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GEOmedia_5_2021

La prima rivista italiana di geomatica

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Rivista bimestrale - anno XXV - Numero - 5/<strong>2021</strong> - Sped. in abb. postale 70% - Filiale di Roma<br />

TERRITORIO CARTOGRAFIA<br />

GIS<br />

CATASTO<br />

3D<br />

INFORMAZIONE GEOGRAFICA<br />

FOTOGRAMMETRIA<br />

URBANISTICA<br />

EDILIZIA<br />

GNSS<br />

BIM<br />

RILIEVO TOPOGRAFIA<br />

CAD<br />

REMOTE SENSING SPAZIO<br />

WEBGIS<br />

UAV<br />

SMART CITY<br />

AMBIENTE<br />

NETWORKS<br />

LiDAR<br />

BENI CULTURALI<br />

LBS<br />

Set/Ott <strong>2021</strong> anno XXV N°5<br />

Urban<br />

Digital<br />

twin<br />

OLTRE LE SDI:<br />

QUALI PROSPETTIVE<br />

LA SITUAZIONE DELLE<br />

IDT REGIONALI:<br />

PIEMONTE E VENETO<br />

SENSORE SENTERA<br />

6X A BORDO DI UN<br />

PHANTOM 4


Da IDT e INSPIRE alle<br />

DIGITAL TWIN<br />

Quanto la copia digitale dei nostri ecosistemi, in particolare città e territorio, è in grado di<br />

essere utilizzata per produrre previsioni di comportamento in grado di farci conoscere cosa<br />

succederà domani?<br />

È quello che esplorano gli autori del focus L’Urban Digital Twin, l’Incertezza<br />

e l’Osservazione della Terra: il Programma europeo Copernicus, portandoci a considerare<br />

quali siano i termini di incertezza dei risultati previsionali, derivati da modelli in cui i<br />

dati di base utilizzati sono fortemente approssimati. La misura dell’incertezza del dato<br />

di base è uno dei pilastri costituenti la scienza della misura che da sempre accompagna il<br />

rilievo sul campo dei dati geometrici della realtà che ci circonda, ma questa viene spesso<br />

sottovalutata specialmente nell’analisi di grandi moli di dati come quelli rilevati dai<br />

satelliti Copernicus, che, ci ricordano i nostri autori, non sono stati lanciati solamente<br />

per un semplice programma osservativo di monitoraggio satellitare. Le loro priorità<br />

sono le informazioni, anche previsionali, che possono essere rilanciate da piattaforme di<br />

simulazione di fenomeni osservabili.<br />

E quanto affidabili sono oggi le Infrastrutture di Dati Territoriali (IDT), anche<br />

omogeneizzate ed armonizzate nell’ambito del processo avviato dalla direttiva europea<br />

INSPIRE basata sulla interoperabilità delle infrastrutture di dati spaziali creati dagli stati<br />

membri, entrata in vigore nel 2007 e recepita in Italia con il D.Lgs. 32/2010?<br />

È questo l’oggetto dell’indagine avviata con il contributo di Franco Vico Oltre le SDI:<br />

quali prospettive, il quale constata che a 14 anni dall’entrata in vigore di INSPIRE non c’è<br />

un paese dell’Unione Europea che abbia dato piena implementazione in accordo con la<br />

roadmap inizialmente stabilita. Il concetto di SDI (Spatial Data Infrastructure), tradotto<br />

in Italia in IDT, introdotto all’inizio degli anni ’90, oggi subisce, a livello globale, un<br />

dibattito sul suo futuro. L’autore ci illustra le varie posizioni ed è interessante notare che,<br />

nonostante il quadro variato, emergono alcuni punti di convergenza tra le varie posizioni.<br />

Seguendo questo tema vi presentiamo le prime indagini, di una serie che speriamo<br />

possa essere esaustiva a livello nazionale, che inizia con questo numero di <strong>GEOmedia</strong><br />

e proseguirà con i successivi, finalizzata a conoscere quale sia la situazione delle varie<br />

strutture regionali dedite alla realizzazione e manutenzione delle IDT, attraverso delle<br />

interviste ai diretti responsabili.<br />

Alcune Regioni ci hanno dato questa disponibilità e vi riportiamo qui le risultanze di<br />

questi incontri eseguiti conducendo interviste ai funzionari che hanno in carico le gestioni<br />

delle SDI, quali Gian<br />

Bartolomeo Siletto, funzionario referente della IDT della Regione Piemonte e Umberto<br />

Trivelloni, Responsabile della IDT della Regione del Veneto.<br />

Un particolare ringraziamento va a Franco Vico che ha realizzato in collaborazione con la<br />

nostra Redazione queste prime interviste.<br />

Buona lettura,<br />

Renzo Carlucci


FOCUS<br />

in qUesto<br />

nUmero...<br />

FocUs<br />

rePort<br />

intervista<br />

l’URBAN DIGITAL<br />

TWIN, l’incertezza e<br />

l’osservazione Della<br />

terra: il Programma<br />

eUroPeo coPernicUs<br />

DI ANDREA TARAMELLI, BERNARDO<br />

DE BERNARDINIS, MARIA VITTORIA<br />

CASTELLANI E SERGIO FARRUGGIA<br />

6<br />

LE RUBRICHE<br />

42 MERCATO<br />

46 AGENDA<br />

18<br />

interviste aD alcUni<br />

resPonsabili Di iDt<br />

regionali: Presente<br />

e ProsPettive<br />

A CURA DI FRANCO VICO<br />

oltre le sDi:<br />

qUali ProsPettive<br />

DI FRANCO VICO<br />

14<br />

In copertina una<br />

immagine che<br />

iconicamente rappresenta<br />

il rapporto tra Urban<br />

Digital Twin e la realtà<br />

urbana. Fonte: ARUP<br />

Report 2019 http://<br />

www.arup.com/<br />

digitaltwinreport<br />

geomediaonline.it<br />

4 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong><br />

<strong>GEOmedia</strong>, bimestrale, è la prima rivista italiana di geomatica.<br />

Da più di 20 anni pubblica argomenti collegati alle tecnologie dei<br />

processi di acquisizione, analisi e interpretazione dei dati,<br />

in particolare strumentali, relativi alla superficie terrestre.<br />

In questo settore <strong>GEOmedia</strong> affronta temi culturali e tecnologici<br />

per l’operatività degli addetti ai settori dei sistemi informativi<br />

geografici e del catasto, della fotogrammetria e cartografia,<br />

della geodesia e topografia, del telerilevamento aereo e<br />

spaziale, con un approccio tecnico-scientifico e divulgativo.


INSERZIONISTI<br />

26<br />

rilievo Digitale<br />

Di aree Urbane<br />

DI MARCO SANTONI,<br />

FLAVIA BORGIOLI<br />

Catalyst 25<br />

Codevintec 37<br />

Datronix 48<br />

Epsilon 43<br />

ESRI 41<br />

Geomax 45<br />

GIS3W 12<br />

Gter 24<br />

Planetek Italia 13<br />

Stonex 47<br />

integrazione Di Un<br />

sensore sentera 6X<br />

30<br />

<br />

Teorema 46<br />

a borDo Di Un Drone<br />

Phantom 4. Una<br />

sPerimentazione in<br />

camPo archeologico<br />

DI LAURA EBANISTA,<br />

ALESSANDRO MARIA JAIA,<br />

ANDREA POMPILI<br />

38<br />

sistemi Di<br />

Posizionamento,<br />

navigazione e<br />

sincronizzazione<br />

alternativi ai gnss<br />

DI MARCO LISI<br />

Nello sfondo Cancún, Messico<br />

(14 novembre <strong>2021</strong>)<br />

- Cancún, che è situata nel<br />

Quintana Roo sulla costa<br />

nord orientale della penisola<br />

messicana dello Yucatán, è<br />

mostrata in questa immagine<br />

catturata dalla missione Copernicus<br />

Sentinel-2.<br />

La posizione di Cancún sul<br />

Mar dei Caraibi, il suo clima<br />

tropicale ed il suo allineamento<br />

di spiagge hanno fatto della<br />

città e della Riviera Maya (a<br />

sud di Cancún) una delle più<br />

importanti mete turistiche del<br />

Messico. In questa immagine,<br />

acquisita il 16 aprile <strong>2021</strong>,<br />

la città nascosta dalle nubi è<br />

visibile nell’angolo in basso<br />

a destra. L’Aeroporto Internazionale<br />

di Cancún, il secondo<br />

aeroporto più trafficato del<br />

Messico, è posizionato 20km<br />

circa a sud della città.<br />

La zona di villeggiatura di<br />

Cancún, visibile appena al<br />

largo della costa, appare<br />

di una forma che ricorda il<br />

numero sette ed è lunga circa<br />

22km. L’isola è separata<br />

dalla città dalla laguna di<br />

Nichupté, ma ad ogni suo<br />

estremo è collegata attraverso<br />

una strada sopraelevata. Gran<br />

parte dell’industria turistica<br />

è concentrata nell’isola di<br />

Cancún con le sue spiagge<br />

che si affacciano sui Caraibi.<br />

(Fonte: ESA - Image of the<br />

week: "Cancún, Mexico".<br />

Traduzione: Gianluca Pititto)<br />

una pubblicazione<br />

Science & Technology Communication<br />

<strong>GEOmedia</strong>, la prima rivista italiana di geomatica.<br />

ISSN 1128-8132<br />

Reg. Trib. di Roma N° 243/2003 del 14.05.03<br />

Direttore<br />

RENZO CARLUCCI, direttore@rivistageomedia.it<br />

Comitato editoriale<br />

Vyron Antoniou, Fabrizio Bernardini, Mario Caporale,<br />

Roberto Capua, Luigi Colombo, Mattia Crespi, Luigi Di<br />

Prinzio, Michele Dussi, Michele Fasolo, Marco Lisi, Flavio<br />

Lupia, Luigi Mundula, Beniamino Murgante, Aldo Riggio,<br />

Mauro Salvemini, Attilio Selvini, Donato Tufillaro<br />

Direttore Responsabile<br />

FULVIO BERNARDINI, fbernardini@rivistageomedia.it<br />

Redazione<br />

VALERIO CARLUCCI, GIANLUCA PITITTO,<br />

redazione@rivistageomedia.it<br />

Diffusione e Amministrazione<br />

TATIANA IASILLO, diffusione@rivistageomedia.it<br />

Progetto grafico e impaginazione<br />

DANIELE CARLUCCI, dcarlucci@rivistageomedia.it<br />

Editore<br />

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Via Palestro, 95 00185 Roma<br />

Tel. 06.64871209 - Fax. 06.62209510<br />

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sistemi di archiviazione e prelievo dati, senza il consenso scritto dell’editore.<br />

Rivista fondata da Domenico Santarsiero.<br />

Numero chiuso in redazione il 20 novembre <strong>2021</strong>.


FOCUS<br />

L’“Urban Digital Twin”, l’Incertezza<br />

e l’Osservazione della Terra:<br />

il Programma europeo Copernicus<br />

di Andrea Taramelli, Bernardo De Bernardinis, Maria Vittoria Castellani e Sergio Farruggia<br />

Con l'avvento<br />

dell'informatica, attraverso<br />

tecnologie e modellazioni<br />

digitali, sentiamo parlare<br />

sempre più di “Digital<br />

Twin” del reale. Tuttavia,<br />

spesso ci dimentichiamo<br />

della necessità di una<br />

solida base di dati ed<br />

informazioni quale quella<br />

offerta da Copernicus<br />

e dell'incertezza che<br />

accompagna tale<br />

Figura 1 - Rappresentazione funzionale del programma Copernicus<br />

approccio<br />

Prima dell’avvento dell’informatica<br />

- e quindi<br />

delle tecnologie binarie<br />

nel mondo scientifico, tecnico<br />

e produttivo - lo strumento<br />

per “comprendere” il reale corrispondeva,<br />

assieme alla sperimentazione,<br />

ai modelli e alle<br />

simulazioni analogiche, fondate<br />

sulla dottrina della misura:<br />

pochi numeri, un pallottoliere<br />

o un regolo calcolatore e grandi<br />

intuizioni.<br />

Con l’avvento del bit e quindi<br />

del byte, l’ambiente e la simulazione<br />

digitale sono diventati<br />

largamente predominanti ed<br />

in moltissimi casi gli unici<br />

possibili, ma al tempo stesso<br />

eccessivamente ingombranti:<br />

sia rispetto ai numeri - ora tanti<br />

-, alla possibilità e potenza<br />

di calcolo sempre maggiori per<br />

produrli, usarli, gestirli e trasformarli<br />

in informazioni; sia<br />

riguardo alle piattaforme per<br />

la rappresentazione, sintetica e<br />

simbolica o anche quasi reale<br />

dei dati e delle informazioni<br />

prodotti.<br />

Digital Twin: “gemello digitale”<br />

della città e del territorio<br />

Nei fatti, l’idea concettuale<br />

di un “sistema gemello” ebbe<br />

origine e conobbe un ampio<br />

sviluppo nell’ambito dei programmi<br />

spaziali degli anni ’60,<br />

sperimentandone la validità in<br />

occasione dell’incidente occorso<br />

alla navicella spaziale Apollo<br />

13 (1970). Il salvataggio degli<br />

astronauti poté avvenire anche<br />

grazie alla disponibilità a terra<br />

di un sistema gemello, riproduzione<br />

identica in tutto e per<br />

tutto, della navicella nello spazio,<br />

attraverso il quale i tecnici<br />

della NASA eseguirono test di<br />

possibili soluzioni, prima di<br />

prendere le decisioni risolutive.<br />

Le soluzioni adottate per realizzare<br />

tali sistemi gemelli sono<br />

progredite di pari passo con<br />

lo sviluppo tecnologico. Alla<br />

fine del secolo scorso e, ancora,<br />

nei primi anni del nuovo<br />

millennio, il concetto è stato<br />

prevalentemente assimilato a<br />

quello di “modello (software)<br />

di simulazione” di un sistema<br />

fisico, messo a punto per studiarne<br />

il comportamento in<br />

fase di progetto.<br />

Il termine “Digital Twin” ha<br />

iniziato ad essere utilizzato<br />

6 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


FOCUS<br />

Il modo enfatico con cui parliamo<br />

di “Digital Twin”, trasciall’inizio<br />

decennio appena<br />

conclusosi, per indicare una copia<br />

virtuale di un prodotto<br />

fisico integrata nel sistema di<br />

gestione del ciclo di vita del<br />

prodotto stesso. La comparsa<br />

dell’approccio sistemico<br />

“Industria 4.0” ha favorito lo<br />

sviluppo e la diffusione di tale<br />

tecnica implementativa, stimolando<br />

l’evoluzione del concetto:<br />

l’uso di questo termine è così<br />

diventato familiare con l’affermarsi<br />

di quel paradigma.<br />

La caratteristica saliente del<br />

gemello digitale è la sua sincronizzazione<br />

con l’entità fisica<br />

simulata e la sua capacità di<br />

reagire -continuativamente- ai<br />

mutamenti delle condizioni<br />

operative del gemello fisico,<br />

fornendo prontamente, ad<br />

esempio, indicazioni per la sua<br />

corretta gestione.<br />

Oggi, ambiziosamente e in<br />

modo anche troppo roboante,<br />

quest’approccio lo chiamiamo<br />

“Digital Twin”, tendendo a<br />

sottintendere o a suggerire “of<br />

the real world” quando lo estendiamo<br />

per descrivere, analizzare<br />

e gestire, se non governare, sistemi<br />

“umani” complessi, come<br />

quelli attribuibili alle nostre<br />

città attuali e non solo.<br />

Infatti, negli ultimi anni dello<br />

scorso decennio, sono stati<br />

avviati i primi progetti pilota<br />

di Digital Twin applicati alle<br />

aree urbane. Per le potenzialità<br />

che questo ambito applicativo<br />

esprime e stante lo sviluppo<br />

delle tecnologie utilizzate<br />

(Internet of Things, Artificial<br />

Intelligence, …), il numero<br />

di città dotate di una propria<br />

copia virtuale è destinato sicuramente<br />

a crescere nei prossimi<br />

anni. Il fenomeno sta interessando<br />

sia metropoli, sia città e<br />

-in generale- territori di diversa<br />

estensione.<br />

Tuttavia, occorre cautela nel<br />

proporlo perché, in particolare<br />

quando si fa riferimento ad<br />

Figura 2 - Rappresentazione a diverse scale dell'inquinamento atmosferico<br />

“Internet of things”, ci si limita<br />

ancora a pensare solo ad una<br />

parte del mondo reale, cioè<br />

quella relativa a manufatti,<br />

macchinari, infrastrutture e<br />

sistemi abitativi, produttivi, logistici<br />

e di monitoraggio, controllo<br />

e sorveglianza, ecc., cioè<br />

appunto a “things”. In questo<br />

caso, la realizzazione ed uso di<br />

un “Digital Twin”, più o meno<br />

completo e complesso, ci appare<br />

non solo realizzabile, ma anche<br />

affidabile e gestibile, mentre<br />

è necessario essere coscienti<br />

che la simulazione “of the real<br />

world” è ben più complessa.<br />

Digital Twin: più tecnologia<br />

impone maggiore consapevolezza,<br />

quindi cultura<br />

La recente introduzione delle<br />

tecniche e metodologie legate<br />

all’uso dell’Intelligenza<br />

Artificiale (IA) nell’ambito<br />

della realizzazione ed uso di<br />

“Digital Twin”, ad esempio nella<br />

medicina e chirurgia assistita,<br />

ed i recenti incidenti occorsi<br />

ai Boeing 737, quali esempi di<br />

competizione uomo-macchina<br />

mal gestita, se da una parte ci<br />

incitano giustamente ad andare<br />

avanti, dall’altra ci segnalano<br />

che molte sono ancora le problematiche<br />

irrisolte e gli aspetti<br />

oscuri e i terreni sconosciuti<br />

offerti alla nostra attenzione da<br />

questo approccio.<br />

L’orientamento “Digital Twin”<br />

non può essere ridotto ad una<br />

applicazione di tecnologie, ma<br />

è soprattutto una metodologia<br />

che si avvale di tecnologie delle<br />

telecomunicazioni e informatiche<br />

e per la sua applicazione<br />

alla simulazione del mondo<br />

reale alcuni elementi nontecnologici<br />

sono essenziali,<br />

debbono essere tenuti presenti,<br />

concorrere tra loro e non devono<br />

essere elusi.<br />

Infatti, dato un fenomeno/<br />

processo/evento da “simulare”,<br />

olisticamente o settorialmente,<br />

tali elementi, possono essere<br />

sinteticamente riportati:<br />

alla conoscenza, o quantomeno<br />

ad una ragionevole<br />

ipotesi teorica degli aspetti<br />

fisici, chimici, biologici,<br />

sociali, economici e quanti<br />

altri, ove presenti e significativi,<br />

e delle relazioni tra<br />

essi esistenti;<br />

al monitoraggio delle grandezze<br />

ritenute significative<br />

per descrivere il fenomeno,<br />

il suo manifestarsi e svilupparsi;<br />

alla conservazione e la disponibilità<br />

dei risultati di<br />

tale monitoraggio e delle conoscenze<br />

sviluppate e verificate<br />

al succedersi e ripetersi<br />

nel tempo di tale fenomeno.<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 7


