla sua serie
temporale xx tt , supponendo di avere una soglia critica SS Z per il valore assoluto di xx tt .
Illustriamo un disegno semplice, che sfrutta ipotesi semplificative ed è basato su tre protocolli che chiameremo WW di
warning (allerta), AA di allarme, LL di valore limite.
Le ipotesi semplificative che poniamo sono che i valori della serie temporale senza spostamenti anomali
xx tt = MM tt + νν tt
siano osservati con MM tt conosciuta esattamente e νν tt distribuito normalmente a media nulla e con deviazione
standard σσ W nota, cioè νν = σσ W Ζ, con Ζ normale standard. In questo caso è bene notare che il valore di σσ W da usarsi
nell’allarme non è un indice astratto dell’errore di osservazione, ma piuttosto uno scarto quadratico medio ricavato da
un’analisi a posteriori degli scarti di xx tt rispetto al modello MM tt .
Non entriamo qui nel merito della statistica che presiede al disegno dell’allarme, limitandoci a presentare di seguito
uno schema sintetico basato sul concetto che un pre-allarme permanente in due epoche successive porta ad un
allarme che ha bassa probabilità di essere falso:
Protocollo d’allarme
xx tt > LL = SS Z − ZZ`σσ W
allarme immediato
xx tt − MM tt > WW = ZZ` ;σσ W si apre una finestra di warning e si passa ad una modalità di campionamento più
frequente
xx tt − MM tt > WW, xx tt + 1 − MM tt + 1 > WW si emana l’allarme
dove ZZ` è il valore critico di una normale standard, ovvero PP(ZZ > ZZ`) = αα.
Ragionamenti analoghi valgono se l’allarme va disegnato sulle velocità, xx tt + 1 − xx tt ; solo in questo caso, nel
calcolo della probabilità di falso allarme, occorre considerare che una coppia di variazioni successive di posizione ha
una correlazione pari a -0,5. In ogni caso l’esperienza di GReD ci dice che dopo un periodo congruo, ad esempio un
anno, di monitoraggio è bene fare una statistica degli warning, allarmi e falsi allarmi per una opportuna taratura dei
protocolli. Chiudiamo il paragrafo osservando che è possibile disegnare protocolli d’allarme basati su test più raffinati
di quelli qui riportati, anche se i concetti generali, e in particolare la distinzione tra warning, soglie d’allarme e soglia
critica, restano gli stessi.
12 GEOmedia n°4-2018

FOCUS
Esempi
Presentiamo qui alcuni esempi
di sistemi di monitoraggio
istituiti nel corso degli ultimi 4
anni di attività di GReD, allo
scopo di dimostrare per casi
reali di monitoraggio in campo,
le effettive potenzialità delle
misure GNSS effettuate con ricevitori
LC. I primi 4 esempi si
riferiscono ad osservazioni con
il solo sistema GPS, mentre l’ultimo
è presentato per mettere in
luce le potenzialità delle stime
congiunte GPS e Galileo.
Esempio 2: si considera il monitoraggio
di un punto sul coronamento
di una diga, con una
base tra due ricevitori LC della
lunghezza di circa 70 m. La finalità
dell’esempio è di mostrare
un confronto con misure di
pendoli inversi e di total station
robotizzata. In Fig. 6 si mostra
il confronto tra gli spostamenti
in e (ricordiamo che i pendoli
non vedono spostamenti in ),
che appaiono significativamente
concordi tra loro.
Esempio 3: mostriamo il monitoraggio
di un punto in frana
con una base di lunghezza 1400
m e di dislivello 570 m. Gli
spostamenti rilevati dal GNSS
sono confrontati con quelli di
una total station robotizzata.
Si osserva che il GNSS, al contrario
della total station, ha potuto
collezionare dati anche in
condizioni meteo avverse.
Esempio 4: si riporta il monitoraggio
di una base su un ponte
autostradale della lunghezza di
circa 70 m. Scopo dell’esempio
è di mostrare le soluzioni orarie,
per un intero periodo di 7 mesi,
calcolate per studiare un warning
trasformatosi in allarme,
a metà marzo 2016. Il warning
riguarda un movimento brusco
Esempio 1: si tratta del monitoraggio
di una base tra due ricevitori
LC montati su tralicci, di
cui uno soggetto all’azione di
una frana. La base è lunga 25
m ed il periodo considerato è di
circa 7 mesi. Le soluzioni sono
giornaliere e presentano un certo
numero di outliers, soprattutto
in Up, ed anche qualche
interruzione, dovuta a problemi
di trasmissione che però sono
stati risolti a partire dal mese di
giugno. La deviazione standard
dei residui è in E, N e in Up.
Benché questo rappresenti una
delle prime esperienze in campo
fatte da GReD, esso mostra
chiaramente la capacità del sistema
di seguire un movimento
lento con conseguente spostamento
finale di -2 cm in Nord e
-3 mm in Est.
Fig. 7 - Monitoraggio di una frana: confronto tra posizioni derivate da GNSS e
da total station.
Fig. 8 - Monitoraggio orario di una base corta per un periodo di 7 mesi: si evidenzia
una discontinuità in Est alla data 18 marzo 2016.
Fig. 9 - Monitoraggio con soluzione oraria di un punto con scarsa visibilità del
cielo: confronto tra a) soluzione con solo GPS, b) soluzione con GPS e Galileo.
GEOmedia n°4-2018 13

FOCUS
in Est dell’ampiezza di cm,
movimento che tende a riassorbirsi
lentamente nei mesi successivi.
Si noti che il passaggio a
soluzioni orarie tende ad incrementare
la deviazione standard
dei residui, trovandosi
Tale incremento tuttavia non
impedisce di individuare la discontinuità
con una latenza di
1 ora.
Esempio 5: quest’ultimo esempio
riguarda il monitoraggio di
un impianto su una condotta
forzata, che per motivi di necessità
ha una scarsa visibilità
del cielo, che risulta in buona
parte coperto da alberi che la
fiancheggiano. In questo caso si
è voluto mostrare il vantaggio,
per le soluzioni orarie, nel passare
dal posizionamento con il
solo GPS a quello che combina
GPS e Galileo. Come si vede, la
soluzione con Galileo ha molto
meno variabilità, eliminando
completamente i valori anomali
saltuari.
Conclusione: il decalogo del
buon monitoraggio GNSS
Concludiamo questo lavoro
riassumendo le regole che abbiamo
a mano a mano illustrato
e che rendono il monitoraggio
GNSS efficace e conveniente.
Premesso che il sistema di monitoraggio
debba avvalersi di
ricevitori LC multicostellazione
per poter massimizzare a parità
di costo il numero dei punti tenuti
sotto controllo e di antenne
di buona qualità, anche se il
loro costo potrà essere uguale a
quello del ricevitore, un buon
sistema di monitoraggio GNSS
deve soddisfare a nostro avviso
10 requisiti, di cui i primi 7
sono obbligatori, gli ultimi 3
facoltativi:
1) il disegno della rete di monitoraggio
deve essere progettato
congiuntamente da
un esperto di osservazioni
GNSS e da un esperto del
fenomeno da controllare;
ciò vale in particolare
per la scelta dei punti da
monitorare e di quelli di
riferimento,
2) l’installazione del ricevitore,
degli apparati ausiliari
di alimentazione e trasmissione
vanno concordati
con l’utente, ma soprattutto
l’antenna deve essere
rigidamente connessa con
la parte dell’oggetto che si
vuole monitorare,
3) il grafo di compensazione
della rete deve essere
ottimizzato, assumendo
una conformazione di
processamento a stella o a
più stelle; in particolare la
scelta del satellite pivot per
la formazione delle differenze
doppie deve essere
ottimale,
4) occorre operare un profondo
preprocessing dei dati,
usando anche la conoscenza
delle proprietà elettromagnetiche
del sito, allo
scopo di una prima identificazione
ed eliminazione
di outliers e cycle slip,
5) occorre operare una rigo-
Droni Idrografici polivalenti
• Rilievi batimetrici automatizzati
• Acquisizione dati e immagini
• Mappatura parametri ambientali
• Ispezione fondali
Dighe, laghi, cave in falda, bacini, fiumi e
canali fino a 15 4 m/s. Km/h. Insensibili ai bassi ai bassi
fondali e alla presenza di alghe e detriti
Vendita - Noleggio - Servizi chiavi in mano,
anche con strumentazione cliente
14 GEOmedia n°4-2018

FOCUS
rosa compensazione delle
basi, con una accurata
scelta dei parametri da
stimare, di quelli che possono
essere trascurati e di
quelli che possono essere
semplicemente calcolati da
modelli; dopo la compensazione
delle basi si può
operare la compensazione
di rete, che fornisce informazione
sulle correlazioni
tra le stime degli spostamenti
di punti diversi,
6) ogni compensazione deve
sempre essere seguita da un
filtraggio dei residui anche
semplificato, in particolare
allo scopo di eliminare
cycle slips o outliers che
non sono stati identificati
nelle fasi precedenti,
7) occorre formare le serie
temporali delle variazioni
di coordinate e fare un’analisi
statistica degli eventuali
valori anomali, stimando
nello stesso tempo
il modello sottostante di
variazioni lente nel tempo,
8) può essere utile eseguire
un’analisi di correlazione
con variabili ancillari che
aumentano l’efficienza del
modello predittivo,
9) può essere utile istituire un
allarme basato su tre soglie
(warning, allarme, soglia
critica) da definire assieme
all’esperto del fenomeno
monitorato,
10) può essere utile rappresentare
gli spostamenti
in sistemi di riferimento
diversi, con assi di particolare
interesse per l’oggetto
monitorato; in tal caso occorrerà
anche trasformare
le covarianze degli errori di
stima e di previsione.
Da quanto detto appare
chiaro che una evoluzione
naturale del monitoraggio
verrà dalla disponibilità di
ricevitori LC a due o più
frequenze.
Un altro settore che riteniamo
diverrà importante
in futuro è l’uso di unità di
monitoraggio che comprendano
un ricevitore (LC)
GNSS, un’antenna attiva
(LC) per il SAR e strumenti
inerziali. Un’unità di questo
genere in effetti permette di
dare un allarme immediato
a fronte di una variazione
brusca di posizione, di studiare
le serie GNSS come
descritto nell’articolo e
inoltre di usare l’antenna
del SAR per propagare la
stima del moto a tutti i permanent
scatterers dell’area.
Su questi concetti è in corso
una ricerca dell’Autority
Galileo denominata GIMS,
di cui GReD è prime contractor.
L’eccellenza dei dati geografici
Toponomastica e numerazione civica
A beneficio degli ambiti di utilizzo più maturi ed esigenti, per la gestione e per la pianificazione geografica e quotidiana
delle reti e delle utenze, della grande e media distribuzione, della raccolta RSU, dei sistemi navigazionali e del car-sharing,
per l’attività politica e per quella amministrativa. www.studiosit.it • info@studiosit.it
GEOmedia n°4-2018 15

FOCUS
BIBLIOGRAFIA
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Teunissen P. & Montenbruck O. eds. (2017). Springer handbook of global
navigation satellite systems. Springer.
ABSTRACT
In the frame of deformation monitoring of structures, infrastructures
and natural hazards, in this paper several examples are provided, that demonstrate
how GNSS observations, even if taken by low cost receivers,
are competitive in terms of accuracy with classic techniques. Moreover
GNSS observations are able to provide a continuous determination of
the position of N points in time, in a fully automated way, interconnecting
points that are not visible each other, in all weather conditions.
This work presents how a low cost GNSS monitoring system can be
designed and implemented, both in terms of hardware and software solutions.
Then the analysis of GNSS data is shown, describing the consecutive
steps of preprocessing, processing and validation of the results.
Because deformation monitoring basically means detecting anomalous
changes in the time series of each GNSS station, an efficient alarm system
is designed and described.
In the end ten basic requirements are identified, which guarantee that
the deformation monitoring performed with GNSS can be effective and
convenient.
PAROLE CHIAVE
Monitoraggio; GNSS; low-cost; allarme
AUTORE
Fernando Sansò
fernando.sanso@polimi.it
Ludovico Biagi
ludovico.biagi@polimi.it
Politecnico di Milano, DICA, piazza Leonardo da Vinci 32, Milano
Caldera Stefano
stefano.caldera@g-red.eu
Lisa Pertusini
lisa.pertusini@g-red.eu
Geomatics Research & Development srl, via Cavour 2, Lomazzo
(CO)
Via Indipendenza, 106
46028 Sermide - Mantova - Italy
Phone +39.0386.62628
info@geogra.it
www.geogra.it
16 GEOmedia n°4-2018

FOCUS
GEOmedia n°4-2018 17

REPORT
Esperienze italiane sul
Dissesto Idrogeologico tra
Normativa ed Attuazione
di Giuseppina Monacelli, Olimpia Spiniello
La prevenzione del dissesto idrogeologico
rappresenta una priorità per il Paese, come
è evidente dai molti, recenti eventi che, pur
coinvolgendo ambiti territorialmente ristretti,
hanno causato danni rilevanti e la perdita di
vite umane. Risulta necessaria, quindi, una
riflessione sulle misure - strutturali e non -
intraprese per mitigare il rischio, prendendo
altresì spunto dalle opportunità offerte dalla
legislazione europea in via di attuazione
anche in Italia. Nell’articolo sono esaminati
due casi studio, alluvione di Aulla e colata di
Poggio Ferrato, come esemplificativi di alcune
problematiche proprie del territorio nazionale.
Fig. 1 - Aggregazione dei bacini in 8 distretti idrografici.
Negli ultimi 50 anni la
sistemazione dei versanti
e del territorio in
generale ha assunto una sempre
maggiore importanza, in seguito
alla crescente antropizzazione,
che ha portato in primo piano
la necessità di proteggere gli
abitati, spesso sviluppati in aree
a rischio di frana o inondazione.
Si rileva in particolar modo
la capacità di eventi meteorici
anche non eccezionali di provocare
conseguenze sempre più
spesso drammatiche in termini
economici, ambientali e naturali.
Tra le cause che condizionano
ed amplificano il «rischio meteo-idrogeologico
ed idraulico»
vi è «l’azione dell’uomo», con
abbandono e degrado, cementificazione,
consumo di suolo,
abusivismo, disboscamento e
incendio, la mancanza di una
costante manutenzione ordinaria.
Molto spesso, infatti, vengono
privilegiati gli interventi
urgenti, spesso emergenziali, e
non subordinati ad una organica
politica di pianificazione e
programmazione degli interventi
in un’ottica di prevenzione.
Viene fornita, con il supporto
di un sintetico quadro legislativo,
nazionale ed europeo,
una chiave di comprensione
dell’espressione “rischio idrogeologico”.
Il Rischio Idrogeologico
Il concetto di rischio è combinazione
di più fattori sia di natura
tecnica che socio-economici,
e viene individuato tramite
la classica espressione:
R = P x E x V
dove:
P: pericolosità, intesa come la
probabilità che si realizzino
le condizioni di accadimento
dell’evento calamitoso;
E: valore degli elementi esposti
a rischio, intesi come persone e
beni, sia naturali che antropici;
V: vulnerabilità, intesa come la
capacità degli elementi a rischio
a resistere all’evento in considerazione.
Nella legislazione italiana, per
rischio idrogeologico, ai sensi
del Decreto Legge 11.06.1998
18 GEOmedia n°4-2018