FOCUS<br />

nati altresì dall’entusiasmo per<br />

uno sviluppo infrastrutturale<br />

e tecnologico assolutamente<br />

necessario, in particolare nel<br />

nostro Paese, dove il divario digitale<br />

e quello anche sociale ed<br />

economico tra le aree interne<br />

e rurali e quelle urbane, è più<br />

che significativo, diciamo pure<br />

inaccettabile, ci fa dimenticare<br />

l’infinita complessità e gli infiniti<br />

gradi di libertà con cui<br />

il mondo è reale e come tale si<br />

manifesta.<br />

Siamo assertivi. Se non annunciamo<br />

“domani pioverà”<br />

comunque affermiamo che<br />

“domani è prevista pioggia”,<br />

ma certamente non diremo<br />

che “domani è prevista un’alta<br />

probabilità che piova”. Siamo<br />

troppo sicuri della nostra “simulazione<br />

del mondo reale”,<br />

mentre “l’incertezza” accompagna<br />

e permea il nostro essere<br />

parte di questo mondo e ci<br />

impone delle “scelte” ad ogni<br />

istante.<br />

Vale la pena ricordare che lo<br />

stesso bit se rappresenta l’unità<br />

elementare di informazione, è<br />

anche la misura della probabilità<br />

tanto di successo che di<br />

insuccesso come nel caso del<br />

lancio di una moneta, pari a<br />

0.5, quando la quantità di “incertezza”<br />

è massima.<br />

Quindi il nostro “Digital<br />

Twin”, pur nella certezza dei<br />

suoi bit, è intrinsecamente permeato<br />

da una incertezza, animata<br />

da ciò che non conosciamo,<br />

né rileviamo, che è e deve<br />

essere oggetto di un nostro<br />

impegno, se non nel misurarla<br />

esattamente, almeno nel percepirla<br />

e possibilmente stimarla.<br />

Il ruolo del Programma<br />

Copernicus<br />

Il Programma europeo di<br />

Osservazione della Terra<br />

Copernicus, attraverso le sue<br />

infrastrutture e servizi rappresenta<br />

una tra le più estese<br />

ed avanzate fonti di dati e<br />

informazioni per realizzazioni<br />

di “Digital Twin” di alcune<br />

parti del mondo reale, relative<br />

all’ambiente terrestre e marino,<br />

ai territori che vi sono immersi,<br />

vi partecipano e che ne fanno<br />

uso. Il Programma stesso vanta<br />

applicazioni avanzate della<br />

metodologia “Digital Twin” a<br />

diverse scale temporali e spaziali,<br />

cioè da quella del tempo<br />

reale a quella dei cambiamenti<br />

climatici, da quelle globale<br />

ed europea a quelle urbana<br />

del giardino pubblico e rurale<br />

dell’appezzamento coltivato.<br />

Infatti, Copernicus non è un<br />

Programma semplicemente<br />

osservativo di monitoraggio<br />

satellitare, ma la sua priorità<br />

Figura 3 - Andamento temporale del NO2 per la città di Milano: gennaio – aprile 2020<br />

sono le informazioni, anche<br />

previsionali, prodotte da servizi<br />

che usano le osservazioni per<br />

alimentare piattaforme simulative,<br />

“Digital Twin”, di fenomeni/processi/eventi<br />

osservati<br />

e/o da osservare.<br />

Il Programma, infatti presenta<br />

ben tre Componenti strettamente<br />

connesse tra loro: le<br />

prime due relative ai servizi<br />

dedicati ai dati rispettivamente<br />

osservativi spaziali e quelli in<br />

situ; la terza, relativa ai servizi<br />

applicativi che producono le<br />

informazioni per le finalità<br />

operative dell’utente finale, sia<br />

esso una istituzione pubblica o<br />

una impresa privata (Figura 1).<br />

Esso rappresenta non solo<br />

una grande sfida per l’Earth<br />

Observation (EO),<br />

per la Geoinformation &<br />

Geomatic (GI) e per le<br />

Information&Comunication<br />

Technology (ICT) e le High<br />

Computing Facilities (HCF)<br />

attraverso, rispettivamente,<br />

la gestione dei Big Data e del<br />

relativo Number Crunching,<br />

ma anche una grande sfida culturale.<br />

Nel fare questo Copernicus è<br />

il primo Programma al mondo<br />

per impegno finanziario,<br />

organizzativo ed operativo nel<br />

monitoraggio ambientale e<br />

dei territori ed è il terzo quale<br />

fornitore di dati ed informazioni,<br />

con un volume di circa<br />

300.000.000 Mbyte giornalieri,<br />

cioè di oltre 30 PBytes al<br />

trimestre, e con oltre 400.000<br />

utenti registrati e fruitori dei<br />

numerosi servizi, offerti liberamente<br />

e gratuitamente a tutti<br />

gli abitanti europei. Infatti, al<br />

di là dei dati satellitari ottenuti<br />

dalle costellazioni di satelliti<br />

del sistema detto Sentinels ed<br />

anche adeguatamente processati<br />

per essere direttamente utilizzabili<br />

in un ambiente GIS,<br />

Copernicus rende disponibili<br />

attraverso i sui sei Core Service,<br />

8 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


FOCUS<br />

cioè l’Emergency management,<br />

il Land, il Marine Environment,<br />

l’Atmosphere, il Climate Change<br />

ed il Security, oltre 800 prodotti<br />

di elevatissimo contenuto<br />

informativo, ufficialmente verificati<br />

e validati con cui è possibile<br />

costruire altri ” Digital<br />

Twin” di scenari complessi.<br />

A titolo di esempio, utilizzando<br />

il Copernicus Atmosphere<br />

Monitoring Service (CAMS)<br />

e la piattaforma di interesse<br />

nazionale che da questo si alimenta[1],<br />

si può seguire giornalmente<br />

l’andamento degli<br />

elementi inquinanti, come il<br />

NO2, e dei particolati, come<br />

il PM10, da una scala sinottica<br />

paneuropea ad una scala urbana<br />

(Figura 2.).<br />

Quindi, procedendo così come<br />

fatto da ECMWF [2], responsabile<br />

della implementazione<br />

e della gestione del CAMS, è<br />

possibile ricostruire ed analizzare<br />

gli effetti del “lockdown”<br />

conseguente al Covid-19 relativamente<br />

alla città di Milano,<br />

tra il 3 gennaio ed il 19 Aprile<br />

2020 (Figura 3).<br />

Tale ricostruzione non si basa<br />

solo sui dati osservati ma anche<br />

su modelli simulativi di “downscaling”<br />

sino alla scala urbana.<br />

È quindi il miglior “Digital<br />

Twin” che possiamo ottenere,<br />

già utile a capire e forse a fare<br />

delle scelte, ma certamente<br />

affetto da quella incompletezza<br />

conoscitiva e rappresentativa<br />

ricordata prima e quindi ancora<br />

insoddisfacente nella sua<br />

rappresentazione del mondo<br />

reale.<br />

Figura 4 - Confronto valori misurati e simulati del livello delle acque, in condizione<br />

di marea normale<br />

genza Artificiale (IA), ci consente<br />

di migliorare la rappresentazione<br />

della realtà.<br />

I dati nei domini spettrale,<br />

temporale e spaziale offrono<br />

possibilità uniche all’IA. Molte<br />

analisi e interpretazioni delle<br />

informazioni sono ancora<br />

eseguite operativamente da<br />

analisti di immagini. Tuttavia,<br />

alcune tecniche per automatizzare<br />

il processo di analisi<br />

stanno avanzando grazie all’inclusione<br />

dell’IA nella progettazione<br />

della maggior parte delle<br />

applicazioni di Digital Twin.<br />

Vengono, infatti, proposte<br />

tecniche ormai classiche di apprendimento<br />

automatico, dalle<br />

reti neurali alle regole Fuzzy<br />

ed agli algoritmi di Support<br />

Vector Machine, nonché nuovi<br />

approcci di Deep Learning per<br />

affrontare i problemi di modellistica<br />

più impegnativi. Ciò<br />

consente anche l’inclusione<br />

continua di input diversi e lo<br />

sfruttamento della capacità di<br />

affinamento per approssimazioni<br />

successive, necessari per<br />

raggiungere lo sviluppo del<br />

Digital Twin. I risultati di questa<br />

attività sono quindi elaborati<br />

ed integrati nello sviluppo<br />

Digital Twin Earth attraverso<br />

l’uso di approcci qualitativi o<br />

semiquantitativi che esplorano<br />

valori e modelli separati, come<br />

IA e saggezza:<br />

convergenza cognitiva<br />

Tuttavia, il riconoscimento<br />

dell’incertezza ci può offrire un<br />

punto di vista diverso, ben rappresentato<br />

dalla “teoria degli<br />

insiemi fuzzy” o “logica fuzzy”<br />

che, correttamente accoppiata<br />

alle metodologie dell’Intellila<br />

mappatura cognitiva fuzzy<br />

ottenibile attraverso la mappatura<br />

delle misure (Bozzeda,<br />

F., 2013) [3], la mappatura<br />

cognitiva (Eden, Colin., 2004)<br />

[4] e la mappatura concettuale<br />

(Baja, S., Chapman, D.<br />

M., & Dragovich, D., 2002)<br />

[5]. Sviluppo di un approccio<br />

congiunto fuzzy-Bayesiano<br />

per l’analisi e la modellizzazione<br />

degli ecosistemi: applicazione<br />

ad ecosistemi marini<br />

costieri.- http://amsdottorato.<br />

unibo.it/5225/#), la mappatura<br />

cognitiva (Eden, Colin.<br />

“Analyzing cognitive maps to<br />

help structure issues or problems.”<br />

European Journal of<br />

Operational Research 159.3<br />

(2004): 673-686.) e la mappatura<br />

concettuale (Baja,<br />

S., Chapman, D. M., &<br />

Dragovich, D. (2002). A conceptual<br />

model for defining and<br />

assessing land management<br />

units using a fuzzy modeling<br />

approach in GIS environment.<br />

Environmental management,<br />

29(5), 647-661.). L’approccio<br />

adottato consiste in una sequenza<br />

di fasi, in cui singoli<br />

elementi o prodotti separati<br />

dell’intero modello della gestione<br />

sostenibile degli eventi<br />

estremi in fascia costiera,<br />

vengono sviluppati in modo<br />

relativamente indipendente<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 9


FOCUS<br />

e con tempi diversi, per consentire<br />

un’ampia integrazione<br />

(Taramelli et al., 2017). I risultati<br />

possono:<br />

estendere set di dati e variabili<br />

coinvolte nella modellazione<br />

dei processi descritti<br />

nei casi applicativi,<br />

mappare i parametri in base<br />

al tipo di parametro e alle<br />

regioni geografiche in cui<br />

viene applicato.<br />

Un esempio particolarmente<br />

significativo è quello relativo<br />

alla simulazione degli eventi<br />

mareali estremi che interessano<br />

Venezia, per i quali, altresì,<br />

sono disponibili consistenti<br />

serie storiche di misure mareografiche<br />

delle variazioni medie<br />

del livello del mare in più siti<br />

lagunari e non.<br />

Bellafiore e Umgiesser<br />

(Venezia, CNR, 2012) hanno<br />

stabilito che gli eventi di acqua<br />

alta nella laguna di Venezia<br />

dipendono da diversi fattori,<br />

-anche locali- e l’applicazione<br />

dell’approccio precedentemente<br />

e sommariamente illustrato<br />

sopra ci permette di farne<br />

emergere le possibili conseguenze.<br />

Le simulazioni fatte si basano<br />

su 10 anni di dati (dal 2000 al<br />

2010) e tengono conto delle<br />

Figura 5 - Confronto valori misurati e simulati di dislivello delle acque, in condizione<br />

di marea estrema<br />

maree effettive, delle maree<br />

astronomiche, delle altezze<br />

delle onde, della direzione e<br />

della velocità del vento, nonché<br />

della pressione atmosferica,<br />

simulate attraverso misure ogni<br />

10 minuti. Esse utilizzano un<br />

semplice modello di Fuzzy-<br />

Bayes [6] (Taramelli et al.,<br />

2017), in cui la struttura del<br />

modello fisico è nascosta nei<br />

dati che vengono utilizzati per<br />

la stima.<br />

Una prima simulazione a cui si<br />

riferisce la figura 4, è relativa<br />

ad una marea normale e nulla<br />

emerge di particolarmente<br />

anomalo, se non una buona<br />

qualità della simulazione stessa.<br />

Invece, in una seconda simulazione,<br />

relativa ad un evento<br />

estremo in cui il livello dell’acqua<br />

alta raggiunge 1,6 metri al<br />

di sopra dell’altezza di marea<br />

media, così come calcolata<br />

rispetto all’insieme di tutti i<br />

dati utilizzati con un approccio<br />

fuzzy-bayesiano, viene identificata<br />

una potenziale biforcazione<br />

dell’andamento di marea<br />

a cui seguirebbe un regime<br />

di marea più alta e quindi un<br />

ritorno a regimi di marea più<br />

bassa, non evidenziabile attraverso<br />

altri approcci simulativi<br />

(Figura 5.).<br />

Tuttavia, ancora più complesso,<br />

e quindi ancor più<br />

affetto da incertezza, resta<br />

l’utilizzo di quanto prodotto<br />

da Copernicus, per alimentare<br />

piattaforma simulative “Digital<br />

Twin” in grado di costruire ed<br />

integrare, anche in combinazione<br />

tra loro, scenari multipli,<br />

destinati ad esempio a valutare<br />

il quadro complessivo dei costi<br />

e benefici conseguenti a diverse<br />

sorgenti di rischio ed alle possibili<br />

azioni di contrasto per<br />

contenerne e/o mitigarne gli<br />

effetti.<br />

Ciò diventa ancor più arduo se<br />

ci riferiamo ad ambienti urbani<br />

in cui le dinamiche sociali<br />

e della vita quotidiana sono<br />

“regolate” tanto da una ordinarietà,<br />

quanto da grandi eventi,<br />

anche eccezionali o considerabili<br />

tali, non solo di origine<br />

naturale, come potrebbero<br />

essere un grande concerto, una<br />

partita di calcio o un evento<br />

fieristico di rilevanza.<br />

Per le finalità della Protezione<br />

Civile Nazionale, il Centro<br />

Internazionale in Monitoraggio<br />

Ambientale (Fondazione<br />

CIMA) ha concorso allo<br />

sviluppo della piattaforma<br />

RASOR [7], alimentata con<br />

dati e informazioni rese disponibili<br />

tanto dal Copernicus<br />

Emergency Management<br />

Service (CEMS), gestita dal<br />

Joint Research Centre (JRC)<br />

europeo, quanto dagli altri Core<br />

Services e destinata a costruire<br />

scenari di rischio, attesi o in<br />

essere, assieme ai conseguenti<br />

scenari di danno. La piattaforma<br />

si applica ad eventi estremi<br />

complessi, senza o con interventi<br />

di mitigazione, tenendo<br />

altresì conto degli scenari di<br />

cambiamento climatico, ma<br />

è utilizzabile in tempo reale e<br />

può integrare altre informazioni<br />

di diversa natura e origine,<br />

come quelle prodotte dagli abitanti<br />

attraverso i media.<br />

Un buon esempio, seppur<br />

10 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


FOCUS<br />

limitato ad un evento di sola<br />

origine naturale è l’applicazione<br />

di RASOR ad un caso<br />

idrometeorologico estremo che<br />

ha colpito la città di Genova,<br />

alluvionandola con significativi<br />

danni a persone e beni, e la<br />

simulazione degli effetti della<br />

realizzazione di possibile mitigazione<br />

conseguenti alla realizzazione<br />

del canale scolmatore<br />

del Torrente Bisagno, intervento<br />

infrastrutturale ad oggi non<br />

ancora realizzato (Figura 6).<br />

Anche in questo caso, ove si<br />

vogliano tenere in conto e simulare<br />

i comportamenti umani<br />

e sociali, un approccio cognitivo<br />

e Fuzzy potrebbe essere<br />

utilizzato, non solo utilizzando<br />

dati ed informazioni statistiche<br />

disponibili, ma anche quelli<br />

ottenibili attraverso metodi<br />

di rilevamento e analisi della<br />

messaggistica social, oppure attraverso<br />

indagini di campo mirate,<br />

come nel caso dell’analisi<br />

della percezione e dell’accettabilità<br />

dell’implementazione<br />

delle “Green Infrastructure”,<br />

definite dall’UE nel 2013, da<br />

parte della Comunità agricola<br />

nazionale.<br />

Copernicus ed i “Digital<br />

Twin” in un futuro europeo<br />

molto prossimo<br />

Copernicus, altresì, si dimostra<br />

un sistema, non solo abilitante,<br />

ma essenziale per lo sviluppo<br />

di una iniziativa chiave a livello<br />

europeo come “Destination<br />

Earth” che lega tra loro quelle<br />

promosse nell’ambito: (i) del<br />

“Green Deal”, volto al raggiungimento<br />

della neutralità<br />

climatica entro il 2050, (ii)<br />

dell’“European Strategy for<br />

Data“, mirata alla creazione<br />

all’interno dell’UE di una libera<br />

ed accessibile circolazione<br />

di dati ed informazioni, e (iii)<br />

del “Shaping Europe’s digital<br />

future”, destinato tanto a garantire<br />

la transizione digitale in<br />

Figura 6 - Descrizione sinottica della piattaforma RASOR applicata ad un evento idrometeorologico estremo<br />

Europa, quanto a diventare un<br />

modello di riferimento mondiale<br />

per l’economia digitale.<br />

Infatti “Destination Earth”<br />

mira a sviluppare un modello<br />

digitale della Terra, cioè un<br />

Digital Twin, di alta e tale<br />

qualità da essere in grado di<br />

monitorare e simulare eventi<br />

naturali ed attività umane,<br />

nonché di sviluppare e validare<br />

scenari utili:<br />

al raggiungimento degli<br />

obiettivi del Green Deal;<br />

alla protezione delle vite degli<br />

abitanti e dell’economia<br />

dell’UE;<br />

a promuovere, sostenere<br />

e realizzare le politiche<br />

dell’UE;<br />

a consolidare e rinforzare le<br />

capacità e la competitività<br />

tecnologica ed industriale<br />

dell’UE in materia di<br />

“advanced computing, simulation,<br />

modelling, predictive<br />

data analytics ad artificial<br />

intelligence”.<br />

Per il raggiungimento di tali<br />

obiettivi quattro sono i pilastri<br />

a cui l’iniziativa europea<br />

si affida, così come mostrato<br />

nella figura seguente, e non<br />

può non essere ravvisato come<br />

Copernicus, non solo ne faccia<br />

parte integrante, ma ne sia<br />

stato un prodomo nella sua<br />

architettura istituzionale, funzionale<br />

ed operativa, nonché<br />

nello sviluppo di ciascuna delle<br />

sue componenti e delle azioni<br />

poste in essere.<br />

Conclusioni e raccomandazioni<br />

finali<br />

In conclusione, l’approccio<br />

“Digital Twin” è tra noi da<br />

tempo, ma forse non ne eravamo<br />

coscienti e oggi ci rende<br />

disponibili informazioni ancora<br />

impensabili in un non<br />

lontanissimo passato, consegnandoci,<br />

tuttavia, anche la<br />

responsabilità della gestione<br />

dell’incertezza che le accompagna.<br />

La sua utilità, ma anche i<br />

suoi limiti, sono emersi dalla<br />

necessità e/o dalla volontà di<br />

simulare, fronteggiare e gestire<br />

scenari, significativamente più<br />

incerti e sfumati, di quelli pro-<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 11


FOCUS<br />

NOTE<br />

[1] La piattaforma è stata sviluppata nell’ambito di un Accordo<br />

ASI-ISPRA con il concorso di alcune Agenzie del Sistema Nazionale<br />

per la Protezione dell’Ambiente (SNPA)<br />

[2] European Centre for Medium range Weather Forecast (EC-<br />

MWF).<br />

[3] Bozzeda, F. (2013). Sviluppo di un approccio congiunto<br />

fuzzy-Bayesiano per l’analisi e la modellizzazione degli ecosistemi:<br />

applicazione ad ecosistemi marini costieri.- http://amsdottorato.<br />

unibo.it/5225/#<br />

[4] Eden, Colin. “Analyzing cognitive maps to help structure<br />

issues or problems.” European Journal of Operational Research<br />

159.3 (2004): 673-686.<br />

[5] Baja, S., Chapman, D. M., & Dragovich, D. (2002). A conceptual<br />

model for defining and assessing land management units<br />

using a fuzzy modeling approach in GIS environment. Environmental<br />

management, 29(5), 647-661.<br />

[6] Taramelli, A., Valentini, E., Cornacchia, L., & Bozzeda, F.<br />

(2017). A hybrid power law approach for spatial and temporal<br />

pattern analysis of salt marsh evolution. Journal of Coastal Research,<br />

(77), 62-72.<br />

[7] La piattaforma RASOR (Rapid Analysis and Spatialization<br />

Of Risk) è stata sviluppata dalla Fondazione CIMA, le, assieme<br />

ad altri soggetti nazionali ed europei, nell'ambito del Programma<br />

europeo FP7 Copernicus (www.rasor-project.eu)<br />

Figura 7 - Descrizione schematica dell’iniziativa europea “Destination Earth”<br />

posti dal “mondo delle cose”<br />

e di farlo anche a livello di<br />

dettaglio e particolare, pur<br />

conservandone la complessità<br />

e generalità della rappresentazione.<br />

Infine, la disponibilità di un<br />

“gemello digitale” del reale<br />

ci lascia con alcune questioni<br />

non secondarie a partire da<br />

quella di come comunicare<br />

all’utente finale, assieme alle<br />

indubbie positività offerte<br />

dal suo impiego, anche l’esistenza<br />

dell’incertezza che<br />

ineludibilmente lo accompagna<br />

ed affligge, e, in particolare,<br />

di come farlo verso la<br />

Pubblica Amministrazione,<br />

convincendola ad introdurre<br />

l’uso di tale metodologia nei<br />

propri processi tanto amministrativi<br />

quanto decisionali,<br />

nonchè ad avvalersi di nuovi<br />

profili professionali non solo<br />

tecnologici, ma anche gestionali,<br />

e ad accettare di essere<br />

informata, formata ed addestrata<br />

a tal fine.<br />

Tutto ciò richiede un grande<br />

dispiegamento oltre che di<br />

competenze, conoscitive,<br />

gestionali, di risorse tecnologiche,<br />

infrastrutturali,<br />

ma anche, se non soprattutto,<br />

umane e finanziarie<br />

così come il Programma<br />

Copernicus continua a dimostrarci<br />

a livello non solo<br />

europeo.<br />

PAROLE CHIAVE<br />

Digital twin; copernicus; monitoraggio; servizi;<br />

incertezza<br />

ABSTRACT<br />

The "digital twins" applied to cities and territories -as well as to<br />

their inhabitants- are already a reality and also at our disposal<br />

for the future. Therefore, being creators and/or beneficiaries of<br />

these artifacts, we all must learn to live with them. In fact, the<br />

increasing complexity of our living conditions and of the knowledge<br />

and technologies needed and used to deal with it, requires<br />

us to consider uncertainty unavoidable. We have to be aware of<br />

it and relate to it responsibly, particularly when we make use of<br />

the impressive amount of information that Earth Observation<br />

programs, such as Copernicus, produce and make available to us.<br />

AUTORE<br />

Andrea Taramelli<br />

andrea.taramelli@isprambiente.it<br />

Delegato Nazionale al Committee e allo User Forum<br />

europei di Copernicus<br />

Bernardo De Bernardinis<br />

bdb.posta@gmail.com<br />

Maria Vittoria Castellani<br />

maria.castellani@isprambiente.it<br />

Coordinamento Nazionale della Copernicus Academy<br />

Sergio Farruggia<br />

sergio.farruggia@statigeneralinnovazione.it<br />

Stati Generali dell'Innovazione<br />

12 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


FOCUS<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 13


REPORT<br />

Oltre le SDI: quali prospettive<br />

di Franco Vico<br />

Il concetto di SDI è stato<br />

introdotto all’inizio degli anni ‘90:<br />

oggi è in corso, a livello globale,<br />

un dibattito sul suo futuro. Le<br />

ipotesi sono varie, e sono stati<br />

proposti anche nomi diversi. Non<br />

ostante il quadro frastagliato che<br />

emerge, in parte contraddittorio,<br />

in parte semplicemente vago,<br />

sono individuabili alcuni punti di<br />

Fig. 1 – La Geospatial infrastructure secondo Dangermont (fonte: https://www.youtube.com/watc<br />

h?v=MvyOQoiHAqU&list=PLaPDDLTCmy4YwK56yHaEdtRgNUoPBiZTz&index=3&t=0s<br />

convergenza tra le varie posizioni.<br />

Il concetto di Spatial Data<br />

Infrastructure è stato<br />

definito per la prima volta<br />

in una sede istituzionale nel<br />

1994 negli USA, più di un<br />

quarto di secolo fa. Oggi appare<br />

un po’ appannato.<br />

EUROGI: Beyond spatial<br />

data infrastructures<br />

Nel maggio 2020 EUROGI<br />

ha promosso una iniziativa<br />

intitolata “Beyond spatial data<br />

infrastructures” mettendo<br />

insieme 16 persone di spicco<br />

nel mondo dell’informazione<br />

geospaziale a livello globale, a<br />

cui ha chiesto una pagina di<br />

riflessioni sulle prospettive.<br />

Questa prima fase si è chiusa<br />

con un webinar. Nel maggio<br />

<strong>2021</strong> EUROGI ha organizzato<br />

un secondo webinar sullo stesso<br />

tema.<br />

Le opinioni presentate in<br />

queste sedi sono state piuttosto<br />

varie, salvo che su un punto: è<br />

necessario cambiare, innovare…<br />

Intervenendo al webinar<br />

EUROGI del 2020, il<br />

presidente di OGC, Bart de<br />

Lathouwer, ha notato che OGC<br />

non ha mai pubblicato un<br />

documento con SDI nel titolo,<br />

anche se ha messo a punto i<br />

building blocks delle SDI. Ora<br />

però OGC “is actively seeking<br />

... to further shape the future of<br />

SDIs in its Concept Development<br />

Study Modernizing SDI”.<br />

Tra gli esperti invitati c’era Ed<br />

Parson, che spesso si assume il<br />

compito, a nome di Google,<br />

di “evangelise geospatial data”.<br />

Parson afferma che le SDI<br />

sono morte, anzi non sono<br />

mai realmente nate. Una<br />

provocazione certo, che però ha<br />

un fondamento di verità.<br />

La suggestione di Parson è<br />

“to take a more conventional<br />

web based approcch”. Il suo<br />

riferimento è un documento<br />

intitolato Spatial Data on the<br />

web Best Practices., prodotto da<br />

un gruppo di lavoro congiunto<br />

OGC-W3C, rilasciato nel<br />

2017, che forse è restato un po’<br />

ignorato. L’idea è appunto il<br />

superamento delle SDI verso<br />

qualcosa di meno strutturato: i<br />

dati spaziali sono immersi nel<br />

web, loosly coupled...<br />

Altri partecipanti alle iniziative<br />

EUROGI 2020 e <strong>2021</strong> hanno<br />

espresso più o meno la stessa<br />

opinione (nessun altro però ha<br />

fatto esplicito riferimento al<br />

documento OGC-W3C 2017).<br />

La domanda è: questo<br />

approccio può essere efficiente<br />

ed efficace per la ricerca e<br />

concreto riuso dei dati spaziali?<br />

E c’è la questione della<br />

interoperabilità, in particolare<br />

per l’interoperabilità semantica:<br />

a meno di modelli dati<br />

dichiarati, almeno compatibili<br />

se non standardizzati, un<br />

effettivo riutilizzo dei dati mi<br />

sembra impossibile.<br />

Tornando al Documento<br />

OGC-W3C: “The key problems<br />

... are discoverability, accessibility<br />

and interoperability. Our<br />

overarching goal is to enable<br />

spatial data to be integrated<br />

within the wider Web of data;<br />

providing standard patterns and<br />

solutions that help solve these<br />

14 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


REPORT<br />

problems” (OGC-W3C 2017,<br />

p. 1). Il documento OGC-<br />

W3C è certamente interessante:<br />

è scritto in modo piuttosto<br />

diverso rispetto ai documenti<br />

INSPIRE (per inciso, non viene<br />

mai citato INSPIRE); tocca<br />

anche aspetti molto pratici (ad<br />

es. differenti rappresentazioni<br />

dello stesso oggetto…). L’enfasi<br />

è sul web; ma ovviamente,<br />

senza web, le SDI non possono<br />

esistere. Questo documento<br />

non è stato aggiornato dopo<br />

il 2017, ma c’è, tuttora attivo,<br />

un Interest Group. È difficile<br />

però valutare quanto questa<br />

iniziativa congiunta di OGC e<br />

W3C (due soggetti certo non<br />

irrilevanti nel mondo del web e<br />

dell'informazione geospaziale)<br />

abbia avuto influenze pratiche:<br />

io non ho trovato riscontri,<br />

commenti...<br />

Geospatial infrastructure,<br />

Geospatial Knowledge<br />

Infrastructure<br />

L’idea che sta emergendo con<br />

più forza è una evoluzione del<br />

concetto di SDI verso quello<br />

di una infrastruttura che non<br />

sia solo fatta di dati. Nel luglio<br />

2020 nella plenaria di apertura<br />

della User Conferenze ESRI,<br />

Dangermond ha tratteggiato<br />

la sua vision, nella quale<br />

ha un ruolo importante la<br />

Geospatial Infrastructure. La<br />

Fig. 1 rappresenta questa vision.<br />

L’eliminazione del termine data<br />

corrisponde all’idea di andare<br />

oltre la SDI data-centric. L’idea<br />

è che, nell’infrastruttura, le<br />

“GIS capabilities are becoming<br />

embedded” e che ci saranno<br />

le app che devono fornire<br />

un “frictionless access” alla<br />

conoscenza geospaziale.<br />

Questi concetti espressi<br />

da Dangermon sono stati<br />

proposti anche da altri, in<br />

contesti diversi e magari con<br />

termini diversi. Non va nella<br />

stessa direzione anche, ad es.,<br />

Fig. 2 - Il rapporto tra urban digital twin e realtà urbana, rappresentato iconicamente da ARUP<br />

(fonte: ARUP 2019, p. 20)<br />

l’idea delle DIAS (Data and<br />

Information Access Services)<br />

proposta dal progetto europeo<br />

Copernicus?<br />

Nella stessa direzione è andata,<br />

nel febbraio di quest’anno,<br />

il Geospatial Knowledge<br />

Infrastructure Summit,<br />

una conferenza virtuale<br />

veramente globale (https://<br />

geospatialmedia.net). I punti<br />

chiave sono stati: non raw<br />

data ma “knowledge services<br />

on demand“, la creazione<br />

di un geospatial ecosystem<br />

focalizzato sui servizi e sulla<br />

domanda degli utenti, basato<br />

su open data, open tools per<br />

l’analisi e la visualizzazione,<br />

e sul partenariato pubblicoprivato.<br />

La Fig. 3 rappresenta<br />

la piramide Dati-Informazione-<br />

Conoscenza della Geospatial<br />

Knowledge Infrastructure.<br />

Geospatial Infrastrucure e<br />

Digital Twin<br />

Nel suo intervento di pochi<br />

minuti, in apertura della<br />

Conferenza ESRI Italia <strong>2021</strong>,<br />

Dangermon cita 6 volte il<br />

termine “digital twin”. L’idea del<br />

DT, nella sostanza, non è nuova<br />

e si può far risalire alle missioni<br />

spaziali americane degli anni<br />

‘60-’70. In particolare, nel<br />

caso dell’Apollo 13 nel 970,<br />

la disponibilità di un modello<br />

digitale della navicella fu<br />

decisivo per salvare i tre uomini<br />

di equipaggio, dopo una<br />

esplosione a bordo, simulando<br />

le diverse manovre da fare<br />

e inviando all’equipaggio le<br />

indicazioni necessarie.<br />

L’uso, per la prima volta,<br />

del termine “digital twin” è<br />

attribuito a Michael Grieves,<br />

nel 2003: nella diffusione<br />

del concetto ha certamente<br />

avuto un ruolo un nome<br />

così suggestivo. Negli anni<br />

più recenti, generalizzando<br />

la pratica che si era andata<br />

diffondendo nel mondo<br />

industriale, il concetto DT è<br />

stato anche applicato a temi<br />

che hanno una dimensione<br />

spaziale. Un esempio pratico<br />

molto chiaro riguarda le<br />

infrastruttura a rete, in cui il<br />

DT integra informazioni di<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 15


REPORT<br />

Fig. 3 - La piramide Dati-Informazione-Conoscenza della Geospatial Knowledge Infrastructure<br />

(fonte: Geospatial World media+communication, United Nation Statistic Division <strong>2021</strong>, p. 10).<br />