REPORT
n. 180, si intende sia il rischio
idraulico che quello geomorfologico;
in termini semplificati,
il primo è legato ad un evento
di piena di un corso d’acqua, il
secondo al movimento di una
massa di terra, roccia, o detrito
lungo un versante, entrambi
spesso causati da precipitazioni
persistenti di elevata intensità
che caratterizzano quella determinata
area. Fondamentale
diventa, quindi, un’attenta
attività di monitoraggio al fine
di prevenire e ridurre l’entità
di tali tipologie di rischio e di
costruire adeguati sistemi di allertamento.
Il metodo di valutazione del
rischio idrogeologico è stato
individuato nell’Atto di indirizzo
e coordinamento per l’individuazione
dei criteri relativi
agli adempimenti di cui all’art.
1, commi 1 e 2, del decretolegge
11 giugno 1998, n. 180
(DPCM del 29.09.1998) ed è
strutturato in modo da consentire
un’assunzione qualitativa
dei fattori di rischio essenziali,
attraverso la quale è possibile
pervenire ad una gradazione in
classi che dipende dalla combinazione
della pericolosità dell’area
e del relativo uso del suolo.
R1: rischio moderato
R2: rischio medio
R3: rischio elevato
R4: rischio molto elevato
Lo scopo di tale classificazione
è essenzialmente quello di
individuare aree più a rischio
di altre, anche a parità di pericolosità,
in dipendenza degli
elementi che vi si trovano. In
funzione del livello del grado di
rischio R si individuano infatti
le zone in cui ad elevate criticità
idrogeologiche è associata una
maggiore presenza umana e, di
conseguenza, quelle da difendere
prioritariamente.
La individuazione di aree a diversa
pericolosità, oltre che al
successivo calcolo del rischio, è
invece orientata essenzialmente
a fornire gli elementi di base
per le successive attività di pianificazione
e progettazione di
nuova realizzazione al fine di
prevenire la creazione di nuove
aree a rischio.
L’individuazione delle aree a
rischio idrogeologico porta alla
redazione della carta del rischio
idrogeologico che è una elaborazione
prevista nella pianificazione
stralcio di ciascuna Autorità
di Bacino di cui si parlerà
nel seguito. La carta del rischio
idrogeologico prevede la definizione
di alcune classi di rischio
attraverso l’incrocio delle classi
di pericolosità con gli elementi
a rischio derivanti dalla carta di
uso del suolo. Considerazioni
di carattere più ampio della sola
sovrapposizione delle carte di
pericolosità con la carta degli
elementi a rischio sono necessarie
nella fase ulteriore della pianificazione
degli interventi.
Si noti, infine che la carta del
rischio non sostituisce le mappature
del rischio dei piani di
protezione civile, pur costituendone
un supporto essenziale,
in quanto non viene elaborata
ad una scala di sufficiente dettaglio,
soprattutto per quanto
riguarda la classificazione degli
elementi a rischio. Ai piani di
protezione civile a livello comunale
spetta naturalmente il compito
di individuare e dettagliare
i singoli elementi presenti in
relazione alle loro funzioni, alla
loro destinazione d’uso e alla
loro specifica vulnerabilità, e
soprattutto di individuare le opportune
misure (principalmente
non strutturali) di gestione delle
emergenze.
Legislazione italiana ed europea:
la situazione in Italia
prima della direttiva alluvioni
La legge fondamentale in tema
di gestione del territorio è stata
la legge 18 maggio 1989 n.
Fig. 2 - Carta del rischio idraulico elevato e molto elevato di
Aulla, elaborata dall’Autorità di bacino del Fiume Magra.
183 “Norme per il riassetto
organizzativo e funzionale della
difesa del suolo” che ha identificato
come unità territoriale di
riferimento il bacino idrografico
ed ha istituito le Autorità di
Bacino allo scopo di facilitare
il coordinamento e la cooperazione
degli enti locali, delle
autorità regionali e dello Stato
per assicurare la difesa del suolo,
inclusa la moderazione delle
piene, e la corretta utilizzazione
delle acque, integrata dal DL
180/98 con lo scopo di accelerare
l’attuazione della legge e
colmare le lacune operative evidenziate
dagli eventi disastrosi
verificatisi a Sarno e Soverato.
Il complesso assetto idro-morfologico
italiano ha condotto
alla identificazione di numerose
(attualmente 47) Autorità di
Bacino suddivise in:
4 livello nazionale (Po, Adige,
Alto Adriatico, Serchio,
Arno, Tevere, Liri-Volturno
Garigliano)
4 livello interregionale
4 livello regionale
4 livello provinciale (Trento
e Bolzano)
GEOmedia n°4-2018 19

REPORT
La superficie dei bacini idrografici
varia da poche decine di migliaia
di chilometri quadrati ai
circa 70.000 chilometri quadrati
del bacino del fiume Po, che
risulta un’eccezione, essendo la
maggioranza dei bacini italiani
riferita a piccoli corsi d’acqua
che defluiscono direttamente in
mare.
L’attuazione della Direttiva Quadro
Acque 2000/60/CE, trasposta
nell’ambito del cosiddetto
Codice dell’Ambiente (Decreto
Legislativo 3 aprile 2006 n.
152), ha condotto all’aggregazione
di questi bacini in 8 distretti
idrografici (Figura 1).
Il Decreto Legislativo 152/2006
ha abrogato la Legge 183/89 e
soppresso le Autorità di Bacino.
Queste, tuttavia, continuano ad
operare in regime di proroga ai
sensi della Legge 13/2009 per le
attività relative ai Piani di Bacino,
nelle more della costituzione
delle Autorità di Distretto.
Il Piano di Bacino è stato individuato
come lo strumento conoscitivo,
normativo e tecnicooperativo
di programmazione e
pianificazione degli interventi
necessari al raggiungimento
degli obiettivi e può essere approvato
anche per sottobacini
o per stralci relativi a settori
funzionali (difesa dalle inondazioni
e dalle frane, risanamento
delle acque, uso e gestione delle
risorse idriche per un razionale
sviluppo socio-economico,
protezione dell’ambiente e del
paesaggio). Il concetto di piano
settoriale fu introdotto con un
atto del 1993 a causa del rilevante
numero di obiettivi e delle
difficoltà di raggiungerli tutti
in tempi brevi ed ha condotto
alla realizzazione dei PAI Piani
Stralcio d’Assetto Idrogeologico
relativi alla gestione dei rischi
di inondazioni e frane. Per la
elaborazione dei piani la mappatura
è stato uno strumento
necessario per la visualizzazione
delle aree soggette al rischio di
inondazioni e per l’adozione di
alcune delle misure strutturali
di difesa quali arginature, vasche
di laminazione, casse d’espansione
e canali di diversione.
La Legge n.267 del 1998, di
conversione del cosiddetto
“Decreto Sarno” DL 180/98,
ha incentivato con rilevanti
finanziamenti il completamento,
da parte delle Autorità di
Bacino, delle mappe dei rischi
idraulico e geologico per l’intero
territorio nazionale. Con un
successivo atto (DPCM 29 settembre
1998) sono state quindi
fornite indicazioni tecniche per
una realizzazione il più possibile
coordinata ed omogenea delle
mappe e dei piani da parte delle
Autorità di Bacino. Ad esso si
sono poi aggiunte le iniziative
del Dipartimento per la Protezione
Civile con la realizzazione
delle strutture regionali e locali
per la sorveglianza in tempo
reale, lo sviluppo della modellistica
previsionale e la pianificazione
delle misure di emergenza
(la Direttiva del Presidente del
Consiglio dei Ministri del 27
febbraio 2004 ha introdotto
gli indirizzi operativi per la
gestione dell’allertamento per
il rischio idrogeologico ai fini
di protezione civile). I Centri
Funzionali regionali, organizzati
nel Sistema nazionale di Protezione
Civile, operano previsioni
quantitative di precipitazioni,
provvedono alla raccolta ed
elaborazione di dati meteo-idrologici
ed utilizzano modellistica
di previsione di inondazioni
in tempo reale per sviluppare
sempre più efficaci ed efficienti
operazioni di emergenza.
La Direttiva Alluvioni
Tra il 1998 ed il 2004, l’Europa
è stata colpita da un centinaio
di inondazioni gravi, comprese
le catastrofiche inondazioni
lungo i fiumi Danubio ed Elba
nel 2002. Queste inondazioni
hanno causato circa 700 morti,
lo sfollamento di quasi un
milione di persone e perdite
economiche di beni assicurati
per un totale che si aggira intorno
ai 25 miliardi di euro. Preso
atto della situazione e della necessità,
quindi, di tenere conto
con più incisività degli impatti
delle inondazioni nello sviluppo
della politica comunitaria in
tema di acque, anche alla luce
della natura transnazionale dei
principali fiumi del continente
europeo, la Commissione Europea
ha emanato la Comunicazione
2004/472 del 12 Luglio
2004 “Gestione dei rischi di
inondazione – Prevenzione,
protezione e mitigazione delle
inondazioni”.
Successivamente, l’emanazione
della Direttiva Europea
2007/60/CE del Parlamento
Europeo e del Consiglio del
23 ottobre 2007 relativa alla
valutazione e alla gestione dei
rischi di alluvione, recepita con
D.Lgs, 23 febbraio 2010 n. 49,
ha inteso fornire indicazioni
per ridurre le potenziali conseguenze
negative delle inondazioni
soprattutto sulla vita e la
salute umana, sull’ambiente,
sul patrimonio culturale e sulle
attività economiche attraverso
un processo graduale di attuazione
che porti tutti gli Stati
Membri ad un livello comparabile
di protezione dal rischio di
inondazioni e ad una effettiva
capacità di coordinamento nella
gestione del rischio stesso. La
Direttiva è stata inserita nel
contesto delle Direttive “figlie”
della Direttiva Quadro delle
Acque 2000/60/CE e, quindi,
nella Strategia Comune di Attuazione
della stessa.
La Direttiva richiede che gli
Stati Membri procedano con la
realizzazione di tre strumenti:
20 GEOmedia n°4-2018

REPORT
1. la valutazione preliminare
del rischio, prima scadenza
il 2011, tesa a determinare
il livello di rischio in ogni
distretto idrografico o unità
di gestione e ad individuare
quelle aree per le quali
elaborare le mappe della
pericolosità e del rischio ed i
piani di gestione del rischio
di inondazioni.
2. la mappatura del rischio,
prima scadenza il 2013, che
comprende le mappe della
pericolosità e le mappe del
rischio di inondazioni. Le
mappe della pericolosità
delimitano le aree potenzialmente
inondabili secondo
i tre diversi scenari previsti
dalla Direttiva: inondazioni
con una scarsa probabilità
di accadimento (applicando)
scenari di eventi estremi;
inondazioni con una
media probabilità (tempo di
ritorno ³ 100 anni); inondazioni
con elevata probabilità,
qualora ritenuto opportuno.
Le mappe di rischio
indicano le conseguenze
negative potenziali derivanti
dalle inondazioni di scarsa,
media ed elevata probabilità
di accadimento espresse in
termini di: numero degli
abitanti potenzialmente
interessati; tipo di attività
economiche presenti nell’area
soggetta all’inondazione;
istallazioni che potrebbero
causare inquinamenti nel
caso fossero inondate (allegato
I della Direttiva 96/61/
CE sulla prevenzione e la
riduzione integrate dell’inquinamento);
aree protette
potenzialmente interessate
(allegato IV, paragrafo I,
punti i), iii) e v) della Direttiva
2000/60/CE); altre
informazioni considerate
utili quali l’indicazione delle
aree in cui possono verificarsi
alluvioni con elevato
trasporto di sedimenti e
colate detritiche nonché di
altre notevoli fonti di inquinamento
presenti nelle zone
delimitate
3. il piano di gestione del
rischio di alluvioni, da
completarsi entro il 2015,
coordinato a livello di distretto
idrografico o unità di
gestione. I piani di gestione
sono da predisporre sulla
base delle mappe precedentemente
elaborate e
riguardano tutti gli aspetti
della gestione del rischio di
inondazioni e, in particolare,
prevenzione, protezione
e preparazione, comprese
le attività di previsione ed i
sistemi di allertamento.
Sin dall’introduzione della
Direttiva “Alluvioni” nel panorama
normativo comunitario è
stata evidente la esigua necessità
di adattamento della normativa
nazionale e dei prodotti già
realizzati pur nella necessità di
approfondimento di aspetti fino
ad allora poco considerati. Agli
Stati Membri è richiesto che
siano esplicitati chiaramente i
criteri adottati per la redazione
dei programmi di misure
inseriti nei piani di gestione e
siano in ogni caso privilegiate
le combinazioni di misure più
efficaci dal punto di vista economico.
La scelta delle decisioni
deve essere accompagnata da
un processo di partecipazione
pubblica e di consultazione
degli stakeholders perché ci sia
condivisione e ripartizione delle
responsabilità fra tutti i livelli
istituzionali e si tenga conto di
tutte le possibili implicazioni
sociali di misure che possono
avere un impatto rilevante sulla
qualità della vita e sugli interessi
di molte persone. A livello nazionale
la partecipazione degli
utenti si sta attuando principalmente
con l’organizzazione
di Forum e sarà facilitata dalla
pubblicazione dei prodotti sviluppati
sui siti web delle autorità
responsabili.
Rischio Idrogeologico:
esperienze sul campo
Nel quadro legislativo sopra
delineato, l’ISPRA effettua
un’attività di monitoraggio
dell’attuazione degli interventi
di mitigazione del rischio
idrogeologico dalla quale sono
emerse alcune importanti questioni
su cui si vuole porre l’attenzione,
quali l’urbanizzazione
in aree golenali, l’ostruzione,
riduzione e occlusione degli
alvei e la declassificazione delle
aree a rischio a seguito della realizzazione
di opere di messa in
sicurezza.
Per un più agevole inquadramento
delle problematiche
evidenziate vengono di seguito
riportati due casi-studio relativi
rispettivamente ad un problema
idraulico e ad uno geologico,
ovvero l’alluvione di Aulla (MS)
e la colata che ha investito Poggio
Ferrato, nel comune di Val
di Nizza (PV).
L’alluvione di Aulla
L’alluvione di Aulla, provincia
di Massa Carrara, dell’ottobrenovembre
2011 è l’esempio di
un evento causato dall’urbanizzazione
di un’area alluvionale
(nel caso specifico quella del
fiume Magra) destinata, invece,
alla naturale espansione del fiume
in fase di piena (Figura 2).
Sulle province di La Spezia e
Massa e Carrara il 25 ottobre
2011 si riversarono delle precipitazioni
intense, che alcuni
pluviometri misurarono in
542 mm di pioggia in sei ore.
L’analisi dei dati pluviometrici
storici disponibili evidenziarono
però come l’area ligure e della
Lunigiana fossero caratterizzate
da molti eventi meteo-idrologici
confrontabili, in termini di
GEOmedia n°4-2018 21