fonti molto diverse, relative alle<br />

localizzazione della reti, alle<br />

caratteristiche degli impianti...,<br />

con informazioni provenienti<br />

da sensori, con tools per la<br />

simulazione dei flussi e degli<br />

effetti di eventi imprevisti,<br />

per la gestione della azioni<br />

di manutenzione e la loro<br />

previsione, per la visualizzazione<br />

e la comunicazione…<br />

Le parole chiave sono<br />

quindi: integrazione di dati,<br />

modellazione, simulazione,<br />

comunicazione. Ampliando<br />

gli ambiti di applicazione, con<br />

riferimento alla dimensioni<br />

complessive di territori, si parla<br />

di urban digital twin (UDT),<br />

ma anche di National DT e di<br />

Earth DT.<br />

Nell’implementazione del<br />

concetto di UDT, il punto<br />

è ancora usare e integrare<br />

efficacemente le informazioni<br />

esistenti, cioè alla base ci sono<br />

i pilastri delle SDI: riuso dei<br />

dati, interoperabilità (e quindi<br />

standard).<br />

Ciò, oggi, è ampiamente<br />

riconosciuto. Il titolo della<br />

recente conferenza Geospatial<br />

Worls Forun <strong>2021</strong> (ad<br />

Amsterdam, a ottobre) è<br />

Geospatial Infrastrucure &<br />

Digital Twin.<br />

Ed è stato pubblicato su<br />

GW weekly del 19 Aprile<br />

<strong>2021</strong>, un editoriale intitolato<br />

“Geospatial Infrastructure. A<br />

Prerequisite for Efficient Digital<br />

Twins”: esattamente quello che<br />

sostengo.<br />

In alcuni esempi di UDT<br />

che ho visto, c’è una forte<br />

enfasi sulla forma fisica della<br />

città, con la creazione di<br />

visualizzazioni 3D dello spazio<br />

urbano, più o meno realistiche,<br />

navigabili… Ciò avvicina<br />

UDT al Building Information<br />

Modeling (BIM). La Fig. 2<br />

rappresenta in modo iconico<br />

il rapporto tra realtà urbana e<br />

UDT. Il risultato è certamente<br />

d’effetto, ma è chiaro che una<br />

città è di più degli edifici e<br />

degli spazi urbani: una città è<br />

la somma e l’interazione delle<br />

persone che in essa risiedono,<br />

lavorano, passano (per i più<br />

svariati motivi), delle attività<br />

economiche che si svolgono,<br />

del come le persone e le merci<br />

si muovono… Se si considera<br />

tutto questo il nesso UDT SDI<br />

diventa determinante: la SDI<br />

è il core del UDT, e il UDT<br />

fa crescere l’importanza della<br />

infrastruttura di dati.<br />

E INSPIRE?<br />

Come detto, nel documento<br />

OGC-W3C il termine<br />

INSPIRE non è citato. Ma<br />

INSPIRE, in cui l’Europa e gli<br />

Stati Membri hanno investito<br />

tante risorse, dal 2007 ad<br />

oggi, non è stata richiamata<br />

in nessuno dei vari eventi/<br />

documenti citati sopra.<br />

Ma qual è lo stato di INSPIRE?<br />

Non ho trovato alcuna analisi<br />

recente di soggetti terzi che<br />

dia un quadro. L’ultimo report<br />

ufficiale di monitoraggio,<br />

annuale, previsto dalla stessa<br />

Direttiva INSPIRE, è quello<br />

relativo al 2019 (Minghini<br />

2020). La sua caratteristica (il<br />

suo limite) è che è finalizzato<br />

a verificare se e quanto la<br />

macchina INSPIRE funziona<br />

come era stato previsto, e non<br />

se e quanto i suoi output sono<br />

usati e rispondono ai fabbisogni<br />

di informazione geospaziale. Il<br />

rapporto evidenzia che i risultati<br />

sono assolutamente eterogenei<br />

tra i diversi stati (“eterogenei”<br />

è un eufemismo: i numeri che,<br />

ad es. per quanto riguarda il<br />

numero dei dataset presenti, nel<br />

2019, variano da 42 a 42066!),<br />

e ammette che “after 13 years<br />

from the entry into force of the<br />

Directive, there is no single<br />

country which has yet achieved<br />

full implementation according to<br />

the roadmap” (Minghini 2020,<br />

p.1).<br />

A questo punto, all’interno<br />

dello stesso INSPIRE<br />

Maintenance and<br />

Implementation Group<br />

(MIG, a cui partecipano<br />

anche rappresentanti degli<br />

stati membri), è opinione<br />

condivisa che sia necessario<br />

rivedere parecchie cose:<br />

“The current architecture of<br />

INSPIRE is outdated…[Sono<br />

emerse] new data sources and<br />

new technologies... INSPIRE<br />

is often seen as a monolithic<br />

infrastructure with few links to<br />

16 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


REPORT<br />

other existing infrastructures<br />

(INSPIRE MIG <strong>2021</strong> a ). La<br />

proposta è di focalizzarsi sui<br />

temi/dataset che possono<br />

portare tangibili benefici alla<br />

definizione delle politiche<br />

prioritarie europee, anzi,<br />

di più, di focalizzarsi su<br />

quei temi/datasets che sono<br />

connessi all’e-Reporting, cioè<br />

in qualche modo sono richiesti<br />

per rispondere a adempimenti<br />

previsti da regolamento o<br />

direttive (INSPIRE MIG<br />

<strong>2021</strong>b).<br />

Punti di convergenza<br />

Dai documenti, webinar,<br />

conferenze... richiamati qui<br />

sopra, tutti piuttosto recenti,<br />

riguardanti più il futuro che<br />

il presente delle SDI, emerge<br />

un quadro frastagliato, in<br />

parte contraddittorio, in parte<br />

semplicemente vago. Non ci<br />

sono riferimenti ad analisi<br />

sull’effettivo utilizzo delle SDI,<br />

sulla accessibilità e usabilità<br />

dei dati… (questo perché a<br />

mio avviso mancano: è un<br />

limite serio).<br />

In questi contributi c’è una<br />

forte focalizzazione sulla<br />

dimensione tecnologica,<br />

come quasi sempre avviene,<br />

una focalizzazione eccessiva<br />

se consideriamo che nei<br />

processi di implementazione<br />

ed evoluzione delle SDI<br />

(e di quello che verrà) la<br />

dimensione politica, e quella<br />

culturale (formazione e cultura<br />

delle persone) hanno avuto,<br />

e avranno ancora, un ruolo<br />

critico.<br />

Conclusivamente, non ostante<br />

la varietà degli approcci<br />

possono essere individuati<br />

alcuni punti di generale<br />

convergenza.<br />

- I fondamentali delle SDI,<br />

che stanno nell’acronimo,<br />

diventato di uso generale,<br />

FAIR (che sta per Findable,<br />

Accessible, Interoperable,<br />

Reusable), sono tuttora<br />

rilevanti. L’informazione<br />

geospaziale è più importante<br />

che mai, ed è ovunque. E i<br />

fondamentali delle SDI.<br />

- Se tradizionalmente nelle<br />

SDI i provider di dati sono<br />

soggetti pubblici, bisogna<br />

prendere atto che i produttori<br />

di geoinformazione si<br />

sono moltiplicati: non può<br />

essere ignorato il ruolo<br />

dell’informazione geografica<br />

commerciale, prodotta da<br />

soggetti come Google, ma<br />

anche il ruolo ad es. di Open<br />

Street Map, della volunteered<br />

geographic information e<br />

del crowdsourcing, e della<br />

geospatial information<br />

generata dai BigData.<br />

Questa constatazione viene<br />

accettata praticamente da<br />

tutti (INSPIRE incluso), e<br />

porta ad introdurre il termine<br />

geospatial ecosystem (o analoghe<br />

formulazioni) in cui settore<br />

pubblico e i molteplici<br />

soggetti privati interagiscono<br />

sinergicamente.<br />

- Mettere al centro gli<br />

utilizzatori: il geospatial<br />

ecosystem è al servizio di<br />

utilizzatori non immaginari,<br />

con la cui domanda di<br />

informazione geospaziale è<br />

indispensabile interagire.<br />

- Usabilità: non dati ma<br />

informazione, o forse meglio<br />

conoscenza, ovvero “actionable<br />

information” (espressione<br />

molto pragmatica usata da<br />

Nadine Alameh, CEO di<br />

OGC, nel webinar EUROGI<br />

del 25 maggio <strong>2021</strong>). Quindi,<br />

accessibilità, interoperabilità,<br />

strumenti.<br />

- Politiche chiare volte a<br />

facilitare l’uso di dati e<br />

strumenti, quindi Open Data<br />

o, più in generale, riferimento<br />

a sistemi di licenze consolidati<br />

(ad es. Creative Commons).<br />

BIBLIOGRAFIA<br />

ARUP (2019), Digital twin. Toward a<br />

meaninful framework, https://www.arup.<br />

com/perspectives/publications/research/<br />

section/digital-twin-towards-a-meaningful-framework<br />

(Retrived: 03-06-<strong>2021</strong>)<br />

Geospatial World media+communication,<br />

United Nation Statistic Division (<strong>2021</strong>),<br />

The power of where. Geospatial<br />

knowlegde infrastructure white paper,<br />

https://geospatialmedia.net/pdf/GKI-<br />

White-Paper.pdf (Retrived: 03/06/<strong>2021</strong>)<br />

INSPIRE MIG (<strong>2021</strong>a), Action 1.1<br />

Towards a digital ecosystem for the<br />

environment and sustainability, https://<br />

webgate.ec.europa.eu/fpfis/wikis/display/<br />

InspireMIG/Action+1.1+Towards+a+digit<br />

al+ecosystem+for+the+environment+and+<br />

sustainability (Retrieved: 31-05-<strong>2021</strong>)<br />

INSPIRE MIG (<strong>2021</strong>b), Action 2.1<br />

Need-driven data prioritisation, https://<br />

webgate.ec.europa.eu/fpfis/wikis/<br />

display/InspireMIG/Action+2.1+Needdriven+data+prioritisation<br />

(Retrieved:<br />

31-05-<strong>2021</strong>)<br />

Kotsev A. et al. (2020), From Spatial<br />

Data Infrastructures to Data Spaces. A<br />

Technological Perspective on the Evolution<br />

of European SDIs, ISPRS Int. J.<br />

Geo-Inf. 2020, 9, 176, https://www.mdpi.<br />

com/2220-9964/9/3/176 (Retrieved:<br />

31-05-<strong>2021</strong>)<br />

Minghini M. et. al (2020), Establishing a<br />

new baseline for monitoring the status of<br />

EU Spatial Data Infrastructure, https://<br />

publications.jrc.ec.europa.eu/repository/<br />

handle/JRC122351<br />

OGC-W3C (2017), Spatial Data on the<br />

web Best Practices, https://www.w3.org/<br />

TR/sdw-bp/ (Retrieved: 31-05-<strong>2021</strong>)<br />

PAROLE CHIAVE<br />

SDI; Geospatial Infrastrucure, Geospatial<br />

Ecosystem, INSPIRE, Urban<br />

Digital Twin<br />

ABSTRACT<br />

The SDI concept was introduced in the<br />

early 90s: today is underway, globally, a<br />

debate on its future.<br />

AUTORE<br />

Franco Vico<br />

Già docente di Analisi GIS per la<br />

pianificazione spaziale al Politecnico<br />

di Torino<br />

e-mail franco.vico@formerfaculty.<br />

polito.it<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 17


INTERVISTA<br />

Interviste ad alcuni responsabili<br />

di IDT regionali: presente e<br />

prospettive<br />

a cura di Franco Vico<br />

Le infrastrutture di dati geografici<br />

di livello regionale sono un tassello<br />

fondamentale nel sistema complessivo di<br />

produzione, catalogazione, distribuzione<br />

dell’informazione geografica. Questo lo<br />

pensiamo noi, ma non solo. Questo è<br />

certamente vero in Italia, ma anche, ad<br />

es., in Germania e in altri paesi europei.<br />

Le regioni hanno le capacità finanziarie e<br />

tecniche necessarie, quelle capacità che<br />

spesso mancano ai livelli sotto-ordinati, ad<br />

es. ai comuni. Mentre il livello nazionale è<br />

più lontano dal territorio e ha altri ruoli.<br />

Con questo in mente, abbiamo chiesto<br />

ai responsabili di alcune IDT regionali<br />

di parlarci delle loro esperienze,<br />

presentandole nella loro realtà concreta,<br />

ma confrontandosi anche con i “punti di<br />

convergenza” del dibattito internazionale<br />

sul futuro delle Spatial Data Infrastructure,<br />

individuati nell’articolo che precede.<br />

In questo numero sono pubblicate le<br />

interviste relative alle Regioni Veneto e<br />

Piemonte, nel prossimo saranno presentate<br />

quelle relative ad un paio di altre regioni.<br />

La IDT della Regione<br />

Piemonte: intervista a<br />

Gian Bartolomeo Siletto.<br />

A cura della Redazione<br />

<strong>GEOmedia</strong> intervista Gian<br />

Bartolomeo Siletto, funzionario<br />

referente della IDT<br />

della Regione Piemonte, che<br />

di formazione è un geologo.<br />

<strong>GEOmedia</strong> (G):<br />

Cominciamo inquadrando<br />

un po’ l’argomento.<br />

Gian Bartolomeo Siletto<br />

(GS): Vorrei fare alcune<br />

premesse, la prima riguarda<br />

la denominazione.<br />

Noi usiamo il termine<br />

Infrastruttura Geografica<br />

Regionale, così definita<br />

dalla l.r. 21/2017.<br />

L’interfaccia principale con<br />

gli utenti è il Geoportale,<br />

che possiamo dire è la<br />

facciata della IDT, facciata<br />

che ovviamente non sta in<br />

piedi se dietro non c’è un<br />

edificio, fatto di metadati,<br />

dati e servizi. Una seconda<br />

premessa: il Geoportale<br />

è in fase di “ristrutturazione”,<br />

ma ovviamente<br />

questa è una situazione<br />

che si ripresenta ciclicamente.<br />

Fra pochi mesi<br />

avrà una nuova interfaccia<br />

(speriamo più friendly) e<br />

soprattutto un nuovo motore<br />

(GeoNetwork3 più il<br />

nuovo Plugin RNDT).Una<br />

terza premessa è il ruolo<br />

di partner tecnologico e<br />

“compagno di avventure”<br />

del CSI-Piemonte, che gestisce<br />

insieme e per conto<br />

di Regione l’intera piattaforma<br />

geografica.<br />

Vorrei cominciare evidenziando<br />

alcune iniziative<br />

che ritengo punti di forza<br />

della IDT. La prima è la<br />

pubblicazione con un aggiornamento<br />

trimestrale<br />

del DB geotopografico<br />

regionale (BDTRE:<br />

Base Dati Territoriale<br />

di Riferimento degli<br />

Enti), conforme al DM<br />

10/11/2011, che è, come<br />

ovvio, uno dei dataset fondamentali<br />

della IDT. Poi,<br />

la mosaicatura catastale:<br />

qualche anno fa abbiamo<br />

provveduto alla scanneriz-<br />

18 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


INTERVISTA<br />

zazione degli originali<br />

d’impianto catastale,<br />

con un progetto in collaborazione<br />

con l’allora<br />

Agenzia del Territorio, i<br />

Collegi dei Geometri e<br />

il Politecnico di Torino,<br />

che ha provveduto alla<br />

determinazione dei<br />

punti in doppie coordinate<br />

e quindi alla<br />

georeferenziazione sia<br />

nel sistema di riferimento<br />

catastale (Cassini-<br />

Soldner) che geografico.<br />

Questo bagaglio di<br />

dati ci ha consentito<br />

in tempi più recenti di<br />

procedere con la mosaicatura<br />

dei dati catastali<br />

aggiornati (ottenuti<br />

tramite il sistema di<br />

interscambio Sigmater)<br />

che ora sono disponibili<br />

sul territorio regionale.<br />

Ovviamente questa mosaicatura<br />

non ha più le<br />

caratteristiche del prodotto<br />

originariamente<br />

distribuito dall’Agenzia,<br />

ma costituisce una fonte<br />

informativa di indubbia<br />

utilità. Il migliore<br />

riposizionamento delle<br />

informazioni catastali e<br />

la successiva mosaicatura<br />

ovviano in parte al<br />

problema di coerenza<br />

tra il catasto e tutte le<br />

fonti geografiche ormai<br />

disponibili.<br />

G: Sul rapporto con gli<br />

utilizzatori della IDT,<br />

quanto li conoscete; e<br />

quanto conoscete gli<br />

utilizzi che vengono fatti<br />

dei dati?<br />

GS: La IDT espone sia<br />

servizi ad accesso autenticato<br />

sia servizi ad<br />

accesso libero. Per ovvi<br />

motivi per questi ultimi,<br />

in particolare per<br />

il Geoportale, non sono<br />

disponibili informazioni<br />

di dettaglio sugli utenti e<br />

sull’utilizzo che essi fanno<br />

dei vari servizi, se non in<br />

forma aggregata (numero<br />

totale di accessi, numero<br />

di chiamate ai geoservizi,<br />

ecc.). In particolare si registrano<br />

circa 5000 visitatori<br />

al mese al Geoportale<br />

e circa 1 milione (generanti<br />

circa 475 GB di traffico<br />

rete) di chiamate al<br />

giorno ai servizi WMS.<br />

Per quanto riguarda<br />

invece gli strumenti ad<br />

accesso autenticato, il<br />

G: Sempre sul rapporto<br />

con gli utilizzatori,<br />

quali azioni avete in<br />

piedi per interagire<br />

con loro e conoscere<br />

meglio gli utilizzi che<br />

fanno dei dati della<br />

IDT?<br />

GS: Conoscere utenti<br />

e utilizzi è sicuramente<br />

un punto di<br />

miglioramento atteso<br />

importante per l’intera<br />

Infrastruttura al fine<br />

di indirizzare la strategia<br />

di aggiornamento<br />

dei dati in relazione<br />

il mantenimento e la<br />

gestione di una IDT<br />

richiede un importante<br />

impegno economico<br />

ma anche di persone<br />

dedicate<br />

principale strumento<br />

è il Plugin Atlante di<br />

QGIS, sviluppato dal<br />

CSI Piemonte, utilizzato<br />

dagli utenti della<br />

PA (oltre la Regione,<br />

Città Metropolitana di<br />

Torino, Città di Torino,<br />

ARPA Piemonte, IPLA<br />

(Istituto regionale per<br />

le Piante da Legno e<br />

l’Ambiente) e altri, per<br />

accedere direttamente ai<br />

dati geografici vettoriali<br />

ufficiali dell’Infrastruttura.<br />

Complessivamente<br />

sono abilitati al servizio<br />

oltre 400 utenti. Per<br />

questi utenti non vengono<br />

raccolte ulteriori<br />

informazioni sull’utilizzo<br />

dei dati.<br />

<br />

all’utilizzo degli utenti<br />

stessi. Le azioni per<br />

rendere concrete queste<br />

aspettative risiedono<br />

nel miglioramento<br />

dei tools di controllo e<br />

monitoraggio informatico:<br />

non si prevedono<br />

invece azioni volte a<br />

restringere il perimetro<br />

dei servizi ad accesso<br />

libero.<br />

Per interagire e ricevere<br />

feedback dagli<br />

utilizzatori abbiamo<br />

attivato diversi canali.<br />

C’è un indirizzo mail<br />

dedicato al quale gli<br />

utenti possono indirizzare<br />

le richieste di<br />

chiarimenti e approfondimenti<br />

necessari.<br />

C’è uno strumento per<br />

la segnalazioni di errori<br />

cartografici sul visualizzatore<br />

del Geoportale:<br />

attraverso questo canale<br />

arrivano segnalazioni<br />

più puntuali delle problematiche<br />

specifiche<br />

riscontrate in particolare<br />

sulla BDTRE.<br />

Abbiamo elaborato, con<br />

l’aiuto di uno stagista<br />

di CdL in Ingegneria<br />

Civile del Politecnico di<br />

Torino, un questionario<br />

per misurare la soddisfazione<br />

degli utilizzatori,<br />

per ora sottoposto solo a<br />

un piccolo campione.<br />

G: Introduciamo qualche<br />

aspetto quantitativo,<br />

quanti dataset sono<br />

presenti e quali sono i<br />

più utilizzati (più scaricati)?<br />

GS: Attraverso il catalogo<br />

del Geoportale sono<br />

consultabili circa 1630<br />

metadati (750 di titolarità<br />

di Regione, 240 del<br />

Comune Torino, 209<br />

di Città Metropolitana<br />

di Torino, 150 di<br />

ARPA Piemonte, 280<br />

di altri enti (province<br />

o comuni), sia riferiti<br />

a dataset sia a servizi.<br />

Complessivamente<br />

i dataset scaricabili<br />

sono 595. I servizi<br />

raggiungibili 578,<br />

realizzati secondo gli<br />

standard OGC. Molti<br />

dei metadati presenti<br />

nel Catalogo della<br />

Infrastruttura Regionale<br />

(al momento 937)<br />

sono poi conferiti al<br />

Repertorio Nazionale<br />

dei Dati Territoriali<br />

(RNDT) di AgID,<br />

mediante harvesting periodico.<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 19


INTERVISTA<br />

G: Quindi possiamo<br />

dire che la IDT è della<br />

regione Piemonte, con<br />

la r minuscola, e non<br />

solo della Regione, con<br />

le R maiuscola.<br />

GV: Sì, l’intenzione è<br />

proprio quella di costruire<br />

un insieme di dataset<br />

e servizi condivisi, che<br />

poi sono utilizzati da<br />

tutti i soggetti che si<br />

interfacciano con la<br />

PA piemontese. Come<br />

detto i cataloghi di<br />

metadati di Regione,<br />

di Città di Torino, di<br />

ARPA Piemonte e della<br />

Città Metropolitana di<br />

Torino (assieme ad alcune<br />

province e comuni)<br />

sono federati tra di loro<br />

attraverso il protocollo<br />

CSW e a sua volta il<br />

catalogo del Geoportale<br />

è in harvesting sia con<br />

RNDT sia con il portale<br />

Open Data regionale<br />

che conferisce a sua volta<br />

i metadati al Portale<br />

Open data Nazionale.<br />

G: Tra i servizi quali<br />

sono quelli più utilizzati?<br />

GS: Sicuramente la<br />

BDTRe costituisce il<br />

“pacchetto” più ricercato<br />

ed utilizzato. Da sempre<br />

mettiamo a disposizione<br />

la BDTRe in molti<br />

formati (raster allestiti a<br />

diverse scale, vettoriali<br />

in varie forme e servizi<br />

di consultazione WMS<br />

e scarico WFS). Da<br />

sempre assicuriamo la<br />

disponibilità non solo<br />

dell’ultima versione, ma<br />

direttamente anche delle<br />

versioni degli anni precedenti.<br />

Altre informazioni particolarmente<br />

richieste<br />

sono quelle relative al<br />

patrimonio aerofotografico<br />

regionale (ortofoto<br />

e fotogrammi). Infatti<br />

il Settore SITA, assieme<br />

al Settore Geologico di<br />

Regione Piemonte, dispone<br />

e distribuisce i fotogrammi<br />

di quasi 550<br />

voli aerei a partire dagli<br />

anni ‘50 che riguardano<br />

l’intero territorio regionale,<br />

oltre ad altri voli<br />

su aree molto localizzate.<br />

Attualmente il patrimonio<br />

consiste in quasi<br />

230.000 immagini tra<br />

ortofoto e fotogrammi.<br />

G: Veniamo a finanziamento<br />

e gestione della<br />

IDT: i finanziamenti<br />

sono proporzionati<br />

agli obiettivi? Qual è<br />

la struttura di gestione<br />

della IDT?<br />

GS: Le risorse finanziarie<br />

che vanno nella<br />

IDT sono importanti,<br />

una fetta significativa<br />

va all’aggiornamento<br />

della cartografia, un’altra<br />

quota all’aggiornamento<br />

degli strumenti,<br />

oltre che nella gestione<br />

del Geoportale. Non<br />

dimentichiamoci che<br />

il mantenimento e la<br />

gestione di una IDT<br />

richiede un importante<br />

impegno economico<br />

ma anche di persone<br />

dedicate. La gestione<br />

della IDT avviene tramite<br />

il Tavolo Tecnico<br />

di Coordinamento in<br />

cui i rappresentanti delle<br />

istituzioni che concorrono<br />

all’Infrastruttura<br />

Geografica condividono<br />

e orientano gli sviluppi<br />

dell’infrastruttura.<br />

G: Open data: tutti<br />

i dati e i servizi del<br />

Geoportale sono open?<br />

GS: Sì, tutti i dati e i<br />

servizi del Geoportale<br />

sono distribuiti in formato<br />

aperto con licenza<br />

CC-BY 2.5, in graduale<br />

passaggio verso l’ultima<br />

versione 4.0, in accordo<br />

con la Legge Regionale<br />

24/2011 sugli Open<br />

Data. Con questa legge<br />

l'Amministrazione regionale<br />

si vincola ad assicurare<br />

la disponibilità,<br />

la gestione, l'accesso, la<br />

trasmissione, la conservazione<br />

e la fruibilità dei<br />

dati in modalità digitale.<br />

G: Conformità a<br />

INSPIRE: com’è la situazione?<br />

GS: Per quanto riguarda<br />

i metadati, direi che siamo<br />

conformi al 100%,<br />

dal momento che il<br />

profilo di metadatazione<br />

INSPIRE è contenuto<br />

entro il profilo nazionale<br />

RNDT e quindi la conformità<br />

a RNDT implica<br />

automaticamente<br />

la conformità al profilo<br />

INSPIRE. Ci sono alcuni<br />

aspetti da perfezionare<br />

a causa della recente<br />

evoluzione delle regole<br />

tecniche nazionali, ma<br />

sicuramente in vista<br />

dell’annuale monitoraggio<br />

INSPIRE previsto<br />

per la metà di dicembre<br />

<strong>2021</strong>, saremo pronti e<br />

conformi.<br />

Anche per quanto riguarda<br />

i servizi esposti<br />

(WMS e WFS) la conformità<br />

ad INSPIRE è<br />

garantita, dal momento<br />

che sono adottate le<br />

regole di produzione di<br />

OGC.<br />

Per quanto riguarda<br />

invece la conformità<br />

dei dataset alle specifiche<br />

dei dati, solo pochi<br />

sono conformi alle Data<br />

Specification INSPIRE<br />

(ad es. Aree Protette).<br />

Occorre però tener<br />

conto che per quanto<br />

riguarda i dati di base,<br />

la BDTRE è conforme<br />

alle specifiche nazionali,<br />

e quindi il problema<br />

della conformità di<br />

questo tipo di informazione<br />

è sicuramente una<br />

questione che riguarda<br />

teoricamente tutta la<br />

produzione nazionale<br />

ed è proprio in una sede<br />

nazionale che dovrebbe<br />

essere affrontato il problema.<br />

G: Tools di analisi, visualizzazione…utili<br />

per<br />

rendere più facile ed<br />

efficiente l’uso dell’informazione<br />

geografica<br />

della IDT, qual è la situazione?<br />

GS: Beh, il Geoportale<br />

fa tutto quello che ci<br />

si aspetta da un geoportale:<br />

servizi di<br />

ricerca (dei metadati),<br />

visualizzazione (attraverso<br />

servizi) e scarico<br />

(del dataset). Ecco<br />

dunque il Catalogo, il<br />

Visualizzatore e i servizi<br />

di scarico diretto o attraverso<br />

servizio WFS.<br />

Nel Geoportale ci sono<br />

anche altri servizi utili,<br />

come uno strumento<br />

di geocoding massivo<br />

basato sullo stradario<br />

regionale e il servizio di<br />

accesso alla rete interregionale<br />

di stazioni permanenti<br />

GNSS (SPIN3<br />

GNSS) che integra le<br />

stazioni di Piemonte,<br />

20 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


INTERVISTA<br />

Lombardia e Valle d’Aosta<br />

e fornisce un servizio<br />

di posizionamento di<br />

precisione, e contribuisce<br />

quindi alla diffusione<br />

delle coordinate nel<br />

sistema di riferimento<br />

ufficiale.<br />

Recentemente è stato<br />

attivato anche un utilissimo<br />

strumento di<br />

consultazione di tutto il<br />

patrimonio di immagini<br />

satellitari del Progetto<br />

Copernicus della<br />

Commissione Europea,<br />

con la possibilità di<br />

consultare alcuni indici,<br />

come NDVI, NBR,<br />

EVI, derivati dalle immagini<br />

multispettrali<br />

Sentinel-2 a partire dal<br />

2017.<br />

G: Nel dibattito internazionale<br />

è spesso<br />

richiamato il concetto<br />

di Geospatial<br />

Ecosystem, cioè l’idea<br />

dell’integrazione non<br />

solo tra le diverse fonti<br />

pubbliche ma anche<br />

con fonti private (gestionali<br />

o commerciali),<br />

con dati provenienti da<br />

crowdsourcing…: è una<br />

prospettiva praticabile?<br />

GS: Il concetto ci è<br />

ben chiaro. Al momento<br />

abbiamo definito<br />

alcuni accordi (con il<br />

Collegio dei Geometri,<br />

il Corpo Nazionale<br />

del Soccorso Alpino<br />

e Speleologico…) e<br />

abbiamo in animo di<br />

definirne altri. Secondo<br />

noi il processo di confronto<br />

con il mondo<br />

del VGI è sicuramente<br />

da intraprendere,<br />

ma occorre avere ben<br />

presente il ruolo della<br />

informazione geografica<br />

prodotta dalla Pubblica<br />

Amministrazione, sulla<br />

base della quale vengono<br />

istruiti procedimenti<br />

amministrativi che hanno<br />

impatto sulla vita dei<br />

cittadini, e che quindi<br />

deve in qualche modo<br />

essere “certificata”. E’<br />

fondamentale inoltre<br />

porre una grande un’attenzione<br />

sugli obblighi<br />

giuridici che hanno l’utilizzo<br />

e l’integrazione di<br />

fonti informative diverse<br />

(leggi licenze). Adelante,<br />

con juicio!<br />

PAROLE CHIAVE<br />

SDI; inspire; geospatial; IDT; geoportale<br />

ABSTRACT<br />

<strong>GEOmedia</strong> interviews Gian Bartolomeo<br />

Siletto, geologist, official<br />

representative for the Spatial Data<br />

Infrastructure (IDT) of Pidemont<br />

Region.<br />

AUTORE<br />

Redazione <strong>GEOmedia</strong><br />

redazione@rivistageomedia.it<br />

Franco Vico<br />

franco.vico@formerfaculty.polito.it<br />

La IDT-RV 2.0 della<br />

Regione del Veneto<br />

A cura della Redazione<br />

e Franco Vico<br />

Colloquio con Umberto<br />

Trivelloni, Responsabile<br />

della IDT della Regione del<br />

Veneto, Delio Brentan, P.M. per<br />

la parte informatica della IDT,<br />

e Andrea Semenzato Analista<br />

GIS Engineering Ingegneria<br />

Informatica S.p.A.<br />

<strong>GEOmedia</strong> (G): Per cominciare,<br />

vi presentate come IDT-RV<br />

2.0, che cosa significa?<br />

Regione Veneto (RV): Il significato<br />

di IDT-RV 2.0 è semplicemente<br />

Infrastruttura Dati<br />

Territoriali Regione Veneto, e<br />

2.0 perché ci sembra un passo<br />

in avanti significativo rispetto<br />

a quella rilasciata nel 2011.<br />

Questa versione della SDI regionale<br />

ha logiche innovative<br />

di condivisione del dato (ad es.<br />

editing on line), ma anche una<br />

veste più accattivante con un<br />

massiccio ricorso ai geoportali<br />

tematici.<br />

G: “Mettere al centro gli utilizzatori”<br />

è uno dei punti di<br />

convergenza del dibattito internazionale<br />

sul futuro delle SDI;<br />

che cosa sapete sugli utilizzatori<br />

e sugli utilizzi della IDT?<br />

RV: La nostra politica è per<br />

l’accesso libero, senza necessità<br />

di autenticazione, e tutti i dati<br />

contenuti all’interno del Geoportale<br />

regionale sono in licenza<br />

CC-BY o IODL 2.0.<br />

Gli utenti del portale IDT2, e<br />

che ne utilizzano sia i dati che<br />

i servizi, non vengono censiti;<br />

perciò, non ci è possibile fare<br />

un’analisi precisa sulla tipologia<br />

degli utilizzatori. Però, in base<br />

alle richieste e ai feedback che<br />

arrivano, è possibile suddividere<br />

gli utenti in alcuni gruppi: in<br />

particolare ci sono gli utenti<br />

professionali, tra cui geometri,<br />

architetti ed ingegneri che<br />

realizzano Piani Comunali di<br />

Assetto del Territorio; e studenti<br />

e ricercatori universitari, che<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 21


INTERVISTA<br />

utilizzano i dati per attività di<br />

ricerca e formazione.<br />

Tra i fruitori dei dati geografici<br />

ci sono anche grandi multinazionali<br />

come Google, Apple...<br />

che scaricano i dati per realizzare<br />

i loro prodotti, ma anche<br />

molti privati cittadini specialmente<br />

per i dati della aerofototeca<br />

regionale.<br />

G: Avere difficoltà a capire chi<br />

sono gli utenti è una conseguenza<br />

(non voluta) della politica di<br />

apertura. Avete comunque intraprese<br />

azioni per conoscere di<br />

più i vostri utenti?<br />

RV: I feedbak degli utenti vengono<br />

registrati, sia quelli telefonici<br />

che quelli che arrivano via<br />

la email dedicata.<br />

Inoltre, vengono<br />

effettuati più volte<br />

all’anno dei questionari<br />

di gradimento<br />

per raccogliere le<br />

opinioni degli utenti<br />

sui vari servizi.<br />

G: Veniamo ai dati:<br />

dataset presenti, e<br />

dataset più utilizzati.<br />

RV: I dataset presenti nel Geoportale<br />

sono suddivisi in due<br />

macrocategorie.<br />

Dati Geotopografici<br />

(CTRN, DB Geotopografico,<br />

DTM, Dati Lidar,<br />

Fotogrammi Aerei, Punti<br />

geodetici e Capisaldi di livellazione,<br />

ecc);<br />

Dati Ambientali e Territoriali<br />

che a loro volta sono<br />

suddivise per tematiche e<br />

matrici ambientali (aria, acqua,<br />

suolo, vincoli, ecc…).<br />

In particolare, il Geoportale<br />

mette a disposizione per il<br />

download circa 10.000 file tra<br />

elementi e sezioni della Carta<br />

Tecnica Regionale (CTR), in<br />

diversi formati; oltre 1.100<br />

dati relativi ai Modelli Digitali<br />

del Terreno (DTM); circa<br />

8.500 elementi relativi a<br />

Punti geodetici e Capisaldi di<br />

livellazione; e dispone di una<br />

banca dati dell’Aerofototeca<br />

contenente circa 85.000<br />

fotogrammi aerei.<br />

Inoltre, per i dati ambientali e<br />

territoriali, sono disponibili per<br />

il download oltre 800 layer in<br />

formato shapefile.<br />

L’80% dei dati più scaricati fa<br />

riferimento alla CTR, utilizzata<br />

dai professionisti soprattutto<br />

per attività legate alla pianificazione<br />

territoriale. Il restante<br />

20% dei dati più scaricati sono<br />

principalmente dati ambientali<br />

e territoriali e i modelli digitali<br />

del terreno.<br />

Per dare qualche dettaglio,<br />

negli ultimi 12 mesi<br />

ci sono state oltre 140.000<br />

richieste di download per dati<br />

CTR, oltre 25.000 richieste per<br />

i DTM, e circa 18.000 richieste<br />

per i dati ambientali e territoriali.<br />

Tra i dati ambientali e territoriali<br />

più scaricati vi sono i quadri<br />

di unione delle sezioni e degli<br />

elementi della CTR, e i limiti<br />

amministrativi regionali, dei comuni<br />

e delle province, assieme<br />

alle banche dati relative alla carta<br />

di copertura ed uso del suolo.<br />

Inoltre, i dati sono consultabili<br />

come mappe tematiche<br />

WebGIS, create ad hoc per<br />

rispondere alle esigenze degli<br />

<br />

le attività delle SDI<br />

regionali avrebbero<br />

grande beneficio da una più<br />

efficace ed incisiva<br />

azione di coordinamento<br />

da parte dei competenti<br />

organismi nazionali<br />

utenti, che permettono di costruire<br />

insiemi di dati, coerenti<br />

tra loro, per una consultazione<br />

orientata verso specifiche tematiche<br />

(le più varie).<br />

Ad esempio, tra i WebGIS più<br />

utilizzati, vi sono: l’Aerofototeca,<br />

che permette di consultare<br />

i fotogrammi aerei disponibili<br />

negli archivi regionali (recenti<br />

e storici); un WebGIS dedicato<br />

alle immagini satellitari, che<br />

raccoglie immagini ad alta e<br />

altissima risoluzione, prodotti<br />

di elaborazioni in cloud e servizi<br />

acquisiti dalla Regione del<br />

Veneto (come il Sentinel-Hub);<br />

altri visualizzatori tematici,<br />

quali un WebGIS dedicato alle<br />

ciclovie e ai percorsi ciclabili<br />

della Regione, e un WebGIS<br />

dedicato alla consultazione del<br />

Piano Territoriale Regionale di<br />

Coordinamento (PTRC).<br />

G: Potete aggiungere<br />

qualche dettaglio sui<br />

servizi presenti?<br />

RV: I servivi seguono<br />

le normative INSPIRE,<br />

adottando gli standard<br />

OGC. Il portale mette a<br />

disposizione:<br />

Servizi di consultazione<br />

dei metadati di dati<br />

geografici dal catalogo (standard<br />

CSW);<br />

Servizi di visualizzazione<br />

dei dati geografici sul web<br />

(WMS/WMTS, WFS);<br />

Servizi di download dei dati<br />

geografici (WFS).<br />

Inoltre, l’infrastruttura dispone<br />

di una componente software<br />

(Geoserver) in grado di operare<br />

analisi geospaziali complesse.<br />

Tali funzionalità, come le precedenti,<br />

vengono messe a disposizione<br />

tramite servizi standard<br />

API, come il WPS.<br />

22 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


INTERVISTA<br />

Il servizio più utilizzato è quello<br />

di visualizzazione, che permette<br />

di consultare l’intero catalogo<br />

della Regione all’interno di<br />

mappe e WebGIS dedicati, attraverso<br />

funzionalità avanzate di<br />

ricerca ed interrogazione, senza<br />

prevedere il download effettivo<br />

dei dati.<br />

G: Harvesting da dataset di altri<br />

soggetti pubblici: che cosa è in<br />

atto e/o in progetto?<br />

RV: Attualmente è in fase di attivazione<br />

l’harvesting con il Geoportale<br />

di ARPA Veneto e con<br />

quello di alcuni Comuni pilota.<br />

L’IDT regionale è comunque<br />

predisposta ad effettuare harvesting<br />

con tutti i portali geografici<br />

delle pubbliche amministrazioni<br />

che mettono a disposizione<br />

servizi OGC-compliant.<br />

G: Sono stati attivati “tavoli”<br />

regionali per la governance o,<br />

ad es., per l’individuazione dei<br />

datasets di riferimento?<br />

RV: Non sono attivi tavoli formali<br />

di coordinamento, ma vi è<br />

un ampio coordinamento con<br />

altre strutture della Regione<br />

agevolato dal fatto che sono<br />

chiari i ruoli di responsabilità<br />

su IDT: per i contenuti la<br />

competenza è della Direzione<br />

Pianificazione Territoriale, per i<br />

processi manutentivi ed evolutivi<br />

è invece della Direzione ICT<br />

e Agenda Digitale.<br />

Con i soggetti esterni, locali e<br />

nazionali o comunitari e con<br />

i soggetti privati esiste invece<br />

un variegato sistema di accordi<br />

formalizzati per la produzione,<br />

l’elaborazione e la distribuzione<br />

di prodotti geografici.<br />

G: E per quanto riguarda il finanziamento?<br />

RV: L’IDT regionale è finanziata<br />

con fondi regionali dalla Direzione<br />

ICT e Agenda Digitale<br />

e dalla Direzione Pianificazione<br />

Territoriale. Tutte le verticalizzazioni<br />

di applicativi, che al<br />

loro interno utilizzano dati geografici,<br />

sono gestite dai Servizi<br />

messi a disposizione dalla IDT<br />

regionale, e le strutture coinvolte<br />

mettono a disposizione parte<br />

delle risorse economiche, anche<br />

per le azioni evolutive funzionali<br />

e migliorative dell’infrastruttura<br />

dati.<br />

G: Open data: l’avete già detto,<br />

tutti i dati della IDT sono con<br />

licenza open. Potete aggiungere<br />

qualche dettaglio?<br />

RV: La Regione del Veneto dispone<br />

di un portale interamente<br />

dedicato agli Open Data (dati.<br />

veneto.it). Come previsto dalla<br />

normativa nazionale RNDT e<br />

europea INSPIRE, i dati geografici<br />

(aperti e non aperti)<br />

vengono caricati e documentati<br />

unicamente all’interno dell’infrastruttura<br />

dati dedicata, la<br />

IDT appunto. A tal proposito,<br />

il portale Open Data è in fase<br />

di aggiornamento dal punto di<br />

vista tecnologico, per consentire<br />

un harvesting automatico delle<br />

(sole) informazioni di metadatazione<br />

dei dati geografici (aperti)<br />

dal portale IDT al portale<br />

Open Data, esattamente come<br />

avviene a livello nazionale, tra il<br />

Repertorio Nazionale dei Dati<br />

Territoriali (RNDT) e il portale<br />

nazionale dei dati aperti (dati.<br />

gov.it). In questo modo, tutti i<br />

dati geografici aperti verranno<br />

resi disponibili per la consultazione<br />

all’interno sia dell’IDT<br />

che del portale Open Data,<br />

mantenendone sempre allineati<br />

i contenuti informativi. Qualora<br />

il dato sia poi di interesse per<br />

il download e la distribuzione,<br />

gli utenti potranno visualizzarlo<br />

e scaricarlo dalla IDT.<br />

G: Quanto siete INSPIRE compliant?<br />

RV: Per quanto riguarda i metadati<br />

è in corso di aggiornamento<br />

il Geoportale regionale, in<br />

particolare, per quanto riguarda<br />

il profilo di metadatazione, per<br />

adeguarsi allo standard INSPI-<br />

RE 2.0 e alle relative Linee Guida<br />

RNDT per la compilazione<br />

dei metadati (v3.0) Per questo<br />

adeguamento, l’infrastruttura<br />

regionale ha anche acquisito in<br />

riuso la componente software<br />

per il catalogo metadati distribuita<br />

da AgID (Geoportal<br />

Server).<br />

Il repertorio nazionale RNDT è<br />

inoltre collegato al catalogo dei<br />

metadati regionale attraverso<br />

un sistema di harvesting basato<br />

sullo standard CSW.<br />

Invece, per quanto riguarda<br />

la struttura dei dati, i dataset<br />

completamente compliant con le<br />

specifiche INSPIRE sono davvero<br />

pochi; d’altro canto non<br />

si rilevano particolari esigenze<br />

in merito, tanto da indurci a<br />

ritenere che il rapporto costi/<br />

benefici per l’adeguamento dei<br />

dati sarebbe fortemente penalizzante.<br />

G: “Non dati ma informazioni”,<br />

quali strumenti offre la IDT per<br />

rendere più diretto l’uso, non<br />

dei dati, ma dell’informazione<br />

geografica?<br />

RV: Ci sono numerosi strumenti<br />

e funzionalità, distribuite<br />

nelle varie sezioni del portale.<br />

Le principali sono:<br />

Funzioni base di consultazione<br />

dei dati geografici: attivazione<br />

layer, sfondi e mappe<br />

di inquadramento, legende,<br />

tabella attributi, aggiunta da<br />

catalogo, metadati, visibilità<br />

layer (gruppi, trasparenze,<br />

…), riproiezione on-the-fly;<br />

Funzioni avanzate di interrogazione<br />

e analisi dei dati geografici:<br />

interrogazioni WMS/<br />

WFS, Geocoding OSM (se-<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 23


TELERILEVAMENTO<br />

INTERVISTA<br />

arch e reverse), filtro sui dati,<br />

misure di aree/lunghezze, routing<br />

e stradario OSRM (Open<br />

Source Routing Machine);<br />

Funzioni avanzate di download:<br />

strumento di download<br />

dati statici (CTR, GDBT,<br />

punti geodetici), download<br />

personalizzato (per area),<br />

download per contesto territoriale<br />

(per comune, per provincia,<br />

eccetera);<br />

Altre funzioni: doppia mappa,<br />

editing online, gestione<br />

allegati;<br />

Aerofototeca e strumenti per<br />

la ricerca dei voli e della loro<br />

copertura territoriale.<br />

G: Integrazione tra fonti pubbliche<br />

con quelle private e con<br />

il crowdsourcing: vi sembra una<br />

prospettiva praticabile?<br />

RV: L’utilizzo congiunto di<br />

fonti pubbliche e private è un<br />

obiettivo della massima importanza<br />

per le policy di gestione<br />

della SDI regionale; però si deve<br />

evidenziare come tale percorso<br />

presenti notevoli complessità di<br />

attuazione, specialmente per la<br />

difficoltà di creare un canale di<br />

reciproco supporto con i grandi<br />

players privati, che si giovano<br />

ampiamente degli open data<br />

senza essere mai stati chiamati,<br />

da norme o iniziative a livello<br />

nazionale, ad aprire alla possibiltà<br />

di condivisione di dati e<br />

servizi da essi prodotti.<br />

G: In conclusione, volete<br />

aggiungere qualcosa?<br />

RV: Sì, è molto chiaro che le<br />

attività delle SDI regionali<br />

avrebbero grande beneficio<br />

da una più efficace ed incisiva<br />

azione di coordinamento da<br />

parte dei competenti organismi<br />

nazionali: Geoportale nazionale,<br />

Consulta Nazionale per<br />

l’Informazione Territoriale e<br />

Ambientale etc.<br />

PAROLE CHIAVE<br />

IDT; webGIS; geoportale; SDI;<br />

ABSTRACT<br />

Conversation with Umberto Trivelloni,<br />

Head of the IDT of the Veneto<br />

Region, Delio Brentan, P.M. for<br />

the IT part of the IDT, and Andrea<br />

Semenzato Analyst GIS Engineering<br />

Ingegneria Informatica S.p.A<br />

AUTORE<br />

Redazione <strong>GEOmedia</strong><br />

redazione@rivistageomedia.it<br />

Franco Vico<br />

franco.vico@formerfaculty.polito.it<br />

MONITORAGGIO 3D<br />

GIS E WEBGIS<br />

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24 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong><br />

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REPORT<br />

Rilievo digitale<br />

di aree urbane<br />

di Marco Santoni, Flavia Borgioli<br />

Da alcuni anni si sente parlare di smart cities, aree urbane<br />

che grazie all’utilizzo delle tecnologie digitali riescono ad<br />

ottimizzare e migliorare le infrastrutture ed i servizi ai cittadini<br />

rendendoli più efficienti.<br />

Con il rapido sviluppo di tecnologie come IoT, Intelligenza<br />

Artificiale, Big Data, Cloud Computing, 5G, il concetto di smart<br />

city si sta rapidamente evolvendo verso quello di un gemello<br />

digitale (digital twin) in grado di supportare la modifica, la<br />

costruzione e l’evoluzione della città. Tuttavia lo sviluppo del<br />

gemello digitale necessita un fondamento informatico idoneo<br />

alla simulazione ed a tal proposito il rilievo geometrico dello<br />

spazio fisico diventa una parte fondante dell’intero processo. Il<br />

laserscanner mobile da veicolo è in questo senso la tecnologia<br />

che meglio si adatta a questa tipologia di applicazioni.<br />

I sistemi laserscanner mobili attuali permettono il rilievo<br />

attraverso sensori fotografici sferici e lidar da milioni di punti al<br />

secondo, pertanto sono tra i mezzi più idonei per la mappatura<br />

massiva della città in quanto da terra riescono ad acquisire<br />

informazioni geospaziali ad una scala idonea alla maggior<br />

parte delle necessità della applicazioni urbane a velocità<br />

tipiche del traffico urbano, come è stato possibile evidenziare<br />

dalla sperimentazione svolta da GRS per il Comune di Roma.<br />

Fig. 1 – Sistema Laserscanner Mobile Riegl<br />

VMQ-1HA montato su veicolo.<br />

GRS è una società di ingegneria,<br />

geodesia e tecnologie<br />

di indagini non<br />

distruttive con sede a Roma, che<br />

impiega tecnologia laserscanner<br />

fin dagli albori di questa tecnologia.<br />

Caso studio: Roma. Quartieri<br />

Testaccio, Trastevere ed EUR<br />

Nel caso studio preso in esame,<br />

il rilievo è stato svolto per<br />

mezzo del sistema laserscanner<br />

mobile altamente performante<br />

e di ultima generazione Riegl<br />

VMQ-1HA, corredato da una<br />

fotocamera Ladybug 5+ per la<br />

generazione di foto panoramiche<br />

e la colorazione della nuvola di<br />

punti. Il sistema si compone di<br />

diverse parti:<br />

Fig. 2 - Localizzazione di una parte dell'area oggetto di rilievo (quartiere Testaccio, Roma) con<br />