REPORT
quantità ed intensità di precipitazioni
e di effetti al suolo prodotti,
con quello dell’ottobrenovembre
2011 che, quindi,
può essere considerato tutt’altro
che eccezionale.
Il gran numero di dissesti idraulici
e gravitativi, che causarono
all’epoca 18 vittime e danni
agli abitati ed alle infrastrutture
nonché l’interruzione di collegamenti
viari e ferroviari, con
grave compromissione delle
attività commerciali, industriali
ed agricole delle zone interessate,
furono attribuiti dai massmedia
unicamente agli eventi
pluviometrici molto intensi e
concentrati.
Fig. 3 - Aulla 1950. Immagine d’epoca dell’abitato prima
dell’espansione urbanistica, che ha sottratto al fiume parte
dell’area golenale. Si può osservare la vastità dell’area che
sarà occupata dalla successiva urbanizzazione. Foto concessa
da Regione Toscana ed Autorità di Bacino del fiume Magra.
Fig. 4 - Aulla 1959. Foto scattata durante i primi lavori di costruzione
del muro arginale in conglomerato cementizio non
armato, che successivamente sarà rialzato due volte. L’opera è
stata realizzata in area di pertinenza fluviale, per la protezione
della futura area urbanizzata. Foto concessa da Regione Toscana
ed Autorità di Bacino del fiume Magra.
Le precipitazioni cadute sui versanti
sicuramente innescarono
forti fenomeni erosivi a carattere
diffuso, con colate detritiche
che molto velocemente si accumularono
negli alvei o defluirono
verso valle. I detriti già presenti
in alveo e quelli lungo le
superfici di scorrimento, ivi depositati
a seguito di precedenti
frane, contribuirono all’ingrossamento
di tali colate, cosicché
ingenti masse fluide raggiunsero
velocemente i centri abitati
ubicati nelle valli. Occorre, tuttavia,
segnalare che l’alveo era
stato completamente tombinato
e trasformato in alveo-strada,
determinando l’esondazione
e lo scorrimento dell’onda di
piena con trasporto di detriti,
fango e materiale vario.
Gli eventi meteo-idrologici e
i conseguenti eventi di piena/
esondazione come quello del
novembre 2011 sono da considerarsi
di riferimento nella definizione
degli scenari di rischio
geologico-idraulico per l’area
ligure e della provincia di Massa
Carrara e nella programmazione
degli interventi di mitigazione.
In quel particolare frangente
l’abitato di Aulla ebbe i danni
maggiori e risulta, quindi, di
particolare interesse per la definizione
delle problematiche che
si stanno affrontando.
L’abitato di Aulla si è sviluppato
su un’area delimitata da tre
corsi d’acqua: il Fiume Magra
ad ovest, il Torrente Taverone
a nord e il Torrente Aulella a
sud. Per consentire l’espansione
urbanistica della città verso il
Fiume Magra, venne costruito
alla fine degli anni ‘50 un muro
d’argine in calcestruzzo non armato
a gravità con la finalità di
proteggere l’abitato dagli intensi
fenomeni di erosione dei suddetti
corsi d’acqua (Figure 3 e
4), i quali, avendo un carattere
fortemente torrentizio, alternano
periodi di magra a improvvise
e violente piene in occasione
di eventi meteorologici sfavorevoli.
Negli anni ’60 il muro
venne rialzato due volte, fino a
raggiungere l’altezza di circa 5
m; tali lavori vennero eseguiti
senza il necessario adeguamento
delle fondazioni e con strati
non collegati staticamente tra
loro. Per dette caratteristiche il
manufatto non può essere considerato
un’opera stabile, anche
in relazione all’elevato rischio
sismico della Lunigiana, tanto
che nei primi anni ‘90, in occasione
di eventi di piena, crollarono
due tratti del muro d’argine
per effetto di processi erosivi
del Fiume Magra, che scalzarono
al piede le opere di fondazione.
Inoltre, la costruzione del
manufatto causò una notevole
riduzione della sezione idraulica
dell’alveo del fiume Magra
e nel contempo l’espansione
urbanistica venne realizzata con
l’occupazione pressoché completa
del terrazzo costituito dai
depositi alluvionali recenti, che
rappresenta una parte dell’alveo
di piena del corso d’acqua. Le
costruzioni realizzate comprendevano
abitazioni private,
edifici pubblici compreso il
municipio, fabbricati destinati
ad attività commerciali e produttive,
linee di comunicazioni
stradali e lifelines, aggravando il
rischio, sia per l’incremento del
valore dei beni e dei manufatti
esposti, sia per l’aumento della
densità di popolazione.
Alcuni primi interventi furono
predisposti dall’Ufficio del Genio
Civile di Massa Carrara a
seguito dei crolli degli anni ‘90,
quali la ricostruzione dei settori
d’argine crollati e la realizzazione
di scogliere a salvaguardia
delle fondazioni. Gli interventi,
eseguiti in situazione di estrema
emergenza e durante la piena
del corso d’acqua, non ebbero
purtroppo i risultati attesi.
Durante le piogge del 2011
22 GEOmedia n°4-2018

REPORT
nell’abitato l’onda di piena
raggiunse circa 6 m di altezza
sul livello medio del fiume e,
lungo il suo percorso, sommerse
completamente i piani interrati
e i primi piani di tutti gli edifici
incontrati. Le opere idrauliche
realizzate a protezione dell’abitato
di Aulla dai fenomeni
erosivi e alluvionali derivanti
dalla dinamica fluviale del Fiume
Magra, risultarono quindi
inadeguate rispetto all’entità
della piena verificatasi. (Figure
5, 6 e 7).
La colata di Poggio Ferrato
I cambiamenti nell’uso del
suolo e l’antropizzazione (soprattutto
negli ultimi 50 anni)
hanno implicazioni dirette sulla
risposta all’azione erosiva dei
versanti, soprattutto per quanto
riguarda la degradazione meteorica
e l’erosione diffusa delle
acque dilavanti. La mancata
pulizia dei fossi e dei rii, l’abbandono
della pratica dei solchi
trasversali (idrologia superficiale
definita “stagionale”), l’eccessivo
abbattimento delle alberature,
il cambiamento della tipologia
di lavorazione agraria, soprattutto
con la meccanizzazione
e della pratica dell’aratura e
dell’erpiciatura a rittochino, le
“ciglionature” quasi totalmente
eliminate, con conseguente
aumento delle pendenze medie
dei versanti, sono i fattori che
emergono e che hanno concorso
all’aumento e alla accelerazione
destabilizzante dei versanti, in
particolare dove si sviluppano
colate. Al pari di qualsiasi tipo
di intervento strutturale, per
una efficace azione preventiva
e di mitigazione del rischio di
dissesto idrogeologico, l’uso
del suolo riveste una rilevanza
determinante e quindi la suddivisione
del territorio, in particolare
di quello agricolo, in “zone
con diversi gradi di limitazioni
in relazione al loro stato di stabilità
idrogeologica”, risulta essere
un intervento sicuramente
necessario.
Un esempio di tali problematiche
è, tra gli altri, la colata
di Poggio Ferrato (Figura 8),
nel comune di Val di Nizza. Il
progressivo abbandono delle attività
agricole e la modifica delle
colture prevalenti dal dopoguerra
ad oggi (si è vista l’alternanza
tra foraggio - prevalente negli
anni ‘70-’80 - e cereali - prevalenti
negli anni ‘30) ha determinato
cambiamenti significativi
nei parametri della idrologia e
della morfometria fluviale, quali
Fig. 5 - Elaborazione tra due rilievi Lidar di Aulla, prima e
dopo l’evento. In rosso sono indicati i depositi ed in verde le
erosioni provocate dalla piena. Fonte: Regione Toscana ed
Autorità di Bacino del fiume Magra.
frequenza e densità di drenaggio,
indice di biforcazione, densità
della rete idrografica, nonché
un aumento medio della
pendenza dei versanti, in misura
tale da condizionarne l’erodibilità
e favorire un aumento
dell’attività di degradazione meteorica
soprattutto in termini di
erosione diffusa e concentrata.
Fig. 6 e 7 - Immagini della piana alluvionale del Fiume Magra nel tratto adiacente all’abitato di Aulla, riprese rispettivamente da valle e da monte. La porzione di
abitato sviluppatasi dopo gli anni ‘50, venne realizzata sull’area golenale del fiume ed è in una condizione di rischio idraulico molto elevato. Foto Archivio ISPRA.
GEOmedia n°4-2018 23

REPORT
Fig. 8 - Frana rototraslativa che evolve in colata nella parte
medio-terminale. Si nota l’accumulo del corpo di frana di forma
allungata e che si apre a ventaglio nella parte terminale assumendo
un aspetto tipico di conoide. Foto archivio ISPRA.
L’attività di creep ne è la conseguenza
più tangibile e diffusa.
(Figure 9, 10, 11 e 12).
Nella stessa area l’amministrazione
comunale ha predisposto
opere di drenaggio ma il fine
ultimo non deve essere una declassificazione
dell’area ad una
classe di rischio inferiore, come
già accaduto in altri ambiti
italiani, con il fine di redigere
piani urbanistici complessi di
edilizia popolare a monte della
corona di frana. A tal fine si
ricorda che per una struttura
civile la progettazione prevede
Fig.10 - Nella foto sono in evidenza la colata (in rosso), gli orli di degradazione
attivi (in rosso), i movimenti gravitativi di creep (in verde) e il limite (in viola) tra
il Complesso Caotico e il Complesso Indifferenziato; con la freccia gialla è evidenziato
il salto di pendenza e la gola provocato dal diverso grado di erodibilità tra le
due litologie. Foto archivio ISPRA.
Fig. 9 - Riattivazioni di parti e porzioni di fenomeni gravitativi quiescenti mediante creep; se in
passato interessavano spessori solitamente modestissimi, nel tempo hanno interessato porzioni di
territorio consistenti fino alle decine di ettari. Foto archivio ISPRA.
una vita utile che nel caso di
abitazioni è di 200 anni, di
gran lunga superiore a quella
dei drenaggi, che rispondono in
maniera ottimale nei limiti dei
15 anni. La presenza degli abitati
variano, quindi, le condizioni
al contorno sulle quali era
stato calcolato il coefficiente di
sicurezza dell’opera di drenaggio.
In tal caso la pericolosità
del territorio, rimarrebbe alta e,
con la declassificazione e conseguente
pianificazione urbanistica,
aumenterebbe il fattore di
rischio.
Nei più recenti indirizzi relativi
agli interventi di mitigazione
del rischio da frana e colata
sono stati preferiti
criteri tesi
ad assecondare
l’evoluzione
naturale del
territorio
piuttosto che
miranti ad un
irrigidimento
o ad una “gessazione”
del
territorio, ritenendo
ciò più
efficacie per il
consolidamento
dei dissesti e
per un miglior
sfruttamento agro-forestale
del territorio che garantisce,
nel contempo, una generale
stabilizzazione dei versanti. Il
processo di svuotamento del
serbatoio che alimenta la colata
è ancora in essere e l’evoluzione
retrogressiva della stessa minaccia
l’abitato di Poggio Ferrato.
Appare quindi complementare
anche la realizzazione di paratie,
ipotizzata in passato; mentre
i pozzi drenanti già realizzati
sembrano soddisfare le necessità
di stabilizzare il corpo di
frana da un lato e di mitigare il
processo di alimentazione della
colata dall’altro. La regimazione
e l’allontanamento dal corpo
di frana delle acque meteoriche
per evitare la saturazione della
massa movimentata e la realizzazione
di strutture dinamiche
di contenimento sono stati
ritenuti interventi prioritari
assieme alle opere per la sistemazione
complessiva del bacino
in frana che, data la vocazione
agricola della zona, potrebbero
consistere nella piantumazione
di essenze arboree e arbustive e
nel rinverdimento mediante la
realizzazione di viminate attive
per un rimodellamento dei versanti.
I canali drenanti eseguiti
nelle diverse fasi, seppur neces-
24 GEOmedia n°4-2018