pointcloud e traiettoria evidenziati.<br />

il sensore laserscanner Riegl<br />

VUX-1HA,<br />

26 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


REPORT<br />

La piattaforma inerziale<br />

Applanix AP20 corredata da<br />

una doppia antenna GNSS/<br />

GPS Trimble,<br />

L’odometro per il calcolo dei<br />

giri dei pneumatici,<br />

Una control unit per il coordinamento<br />

di tutti i sensori,<br />

Un sistema informatico per<br />

l’impostazione delle caratteristiche<br />

di acquisizione e per la<br />

memorizzazione dei dati.<br />

La densità di punti acquisita ha<br />

permesso di ottenere informazioni<br />

geometriche dell’ambiente urbano<br />

complete e il raggio d’azione<br />

del sensore laser ha permesso<br />

di acquisire la sommità degli<br />

edifici e delle costruzioni più alte<br />

adiacenti le strade.<br />

Il processo di rilievo è stato svolto<br />

presso 3 quartieri caratteristici<br />

della città di Roma, ovvero alcune<br />

strade principali di Testaccio,<br />

di Trastevere e dell’EUR ed ha<br />

generato una nuvola di punti<br />

con un’estensione di circa<br />

30.000mq con uno sviluppo su<br />

strada di circa 1,4Km, per un<br />

tempo di rilievo pari a circa tre<br />

ore.<br />

Il rilievo: acquisizione<br />

e restituzione<br />

Nella prima fase di rilievo, a seguito<br />

dell’accensione del veicolo,<br />

è necessario svolgere la taratura<br />

del sistema inerziale muovendo<br />

la macchina stessa in modo da<br />

generare forti accelerazioni longitudinali<br />

e trasversali. In tal modo<br />

via software è possibile osservare<br />

in diretta la diminuzione dello<br />

scarto quadratico medio di imbardata,<br />

beccheggio e rollio della<br />

piattaforma. A seguito dell’ottenimento<br />

di valori ritenuti idonei,<br />

si può quindi procedere alla fase<br />

di rilievo vera e propria, avviando<br />

il software RiACQUIRE della<br />

Riegl, il quale permette l’impostazione<br />

della distanza a cui si<br />

presuppone misurare gli oggetti<br />

e la densità di punti necessaria<br />

per tale distanza e la frequenza<br />

spaziale di acquisizione delle<br />

foto sferiche. Nel caso preso in<br />

esame i punti più lontani erano<br />

rappresentati dalla sommità degli<br />

edifici, quindi meno di 50m,<br />

però andavano ricostruiti con attenzione<br />

pertanto con un elevato<br />

numero di punti su mq. Sebbene<br />

vi fosse presenza di veicoli e traffico<br />

lungo l’intera tratta, è stato<br />

possibile ottenere dati geometrici<br />

del costruito per tutte le strade<br />

che sono state rilevate. Durante<br />

lo svolgimento del rilievo è possibile<br />

ottenere una preview del<br />

dato acquisito, in modo da avere<br />

un’idea dei margini dell’area di<br />

rilievo.<br />

Il passo successivo all’acquisizione<br />

è stata l’elaborazione dei dati<br />

acquisiti per mezzo della correzione<br />

della traiettoria attraverso il<br />

software Applanix POSPac MMS<br />

e l’impiego del software Riegl<br />

RiPROCESS e RiPRECISION<br />

al fine di ottenere una nuvola<br />

di punti priva di rumore e con<br />

grande accuratezza. In particolare<br />

i dati acquisiti dalla piattaforma<br />

inerziale vengono correlati<br />

ad i dati vergini Rinex GPS di<br />

un ricevitore GPS statico nei<br />

pressi dell’area di rilievo che ha<br />

acquisito per l’intera durata della<br />

campagna. Successivamente si<br />

è passati alla generazione della<br />

nuvola di punti per mezzo del<br />

software Riegl ed all’incremento<br />

della precisione della nuvola stessa<br />

per mezzo dei loro algoritmi.<br />

Al termine delle elaborazioni la<br />

nuvola di punti elaborata aveva<br />

un’accuratezza del dato nell’ordine<br />

dei 2,5 cm ed una densità<br />

a terra, nei pressi del veicolo,<br />

superiore a 5.000 punti su mq.<br />

Attraverso una nuvola tanto<br />

densa è stato possibile ricostruire<br />

la segnaletica, ottenendo anche<br />

informazioni sulla sua qualità,<br />

nonché individuare tutti gli arredi<br />

urbani, pali della luce, muri<br />

ed anche le caditoie ed i tombini<br />

non coperti dai veicoli. In questo<br />

senso uno dei limiti di questa<br />

tecnologia per la ricerca dei sottoservizi<br />

è nel fatto che molto<br />

spesso i veicoli sostano sopra<br />

tombini e caditoie, rendendoli di<br />

fatto non identificabili. Nel caso<br />

di una mappatura completa di<br />

una città sarebbe necessario coordinarsi<br />

con il Comune al fine<br />

di lasciare per il solo tempo del<br />

passaggio del veicolo liberi i viali,<br />

in modo da poter usufruire di<br />

un dato completo. Un’ulteriore<br />

possibilità potrebbe essere l’integrazione<br />

del dato per mezzo del<br />

personale a terra, che si dovrebbe<br />

occupare del solo rilievo dei pozzetti.<br />

Fig. 3 – Orbit 3DM, la pointcloud con stile di visualizzazione in base alla riflettanza.<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 27


REPORT<br />

Fig. 4 - Orbit 3DM, individuazione automatica dell'oggetto lampione, con gli attributi relativi<br />

sulla colonna a destra.<br />

Scheda Aziendale GRS<br />

Il nostro obiettivo è l'eccellenza nel campo<br />

del rilievo, della valutazione e del controllo<br />

su ogni tipo di infrastruttura. Ci concentriamo<br />

sempre sull'innovazione. Lavoriamo con<br />

la massima trasparenza e veridicità verso i<br />

nostri clienti, attraverso l'utilizzo della strumentazione<br />

e dei software più avanzati.<br />

GRS è una società italiana con sede a Roma,<br />

fondata nel 1972 da Giorgio Santoni che ha<br />

costruito la sua straordinaria esperienza di<br />

lavoro come geometra, direttore di cantiere<br />

e di opere civili. Progettista presso lo studio<br />

McGaughy, Marshall, McMillian e Lucas<br />

Office tra il 1956 e il 1970, ha collaborato<br />

alla realizzazione delle principali opere civili<br />

quali edifici, centrali elettriche, strade, autostrade,<br />

aeroporti in Europa, Medio Oriente,<br />

Africa Settentrionale e Africa Centrale.<br />

GRS è una realtà in costante crescita e<br />

sviluppo; il principale core business è attualmente<br />

l'Ingegneria del controllo, sviluppato<br />

attraverso l'implementazione di tecnologie<br />

avanzate come il Laser Scanner 3D, lo sviluppo<br />

di sistemi GIS, l'analisi geometrica e<br />

meccanica della pavimentazione stradale ed<br />

aeroportuale, la mappatura dei sottoservizi,<br />

la valutazione dei livelli di illuminazione e<br />

l'indagine della retroriflessione della segnaletica.<br />

La nostra vasta esperienza supporta<br />

il lavoro dei progettisti, dei direttori lavori<br />

e dei gestori di infrastrutture al fine di ottimizzare<br />

il processo decisionale e lo sviluppo<br />

delle soluzioni più efficienti.<br />

Grazie alla ricostruzione delle<br />

traiettorie ed alle foto generate<br />

dalla camera sferica è possibile<br />

localizzare la posizione dove<br />

sono state scattate le foto e successivamente<br />

creare dei puntatori<br />

kmz, in formato aperto, da<br />

visualizzare in qualsiasi software<br />

GIS e anche Google Earth. In<br />

questo modo si rende possibile<br />

una navigazione delle zone acquisite<br />

con delle foto aggiornate,<br />

ad altissima risoluzione e con<br />

una data di rilievo certa.<br />

Applicazione e censimento<br />

dei dati acquisiti, un aiuto dal<br />

software Bentley Orbit3DM<br />

Feature Extraction<br />

I dati acquisiti dai sistemi laser<br />

permettono di avere un’immagine<br />

d’insieme molto completa<br />

dello stato dei luoghi, tuttavia è<br />

solo grazie alla sintesi delle forme<br />

geometriche degli elementi<br />

presenti che è possibile generare<br />

gli oggetti e associarvi attributi<br />

così da poter svolgere analisi in<br />

modo da rendere le città veramente<br />

smart.<br />

In quest’ottica, grazie alla smisurata<br />

quantità di punti acquisiti<br />

dai sistemi laser, è possibile<br />

generare manualmente tutti gli<br />

elementi urbani presenti, anche<br />

se tale processo richiedere<br />

grandi quantità di tempo e/o<br />

molti operatori. Per tale motivo<br />

è stato impiegato il software della<br />

Bentley Systems Orbit 3DM<br />

Feature Extraction che attraverso<br />

complessi algoritmi di intelligenza<br />

artificiale da noi addestrati ha<br />

permesso di riconoscere in modo<br />

automatico e semi-automatico i<br />

vari elementi che compongono<br />

l’arredo urbano quali pali della<br />

luce, cigli dei marciapiedi, alberi,<br />

aiuole ed anche segnaletica<br />

orizzontale e verticale, in modo<br />

da generare un catasto completo<br />

dello stato dei luoghi in modo<br />

semiautomatico.<br />

Questo database specifico per<br />

ogni categoria di oggetto bi o<br />

tridimensionale può essere arricchito<br />

grazie alla possibilità di<br />

specificare a priori le caratteristiche<br />

da censire per ogni oggetto:<br />

ognuno sarà pertanto corredato<br />

dal patrimonio di metadati<br />

associati; inoltre, sulla planimetria<br />

comparirà un simbolo,<br />

modificabile per forma e colore,<br />

per ogni oggetto registrato ed<br />

aggiunto al database. Inoltre per<br />

specifiche categorie di oggetti il<br />

software è in grado di riconoscere<br />

automaticamente le sue<br />

caratteristiche peculiari, come<br />

l’altezza delle chiome degli alberi<br />

o dei pali della luce, ed inserirle<br />

in modo automatico all’interno<br />

del database associato.<br />

Tale catasto permette non solo<br />

la rapida individuazione degli<br />

oggetti che compongono l’arredo<br />

urbano cittadino e tutto ciò<br />

che concerne la loro gestione<br />

e manutenzione da parte degli<br />

uffici tecnici preposti, ma anche<br />

e soprattutto consente all’utente<br />

finale, ogni cittadino, di poter<br />

interagire con essi e quindi con<br />

l’ambiente circostante in modo<br />

semplice e intuitivo, nell’ottica<br />

futura di una città che sia davvero<br />

smart e accessibile a tutti.<br />

L’analisi dei dati ha inoltre permesso<br />

di ottenere informazioni<br />

visive e geometriche relative a<br />

28 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


REPORT<br />

tutti gli edifici presenti nelle<br />

immediate vicinanze della<br />

pavimentazione stradale. Una<br />

delle possibili applicazioni di<br />

tale elaborazione è la ricostruzione<br />

di prospetti degli edifici,<br />

con riconoscimento dei numeri<br />

civici dei palazzi e della<br />

presenza di eventuali passi<br />

carrabili.<br />

Il rilievo laser ed il successivo<br />

accatastamento di quanto è<br />

fisicamente presente si pone<br />

come pilastro fondante per<br />

qualsiasi sviluppo di digitaltwin<br />

ed in ultima analisi di<br />

smart city. L’integrazione delle<br />

diverse tecnologie di nuova<br />

generazione potrà aiutare gli<br />

uffici preposti nello svolgere<br />

le scelte migliori sia in termini<br />

di sicurezza per la città, sia in<br />

termini di gestione del traffico<br />

e di ogni tipo di emergenza.<br />

Inoltre l’impiego di un’unica<br />

piattaforma informatica da<br />

parte di tutti i vari corpi che<br />

lavorano nella città insieme<br />

ne permetterà sia un coordinamento<br />

che un’integrazione<br />

migliore.<br />

Fig. 5 e 6 –Orbit 3DM, individuazione automatica della segnaletica a terra e dei marciapiedi.<br />

PAROLE CHIAVE<br />

Rilievo; laserscanner mobile; mobile mapping;<br />

smart-cities; pointcloud; Orbit3DM; Riegl<br />

ABSTRACT<br />

For some years we have been hearing about<br />

“Smart Cities”, and this concept is rapidly<br />

evolving towards that of a digital twin that can<br />

support the modification, construction and<br />

evolution of the city. In order to develope this<br />

model we need a computer support suitable for<br />

simulation: the “mobile vehicle laserscanner” is<br />

today the technology that best suits this type of<br />

application, since it allows the survey through<br />

spherical photographic sensors and lidar of millions<br />

of points per second, resulting among the<br />

most suitable means for the massive mapping of<br />

the city. With this technology it is possible to<br />

acquire geospatial information from the ground<br />

at a scale suitable for most of the needs of urban<br />

applications at speeds typical of urban traffic, as<br />

has been highlighted by the survey carried out<br />

by GRS for the Municipality of Rome.<br />

GRS is an engineering, geodesy and nondestructive<br />

investigation technology company<br />

based in Rome, which has been employing<br />

laserscanner technology since the dawn of this<br />

technology.<br />

In the case study examined, the survey was carried<br />

out by means of the high-performance and<br />

latest-generation Riegl VMQ-1HA mobile laserscanner<br />

system, equipped with a Ladybug 5+<br />

camera for the generation of panoramic photos<br />

and the coloring of the point cloud.<br />

The survey was carried out in 3 characteristic<br />

districts of the city of Rome, namely some main<br />

streets of Testaccio, Trastevere and EUR and generated<br />

a cloud of points with an extension of<br />

about 30,000 square meters with a road development<br />

of about 1.4 km, for a significant time<br />

of about three hours.<br />

Once the acquisition is completed, carried out<br />

at a speed similar to that of vehicular traffic, the<br />

individual clouds acquired by the instrument<br />

are processed on a PC, using the instrument's<br />

return software, such as Riegl RiPROCESS.<br />

In the following we experimented with different<br />

ways of returning the cloud, for example<br />

through the Orbit 3DM Feature Extraction<br />

software, which thanks to its ability to automatically<br />

and semi-automatically classification, it<br />

recognize the objects of which the point cloud<br />

is composed. For this reason it was possible to<br />

create a specific database for each category of<br />

two- or three-dimensional object.<br />

The laser survey and the subsequent stacking<br />

of what is physically present is the founding<br />

pillar for any development of digital-twin and<br />

ultimately of smart city. The integration of the<br />

different new generation technologies will help<br />

the offices in charge in carrying out the best<br />

choices both in terms of safety for the city, and<br />

in terms of traffic management and any type of<br />

emergency.<br />

AUTORE<br />

Ing. Marco Santoni<br />

marco.santoni@grsgroup.eu<br />

Arch. Flavia Borgioli<br />

f.borgioli@grsgroup.eu<br />

GRS<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 29


REPORT<br />

Integrazione di un sensore Sentera<br />

6X a bordo di un drone Phantom 4.<br />

Una sperimentazione in campo archeologico<br />

di Laura Ebanista, Alessandro Maria Jaia, Andrea Pompili<br />

Nell’ambito del programma<br />

di ricerca di eccellenza Be for<br />

Erc Sapienza (https://www.<br />

uniroma1.it/it/pagina/fellowsprogramma-sapiexcellence)<br />

è<br />

stata avviata a partire dal 2020<br />

la sperimentazione dell’uso<br />

di una camera multispettrale<br />

trasportata da un drone con<br />

finalità di diagnostica in ambito<br />

archeologico.<br />

Fig. 1 – Sensore Sentera 6X integrato a bordo di drone Phantom4 in volo (foto archivio Aviocam).<br />

L’<br />

attività di ricerca si<br />

inserisce nel vasto<br />

panorama scientifico<br />

del telerilevamento<br />

di prossimità che in questo<br />

momento storico vede l’affermarsi<br />

dell’utilizzo dei droni in<br />

molteplici campi della ricerca.<br />

L’acquisizione di immagini,<br />

opportunamente rilevate per<br />

fini fotogrammetrici in termini<br />

di programmazione di volo con<br />

idonei overlap e sidelap, permette<br />

l’elaborazione di ortofotopiani<br />

georiferiti, di DTM e DEM.<br />

Alla classica diagnostica pancromatica,<br />

ormai ampiamente<br />

utilizzata in campo archeologico,<br />

si è affiancata nell’ultimo<br />

decennio la sperimentazione<br />

di altre tipologie di sensori trasportati<br />

da drone. La letteratura<br />

scientifica mostra una diffusa<br />

sperimentazione per quello<br />

che riguarda le immagini multibanda<br />

acquisite da satellite,<br />

mentre le applicazioni da bassa<br />

quota sono ancora sporadiche<br />

e contraddistinte da risultati<br />

non sempre soddisfacenti, ma<br />

soprattutto non dirimenti dal<br />

punto di vista metodologico (i<br />

risultati preliminari di questa<br />

ricerca sono in corso di edizione<br />

in Ebanista <strong>2021</strong>). Obiettivo<br />

della ricerca è stato quello di<br />

testare la risposta archeologica<br />

nelle diverse condizioni della<br />

crescita vegetazionale in relazione<br />

alle variazioni climatiche<br />

e stagionali, nonché a quelle<br />

antropiche (lavori agricoli). Per<br />

tale finalità la sperimentazione<br />

presentata in questa sede ha<br />

avuto come obiettivo quello<br />

di ottenere un sistema di agile<br />

utilizzo, contraddistinto da una<br />

rapida acquisizione dei dati sul<br />

campo e una spedita attività di<br />

elaborazione, finalizzata, nello<br />

specifico, all’estrazione degli<br />

indici di vegetazione (principalmente<br />

l’NDVI), compatibili, a<br />

livello di genesi delle tracce, con<br />

le tracce da vegetazione (crop<br />

marks), ben note nella fotointerpretazione<br />

classica in campo<br />

archeologico (Piccarreta &<br />

Ceraudo 2000, 107-111).<br />

In una fase iniziale della ricerca,<br />

sulla base dei prodotti disponibili<br />

sul mercato e considerate le<br />

finalità delle attività da svolgere,<br />

è stato scelto un sensore Sentera<br />

6X, delle cui specifiche tecniche<br />

si vedrà in seguito. Anziché<br />

30 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


REPORT<br />

collegare la camera, tramite<br />

l’apposita gimbal prevista dal<br />

produttore, a uno dei droni<br />

compatibili (DJI Matrice100,<br />

Matrice200, Matrice300 o<br />

Inspire1) ed avendo a disposizione<br />

un drone DJI Phantom<br />

4, in ottime condizioni meccaniche<br />

ad eccezione di un<br />

danno alla gimbal, è stata testata<br />

l’installazione del sensore<br />

a bordo di questa macchina<br />

(fig. 1).<br />

Il lavoro di integrazione presentato<br />

in questa sede si profila<br />

come una vera e propria<br />

sperimentazione, sia da un<br />

punto di vista meccanico sia<br />

di gestione software dei dati,<br />

dalla programmazione, all’acquisizione,<br />

fino all’elaborazione<br />

finale e all’estrazione degli<br />

indici di vegetazione. Il drone<br />

utilizzato ha chiaramente<br />

caratteristiche ben diverse da<br />

quelle degli APR (Aeromobili<br />

a Pilotaggio Remoto) previsti<br />

dal produttore, in termini di<br />

peso e di payload, nonché di<br />

performance in fase applicativa.<br />

Attrezzatura: drone e<br />

sensore, caratteristiche e<br />

progetto di integrazione<br />

Come già anticipato, la scelta<br />

di utilizzare un Phantom<br />

4 (benché non consigliato<br />

espressamente da Sentera<br />

per via della presenza della<br />

gimbal standard) è stata determinata<br />

dalla presenza di<br />

un drone da poter reimpiegare.<br />

Le dimensioni e l’affidabilità<br />

di questa macchina<br />

hanno seguito le considerazioni<br />

precedenti.<br />

Il drone è stato privato<br />

delle componenti non più<br />

utili (gimbal, collegamenti<br />

e scheda di controllo) per<br />

far spazio alla struttura di<br />

connessione meccanica ed<br />

elettrica pensata per la 6X<br />

Fig. 2 – Sistema drone-sensore nella sua custodia originaria (foto archivio Aviocam).<br />

Fig. 3 – Assemblaggio, particolare del polimero (foto archivio Aviocam).<br />

di Sentera. Per limitare il peso<br />

e la complessità del sistema, si<br />

è scelto di rendere il payload<br />

parte integrante del drone; in<br />

questa configurazione, dunque,<br />

non risulta essere removibile<br />

sul campo e sostituibile<br />

dall’utente. Tuttavia, rimanendo<br />

nell’ingombro pressoché<br />

originale, solo una piccola<br />

modifica è stata necessaria per<br />

trasportare il sistema dronesensore<br />

nella valigia originale da<br />

trasporto (fig. 2).<br />

Consapevoli dell’assenza di<br />

gimbal per mantenere l’assetto<br />

della camera nadirale rispetto<br />

al piano orizzontale del drone e<br />

altrettanto consci della presenza<br />

della IMU interna a correzione<br />

di tali inclinazioni, si è scelto<br />

di concentrare l’attenzione sul<br />

sistema di attenuazione delle<br />

vibrazioni. Essendo gli scatti<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 31