REPORT
Fig. 11 - Versante coltivato lungo la strada provinciale 155 di Poggio Ferrato.
sari, non sono risultati esaustivi
rispetto ad un intervento teso
a mitigare il reale motivo delle
riattivazioni dovute alla rottura
di pendenza come la realizzazione
di un muro di contenimento
e gabbionate, tesi appunto a
contenere le argille.
Conclusioni
La mitigazione del rischio funziona
se viene fatta un’opera
che diminuisce la pericolosità
o riduce il bene esposto. Nel
momento in cui a valle dell’intervento
poi si procede con la
declassificazione dell’area con
l’intento di renderla disponibile
ad un nuovo sviluppo
territoriale, occorrerà conseguentemente
provvedere ad
una nuova progettazione per la
mitigazione del rischio dovuto
alle nuove condizioni. È evidente
la centralità rivestita dalla
classificazione delle aree in termini
di pericolosità e rischio, la
quale, tuttavia, risulta materia
delicata proprio per il carattere
qualitativo del metodo adottato
per la determinazione del rischio.
Contrariamente a quanto
si potrebbe infatti pensare, la
costruzione di opere volte a
contenere i potenziali “elementi
di pericolosità” del territorio
(come ad esempio gli argini
lungo un corso d’acqua) non
giustifica necessariamente la
collocazione dello stesso in una
classe di rischio inferiore a quella
precedentemente attribuita.
La valutazione del rischio deve
prendere in esame non solo la
probabilità che un evento accada,
che dovrebbe diminuire a
seguito degli interventi, ma anche
e soprattutto del danno che
lo stesso evento provocherebbe.
Da un punto di vista generale
si può evidenziare che, in tutti i
casi osservati, il fattore comune
è dato da una limitata estensione
dei bacini, accompagnata
dall’alta energia dei versanti, da
un profilo acclive del corso fluviale
e da uno sviluppo urbanistico
che non ha tenuto adeguatamente
conto delle pericolosità
geologiche del territorio. Sono
riconducibili a questo aspetto
la frequente trasformazione dei
tratti terminali dei torrenti in
“alvei-strada” e la densa urbanizzazione
che ha occupato aree
costiere ed alluvionali; a questo
si aggiungono l’abbandono
delle aree forestali e dei terrazzamenti
agricoli, nonché le modifiche
apportate alla dinamica
fluviale, tutti fattori che, nel
loro insieme, concorrono a definire
un quadro generale di alta
vulnerabilità.
Con particolare riferimento al
rischio idraulico, vi sono così
strette interconnessioni tra i
processi di attuazione delle Direttive
2000/60/CE e 2007/60/
CE e dei rispettivi piani di gestione
che molti paesi europei
hanno già incluso le misure di
prevenzione contro le alluvioni
nei primi piani di bacino previsti
dalla Direttiva Quadro sulle
Acque per il periodo 2009-
2015 ed una forte integrazione
fra i due piani è attesa dalla
Commissione Europea vista la
contemporanea scadenza, fissata
al 2015, per la presentazione
del secondo piano di gestione
per la protezione delle acque
e l’uso sostenibile delle risorse
idriche e per quella del primo
piano di gestione del rischio
alluvioni.
Poiché i fenomeni idrologici
estremi possono provocare gravi
danni alla salute dell’uomo,
all’ambiente, alle attività economiche
e alla conservazione del
patrimonio culturale, entrambe
le direttive 2000/60/CE e
2007/60/CE si fondano sulla
gestione integrata dell’acqua,
vale a dire su un sistema sostenibile
di sviluppo delle risorse
idriche che tenga conto di tutti
gli aspetti ambientali, sociali
ed economici della politica di
tutela e utilizzo di questo bene
naturale, essenziale per la vita
su questo pianeta.
E’, infatti, di fondamentale importanza
per il nostro Paese che
tutti gli enti responsabili coin-
Fig. 12 - Particolare dell’orlo di scarpata (in rosso) di degradazione della mud-flow di Poggio
Ferrato. (foto settembre 2000). Foto archivio ISPRA.
GEOmedia n°4-2018 25

REPORT
volti ai vari livelli di competenza
nella valutazione e gestione
del rischio idraulico riescano a
fare sistema comune fra loro e
con le istituzioni comunitarie
e siano in grado di esplicitare
una proficua sinergia utile a
superare tutte quelle difficoltà
di coordinamento che, troppo
spesso, hanno minato molti
degli adempimenti giuridicoamministrativi
che ci derivano
dalla nostra appartenenza alla
Comunità Europea.
Un’ attività di particolare interesse
ed utilità, al fine di utilizzare
le risorse disponibili, compresi
i fondi comunitari, sarebbe
l’approfondimento dello studio
degli eventuali indicatori per
la mitigazione del rischio. Ci si
riferisce, ad esempio, a quelli
che potrebbero essere consigliati
nelle linee guida del Ministero
dello Sviluppo Economico
relativamente alla valutazione
degli interventi finanziati con i
fondi strutturali 2014-20 in cui
potrebbe sembrare naturale ma
controproducente che, per misurare
l’efficacia dei soldi spesi
per il contenimento (efficacia
delle policy), un indicatore
possibile derivi eventualmente
dalla declassificazione dell’area
interessata dall’intervento di mitigazione
del rischio.
E non si può certo affermare
che non sia di primaria importanza,
nell’azione amministrativa
pubblica, il tema della puntuale
e corretta valutazione del
rischio di inondazioni. Saper
prevenire tali calamità ed essere
in grado di gestire rischi ed
eventuali emergenze rappresenta
non soltanto un’interessante
sfida professionale per la comunità
dei ricercatori e dei tecnici
di settore ma una precisa e ben
definita responsabilità da parte
di chi opera nelle amministrazioni
pubbliche competenti nel
garantire tale essenziale servizio
al cittadino.
BIBLIOGRAFIA
Atto MATTM- DG Tutela del Territorio e Risorse Idriche “Indirizzi Operativi per l’attuazione della Direttiva
2007/60/CE relativa alla valutazione ed alla gestione dei rischi da alluvioni con riferimento alla
predisposizione delle mappe della pericolosità e del rischio di alluvioni (Decreto Legislativo n. 49/2010)”.
Gennaio 2013
Comunicazione COM(2004)472 definitivo del “Gestione dei rischi di inondazione – Prevenzione, protezione
e mitigazione delle inondazioni”. Bruxelles, 12 luglio 2004
Decreto Legislativo 3 aprile 2006, n. 152 “Norme in materia ambientale” (Codice Ambientale). Gazzetta
Ufficiale n.88 del 14 aprile 2006 - Suppl. Ordinario n. 96
Decreto Legislativo 23 febbraio 2010, n. 49 “Attuazione della direttiva 2007/60/CE relativa alla valutazione
e alla gestione dei rischi di alluvioni”. Gazzetta Ufficiale n.77 del 2 aprile 2010
Decreto Legislativo 10 dicembre 2010 n. 219 “Attuazione della direttiva 2008/105/CE relativa a standard
di qualità ambientale nel settore della politica delle acque, recante modifica e successiva abrogazione
delle direttive 82/176/CEE, 83/513/CEE, 84/156/CEE, 84/491/CEE, 86/280/CEE, nonché modifica
della direttiva 2000/60/CE e recepimento della direttiva 2009/90/CE che stabilisce, conformemente alla
direttiva 2000/60/CE, specifiche tecniche per l'analisi chimica e il monitoraggio dello stato delle acque”.
Gazzetta Ufficiale n.296 del 20 dicembre 2010
Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri 29 settembre 1998 "Atto di indirizzo e coordinamento
per l'individuazione dei criteri relativi agli adempimenti di cui all'art. 1, commi 1 e 2, del decreto-legge 11
giugno 1998, n.180". Gazzetta Ufficiale n. 3 del 5 gennaio 1999
Direttiva del Presidente del Consiglio dei Ministri del 27 febbraio 2004 “Indirizzi operativi per la gestione
organizzativa e funzionale del sistema di allertamento nazionale, statale e regionale per il rischio idrogeologico
ed idraulico ai fini di protezione civile”. Gazzetta Ufficiale dell’11 marzo 2004 n. 59 e testo coordinato
con le modifiche introdotte dalla Direttiva del Presidente del Consiglio dei Ministri del 25 febbraio
2005 pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale dell’ 8 marzo 2005, n. 55
Direttiva 2000/60/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 23 ottobre 2000 che istituisce un quadro
per l'azione comunitaria in materia di acque. Gazzetta ufficiale delle Comunità europee del 22.12.2000
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Greco M., Marasciulo T., Pasquarè F.A., Pistocchi L. Serva L., Spiniello O. Rivista Geologia Tecnica e
Ambientale 3/2003. La colata di Poggio Ferrato (PV): analisi dei fattori all’origine del dissesto e ipotesi di
lavoro per la mitigazione del rischio. Marzo 2003.
Legge 18 maggio 1989, n. 183 “Norme per il riassetto organizzativo e funzionale della difesa del suolo”.
Gazzetta Ufficiale n.120 del 25 maggio1989 - Suppl. Ordinario n. 38
Legge 3 agosto 1998, n. 267 “Conversione in legge, con modificazioni, del decreto-legge 11 giugno 1998,
n. 180, recante misure urgenti per la prevenzione del rischio idrogeologico ed a favore delle zone colpite
da disastri franosi nella regione Campania”. Gazzetta Ufficiale n.183 del 7 agosto 1998
Monacelli G. “I piani di gestione del Rischio di Alluvioni. Stato di attuazione” – Rivista L’Acqua n.5/6
2013
Legge 27 febbraio 2009, n. 13, "Conversione in legge, con modificazioni, del decreto-legge 30 dicembre
2008, n. 208, recante misure straordinarie in materia di risorse idriche e di protezione dell'ambiente".
Gazzetta Ufficiale n. 49 del 28 febbraio 2009
Manuali e Linee Guida ISPRA Barbano A., Braca G., Bussettini M., Dessì B., Inghilesi R., Lastoria B.,
Monacelli G., Morucci S., Piva F., Sinapi L., Spizzichino D. “Proposta metodologica per l’aggiornamento
delle mappe di pericolosità e di rischio. Attuazione della Direttiva 2007/60/CE relativa alla valutazione e
alla gestione dei rischi da alluvione”. ISPRA Manuali e Linee Guida 82/2012_ ISBN 978-88-448-0571-5
Rapporto ISPRA “Verso il recepimento della Direttiva 2007/60/CE: analisi della situazione attuale della
pianificazione e della gestione del rischio di inondazione e proposta per la richiesta delle deroghe ex
art.13”. Luglio 2009
Rapporto Tecnico ISPRA. REPORT. Berti D., Silvestri S., Spiniello O. Sezione 5 Lunigiana Maggio
2012. Dipartimento Difesa del Suolo
Varnes, D.J. e IAEG, 1984. Landslide hazard zonation: a review of principles and practice, UNESCO,
Paris France, ISBN 92-3-101895-7, pp. 63
NOTA DELLA REDAZIONE
Il presente articolo è precedentemente uscito sulla rivista numero 3/14 del Quaderno IoRoma.
PAROLE CHIAVE
Dissesto idrogeologico; mitigazione; rischio; normativa; attuazione
ABSTRACT
The prevention of hydrogeological instability is a priority for the country, as is evident from the many recent
events that, despite involving territorially restricted areas, have caused significant damage and loss of life. Therefore,
it is necessary to reflect on the measures - structural and not - undertaken to mitigate the risk, taking also
inspiration from the opportunities offered by the European legislation currently being implemented in Italy.
The article examines two case studies, a flood of Aulla and Poggio Ferrato, as examples of some problems of
the national territory.
AUTORE
Giuseppina Monacelli,
Olimpia Spiniello
olimpia.spiniello@isprambiente.it
ISPRA
26 GEOmedia n°4-2018

REPORT
Soluzioni e Tecnologie
Geografiche per
la Trasformazione
Digitale
www.esriitalia.it
GEOmedia n°4-2018 27

TELERILEVAMENTO
MERCATO
ITALIA - GEOLOGIA IN 3D”: RITORNO AL FUTURO
L’Italia ha una antica tradizione nella modellistica geologica, che si può far risalire ai primi
decenni del XX secolo, quando il R. Ufficio Geologico e l’Istituto Geografico Militare realizzarono
modelli geologici in tre dimensioni su diversi supporti, soprattutto bronzo e gesso.
Distribuiti in diverse sedi, al Servizio Geologico d’Italia – ISPRA, all’IGMI, al Museo
Capellini a Bologna, in molte sedi universitarie,
questi plastici offrono una immediata chiave di
lettura dei caratteri geologico-geomorfologici del
territorio, e furono destinati a esposizioni museali
oppure a laboratori didattici.
Questa tradizione si è persa nel tempo, sia per
la perdita delle specifiche professionalità che,
probabilmente, per gli elevati costi di produzione.
Oggi, questa attività è stata ripresa con
la realizzazione di una originale carta geologica
in 3D dell’intero territorio nazionale, alla scala
1:1.250.000; questo plastico, unico nel suo genere,
rappresenta la sintesi più moderna degli
aspetti geologici e morfologici del territorio italiano.
La legenda è strutturata distinguendo gli ambiti
deposizionali (sedimentario, magmatico e metamorfico)
e suddividendo le unità in base alle
analogie litologico-cronologiche, accorpando le
singole formazioni in “successioni”. L’uso accurato dei colori permette di differenziare
con facilità i domini geologico-strutturali consentendo una lettura immediata e una distinzione
degli ambiti orogenetici.
Oltre alla parte continentale, sono stati modellati in rilievo anche i fondali marini, comprensivi
degli elementi strutturali che evidenziano, e differenziano, le strutture di origine
tettonica da quelle di origine vulcanica.
Nel plastico sono rappresentati anche gli elementi strutturali profondi, che caratterizzano
il fronte delle catene alpina e appenninica.
Il tematismo geologico sovrapposto al modello 3D del territorio offre una chiave di lettura
molto significativa, che permette di evidenziare e comprendere con immediatezza il
rapporto tra i caratteri geologici e alcuni importanti elementi morfologici.
A margine, una serie di blocchi diagrammi illustrano i meccanismi dei principali elementi
strutturali e dei sistemi deposizionali, rendendo il plastico adatto anche per un uso didattico.
Il plastico, la cui realizzazione è stata coordinata scientificamente da Corrado Venturini
(BiGeA - Università di Bologna) e Marco Pantaloni (Servizio Geologico d’Italia - ISPRA),
è stato realizzato da Global Map - S.EL.CA., società leader nella cartografia tradizionale
e in rilievo.
Maggiori informazioni sul sito: http://global-map.it/it/
Marco Pantaloni
MONITORAGGIO 3D
GIS E WEBGIS
www.gter.it
info@gter.it
28 GEOmedia n°4-2018
GNSS
FORMAZIONE
RICERCA E INNOVAZIONE

MERCATO
GEOmedia n°1-2018 29

REPORT
Nuove Prospettive Tecnologiche
e di Servizio per l’Areospazio
di Giovanni Nicolai
I progressi nella tecnologia hanno spinto
la comunità spaziale a concentrarsi
sulla miniaturizzazione dei satelliti
convenzionali, rendendo i piccoli satelliti
sempre più popolari ogni giorno e negli
Figura 1 - Da Geospatial World April 2016.
ultimi anni sono stati lanciati diversi
piccoli satelliti (nano,micro e mini) la cui
caratterizzazione è mostrata in Figura 1.
Queste piccole missioni
sono attraenti a causa
della loro riduzione di
budget e tempi di sviluppo.
E ora il termine piccolo satellite
non implica unicamente il
satellite educativo o ricreativo
ma si estende a prospettive
commerciali e di business per
un gran numero di industrie
e grandi aziende di servizio
tra cui Google e Space X. La
diffusione dei piccoli satelliti,
Fig. 2 – Nano Sat.
unitamente al miglioramento
tecnologico dei payload
e alla miniaturizzazione dei
satelliti, ha aperto nuove
opportunità commerciali per
i servizi di telecomunicazione e
osservazione della Terra.
Contrariamente alla loro dimensione,
la quantità di dati
acquisita da questi piccoli satelliti
è grande e sempre crescente.
I sistemi esistenti di aggregazione
dei dati come Copernicus o
GEOSS beneficeranno direttamente
di un aumento dei dati
dalla capacità di trasmissione
dei micro-satelliti. Ciò avrà un
impatto sulla quantità di dati
disponibili per alcune applicazioni
come il cambiamento
climatico, il monitoraggio delle
risorse agricole e dell’inquinamento.
I piccoli satelliti sono dislocati
su orbite basse LEO (Low
Earth Orbit) tra 400 Km e
800 Km rispetto alla superficie
terrestre ed hanno un tempo
di visibilità dalla stazione di
terra ricevente nell’ordine di
8-15 minuti. In questo breve
periodo, tutte le informazioni
raccolte lungo un’orbita piena
devono essere scaricate alla
stazione di terra. Il collo di
bottiglia di questo sistema è la
velocità con cui i dati raccolti
vengono trasmessi al recettore
del segmento del terreno.
La Bit Rate di trasmissione
massima raggiunta ad oggi da
queste missioni di nano e micro
satelliti è di circa 100 Mbps. La
frequenza più utilizzata per la
trasmissione dei dati è la banda
X a 7-8 GHz mentre la banda S
è stata normalmente utilizzata
per telemetria e telecomando e
per il controllo di assetto.
Quindi c’è grande sviluppo di
tecnologie COTS 1 (Commercial
Off The Shelf) per aumentare
la capacità di trasmissione
fino a 500-1000 Mbps anche
a bordo di tali piccoli satelliti
mediante:
4Standardizzazione di Nano
satelliti;
4Utilizzo di bande di frequenza
meno affollate quale la
banda Ka (26 GHz) e tecnologie
SDR2;
4Utilizzo di tecnologie fotoniche
per l’elaborazione a
bordo del segnale e di sistemi
di trasmissione ottica del
segnale;
30 GEOmedia n°4-2018

REPORT
4Utilizzo di sensori/telecamere
ad alta definizione.
Un altro aspetto importante di
questa rivoluzione tecnologica
è l’integrazione di questi piccoli
satelliti e loro costellazioni con
la rete mobile terrestre 4G/5G
per fornire servizi quali:
4Disseminazione dei Dati verso
utenza finale;
4Realizzazione di Centri
Servizi integrati con la Rete
5G;
4Applicazioni Android per la
disseminazione dei Dati.
Standardizzazione di
NanoSatelliti
Proprio come gli smartphone,
i satelliti stanno diventando
sempre più piccoli e migliori. I
Nanosatelliti oggi possono fare
quasi tutto ciò che un satellite
convenzionale fa, e anche a una
frazione del costo. E sebbene
nessuno contesta che i piccoli
satelliti non possono sostituire i
più grandi satelliti convenzionali
a causa della risoluzione pura
di pixel che quest’ultima offre,
sia organizzazioni governative
che start-up stanno cercando di
ottenere un pezzo della torta anche
di piccole dimensioni. Solo
nel 2016 sono stati lanciati circa
300 satelliti con peso compreso
tra 1 e 50 kg.
La realizzazione ed il successo
di satelliti basati su componenti
commerciali è un primo indizio
comunque della necessità di un
cambio di tecnologie. Le varie
iniziative private negli Stati
Uniti, tese sia a ridurre drasticamente
il costo di lancio dei satelliti
che a diminuirne il costo
del ciclo di vita, hanno portato
alla standardizzazione dei satelliti
CubeSat che rientrano nella
tipologia dei NanoSat (vedi
Figura 3).
I Nano Satelliti sono nati come
uno strumento di grande utilità
nei progetti di didattica
avanzata nel settore
spaziale ma, grazie alla
continua miniaturizzazione
delle componenti
elettroniche, hanno
presto cominciato ad
avere capacità simili a
quelle dei satelliti più
grandi e hanno attratto
l’attenzione di altri soggetti
del mondo aerospaziale
per applicazioni
di Tele Comunicazione
e Osservazione della
Terra.
Il breve tempo che passa
dal progetto alla realizzazione di
un micro satellite consente di
utilizzare componenti e carichi
utili allo stato dell’arte. Inoltre
la standardizzazione, in particolare
nella classe Cubesat, ha
prodotto due grandi vantaggi:
innanzitutto l’esistenza di una
vasta comunità di operatori che
lavora sulla stessa piattaforma
e affronta problemi simili offrendo
soluzioni che vengono
ampiamente condivise via web.
Un secondo vantaggio è che la
standardizzazione ha prodotto
automatismi nell’integrazione
nei lanciatori. Esistono diversi
lanciatori (Vega, PSLV, Dniepr)
che accettano cubesat anche a
pochi mesi dal lancio se questi
vengono rilasciati dal sistema
standard (il PPOD).
Le controindicazioni sono legate
soprattutto alle
potenze elettriche
che possono essere
rese disponibili
(piccoli satelliti =
poca superficie per
i pannelli solari) un
punto critico è proprio
la mancanza di
lanciatori dedicati.
Attualmente il lancio
di Nano Satelliti
è subordinato alle
esigenze dei carichi
principali.
Fig. 3- Standard CubeSat.
Constellazioni di NanoSatelliti
Un esempio di costellazione
di CubeSat è fornito da Planet
Labs che è una società privata
per la raccolta delle immagini
della terra con sede a San
Francisco. L›azienda progetta
e produce satelliti in miniatura
Triple-CubeSat (3U) che vengono
rilasciati in orbita bassa
(LEO) da lanciatori non dedicati
con altre missioni principali
a bordo.
Ogni satellite di osservazione
(Cubesat 3U) analizza continuamente
la Terra ed invia i
dati una volta che passa sopra
Fig. 4- Tipologia Satelliti CubeSat.
GEOmedia n°4-2018 31

REPORT
Fig. 5- Planet CubeSat.
una stazione di
terra. Insieme i
satelliti formano
una costellazione che
fornisce un’immagine
completa della Terra ad una risoluzione
ottica di 3-5 metri.
Piccole dimensioni e un costo
relativamente basso hanno
consentito all’azienda di prototipare
e testare nuovi progetti,
evitando la perdita di un patrimonio
importante nel caso
di fallimento di un lanciatore
satellitare.
Le immagini raccolte dai satelliti
Cubesat 3U (chiamati
Doves) forniscono informazioni
up-to-date rilevanti per il monitoraggio
del clima, le previsioni
per l’agricoltura, la pianificazione
urbana e per far fronte ai
disastri.
Fig. 6- Sistema di Comunicazione a 26 GHz (Estratto
dal rapporto finale 2016-11-18_LEO26SG).
Planet Labs ha lanciato dal
2010, quando è nata, circa 100
satellite cubesat 3U di cui sono
oggi operativi circa 30, considerando
una vita media di 3 anni
dei Cubesat 3U.
Utilizzo della Banda KA
e tecnologie SDR
Sull’utilizzo di nuove tecnologie
COTS applicabili ai NanoSat
si segnalano, per applicazioni
di Osservazione della Terra EO
(Earth Observation), gli avanzati
sviluppi nei seguenti campi:
4 Banda Ka a 26 GHz in
quanto è meno congestionata
e fornisce una larghezza di
banda 4 volte maggiore della
banda X. Il rapporto finale del
gruppo di esperti 2016-11-18_
LEO26SG dice: “La frequenza
di 26 GHz è un’opzione valida
per comunicazioni dirette a terra
da veicoli spaziali a orbita bassa
(LEO). I pianificatori di missione
possono trascurare la frequenza
di 26 GHz a causa della non
familiarità, dei rischi percepiti o
della facilità di implementazione
di una missione utilizzando un
approccio standard. Non avendo
preso in considerazione l’utilizzo
della banda a 26 GHz, però, le
missioni potrebbero mancare le
opportunità offerte da frequenza
più alte”. Le funzioni generiche
di un sistema di comunicazione
a 26 GHz sono illustrate nello
schema a blocchi di Figura 6
(estratto dal rapporto finale
2016-11-18_LEO26SG).
Fig. 7- Diagramma Radiazione
Antenna 26 GHz.
Su programmi ESA si stanno
sviluppando antenne compatte
Ka (antenne patch array con dimensioni
20x20 mm) e apparati
RF a basso costo (LNA [Low
Noise Amplifier] e SSPA [Solid
State Power Amplifier]) da installare
sui satelliti NanoSat per
illuminare la stazione ricevente
terrestre con larghezze di fascio
sufficienti (vedi Figura 6) durante
il passaggio in visibilità
sull’orbita LEO (8-15 minuti);
inoltre i prossimi SSPA in GaN
(Gallium Nitride) diventeranno
presto una soluzione molto
più attraente poiché la loro
efficienza e la potenza di uscita
(circa 10 W) in genere raddoppieranno
le performance dei
precedenti SSPA in GaAs (Gallium
Arsenide) già esistenti;
Utilizzo di Tecnologie di Comunicazione
SDR con l’utilizzo
di Modem basati su processori
FPGA (Field Programmable
Gate Array) programmabili per
l’elaborazione del segnale e che
forniscono un sistema di comunicazione
capace di adattarsi
alle condizioni metereologiche
con modulazioni flessibili variabili
da 8PSK fino a 64 APSK
(Phase Shift Keying) mediante
l’utilizzo di Modulazioni e Codici
Adattativi (ACM [Adaptive
Code Modulation] e VCM
[Variable Code Modulation])
molto robusti;
Altre tecologie per la elaborazione
dei dati a bordo
Altre promettenti tecnologie
per aumentare la Bit Rate di
Trasmissione derivano da:
4Utilizzo della tecnologia
Fotonica per l’elaborazione
dei dati (immagini ad alta
definizione raccolte dai sensori
e telecamere) a bordo del
Nano/Micro Sat;
4Utilizzo di Link Ottici di
Trasmissione per i collega-
32 GEOmedia n°4-2018

REPORT
Fig. 8 - Scheda FPGA.
menti con altri satelliti ISOL
(Inter Satellite Optical Link)
per la raccolta dei dati anche
come alternativa all’utilizzo
della Radio Frequenza;
4Telecamere/Sensori
Iperspettrali;
4Sistemi di Elaborazione,
Compressione e 4
Immagazzinamento dei Dati
a bordo.
Integrazione con la rete terrestre
4G/5G e sviluppo dei
servizi
L’integrazione della Rete
Satellite con quella Terrestre
4G/5G può creare diverse
opportunità di Servizio ed
Applicazioni mirate all’Utenza
mobile. Lo schema architetturale
di tale rete è
mostrato in Figura 9. Con
tale architettura si potrebbero
realizzare diversi Servizi ed
Applicazioni, quali:
4Moduli SDR per integrazione
flessibile di funzionalità
NavCom e ComSec;
4Moduli SDR per funzionalità
di Controllo 4
Configurazione di volo e assetto
degli small-sat;
4Moduli SDR per funzionalità
di comunicazione terra-spazio
e spazio-spazio (ISL);
4Moduli HW basati su prodotti
COTS e/o uso di
FPGA;
4Smart Gateway terrestri rilocabili
e/o fisse come interfaccia
per centri servizi e/o rete
cellulare terrestre 4G/5G;
4Elaborazioni Dati Ricevuti
dagli Smallsat;
4Disseminazione dei Dati verso
utenza finale;
4Realizzazione di Centri
Servizi integrati con la Rete
5G;
4Applicazioni per la disseminazione
dei Dati.
Il futuro dei servizi e delle
applicazioni satellitari si misurerà
dalla capacità di integrare
diverse tecnologie, costellazioni
e segmenti spaziali (GEO
[Geostationary Earth Orbit],
MEO [Medium Earth Orbit],
LEO [Low Earth Orbit]) con la
Rete Terrestre di futura generazione
per arrivare direttamente
all’Utente.
BIBLIOGRAFIA
1. Low-Earth Orbit (LEO) 26 GHz K-band
Study Group - Final Report November 2016
2. Geospatial World – Report April 2016
3. Seminario internazionalizzazione e Aerospazio
Dicembre 2016
4. Lightweight and Cost Efficient Spaceborn
Patch Antenna 2016 IEEE
NOTE DELLA REDAZIONE
Il presente articolo è stato già pubblicato su IoRoma- www.
ioroma.info Rivista dell'Ordine degli Ingegneri della Provincia
di Roma".
PAROLE CHIAVE
Outliers; convex hull peeling; clustering; diseguaglianza
di Chebychev; scarto quadratico medio
ABSTRACT
Advances in technology have split the space community
to focus on the miniaturization of conventional satellites,
making smaller satellites increasingly popular every day and
in recent years several small satellites have been launched
(nano, micro and mini).
AUTORE
Giovanni Nicolai
nicgio65@gmail.com
Ordine degli Ingegneri di Roma
Fig. 9 - Architettura di Rete Spazio-Terra.
GEOmedia n°4-2018 33

REPORT
Report da Intergeo 2018
di Giacomo Uguccioni
INTERGEO 2018 conferma di
essere la gigantesca vetrina
internazionale dei prodotti e dei
servizi che il mercato del settore
dell’informazione geospaziale
considera come affidabili, sicuri,
scientificamente validati. Le
soluzioni presentate sono la
realizzazione commerciale di quei
progetti che negli ultimi 3-5 anni
hanno occupato i responsabili dei
segmenti di ricerca e sviluppo
delle aziende di tutto il mondo,
e a INTERGEO vengono quindi
presentati come componenti di
processi e metodologie su cui
l’operatore può fare affidamento
per creare il proprio sistema
complesso di acquisizione dati. In
questo senso, dunque, raramente
si trovano soluzioni che fanno
immaginare un’applicazione
futura, rari sono i casi di
presentazione di nuove idee nate
dalla riformulazione di tecnologie
consolidate, oppure legate a
nuove scoperte.
Eppure si registrano alcuni
interessanti cambi di
tendenza: torna l’interesse
per sensori fotogrammetrici ad
altissime prestazioni, progettati
per l’utilizzo da aereo con
piattaforme inerziali, sistemi
di sincronizzazione e posizionamento
di altissimo livello
tecnologico, e insieme tornano
di grande interesse le aziende
che offrono il servizio di rilievo
aereo affidando agli esperti
l’alloggio per la sensoristica e
la pianificazione del volo fotogrammetrico;
le missioni
satellitari di Copernicus hanno
inoltre dato nuovo valore alle
informazioni che si possono ottenere
dalle immagini satellitari
per applicazioni di monitoraggio
ambientale, agricoltura di
precisione e pianificazione urbanistica,
e così a INTERGEO
vengono presentate soluzioni
software di gestione ed elaborazione
di dati remote sensing che
sembravano dover scomparire
dopo il boom del proximal sensing
all’inizio di questa decade.
In più, novità estremamente
interessanti riguardano l’offerta
di piattaforme inerziali e sistemi
di posizionamento e navigazione
da installare a bordo delle
piattaforme di acquisizione: lo
sviluppo di questo micro-settore
sarà decisivo per l’affermazione
di alcune delle più diffuse metodologie
di acquisizione dati
da RPAS (Remotely Piloted
Aircraft Systems) perché è
davvero inutile poter acquisire
milioni di punti al secondo, con
posizionamento RTK, tramite
un laser scanner montato su un
drone, se poi i dati di orientamento
e posizionamento hanno
errori di accuratezza di qualche
grado o di qualche metro.
A INTERGEO 2018, tuttavia,
si intuisce che la concentrazione
degli sviluppatori è rivolta
soprattutto al miglioramento
delle performance in termini di
affidabilità, sicurezza, precisione
e accuratezza degli strumenti
hardware e software che già
stanno facendo le fortune delle
case produttrici: le stazioni totali,
i ricevitori GNSS e i laser
scanner terrestri presenti in fiera
sono talmente numerosi che
è difficile poter fare confronti
ordinati anche dopo le frequenti
dimostrazioni e anche dopo
aver ascoltato i disponibilissimi
addetti ai lavori. Infatti, gli strumenti
tradizionali del topografo
sono sempre più performanti.
34 GEOmedia n°4-2018