REPORT<br />

pensa che il valore sia registrato<br />

o all’inizio del volo, o eseguendo<br />

una media dei valori riscontrati.<br />

I valori di indice non sono<br />

stati alterati né presentano variazioni<br />

durante i test nell’intero<br />

anno solare.<br />

Fig. 4 – Sentera 6X integrato, schema tecnico (rendering Andrea Pompili).<br />

realizzati in movimento, benché<br />

l’esposizione automatica della<br />

camera prediliga tempi brevi, i<br />

fotogrammi avrebbero potuto<br />

subire l’effetto blur a causa dei<br />

micromovimenti indotti dalle<br />

vibrazioni. Molto del lavoro si è<br />

concentrato nella ricerca di una<br />

soluzione in grado di assorbire<br />

tale energia. E’ stato dunque selezionato<br />

un polimero in grado<br />

di smorzare fino al 90% dello<br />

spettro vibratorio del drone<br />

(fig. 3); questa soluzione, mista<br />

all’uso di un supporto elastico,<br />

ha eliminato i difetti causati<br />

dalle vibrazioni nei fotogrammi.<br />

Nella sua totalità, l’installazione<br />

del sensore è rimasta molto<br />

contenuta (figg. 1 e 4).<br />

Per quanto concerne l’autonomia<br />

di volo, i test hanno<br />

dimostrato di poter ottenere<br />

20 - 22 minuti di autonomia<br />

totale al netto di tempi morti<br />

per la calibrazione del sensore e<br />

del drone. La Sentera 6X è collegata<br />

direttamente alla batteria<br />

primaria; non sono previste<br />

alimentazioni separate e l’assorbimento<br />

si attesta su valori bassi<br />

(


REPORT<br />

Shooting angle: parallel to<br />

main path<br />

Capture mode: capture at<br />

equal distance interval<br />

Speed: 5.0 m/s<br />

Height: 50 mt<br />

Per il corretto funzionamento<br />

della ground station la SD card<br />

deve essere inserita nel drone,<br />

sebbene non necessaria per<br />

l’immagazzinamento di alcun<br />

dato. Considerando che il volo<br />

viene eseguito dal drone sulla<br />

base delle impostazioni inserite<br />

nel piano predisposto in DJI<br />

GS PRO, deve essere settato parallelamente<br />

il sensore Sentera<br />

6X per quello che concerne<br />

l’acquisizione delle immagini.<br />

In fase di progettazione del<br />

rilievo, andranno selezionati i<br />

parametri di scatto attraverso le<br />

funzioni di configurazione.<br />

Sarà necessario impostare la<br />

medesima sovrapposizione scelta<br />

nel piano di volo di DJI GS<br />

PRO (overlap 85% nel caso specifico)<br />

e stabilire a che quota e a<br />

che distanza dal punto di decollo<br />

il sensore inizierà ad acquisire<br />

le immagini. In tal modo la coordinazione<br />

drone-sensore sarà<br />

ottimale e sarà solo necessario,<br />

in fase di preelaborazione, eliminare<br />

i primi e gli ultimi scatti,<br />

corrispondenti al percorso<br />

che il drone farà per raggiungere<br />

il punto di inizio della prima<br />

strisciata e per poi ritornare alla<br />

base a volo concluso.<br />

Si potrà inoltre scegliere se<br />

generare immagini TIFF integrate<br />

oppure separate nelle<br />

cinque bande (secondo questo<br />

ordine: blue, green, red, red Edge<br />

e NIR). Si è proceduto con le<br />

immagini integrate in quanto<br />

necessarie in questo formato per<br />

le successive elaborazioni con<br />

il software Agisoft Metashape,<br />

prescelto per questa specifica<br />

ricerca. Se in un secondo momento<br />

dovesse essere necessario<br />

separare le immagini sarà<br />

Fig. 5 – Configurazione piano di volo con app DJI GSPro.<br />

possibile farlo tramite un apposito<br />

programma di Sentera.<br />

A questo punto, è possibile<br />

eseguire il volo, preferibilmente<br />

in un orario centrale della giornata,<br />

con il sole alla massima<br />

elevazione così da minimizzare<br />

le ombre e massimizzare la luce<br />

e non creare difformità nelle<br />

strisciate a seconda del verso in<br />

cui il drone viaggia per eseguire<br />

le strisciate. È inoltre auspicabile<br />

un cielo limpido o completamente<br />

coperto, evitando<br />

le condizioni miste sole/nuvola<br />

che determinerebbero condizioni<br />

variabili nella quantità di<br />

luce acquisita dal sensore.<br />

Una volta eseguito il volo, sarà<br />

necessario acquisire l’immagine<br />

del pannello di riflettanza.<br />

Si tratta di una calibrazione<br />

radiometrica necessaria per<br />

eliminare possibili influenze<br />

esterne, generalmente associabili<br />

all’illuminazione o agli effetti<br />

atmosferici. Se in una giornata<br />

si dovessero eseguire più voli in<br />

condizioni di luce differenti è<br />

consigliabile acquisire molteplici<br />

immagini del pannello in<br />

relazione ai diversi voli eseguiti.<br />

Tramite la procedura di scatto<br />

andrà acquisita una immagine<br />

del pannello (prestando attenzione<br />

a evitare la formazione di<br />

ombre).<br />

La camera Sentera 6X ha una<br />

memoria inverna NVME da<br />

512Gb, accessibile collegamento<br />

al PC. I file risultano salvati<br />

solo nella cartella “data”, infatti,<br />

sebbene sia prevista una scheda<br />

SD, i dati non vengono immagazzinati<br />

al suo interno, come<br />

comunicato dall’assistenza web<br />

della casa produttrice. Le immagini<br />

sono divise in cartelle,<br />

con data e ora UTC, generate<br />

ogni volta che si accende e si<br />

spegne la camera, indipendentemente<br />

dall’effettiva acquisizione<br />

di immagini.<br />

Il software utilizzato per la specifica<br />

ricerca presentata in questa<br />

sede è Agisoft Metashape.<br />

Non ci si addentrerà in questa<br />

sede nelle specifiche tecniche<br />

del suo utilizzo per le quali si<br />

rimanda al manuale.<br />

Attività sul campo: modalità<br />

di acquisizione ed elaborazione<br />

dei dati. Primi risultati.<br />

La ricerca ha previsto l’esecuzione<br />

di voli, l’elaborazione e<br />

l’estrazione degli indici di vegetazione<br />

possibili sulla base delle<br />

bande restituite dal sensore al<br />

fine di comprendere se la loro<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 33


REPORT<br />

Fig. 6 – Veio, cartografia numerica su modello tridimensionale (Guaitoli 2016, 179).<br />

applicazione, già ampiamente<br />

sviluppata in ambito agrotecnico,<br />

possa restituire buoni<br />

risultati per quello che riguarda<br />

la diagnostica archeologica.<br />

In questo contesto verranno<br />

forniti alcuni dei risultati di<br />

metodo desumibili dalla ricerca<br />

pur senza addentrarsi però nella<br />

tematica in senso più ampio (si<br />

veda Ebanista <strong>2021</strong>).<br />

Per confronto con le tracce<br />

ampiamente sperimentate<br />

nell’ambito dell’aerofotogrammetria<br />

classica, l’indice<br />

NDVI (Normalized Difference<br />

Vegetation Index ) trova stringenti<br />

analogie con i crop marks<br />

(tracce da vegetazione). Si tratta<br />

della variazione cromatica<br />

legata alla vigoria del manto<br />

erboso, determinata dalla presenza<br />

di strutture sepolte che<br />

ne inibiscono parzialmente la<br />

crescita rigogliosa (Piccarreta &<br />

Ceraudo 2000, 107-111).<br />

La letteratura scientifica relativa<br />

alla sperimentazione dell’uso<br />

di immagini multibanda per<br />

la diagnostica archeologica,<br />

ancora non molto estesa seppure<br />

presente sia in ambito<br />

nazionale che estero, non è però<br />

ancora dirimente per quello<br />

che riguarda la questione metodologica<br />

(si vedano tra una<br />

bibliografia più estesa: Agapiou,<br />

Hadjimitsis & Alexakis 2012;<br />

Agapiou A., Hadjimitsis D.G.,<br />

Georgopoulos A. & Sarris A.<br />

2012; Fiorini L. & Materazzi<br />

F. 2017; Materazzi F. & Pacifici<br />

M. 2020; Nebiker S., Annen<br />

A., Scherrerb M. & Oeschc<br />

D. 2008; Uribe P., Angás J.,<br />

Pérez-Cabello F., De La Riva J.,<br />

Bea M., Serreta A., Magallón<br />

A., Sáenz A. & Martín-Bueno<br />

M. 2015). Le sperimentazioni,<br />

che si basano su acquisizioni<br />

sporadiche e casuali da un<br />

punto di vista fenologico, non<br />

permettono di comprendere i<br />

meccanismi di genesi e visibilità<br />

delle tracce.<br />

Obiettivo della ricerca è stato<br />

quello di testare, tramite voli<br />

reiterati nel medesimo contesto,<br />

le variazioni fenologiche delle<br />

specie vegetali in relazione alla<br />

stagionalità, agli eventi metereologici<br />

nonché a quelli antropici<br />

legati soprattutto alle attività<br />

agricole. L’area urbana di Veio<br />

(Roma) è stata prescelta per i<br />

test considerate le numerosissime<br />

tracce note dalla fotografia<br />

aerea classica e la sistematica<br />

analisi territoriale di cui è stata<br />

oggetto nel corso degli ultimi<br />

60 anni, poi confluita nella<br />

cartografia numerica realizzata<br />

dal Laboratorio di Topografia<br />

dell’Università del Salento (fig.<br />

6). Le attività di ricognizione<br />

capillare, a partire dal fondamentale<br />

lavoro di Ward Perkins<br />

1961 (Ward Perkins J.B. 1961),<br />

poi riprese dagli anni ’80 dello<br />

scorso secolo, gli scavi sistematici<br />

e le prospezioni geofisiche<br />

forniscono dati fondamentali<br />

per comprendere le modalità<br />

di formazione delle tracce individuate<br />

in relazione agli elementi<br />

archeologici già noti (per<br />

una storia degli studi si veda<br />

Guaitoli 2016).<br />

Per le finalità descritte si è dunque<br />

proceduto con regolari acquisizioni<br />

mensili (o bimensili)<br />

34 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


REPORT<br />

tramite i medesimi piani di volo<br />

in due aree del centro urbano di<br />

Veio, in località Campetti (fig.<br />

6,1) e Macchiagrande (fig. 6,2),<br />

tagliate da un importante asse<br />

stradale che attraversa la città<br />

dalla porta NO alla porta S, deviando<br />

verso S per Portonaccio,<br />

già scavato a partire dal 2002<br />

con l’obiettivo sia di chiarire la<br />

topografia di un punto nodale<br />

della città sia proprio di verificare<br />

l’affidabilità delle chiarissime<br />

tracce rilevate nel corso<br />

delle restituzioni realizzate dal<br />

Laboratorio di Fotogrammetria<br />

dell’Università del Salento (Jaia<br />

& Cella 2015; D’Alessio 2015).<br />

Le aree prese in esame si presentano<br />

coperte in maniera<br />

uniforme da manto di erba<br />

medica, ad eccezione di arbusti<br />

e rovi in corrispondenza dei<br />

dislivelli e delle cisterne. Per<br />

l’analisi dei dati metereologici,<br />

è stato considerato l’indice delle<br />

precipitazioni giornaliere, della<br />

temperatura e dell’umidità media<br />

giornaliera a 2 m dal suolo,<br />

tenendo in considerazione sia il<br />

giorno di esecuzione del volo,<br />

sia gli 8 giorni precedenti (fonte<br />

dati http://dati.lazio.it/catalog/<br />

dataset/serie-storica-agrometeo).<br />

Prima di eseguire ogni volo<br />

sono stati messi a terra 12-15<br />

markers georiferiti tramite sistema<br />

GNNS in modalità Rtk<br />

necessari per la correzione delle<br />

coordinate già acquisite nel sensore<br />

GPS del sensore Sentera in<br />

fase di elaborazione con Agisoft<br />

Metashape.<br />

Circa 600 fotogrammi multibanda<br />

per ogni volo, eseguito di<br />

norma tra le 11 del mattino e le<br />

14 per sfruttare il sole alla massima<br />

altezza, sono stati elaborati<br />

e calibrati sulla base dell’immagine<br />

acquisita del pannello di<br />

riflettenza e dei dati forniti dal<br />

produttore e corretti per mezzo<br />

del sun sensor, infine è stato<br />

estratto l’indice NDVI.<br />

La sperimentazione ha dimostrato<br />

in maniera evidente come<br />

la presenza di acque meteoriche<br />

nel suolo, non completamente<br />

assorbite nei giorni immediatamente<br />

successivi alle precipitazioni,<br />

alteri la percezione delle<br />

tracce che appaiono enfatizzate<br />

ma nel contempo ‘disturbate’<br />

a causa del valore del NIR abbassato<br />

significativamente dalla<br />

presenza dell’acqua. In fig. 7<br />

il medesimo volo eseguito a<br />

settembre <strong>2021</strong> con temperature<br />

quasi estive e in assenza<br />

di precipitazioni (valori medi<br />

negli 8 giorni precedenti il volo:<br />

precipitazioni = 2,07; temperatura<br />

media a 2 m dal suolo =<br />

25,25; umidità a 2 m dal suolo<br />

= 60,71) e il mese successivo<br />

dopo una settimana di piogge<br />

intense (valori medi negli 8<br />

giorni precedenti il volo: precipitazioni<br />

= 7,18; temperatura<br />

media a 2 m dal suolo = 13,5;<br />

umidità a 2 m dal suolo =<br />

81,85). Di conseguenza, un terreno<br />

asciutto con manto erboso<br />

disomogeneo è da preferirsi a<br />

una copertura vegetazionale più<br />

compatta, ma con terreno intriso<br />

di acqua.<br />

Altro aspetto da valutare è la<br />

tempistica necessaria alla pianta<br />

per crescere a sufficienza, soprattutto<br />

a livello radicale, per<br />

determinare la formazione della<br />

traccia. Difatti, dopo due mesi<br />

dall’aratura e dalla semina il<br />

manto erboso che all’apparenza<br />

sembrerebbe compatto, denso<br />

e uniforme non restituisce le<br />

medesime tracce, visibili appena<br />

20 giorni prima dell’aratura.<br />

La profondità delle strutture, la<br />

tipologia di copertura vegetale<br />

e la profondità di crescita delle<br />

radici influisce sulle tempistiche<br />

necessarie a ottenere la migliore<br />

risposta possibile.<br />

Infine, altro aspetto rilevante è<br />

stata la comparazione del dato<br />

multibanda con quello pancromatico,<br />

motivo per il quale tutti<br />

i voli sono stati realizzati nelle<br />

medesime condizioni anche in<br />

RGB. Pur non addentrandosi<br />

in questa sede nei risultati più<br />

strettamente archeologici, la<br />

sperimentazione ha dimostrato<br />

in maniera evidente come<br />

nell’NDVI le tracce risultino<br />

molto più chiare e marcate.<br />

L’indice infatti è molto sensibile<br />

anche a concentrazioni di<br />

clorofilla piuttosto basse, non<br />

Fig. 7 - Veio, estrazione dell’indice NDVI nei voli di settembre e ottobre 2020, indicati in bianco gli assi stradali<br />

visibili in traccia (tratteggio) e una serie di tracce chiare e scure riferibili ad ambienti. L’immagine fotografica<br />

dello scavo è tratta da Jaia & Cella 2015, 17.<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 35


REPORT<br />

apprezzabili nel campo del visibile.<br />

Non a caso questo indice<br />

è ampiamente sperimentato in<br />

campo agrotecnico il suo uso<br />

per predire la resa del raccolto<br />

nella fasi iniziali della crescita<br />

vegetazionale.<br />

La sperimentazione prosegue<br />

tuttora con test in diversi siti<br />

etrusco laziali e si sta avvalendo<br />

dei primi risultati metodologici<br />

acquisiti in circa 12 mesi di test<br />

reiterati per quello che riguarda<br />

le tempistiche di acquisizione<br />

dei dati rispetto alla stagionalità,<br />

agli eventi metereologici e<br />

antropici.<br />

Venendo all’analisi dei risultati<br />

da un punto di vista tecnico in<br />

relazione all’integrazione oggetto<br />

di questo contributo, il sistema<br />

drone-sensore si è rivelato<br />

molto efficiente. Si tratta infatti<br />

di una strumentazione leggera<br />

e di agile utilizzo, considerando<br />

che è ancora possibile trasportare<br />

il drone nella sua custodia<br />

originale, non essendo aumentato<br />

in maniera significativo il<br />

suo ingombro (fig. 2). Questo<br />

fattore non è assolutamente<br />

secondario laddove il SAPR<br />

venga utilizzato in contesti di<br />

ricognizione che necessitano il<br />

trasporto della strumentazione<br />

a mano, talvolta in condizioni<br />

non agevoli.<br />

La non significativa riduzione<br />

di autonomia della batteria,<br />

da imputare marginalmente<br />

all’incremento di peso (210<br />

gr), risente del fatto che l’alimentazione<br />

del sensore attinge<br />

alla medesima batteria del<br />

drone. Laddove dunque non<br />

sia necessario tenere acceso il<br />

drone a lungo prima del decollo<br />

(richiesta di calibrazione IMU<br />

dello strumento, ad esempio),<br />

la durata della batteria si attesta<br />

sui 22 minuti, consentendo<br />

l’esecuzione di voli abbastanza<br />

estesi. Va inoltre valutato che<br />

il peso dei TIFF multibanda è<br />

piuttosto elevato (22,5 megabyte<br />

ciascuno), dunque è da preferirsi<br />

un volo che non superi<br />

i 600 fotogrammi per favorire<br />

una elaborazione agile, se pure,<br />

ovviamente eseguita su un PC<br />

idoneo alla finalità in quanto a<br />

caratteristiche tecniche.<br />

Come già accennato, avendo<br />

testato il sistema nell’arco di<br />

un intero anno solare in differenti<br />

condizioni climatiche,<br />

è stato appurato che il drone<br />

non subisce particolare innalzamento<br />

della temperatura in<br />

fase di volo, nonostante il lieve<br />

incremento di peso. Il surriscaldamento<br />

in caso di temperature<br />

oltre i 40° che determina<br />

la necessità di ‘raffreddare’ la<br />

macchina all’ombra in maniera<br />

intermittente nell’ambito di<br />

molteplici voli eseguiti a breve<br />

distanza è il medesimo che il<br />

drone presentava anche prima<br />

dell’installazione del sensore a<br />

bordo. Nell’arco di una medesima<br />

giornata sono stati eseguiti<br />

fino a 6 voli consecutivi senza<br />

riscontrare problematiche.<br />

Infine, considerando l’integrazione<br />

da un punto di vista<br />

software, la temuta mancata<br />

‘sincronia’ tra piano di volo del<br />

drone e piano di scatto del sensore<br />

è stata superata in maniera<br />

molto agile settando, come già<br />

detto, le due macchine separatamente.<br />

Il sensore Sentera ha<br />

tra l’altro un’ottima efficienza di<br />

scatto in relazione alla posizione<br />

individuata dal GPS integrato.<br />

L’unica accortezza rimane quella<br />

di dover eliminare, prima di avviare<br />

l’elaborazione, i fotogrammi<br />

acquisiti nel percorso che il<br />

drone compie dal decollo all’inizio<br />

della prima strisciata e poi<br />

dall’ultima fino all’atterraggio.<br />

BIBLIOGRAFIA<br />

Agapiou A., Hadjimitsis D.G. & Alexakis<br />

D.D. (2012). Evaluation of Broadband<br />

and Narrowband Vegetation Indices for<br />

the Identification of Archaeological Crop<br />

Marks. Remote Sensing 4, 3892-3919.<br />

Agapiou A., Hadjimitsis D.G.,<br />

Georgopoulos A. & Sarris A. (2012).<br />

Towards an Archaeological Index:<br />

Identification of the Spectral Regions<br />

of Stress Vegetation due to Buried<br />

Archaeological Remains. Progress in<br />

Cultural Heritage Preservation. 4 th<br />

International Conference, EuroMed 2012<br />

(Limassol 29 ottobre - 3 novembre 2012),<br />

129-138.<br />

D’Alessio M.T. (2015). Il paesaggio<br />

urbano tra l’età del ferro e la tarda età<br />

imperiale. Cascino R., Fusco U. & Smith<br />

C.J. (eds.). Novità nella ricerca archeologica<br />

a Veio, 27-33.<br />

Ebanista L. (<strong>2021</strong>) Remote sensing: l’uso<br />

dei sensori multispettrali per la diagnostica<br />

archeologica. InFieri 2, c.d.s.<br />

Fiorini L. & Materazzi F. (2017). Un<br />

Iseion a Gravisca? Fotogrammetria, telerilevamento<br />

multispettrale da APR e dati<br />

archeologici per una possibile identificazione.<br />

PAROLE CHIAVE<br />

Topografia antica; rilievo; drone; uav;<br />

camera multispettrale; archeologia;<br />

processamento dati<br />

ABSTRACT<br />

This paper deals with a research carried out<br />

since 2020 by Sapienza - University of Rome<br />

that test the analysis of the data acquired by<br />

a multispectral camera transported by a UAV<br />

and their reading and interpretation in the<br />

context of the archaeological diagnostics.<br />

As part of the activities, the integration of a<br />

Sentera 6X sensor on board a DJI Phantom<br />

4 drone was tested, both from a mechanical<br />

and software data management point of view,<br />

from the programming, to the acquisition,<br />

up to the final processing and extraction of<br />

vegetation indices.<br />

The SAPR is highly performing as well as<br />

very agile use in the specific contexts of research<br />

and has returned satisfactory results in<br />

the data extraction and processing phase.<br />

AUTORE<br />

Laura Ebanista<br />

laura.ebanista@uniroma1.it<br />

Ricercatore in Topografia Antica –<br />

Sapienza Università di Roma<br />

Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Roma<br />

Alessandro Maria Jaia<br />

alessandro.jaia@uniroma1.it<br />

Professore associato in Topografia<br />

Antica – Sapienza Università di Roma<br />

Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Roma<br />

Andrea Pompili<br />

info@aviocam.it<br />

Responsabile R & D - Aviocam<br />

Via Minerbio 58A, 00127 Roma<br />

36 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


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<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 37