REPORT
4Il ricevitore satellitare
SL800 di SATLAB ha la
possibilità di connettersi
con un’ampia serie di dispositivi
per poter gestire
al meglio le operazioni di
rilievo e di elaborazione dei
dati. La casa svedese offre
soluzioni molto interessanti
per tutte le differenti applicazioni
dove posizionamento
preciso in difficili condizioni
e dati di navigazione
accurati risultano essere di
fondamentale importanza:
il ricevitore SATLAB SL800
supporta il servizio di correzione
TerraStar, che si
basa su un network globale
di stazioni GNSS di riferimento
e avanzati algoritmi
per generare con precisione
le orbite satellitari, l’orario
GNSS e altri parametri di
correzione del posizionamento
durante il rilievo, o
in post-processing, fino a
raggiungere precisioni prossime
al centimetro.
4Il laser scanner Leica
RTC360 misura 2 milioni
di punti al secondo, e grazie
all’avanzato sistema di imaging
HDR (High Dynamic
Range), la creazione di nuvole
3D a colori può essere
completata in meno di 2
minuti. Inoltre, la registrazione
automatica in campo
senza target (basata sulla
tecnologia VIS) ed il trasferimento
automatizzato dei
dati in ufficio, massimizza
ulteriormente la produttività
riducendo al minimo
il tempo di rilievo. Leica
RTC360 permette di ottenere
scansioni nitide di alta
qualità, ricche di dettagli e
pronte per l’uso in differenti
applicazioni. In combinazione
con il software Cyclone
FIELD 360, offre una precisione
elevata che può essere
controllata già in campo. In
più, grazie alla scelta strategica
di trasferire competenze
di calcolo direttamente sui
dispositivi che operano
sul campo (tipica di un
metodo noto come Edge
Computing) Leica RTC360
registra automaticamente i
movimenti da una posizione
di scansione all’altra per la
pre-registrazione delle diverse
scansioni tridimensionali
direttamente in campo, senza
intervento manuale in
post-processing.
4Con una precisione angolare
di 1” e una precisione
distanziometrica di
1mm±1ppm, la stazione
totale FOIF mod. RTS010,
distribuita da VidaLaser, è
uno strumento ad altissime
prestazioni ed affidabilità
per rilievi in ogni situazione
operativa. Il software di gestione
ed elaborazione dei
dati, FieldGenius oppure
Carlson WinCE, è personalizzato
per la RTS010, ma
c’è completa compatibilità
con altri software. Una peculiarità
interessante: poiché
il sistema di controllo tramite
Bluetooth consente di
azionare la stazione totale
Vidalaser-FOIF RTS 010
da Bluetooth, è possibile lo
strumento direttamente dalla
palina, fino ad una distanza
di 1000 m. La memoria
interna dello strumento è di
4Gb con scheda SD esterna
da 32Gb; è dotata di doppio
display e tastiera touchscreen,
utilizzabile anche indossando
i guanti. Il distanziometro
è a differenziale di fase,
la migliore tecnologia in
termini di precisione ed affidabilità:
misura punti senza
prisma a distanze di 100 m,
mentre raggiunge i 6000 m
con piastrine catarifrangenti
60x60mm.
Dopo gli strumenti tradizionali
sempre più performanti, passiamo
alla rassegna di alcune
novità. Negli ultimi due anni,
grande interesse è rivolto al
rilievo laser scanner utilizzando
sensoristica molto leggera
e performante in termini di
GEOmedia n°4-2018 35

REPORT
densità di punti acquisiti, canali
di classificazione, frequenza,
con la conseguenza di poterla
trasportare su terreni e strutture
tramite un UAV e poter
condurre così rilievi molto dettagliati.
Il laser scanner mobile
ScanFly ULTRA, promosso a
INTERGEO 2018 dall’italiana
3D Target, è equipaggiato con
il nuovo sensore LIDAR VLP-
32C a 32 canali, che produce
misurazioni di più di un milione
di punti al secondo in modalità
doppio ritorno con una
portata di 200 metri. Avendo
un peso inferiore ai 2 Kg, può
essere installato a bordo di un
RPAS, anche perché i dispositivi
di posizionamento (2 antenne
e ricevitori a doppia frequenza,
in grado di ricevere dati GPS e
Glonass, e che possono operare
in PPK o RTK) e orientamento
esterno dell’origine della scansione
(piattaforma inerziale con
frequenza da 100 Hz a 250 Hz,
e un’accuratezza del posizionamento
di 0.05°) sono integrati
nel laser scanner.
Ora, la precisione nella modellizzazione
tridimensionale
georeferenziata di terreni o
strutture, così come la densità di
punti, sono aspetti che devono
essere considerati se si mettono
a confronto la metodologia
fotogrammetrica e quella che
utilizza scansioni aeree o trasportate;
tuttavia, persistono
differenze fondamentali che
l’operatore deve tenere in conto
nella scelta dell’una o dell’altra
tecnologia (che riguardano la
classificazione, gli ostacoli visivi,
la velocità del mezzo, la qualità
della sensoristica), a fronte
di tre variabili fondamentali
che condizionano entrambe le
soluzioni: (1) l’attenzione alla
precisione del posizionamento
durante l’acquisizione (considerando
la variabile fondamentale
del tempo di sincronizzazione
tra scatto/scansione e acquisizione
GNSS), (2) la precisione dei
dati di orientamento disponibili
della piattaforma di acquisizione,
(3) la necessità di registrare
nuvole provenienti da scansioni
diverse, o da differenti sorgenti.
1. Per il primo problema, a
INTERGEO 2018 c’erano
interessanti soluzioni di schede
e ricevitori GNSS di ridotte
dimensioni e peso, che
possono operare in RTK per
raggiungere precisioni centimetriche
delle coordinate di
posizionamento da associare
alle riprese. AsteRx-m2 UAS
di Septentrio è un ricevitore
GNSS appositamente progettato
per l›integrazione
diretta nelle applicazioni
UAS (Unmanned Aerial
Systems) che fornisce un posizionamento
RTK preciso
con GPS, Glonass, Galileo,
con un bassissimo consumo
di energia. È dotato di
connessioni standard: un
input per il marker di eventi
con una sincronizzazione
estremamente precisa e la
facile connessione a Pixhawk
e Ardupilot. AsteRx-m2
UAS presenta AIM +, la
tecnologia di attenuazione
delle interferenze onboard
avanzata, per sopprimere
la più ampia varietà di
interferenti, dai semplici
segnali a banda stretta ai più
complessi jammer a banda
larga. AsteRx-m2 funziona
perfettamente con il software
GeoTagZ e la sua libreria
SDK per l’elaborazione
offline PPK (Post Processed
Kinematic). La precisione
della posizione, in modalità
RTK, raggiunge 0.6 cm in
orizzontale e 1 cm in verticale,
con o senza datalink in
tempo reale.
2. Per il secondo problema,
scopriamo a INTERGEO
2018 le novità introdotte
dalle aziende che si occupano
di progettazione e
costruzione di piattaforme
inerziali ad altissime prestazioni,
ma che sempre più
si rivolgono ad un mercato
mobile o unmanned. La piattaforma
inerziale Sensonor
STIM210 è un modulo
giroscopico multiasse con 3
assi di giroscopi MEMS ad
alta precisione. Ogni asse è
calibrato in laboratorio per
quanto riguarda bias e sensibilità,
ed è compensato sugli
effetti della temperatura nella
misurazione. La costruzione
industriale delle STIM210
è realizzata combinando
la collaudata tecnologia
Sensonor ButterflyGyro con
funzionalità completamente
digitali. Il range di ingresso
di fine-scala angolare della
STIM210 è 400°/s e l’uscita
è limitata a ±480°/s. I moduli
a 3 assi hanno l’allineamento
degli assi elettronico,
migliorando l’ortogonalità
tra gli assi (fino a 1 mrad). I
formati di output selezionabili
sono la velocità angolare,
l’angolo di incremento, la velocità
angolare media e l’angolo
integrato, con frequenze
di campionamento fino a
2000 campioni al secondo.
La regolazione della frequenza
di rilevamento, nonché il
bilanciamento perfetto delle
36 GEOmedia n°4-2018

REPORT
masse, scaturiscono in
vibrazioni molto basse e
sensibilità agli urti minima
in ogni direzione.
L’uso di un microcontrollore
RISC ARM a
32 bit offre flessibilità
nella configurazione del
dispositivo; sono disponibili
opzioni per unità di
uscita, frequenza di campionamento,
frequenza
di interruzione del filtro
LP, bit rate di trasmissione
RS422, terminazione
linea on/off. Le applicazioni
dove STIM210
di Sensonor può offrire
importanti vantaggi sono
nei settori aerospaziale e
automotive, e dove sono
necessario una precisa
stabilizzazione della piattaforma
e la conoscenza
dei dati di orientamento
precisi: sistemi di puntamento
e navigazione
(antenne, telecamere),
sistemi di riferimento
della direzione di assetto
(AHRS), sistemi di navigazione
inerziale (INS)
per UAV e ROV, per
missili e munizioni intelligenti,
sistemi di mappatura
3D, telemetri, treni,
robotica e altro ancora. In
realtà, piattaforme inerziali
come quella che propone
Sensonor, la STIM210, possono
aprire nuovi mercati,
in cui non è stato ancora
possibile realizzare soluzioni
adeguate in precedenza.
3. Per il terzo problema, quello
della registrazione delle nuvole,
le potenzialità offerte
dai software di processamento
fotogrammetrico, di
gestione ed elaborazione di
nuvole di punti, di gestione
dei dati GNSS acquisiti, e
soprattutto la loro capacità
di ricevere in input dati
provenienti da differenti
sorgenti di acquisizione (fotogrammetria,
termografia,
multispettrale, laser scanner,
stazione totale, lidar, GNSS)
e di fornire possibilità di elaborazione,
modellizzazione
3D, calcolo e restituzione,
consentono oggi finalmente
di conoscere, progettare,
monitorare la morfologia
di terreni, strutture e risorse
associando la simulazione del
modello digitale alla misura
dell’oggetto reale. La suite
3DF Zephyr di 3DFlow è la
soluzione integrata sviluppata
per la modellizzazione
tridimensionale di nuvole
di punti provenienti da
differenti sorgenti di acquisizione,
la georeferenziazione,
la creazione di mesh e
texturizzazioni, e per tutte le
analisi geomorfologiche, topografiche
e architettoniche
da condurre direttamente
sulla nuvola di punti o sul
modello texturizzato. 3DF
Zephyr supporta tutti i tipi
di dati in input: immagini
da fotocamere, immagini da
camere fotogrammetriche,
immagini multispettrali,
punti da stazioni totali, punti
da laser scanner, video, immagini
sferiche, e conduce le
operazioni di allineamento,
registrazione, modellizzazione,
analisi con algoritmi svi-
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GEOmedia n°4-2018 37

REPORT
luppati e approfonditi autonomamente,
con la garanzia,
per l’utente, di un’assistenza
in collegamento diretto con
lo sviluppatore.
La kermesse di Francoforte ha
offerto valide proposte, inoltre,
per quanto concerne soluzioni
di rilievo aerofotogrammetrico
di ampie porzioni di territorio,
riportando alto l’interesse sulle
aziende che forniscono il servizio
di rilievo con aereo e pilota,
oppure con elicottero, e che a
bordo installano piattaforme
inerziali di elevata sensibilità, sistemi
di posizionamento GNSS
ridondanti e di alta tecnologia,
software di pianificazione del
volo fotogrammetrico, piattaforme
stabilizzate per l’alloggio
di multipli sensori (camere
metriche, camere multispettrali,
lidar, laser scanner, camere termografiche)
con i fondamentali
sistemi di sincronizzazione e di
calcolo preciso del posizionamento
assoluto della ripresa.
E INTERGEO è sempre un’occasione
per conoscere l’offerta
di soluzioni, servizi e prodotti
proveniente dalla Germania,
uno dei Paesi che ha contribuito
maggiormente allo sviluppo
della disciplina, o da altri Paesi
europei che presentano soluzioni
alla frontiera dello sviluppo
tecnologico. Più di 100
installazioni in tutto il mondo
rendono AeroTopoL di GGS –
Geotechnik, Geoinformatik &
Service, uno dei più popolari
servizi di pianificazione e gestione
del volo basati su sistema
GIS. E’ possibile pianificare
missioni su aree singole e multiple,
e su corridoi. Rilievi aerei
con combinazioni di sensori
come Lidar, fotocamere, multispettrali,
sistemi OIS (Oblique
Imaging Systems) possono essere
pianificati ed eseguiti congiuntamente;
infatti, AeroTopoL
supporta fotocamere analogiche
o digitali basate su frame
e calcola automaticamente
sovrapposizione fotogrammetrica,
impronta sul terreno,
risoluzione a terra e accuratezza
del progetto. AeroTopoL calcola
la copertura della scansione o
dell’immagine valutando l’altimetria,
la quota di volo, i parametri
della camera o del laser
scanner e gli angoli di rotazione
del mezzo. Spostandoci invece
in Spagna, l’unità di controllo
di Aerolaser, AeCU 2.2 è l›unità
di sincronizzazione e controllo,
sviluppata per gestire al meglio
tutte le informazioni relative al
posizionamento e all’orientamento
della piattaforma di acquisizione
e dei sensori durante
il volo aerofotogrammetrico.
Il Flight Management System
di Aerolaser si interfaccia con
il software di pianificazione
AeMission e fornisce dati sincronizzati
di georeferenziazione
precisa grazie a un doppio
ricevitore GNSS, ad una piattaforma
inerziale di altissimo
livello tecnologico e ad un orologio
interno con precisione in
nanosecondi, gestendo inoltre
l’alimentazione dei differenti
dispositivi connessi. Dispone
di un doppio ricevitore GNSS
JAVAD TR-G3T con uscita
PPS a un duplicatore di segnale;
controlla l’IMU, riceve i suoi
dati e li memorizza in un disco
solido. Tramite un connettore
Lemo, che fornisce alimentazione,
invia il comando di scatto
a 5 dispositivi elettronici (ad
esempio fotocamere digitali o
laser scanner) in base agli intervalli
preimpostati, e riceve il
segnale flash a cui assegna un
tempo di ricezione.
Infine, per quanto riguarda
i sensori, un riferimento in
continuo sviluppo è la Phase
One Industrial, che propone
nuove interessanti soluzioni per
sistemi di rilievo aerofotogrammetrico.
Phase One 150MP e
100MP Aerial Systems sono
sistemi completamente integrati
basati rispettivamente sul
nuovo progetto iXM-RS150F
e sulle telecamere metriche ad
alta risoluzione iXM-RS100F.
Ogni sistema aereo include
la telecamera e componenti
aggiuntivi: controller iX, stabilizzatore
Somag, unità GPS/
IMU Applanix e software per la
pianificazione di volo iX Plan
e iX Flight. Il nuovo sistema
aereo iXM-RS150F consiste
in una macchina fotografica
di 150 MegaPixel dotata di un
nuovo sensore full frame (14204
x 10652) e, con una dimensione
del pixel di 3,76 micrometri
consente una risoluzione altissima
da quote di volo più alte,
fornendo una copertura aerea
più ampia, garantendo così
maggiore efficienza e produttività.
La fotocamera utilizza un
sensore CMOS retroilluminato
con gamma dinamica di 83 dB
per immagini di qualità superiore
anche in condizioni di scarsa
illuminazione, consentendo più
ore di volo durante un giorno
e più giorni di volo all’anno.
Una velocità di acquisizione
delle immagini di 2 fotogrammi
al secondo consente voli
con maggiore sovrapposizione
longitudinale, necessaria per i
modelli 3D delle città che tanto
vanno di moda tra gli stand di
INTERGEO 2018. La fotocamera
si può dotare di uno tra
sette obiettivi RS, che vanno da
32 mm a 150 mm di lunghezza
focale, dotato di un otturatore
centrale per garantire un’immagine
aerea geometricamente
corretta. Gli obiettivi e le lenti
sono calibrati in laboratorio per
la messa a fuoco a infinito; l’angolo
di apertura delle lenti RS è
appositamente predisposto per i
sistemi OIS e Lidar.
In conclusione a questa ampia
panoramica sulla grande fiera
internazionale, si registra l’affer-
38 GEOmedia n°4-2018

REPORT
mazione di quella tecnologia che tanto ha fatto
tribolare i progettisti di sistemi aerei a pilotaggio
remoto in questa decade: il sistema VTOL
(Vertical Take-Off and Landing), ovvero un drone
che sappia comportarsi come un aereo in fase
di conduzione, ma come un multicottero in fase
di decollo e atterraggio. Chiaramente, la criticità
maggiore si trova nella gestione della fase di
transizione in volo, oltre a tutte le problematiche
legate all’alimentazione, al payload, alla navigazione,
al controllo, alla sicurezza. Non dimentichiamoci
che ENAC (Ente Nazionale Aviazione
Civile) sta in questi mesi scrivendo, insieme agli
operatori più abili del settore, il regolamento
per la modalità di volo BVLOS (Beyond Visual
Line Of Sight) compiendo test e simulazioni
per capire le attenzioni che il legislatore deve
garantire alla sicurezza di utenti e cittadini. Fatto
in Germania, brevettato in tutto il mondo, il
VTOL di Wingcopter presenta un design esclusivo
e un particolare meccanismo di rotazione
delle eliche che garantisce una transizione morbida
e robusta. In hovering, si comporta come
un multicottero, con un mantenimento preciso
della posizione; dopo la transizione in modalità
ad ala fissa, Wingcopter vola come un aereo, ad
alta velocità e stabilità, con un’elevata capacità
di carico utile: progettato per trasportare fino a
6 chilogrammi di payload, oltre il 35% del suo
peso totale, il VTOl di Wingcopter copre grandi
distanze, fino a 100 chilometri. Non teme le
raffiche: Wingcopter resiste a venti di 15 m/s
inclinando dinamicamente i suoi rotori, ed è
impermeabile, essendo un sistema chiuso in cui
tutte le parti elettroniche sono protette. I materiali
migliori, la produzione accurata e il design
compatto consentono un peso a vuoto di soli 6
kg: oltre il 60% del peso totale rimane per payload
e batterie. Wingcopter definisce il punto di
riferimento per i droni VTOL commerciali, con
un record mondiale di velocità di 240 km/h.
C’è vita nel nostro mondo.
Realizzazione di infrastrutture
dati territoriali (SDI) conformi a INSPIRE
Formazione specialistica su tecnologie
GIS Open Source
PAROLE CHIAVE
Intergeo; geospatial; topografia; geo-ict; gnss; data
ABSTRACT
INTERGEO 2018 is the international Geo-ICT showcase for
data acquisition systems. Topographic tools always more performing,
and interest in the laser scanner. As with photogrammetry,
positioning accuracy, orientation precision, cloud recording
affect data quality. Inertial platforms and GNSS systems will be
decisive for surveys with RPAS to ensure accuracy. The VTOLs
are affirmed, where the criticality is in the transition in flight.
AUTORE
Giacomo Uguccioni
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GEOmedia n°4-2018 39

AEROFOTOTECA
L'AEROFOTOTECA
NAZIONALE RACCONTA…
l'Italia dal cielo, tra Guerra
fredda e boom economico
di Francesca Pompilio
Tra i numerosi fondi che costituiscono
l'immenso patrimonio
di immagini aeree conservato in
Aerofototeca Nazionale (AFN),
uno dei meno noti al grande pubblico
è quello formato dalle riprese
aerofotogrammetriche con
negativi in formato 9x9 pollici
(cm 23x23) e 9x18 (24x48), affidate
all’archivio dall'Aeronautica
Militare Italiana.
Si tratta di immagini, prevalentemente
verticali ma anche oblique,
dall'enorme valore storico-documentario,
pervenute in mandate
successive a partire dagli anni ’70,
sotto forma di bobine di pellicole
fotografiche (negativi).
La grande quantità di immagini,
stimata in varie decine di migliaia,
è stata finora solo parzialmente
sviluppata e resa disponibile
all'utenza. Si tratta quindi di un
patrimonio enorme, ma in buona
parte ancora poco conosciuto, il
cui contributo alla ricostruzione e
allo studio delle dinamiche di trasformazione
del territorio italiano
è ancora quasi tutto da valutare e
da valorizzare.
Le bobine originali conservano
un importante materiale documentario,
consistente nelle etichette
originali dell’archivio militare,
nei rapporti di trasmissione
- che permettono di enucleare le
informazioni tecniche dei singoli
voli (reparto operativo, velivolo e
macchina fotografica, numero di
strisciate e fotogrammi per singola
bobina, quota e focale, data e
ora degli scatti, ecc.) e nei grafici
per il posizionamento delle immagini
su base cartografica IGM
1:100.000.
L'aspetto di maggiore rilevanza
di questo materiale, al di là del
formato di molte di esse (doppio
rispetto a quello delle comuni riprese
aeree), della quantità e della
straordinaria qualità di molte
immagini, è il fatto che esse offrono,
sia pure in maniera non sistematica,
una copertura di ampi
settori del territorio nazionale per
il periodo compreso tra la metà
degli anni ‘50 e la fine degli anni
’70 del secolo scorso, una fase
di intense e spesso incontrollate
trasformazioni che appaiono
documentate nel loro svolgersi.
In abbinamento con le più note
riprese Alleate degli anni della II
Guerra mondiale, queste immagini
permettono di ricostruire in
maniera diacronica le dinamiche
di evoluzione di ampi settori del
territorio italiano, aprendosi a
molteplici utilizzi in ambiti di ricerca
differenti: analisi di scelte di
pianificazione territoriali e urbane,
valutazione delle condizioni
geo-pedologiche e delle cause di
dissesto idrogeologico, monitoraggio
del patrimonio forestale,
fotointerpretazione archeologica,
diagnostica dell'uso dei suoli, ecc.
Un parte non irrilevante delle fotografie,
poi, interessa ampi settori
dell'arco alpino, aprendosi alla
possibilità di valutare, ad esempio,
lo stato e l'evoluzione del
movimento dei ghiacciai.
La fragilità intrinseca di questo
materiale, come si è detto ancora
in parte conservato nella forma di
pellicole e pertanto soggetto a un
progressivo ma inarrestabile degrado,
si è sin da subito imposta
alla nostra attenzione. Da un lato
si è provveduto a creare in archivio
condizioni microclimatiche
tali da consentire la maggior durata
possibile dei supporti, dall’altra
si è avviato un programma di
Fig. 1 - AFN, fondo AM 24x48. Veduta obliqua della località Abbazia di Praglia,
Colli Euganei (PD), 21 agosto 1957. Foto Aeronautica Militare 3° Stormo.

Fig. 2 - Villafranca di Verona, Base del 3° Stormo
AM, maggio 1967. Attività dei fotografi di un velivolo
RF84F. Cortesia Aeronautica Militare, Fototeca storica.
recupero, articolato in più fasi, al
fine di digitalizzare tutte le immagini,
georeferenziarle, immetterle
nel WebGis dell'AFN, con
l’intenzione di renderle fruibili
all'utenza secondo i più rapidi e
moderni sistemi di consultazione
on line.
Il lavoro di digitalizzazione delle
immagini 24x48, che pone diversi
problemi proprio in ragione
del grande formato delle riprese,
ha imposto la sperimentazione di
scelte differenti che, ad oggi, si
sono concretizzate nella scansione
della quasi totalità dei positivi
disponibili e nella fotoriproduzione
digitale di lotti di negativi
ancora privi delle relative stampe,
operazioni che sono state affidate
a noti specialisti del settore. Sotto
questo secondo profilo, l'attenzione
si è concentrata prioritariamente
su un lotto di immagini in
precario stato di conservazione,
riferibili al periodo compreso tra
1956 e 1965, relative a tutto in
territorio nazionale, dall'Alpe di
Siusi all'isola di Lipari. Tra queste,
si segnalano le riprese, verticali
e oblique, di alcuni dei principali
centri urbani italiani, con
particolari a scala di dettaglio di
nodi infrastrutturali, soprattutto
gli aeroporti, e produttivi.
Le riprese aerofotografiche furono
realizzate a partire dalla metà
degli anni ‘50 nell'ambito delle
attività del 3° Stormo dell'Aeronautica
Militare Italiana, i famosi
"Quattro Gatti". Nel corso del
1954, nell'ambito del processo di
riorganizzazione della compagine
NATO in nord Italia in funzione
anti-sovietica, il 3° Stormo
fu rischierato presso l'aeroporto
di Verona – Villafranca e articolato
nel 18°, 28° e 132° gruppo.
Già a partire dalla fine dell'anno
venne dotato dei velivoli RF-84F
Thunderflash, versione da ricognizione
dei cacciabombardieri
F-84F Tunderstreak. L'aereo presentava
notevoli differenze strutturali
rispetto alla versione tattica:
in particolare, lo sdoppiamento
delle prese d'aria permetteva
di creare, nella sezione anteriore
della fusoliera, lo spazio necessario
per una sofisticata dotazione
aerofotografica. Questi velivoli
costituiranno fino al 1974 l'ossatura
del reparto da ricognizione
aerea dell'Aeronautica Militare.
Le riprese del nucleo 1956-1965
recentemente digitalizzato da
AFN furono realizzate utilizzando
la fotocamera K38, erede della
fotocamera aerofotogrammetrica
K18 prodotta dalla società statunitense
Fairchild, la più utilizzata
dai reparti di ricognizione
alleati nel corso della II Guerra
Mondiale. La fotocamera poteva
essere montata su un supporto
basculante per realizzare, oltre
alle riprese zenitali, anche immagini
oblique a 36,5 gradi.
Il modello K38 costituiva la dotazione
principale di molti velivoli
da ricognizione USA e NATO
dell'epoca e fu utilizzato, nell'allestimento
doppio, in particolare,
negli aerei spia U2: le notissime
riprese che dimostrarono la
presenza di rampe missilistiche
sovietiche a Cuba, ad esempio,
furono realizzate proprio con camere
K38. Anche una suggestiva
sequenza del film di S. Spielberg
Il Ponte delle spie (2015) mostra
il momento in cui l’U2 di F. G.
Powers scatta fotografie del territorio
russo, poco prima di essere
abbattuto.
Un nucleo quantitativamente
minore del fondo AM è composto
da immagini dell’Italia scattate
dai ricognitori della Marina
USA, Squadron VAP62 (Navy
Heavy Photo Reconnaissance)
DET-19, che tra 1956 e 1969
condusse numerose operazioni
di fotoricognizione nell’emisfero
occidentale in ambito NATO. I
velivoli impiegati erano Douglas
RA-3B Skywarrior, con base a
Rota, in Spagna. Il RA-3B aveva
una fusoliera completamente
pressurizzata, un equipaggio di 4
persone (pilota, co-pilota, fotonavigatore,
fotografo) e fino a 12
macchine fotografiche e cineprese,
verticali e oblique.
Breve video con le operazioni
di fotoriproduzione dei negativi
AM 24x48:
https://youtu.be/dCPQVXKvzGQ
AFN ringrazia: Tirrenia s.r.l.,
Genova; GAP, Roma; LC Service
di L. e C. Primangeli, Roma per
la riproduzione dei positivi e negativi
AM 24x48.
PAROLE CHIAVE
AFN; fotografia aerea; collezioni
storiche; beni culturali;
digitalizzazione; webgis
AUTORE
Francesca Pompilio
francesca.pompilio@beniculturali.it
AFN
GEOmedia n°2-2018 41

REPORT
SIT Open Source per la divulgazione
e la gestione delle informazioni in
ambito naturalistico
Il caso del Parco
Nazionale “Foreste
casentinesi, monte
Falterona
e Campiglia”
Fig. 1 - Il portale geografico con la sessione di accessi ai servizi WebGis tematici.
di Walter Lorenzetti, Leonardo Lami,
Francesco Boccacci, Davide Alberti
Nel 2017 il Parco Nazionale
ha avviato un percorso
riorganizzativo che ha
portato a gestire e a
pubblicare su web i propri
dati geografici basandosi
sui software GFOSS QGIS e
PostGis.
In particolare, i servizi
WebGis dedicati alla
divulgazione di informazioni
scientifiche sono stati
realizzati tramite il nuovo
framework OS G3W-
SUITE che permette la
pubblicazione diretta e
strutturata di progetti
cartografici QGIS.
42 GEOmedia n°4-2018
L’importanza della gestione
dei dati cartografici per gli
EntI gestori di aree protette
La raccolta di dati naturalistici e
loro gestione al fine di favorirne la
fruizione e l’analisi, è sicuramente
un aspetto molto importante nella
vita di un Parco Nazionale.
Considerata la responsabilità che
l’Ente Parco assume in merito alla
conservazione e il monitoraggio
della biodiversità, con particolare
riguardo alle specie di interesse comunitario
e conservazionistico, e
considerata l’attuale disponibilità
di numerosi dati naturalistici, acquisiti
nel corso di svariati anni di
ricerca sul territorio, si pone sempre
di più e con forza il problema
della gestione e organizzazione di
tali informazioni, oltre che della
condivisione con altri soggetti
pubblici e con i cittadini.
La tipologia di strumento che ad
oggi meglio si presta a rispondere
a tali esigenze è quella dei Sistemi
Informativi Geografici strutturati
che permettono di gestire dati
georeferenziati in maniera strutturata
e di condividere informazioni
geografiche su piattaforme
WebGis.
Oltre a permettere una più facile
e veloce consultazione e un adeguato
aggiornamento da parte di
addetti specializzati, questi strumenti
aprono le porte alla possibilità
del coinvolgimento diretto del
cittadino comune verso tematiche
di particolare interesse per l’Ente
Parco.
Fig. 2 - Il servizo
WebGis
dedicato
agli Habitat
Natura 2000
presenti nel
territorio del
Parco.

REPORT
Fig. 3 - Schema
della
definizione
degli aspetti
grafico-funzionali
dei servizi
WebGis.
Una soluzione
completamente open source
Il primo obiettivo di un progetto
di gestione di tali banche dati
deve pertanto essere quello di
raccogliere e razionalizzare tutte le
informazioni in possesso del Parco
attraverso uno strumento di geodatabase
online che ne permetta il
continuo aggiornamento da parte
di più utenti autorizzati.
Per tale obiettivo, gli strumenti
adottati sono stati: il GeoDatabase
relazione PostGis (www.postgis.
net) e il software geografico
Desktop QGIS (www.qgis.org).
Al contempo, è stato possibile
condividere una parte di tali informazioni
grazie alla creazione di
una serie di servizi WebGIS realizzati
tramite il framework G3W-
SUITE (https://g3wsuite.gis3w.
it), applicazione OS che permette
la pubblicazione e la gestione
autonoma di progetti cartografici
creati con il software QGIS.
La divulgazione di questi servizii
è stata possibile tramite la pubblicazione
del portale denominato
“L’arca della Biodiversità” (www.
biodiversita.parcoforestecasentinesi.it),
sul quale sono state
pubblicate carte tematiche relative
a vari aspetti naturalistici (vegetazione,
habitat, geositi) e territoriali
(zonizzazione, siti natura 2000,
escursionismo, confini amministrativi)
del Parco.
Sullo stesso portale sono state
pubblicate le mappe di distribuzione
di alcuni gruppi di specie,
tra cui rettili, anfibi e chirotteri,
con il fine di presentare la ricca
biodiversità dell’area protetta e
permettendo agli utenti di monitorare
lo status e la distribuzione
di specie target.
La possibilità di accesso diretto e
di consultazione da parte del cittadino
comune permette un suo
maggiore coinvolgimento e una
sua maggiore sensibilizzazione nei
confronti degli aspetti che riguardano
la salvaguardia della natura
all’interno del Parco.
Una sezione, ad accesso limitato
agli operatori interni, racchiude i
dati puntuali di tutte le specie ed
habitat sensibili ed ha lo scopo di
semplificare le verifiche necessarie
per il rilascio da parte del Parco
di nulla osta legati a richieste di
interventi edilizi o forestali.
Il framework OS G3W-SUITE
dedicato alla pubblicazione e gestione
dei servizi webgis
La scelta dell’applicativo G3W-
SUITE è legata alla possibilità di
pubblicare e gestire, in modo autonomo
e strutturato, progetti cartografici
QGIS, permettendo di definire
aspetti grafici e funzionali dei
servizi WebGis direttamente tramite
il software geografico desktop.
Il framework è in grado di organizzare
i contenuti cartografici in
maniera gerarchica sotto gruppi
e macrogruppi cartografici e di
gestire utenti di vario livello per
gli aspetti di amministrazione,
consultazione dei progetti, funzionalità
di editing e utilizzo dei vari
moduli disponibili.
Il suffisso ‘suite’ indica la sua natura
modulare, la comunicazione
attraverso i singoli moduli avviene
mediante una serie di API REST
che li rende di fatto assolutamente
intercambiabili.
• G3W-ADMIN è la componente
web di Amministrazione,
sviluppata utilizzando Django e
il linguaggio di sviluppo Python
• G3W-CLIENT è il client cartografico,
basato su OpenLayers
e applicando un approccio modulare
al fine di creare un'interfaccia
che si adattasse alla
gestione differenziata dei singoli
elementi e dunzioni (es. stampa,
ricerca, editing, analisi spaziale
etc..)
G3W-SUITE e in particolare i
moduli G3W-ADMIN e G3W-
CLIENT sono rilasciati con licenza
Mozilla Public Lincense 2.0
e disponibili su GitHub (https://
github.com/g3w-suite).
Caratteristiche e funzionalità
del framework
G3W-ADMIN: la componente di
amministrazione
G3W-ADMIN costituisce un’interfaccia
grafica di definizione e
creazione dinamica dei file di configurazione
del client cartografico
G3W-CLIENT.
Lo strumento permette di creare
gruppi e macrogruppi tematici per
la gestione strutturata dei propri
progetti e di associare ad ogni servizio
WebGis pubblicato, un logo
una descrizione e la definizione di
permessi di accesso e/o aggiornamento.
La componente permette di gestire
utenti e ruoli (editor e viewer
di I e II livello) permettendo una
elevata differenziazione dei poteri
di accesso e fruizione dei servizi e
dei diversi moduli funzionali ad
essi associati, compreso l’editing
on line.
In seguito alla pubblicazione sarà
possibile gestire aspetti funzionali
del servizio definendo I controller
disponibili in mappa, gli strumenti
di ricerca e la gestione della
cache a livello di singoli layer.
G3W-CLIENT: il client cartografico
La componente client è basata
su un approccio modulare che
permette di rendere disponibili
diversi elementi e strumenti di
interazione con la mappa in base
Fig. 4 -
Schema
dello stack
tecnologico
alla base
di G3W-
SUITE.
GEOmedia n°4-2018 43

REPORT
alle credenziali dell'utente visualizzatore.
Oltre ai classici strumenti di navigazione,
il client permette di
consultare gli attributi secondo
il form (tab e sessioni) definito a
livello di progetto QGIS, consultare
relazione 1:n definite anch'esse
a livello di progetto QGIS,
nonché gestire link multimediali e
fornire anteprima delle immagini
associate.
Il client permette inoltre di consultare
i metadati ed usufruire
della funzione di stampa (pdf e
jpg), entrambi definite, anch’esse,
sul progetto QGIS.
Aggiornamento on line
delle segnalazione di
specie di interesse conservazionistico
Uno dei moduli funzionali di
particolare interesse per l’aggiornamento
diffuso delle segnalazioni
relative alla specie di interesse
conservazionistico è quello legato
all'editing on line che, grazie alla
semplicità nella definizione di
impostazioni, strumenti e regole,
permette di realizzare, in modo
autonomo, gestionali cartografici
per l'aggiornamento multi-utente
dei propri dati.
E' possibile definire permessi di
editing a livello di layer pubblicati
sui singoli progetti, usufruire delle
funzioni di snap e di feature-lock
per l'editing multi-utente e gestire
l'editing su tabelle relazionate
anche tramite join 1:n in base alle
impostazioni del progetto QGIS.
Di particolare utilità, infine, la
possibilità di definire form degli
attributi (schede, sessioni…) ed i
widget di editing dei singoli campi
(menù a tendina, calendario,
checkbox, caricamento file….)
Fig. 5 - Modulo per l'editing on line.
44 GEOmedia n°4-2018
ereditandoli direttamente da
quelli definiti a livello di progetto
QGIS.
Obiettivi raggiunti
Il progetto realizzato e la scelta
del framework OS G3W-SUITE
ha permesso di usufruire di un
applicativo semplice ed autonomo
che ha permesso di pubblicare più
di 50 servizi WebGis (la maggior
parte dedicati alla distribuzione
sul territorio delle diverse specie
di interesse conservazionistico) in
poco meno di un anno.
Lo strumento ha spostato le competenze
relative alle operazioni di
gestione, definizione e personalizzazione
di servizi WebGis direttamente
sulla gestione grafica dei
progetti QGIS rendendo molto
più semplici e veloci operazioni
che, solitamente, richiedono competenze
informatiche elevate e
tempi di lavoro maggiori.
Lo strumento ha infine permesso
di realizzare moduli di analisi
(rilascio nulla osta) che automatizzano
le operazioni di verifica
della presenza di habitat e specie
sotto tutela nelle aree in cui si richiedono
interventi ti tipo edile o
forestale.
Sviluppi futuri
Nuove mappe sulla distribuzione
di specie animali verranno sviluppate
e pubblicate sul WebGIS del
Parco “L’arca della biodiversità”:
• partendo dai dati raccolti
dall’Associazione Italiana per lo
studio e la conservazione delle
libellule (Odonata.it) negli ultimi
due anni di monitoraggio,
verranno create mappe di distribuzione
sulle quasi 40 specie di
libellule presenti nel Parco.
• di prossima pubblicazione è
anche l’Atlante degli uccelli
nidificanti del Parco, per pubblicizzarne
l’uscita e diffondere
maggiormente informazioni sulla
fauna ornitica del Parco verrà
creata all’interno del webGIS
una sezione dedicata alle quasi
100 specie di uccelli presenti
nell’area protetta.
• infine, verrà aggiornato il
WebGIS sugli alberi monumentali
del Parco e integrato nel
progetto “L’arca della biodiversità”
per avere tutte le informazioni
georeferenziate a disposizione
del pubblico in un unico contenitore
omogeneo, moderno e
aggiornato. Questa operazione
permetterà una sistemazione e
un aggiornamento dei vecchi
dati oltre al rilancio della pubblicazione
"Giganti di legno e
foglie" con percorsi escursionistici
dedicati alla scoperta degli
alberi e dei boschi monumentali
del Parco Nazionale.
Già da alcuni anni sono noti
le potenzialità e i benefici della
Citizen Science (Silverton, 2009),
perciò la creazione di una sezione
specifica nel webGIS del Parco
all’interno della quale l’utente
possa non solo monitorare lo
status e la distribuzione di specie
target, ma anche integrare il database
con segnalazioni proprie
da inviare al personale del Parco,
allegate a coordinate geografiche e
immagini, sarà uno dei fini ultimi
di questo progetto.
Servizi WebGis ed App specifiche
permetteranno al fruitore di integrare
il database con segnalazioni
geografiche associate a descrizioni,
commenti e immagini; la realizzazione
di tali strumenti potrà
essere definita sempre a partire da
progetti QGIS.
PAROLE CHIAVE
QGIS; WebGis; Parchi; G3W-SUITE; GFOSS
ABSTRACT
The collection of naturalistic data, and their consequent
management and organization to allow fruition and analysis,
is a fundamental part of the life of a National Park.
The Park Autorithy has implemented a suite based on the
OS application G3W-SUITE. The framework allow to
publish and manage WebGis services directly from cartohraphic
project made by QGIS.
The geographic portal, named http://biodiversita.parcoforestecasentinesi.it,
allow free and rstricted access to the various
WebGis services.
G3W-SUITE is released on GitHub with Mozilla Public
Licence 2.0
AUTORE
Walter Lorenzetti - lorenzetti@gis3w.it
Leonardo Lami - lami@gis3w.it
Francesco Boccacci - boccacci@gis3w.it
Gis3W
Davide Alberti
davide.alberti@parcoforestecasentinesi.it
Parco Nazionale “Foreste Casentinesi, Monte
Falterona e Campigna”

REPORT
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GEOmedia n°4-2018 45

AGENDA
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11 - 13 Dicembre 2018
Workshop Med 2018
Frascati (Italia)
www.geoforall.it/kuyah
20 - 22 Febbraio
FOSS4G-IT 2019
Padova (Italia)
www.geoforall.it/kur8a
10-11 Aprile 2019
Conferenza Esri Italia
Roma (Italia)
www.geoforall.it/k8cpw
27-29 Novembre 2018
XXII Conferenza Nazionale
ASITA
Bolzano (Italia)
www.geoforall.it/ku69r
27 Novembre 2018
Copernicus for Agriculture
Bari (Italia)
www.geoforall.it/
28 - 30 Novembre 2018
Corso di formazione
in Telerilevamento per
l’Agricoltura 4.0
Bari (Italia)
www.geoforall.it/
16 - 19 Gennaio 2019
TUSE The Unmanned System
Expo
Rotterdam (The Netherlands)
www.geoforall.it/ku4r6
6 - 8 Febbraio 2019
11th EARSeL SIG IS
Workshop
Brno (Czech Republic)
www.geoforall.it/k8cqr
2 - 4 Aprile 2019
Geospatial World Forum
Amsterdam (The Netherlands)
www.geoforall.it/kuqk8
4 - 5 Aprile 2019
Dronitaly
Milano (Italia)
www.dronitaly.it
3 - 5 Maggio 2019
GISTAM 2019
Heraklion (Grecia)
www.geoforall.it/kuf9x
21 - 22 Maggio 2019
GEO Business 2019
Londra (UK)
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