TERRA E SPAZIO<br />

Sistemi di<br />

posizionamento,<br />

navigazione e<br />

sincronizzazione<br />

alternativi ai GNSS<br />

di Marco Lisi<br />

Nonostante il pervasivo<br />

e fondamentale ruolo dei<br />

sistemi globali di navigazione<br />

via satellite (“Global<br />

Navigation Satellite Systems,<br />

GNSSs”) in praticamente<br />

tutte le infrastrutture<br />

economiche ed industriali<br />

della nostra società, cresce<br />

la preoccupazione per<br />

la troppa dipendenza da<br />

sistemi altamente affidabili,<br />

ma al contempo anche<br />

intrinsecamente vulnerabili.<br />

Stiamo parlando delle quattro<br />

costellazioni GNSS attualmente<br />

operative: GPS, Glonass,<br />

Galileo e Beidou.<br />

Tutti questi sistemi hanno<br />

architetture simili: satelliti in<br />

orbita intorno alla Terra, che<br />

trasmettono segnali opportunamente<br />

codificati e criptati;<br />

segmenti terrestri molto complessi,<br />

che includono numerose<br />

stazioni, linee di comunicazione<br />

sicure e centri di processamento<br />

e controllo.<br />

La dipendenza di tutte le infrastrutture<br />

critiche della società<br />

dai sistemi GNSS, in particolare,<br />

per il mondo occidentale,<br />

GPS e Galileo, e la consapevolezza<br />

delle catastrofiche conseguenze<br />

in caso di loro, anche<br />

temporanea, indisponibilità,<br />

crea la sensazione che essi possano<br />

essere una sorta di bomba ad<br />

orologeria, pronta a scoppiarci<br />

fra le mani.<br />

Ma non è necessario che sia<br />

così. Le vulnerabilità di questi<br />

sistemi sono essenzialmente di<br />

tre tipi: “jamming”, “spoofing”<br />

ed attacchi cibernetici.<br />

Per “jamming” s’intendono le<br />

interferenze, intenzionali e non,<br />

che possano sovrastare i segnali<br />

GNSS ed impedirne una ricezione<br />

corretta. In senso lato,<br />

si possono ascrivere a questa<br />

tipologia anche le perturbazioni<br />

della propagazione ionosferica<br />

causate da tempeste solari.<br />

I segnali GNSS sono particolarmente<br />

vulnerabili al “jamming”<br />

in quanto sono estremamente<br />

deboli, sia perché trasmessi da<br />

satelliti che viaggiano a circa<br />

ventimila chilometri di altezza,<br />

sia per limitazioni di tipo regolatorio.<br />

Il “jamming”, sia in campo<br />

militare che in quello civile, è il<br />

mezzo più semplice, economico<br />

ed allo stesso tempo più malau-<br />

Fig. 1 - “jammer” commerciali, spesso acquistabili in rete.<br />

Fig. 2 - Il sistema terrestre di navigazione eLORAN.<br />

38 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


TERRA E SPAZIO<br />

missili lanciati da terra, satelliti<br />

“killer” ed armi elettromagnetiche<br />

o laser.<br />

Sebbene la disponibilità per gli<br />

utenti di quattro costellazioni<br />

indipendenti crei una ridondanza<br />

intrinseca nell’infrastruttura<br />

PNT (“Positioning, Navigation<br />

& Timing”) globale, ed i vari<br />

governi responsabili applichino<br />

misure di sicurezza molto<br />

stringenti, ci si pone tuttavia la<br />

domanda: è possibile integrare i<br />

sistemi GNSS con sistemi terreguratamente<br />

efficace per impedire<br />

l’utilizzo dei sistemi GNSS<br />

in aree geografiche circoscritte<br />

(da pochi chilometri quadrati<br />

ad intere regioni) (fig. 1).<br />

Lo “spoofing” è una forma più<br />

sofisticata (e sicuramente intenzionale<br />

e malevola) di attentato<br />

alla funzionalità dei sistemi<br />

GNSS. Grazie agli sviluppi delle<br />

tecnologie digitali, è oggi possibile,<br />

ad un malintenzionato<br />

tecnicamente preparato, con un<br />

investimento economico ormai<br />

molto limitato, trasmettere<br />

verso obiettivi mirati, ovvero<br />

in una certa regione, segnali<br />

GNSS falsificati, che riescono,<br />

ad esempio, a deviare un aereo<br />

o una nave dalla loro rotta, portandoli<br />

fuori strada.<br />

La contromisura adottata nelle<br />

applicazioni militari e governative<br />

è quella di criptare i codici<br />

dei segnali GNSS, rendendone<br />

impossibile la falsificazione.<br />

In ambito civile, vale la pena<br />

di sottolineare l’iniziativa della<br />

Commissione Europea che ha<br />

introdotto nel sistema Galileo<br />

un’autenticazione del segnale civile,<br />

la cosiddetta “Open Service<br />

Authentication” (OS-NMA).<br />

La terza area di vulnerabilità,<br />

quella dovuta ad attacchi cibernetici,<br />

deriva dalla tecnologia<br />

stessa del segmento terrestre<br />

dei sistemi GNSS, tipicamente<br />

basata su programmi software<br />

molto complessi, centri di processamento<br />

e calcolo e linee di<br />

comunicazione dati. La possibilità<br />

di attacchi “cyber”, interni<br />

ed esterni, è, come in tutte le<br />

grandi architetture informatiche<br />

di questo tipo, molto elevata.<br />

A conclusione di questa breve<br />

analisi delle aree di vulnerabilità,<br />

si dovrebbe anche aggiungere<br />

una possibilità che sembra farsi<br />

sempre più concreta: quella di<br />

veri e propri atti di guerra spaziale,<br />

miranti a distruggere i satelliti<br />

GNSS in orbita attraverso<br />

Fig. 3 - Il principio della navigazione iperbolica, basato sulla trilaterazione.<br />

stri, anche locali, e rendere l’intera<br />

infrastruttura più affidabile<br />

e resiliente?<br />

Il sistema eLORAN, un’<br />

alternativa terrestre ai GNSS<br />

Il sistema eLORAN (fig.2) è la<br />

versione moderna ed aggiornata,<br />

con l’utilizzo delle moderne<br />

tecnologie digitali, del vecchio<br />

sistema di navigazione LORAN<br />

(“LOng RAnge Navigation”),<br />

sviluppato dagli Stati Uniti e<br />

dal Regno Unito durante la<br />

Fig. 4 - La rete eLORAN operante nella Corea del Sud, per controbattere il “jamming” dai<br />

paesi confinanti.<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 39


TERRA E SPAZIO<br />

Fig. 5 - Sistema terrestre di navigazione basato su “signals of opportunity”.<br />

Seconda Guerra Mondiale, rimasto<br />

operativo, soprattutto per<br />

la navigazione marittima, per<br />

oltre sessanta anni.<br />

Il sistema è basato sul principio<br />

della cosiddetta navigazione<br />

iperbolica: l’utente riceve i segnali<br />

da una serie di stazioni di<br />

terra sincronizzate al tempo coordinato<br />

universale (UTC), delle<br />

quali è nota la posizione, e ne<br />

deriva i tempi di arrivo (“Time<br />

of Arrival”, ToA). Con un minimo<br />

di tre stazioni ricevute,<br />

l’utente è in grado di calcolare<br />

la propria posizione orizzontale<br />

(fig.3).<br />

Pur essendo un sistema regionale<br />

ed adatto soprattutto alla<br />

navigazione terrestre e marittima,<br />

il sistema eLORAN ha una<br />

serie di caratteristiche positive,<br />

che lo rendono un candidato<br />

ideale per integrare e rendere<br />

più resilienti i sistemi GNSS.<br />

In particolare, i suoi segnali<br />

possono essere da 3 a 5 milioni<br />

di volte (cioè fino a 30 dB)<br />

più forti dei segnali GNSS, e<br />

Fig. 6 - Orologi atomici miniaturizzati.<br />

quindi molto più resistenti al<br />

“jamming”. Inoltre, l’utilizzo di<br />

frequenze molto basse, intorno<br />

ai 100 KHz (VLF), permette la<br />

navigazione all’interno di edifici<br />

ed in aree urbane densamente<br />

popolate.<br />

L’accuratezza di posizionamento<br />

ottenibile con eLORAN (+/-<br />

8 metri) non raggiunge quella<br />

dei sistemi GNSS, ma con l’ausilio<br />

di tecniche di correzione<br />

si riescono ad ottenere risultati<br />

molto migliori, utilizzabili nella<br />

maggior parte delle applicazioni.<br />

Attualmente la tecnologia eLO-<br />

RAN è operativa nella Corea<br />

del Sud (fig. 4) ed è oggetto di<br />

una serie di progetti di sviluppo<br />

negli Stati Uniti, nel Regno<br />

Unito nell’Unione Europea<br />

(EUSPA ed Agenzia Spaziale<br />

Europea).<br />

Sistemi di posizionamento e<br />

navigazione basati sui “Signals<br />

of Opportunity” (SoP)<br />

I “Signals of Opportunity”<br />

(è difficile trovare una traduzione<br />

“decente” di questa<br />

espressione in italiano) sono<br />

tutti i segnali, analogici e digitali,<br />

tipicamente trasmessi da<br />

centinaia di stazioni terrestri<br />

commerciali a supporto di reti<br />

di telecomunicazione di vario<br />

tipo. Appartengono a questa<br />

definizione i segnali radio e<br />

televisivi trasmessi da torri di<br />

“broadcasting”, le trasmissioni<br />

delle stazioni dei network cellulari<br />

4G e 5G, ed i segnali dei<br />

“Wireless Local Area Networks”<br />

(WLAN), come quelli Wi-Fi<br />

(fig. 5). È importante sottolineare<br />

che tutti questi segnali non<br />

sono ottimizzati per la navigazione,<br />

come è invece il caso dei<br />

segnali GNSS.<br />

Il principio dei sistemi di posizionamento<br />

basati sui SoP è<br />

simile a quello prima descritto<br />

per il sistema LORAN: si basa<br />

sull’utilizzo di stazioni terrestri<br />

la cui posizione è ben nota e se<br />

ne utilizzano i segnali per effettuare<br />

la localizzazione dell’utente<br />

con varie tecniche: tempo di<br />

arrivo (“Time of Arrival”, ToA),<br />

angolo di arrivo (“Angle of<br />

Arrival”, AoA), intensità del segnale<br />

ricevuto (“Received Signal<br />

Strength”, RSS).<br />

Un requisito importante per<br />

l’utilizzo di queste stazioni<br />

commerciali è che esse siano<br />

sincronizzate. D’altra parte le<br />

tecnologie digitali tipicamente<br />

adottate (DAB, HDTV, 4G e<br />

5G, Wi-Fi, etc.) richiedono tutte<br />

un livello di sincronizzazione<br />

alquanto spinto.<br />

Le soluzioni basate su<br />

“hotspots” Wi-Fi pubblici<br />

sembrano molto promettenti e<br />

vengono attualmente perseguite<br />

dalle più importanti aziende<br />

informatiche mondiali, quali<br />

Google, Microsoft ed IBM.<br />

Le grandi sfide del futuro sono<br />

la già citata navigazione “indoor”,<br />

i droni aerei (UAVs) e le<br />

automobili a guida autonoma.<br />

Per queste ultime, in particola-<br />

40 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


TERRA E SPAZIO<br />

re, un’appropriata ridondanza<br />

dei sistemi di posizionamento<br />

e navigazione è necessaria per<br />

raggiungere gli elevati livelli di<br />

sicurezza (“safety”) richiesti.<br />

Integrazione e fusione alla<br />

base della futura infrastruttura<br />

PNT globale<br />

I sistemi GNSS, GPS e Galileo<br />

in primis, rimarranno negli<br />

anni a venire le colonne portanti<br />

dell’infrastruttura globale<br />

di PNT. Seppur soggetti a volte<br />

alle influenze della geopolitica<br />

globale, è auspicabile una sempre<br />

maggiore cooperazione fra<br />

le quattro grandi costellazioni,<br />

con l’obiettivo di rendere i loro<br />

servizi, almeno quelli civili e pacifici,<br />

sempre più affidabili dal<br />

punto di vista degli utenti.<br />

Tuttavia le sempre più sofisticate<br />

applicazioni e la sempre<br />

maggiore dipendenza da essi<br />

delle varie altre infrastrutture<br />

critiche, dai trasporti alle telecomunicazioni,<br />

dai sistemi finanziari<br />

alle reti di distribuzione<br />

(energia elettrica, petrolio, gas),<br />

richiedono un’infrastruttura<br />

PNT globale più affidabile, ridondata<br />

e resiliente.<br />

La soluzione che si va nei fatti<br />

affermando è quella di una<br />

sempre maggiore integrazione<br />

di piattaforme differenti<br />

e complementari: i sistemi<br />

satellitari globali, i sistemi terrestri<br />

(eLORAN, “Signals of<br />

Opportunity”) e, non ultimi,<br />

i componenti miniaturizzati<br />

che realizzano sensori, orologi<br />

atomici e piattaforme inerziali,<br />

tutti prossimamente integrabili<br />

perfino nei nostri smartphone<br />

(fig. 6).<br />

Un esempio per tutti: negli ultimi<br />

mesi le più avanzate aziende<br />

di ricevitori integrati GNSS<br />

hanno sviluppato versioni, particolarmente<br />

orientate al mercato<br />

“automotive”, che integrano<br />

in uno stesso modulo miniaturizzato,<br />

oltre ad un ricevitore<br />

GNSS multicostellazione, un<br />

processore dei dati da tutti i<br />

sensori dell’automobile (tachimetro,<br />

giroscopio, piattaforma<br />

inerziale) e da eventuali altri<br />

sensori 3D anti-collisione, quali<br />

ad esempio il LIDAR (radar ottico<br />

laser). Si realizza in questo<br />

modo un’integrazione costruttiva<br />

fra navigazione basata su<br />

GNSS e navigazione “stimata”<br />

(“Dead Reckoning”), con risultati<br />

più accurati (nell’ordine dei<br />

decimetri), affidabili e robusti.<br />

PAROLE CHIAVE<br />

Gnss; posizionamento; e-LORAN; SoP<br />

AUTORE<br />

Dott. ing. Marco Lisi<br />

ingmarcolisi@gmail.com<br />

Independent Consultant<br />

Aerospace & Defense<br />

<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 41


MERCATO<br />

LA PRIMA IMMAGINE DI LANDSAT 9<br />

I primi dati di Landsat 9, della costa australiana di<br />

Kimberley nell'Australia occidentale, mostrano le capacità<br />

dei due strumenti del satellite. Questa immagine,<br />

dall'Operational Land Imager 2, o OLI-2, è stata acquisita<br />

il 31 ottobre <strong>2021</strong>. Sebbene sia simile nel design al<br />

suo predecessore Landsat 8, i miglioramenti a Landsat 9<br />

gli consentono di rilevare differenze più sottili, specialmente<br />

su tonalità più scure aree come l'acqua o le fitte<br />

foreste di mangrovie lungo la costa.<br />

Landsat 9, una missione congiunta della NASA e<br />

dell'U.S. Geological Survey, è stata lanciata il 27 settembre<br />

<strong>2021</strong> e ora ha raccolto le sue prime immagini della<br />

Terra.<br />

Queste immagini, tutte acquisite il 31 ottobre <strong>2021</strong>,<br />

forniscono un'anteprima di come la missione aiuterà le<br />

persone a gestire le risorse naturali vitali e a monitorare<br />

gli impatti dei cambiamenti climatici, aggiungendosi<br />

all'impareggiabile record di dati di Landsat che abbraccia<br />

quasi 50 anni di osservazione della Terra dallo spazio.<br />

Nelle immagini disponibili nel sito di Landsat 9 (https://<br />

svs.gsfc.nasa.gov/13987) sono mostrati ecosistemi costieri<br />

in Australia; l'intersezione di città e coste nella<br />

Florida Panhandle; ghiacciai in Alta Montagna in Asia e<br />

campi agricoli che circondano il lago Erie.<br />

Landsat 9 trasporta due strumenti che catturano le immagini:<br />

Operational Land Imager 2, o OLI-2, che rileva<br />

nove diverse lunghezze d'onda della luce visibile,<br />

del vicino infrarosso e dell'infrarosso a onde corte; e il<br />

sensore termico a infrarossi 2, o TIRS-2, che rileva due<br />

lunghezze d'onda della radiazione termica per misurare<br />

lievi variazioni di temperatura. Questi strumenti forniranno<br />

agli utenti di Landsat 9 informazioni essenziali<br />

sulla salute delle colture, sull'uso dell'irrigazione, sulla<br />

qualità dell'acqua, sulla gravità degli incendi, sulla deforestazione,<br />

sul ritiro dei ghiacciai, sull'espansione<br />

urbana e altro ancora. OLI-2 è stato costruito da Ball<br />

Aerospace e TIRS-2 è stato costruito dal Goddard Space<br />

Flight Center della NASA. Northrop Grumman ha costruito<br />

la navicella spaziale Landsat 9, l'ha integrata con<br />

gli strumenti e ha testato l'osservatorio.<br />

Il team Landsat 9 della NASA è nel bel mezzo di un<br />

periodo di controllo di 100 giorni, che prevede il test<br />

dei diversi sistemi e sottosistemi del satellite e la calibrazione<br />

degli strumenti in preparazione alla consegna della<br />

missione all'USGS a gennaio. L'USGS opererà Landsat<br />

9 insieme a Landsat 8 e insieme i due satelliti raccoglieranno<br />

circa 1.500 immagini della superficie terrestre<br />

ogni giorno, coprendo il globo ogni otto giorni. I dati di<br />

Landsat 9 saranno disponibili al pubblico, gratuitamente,<br />

dal sito Web di USGS, non appena il satellite inizierà<br />

le normali operazioni.<br />

I dati di entrambi gli strumenti sono mostrati nelle due<br />

coppie in questa immagine.<br />

La parte in alto a sinistra mostra la neve e i ghiacciai<br />

nelle montagne dell'Himalaya, che conducono al piatto<br />

altopiano tibetano a nord. La parte in alto a destra mostra<br />

la stessa area nei dati termici dello strumento TIRS-<br />

2. Il colore blu-bianco indica temperature superficiali<br />

relativamente più fredde, mentre il rosso arancio indica<br />

temperature superficiali più calde. L'angolo inferiore<br />

sinistro mostra i rettangoli marroni e verdi dei campi<br />

agricoli nell'Ontario meridionale, racchiusi tra il Lago<br />

Erie e il Lago St. Clair. I rettangoli bianchi e grigi nella<br />

parte inferiore dell'immagine sono serre di produzione,<br />

che si presentano come macchie bluastre (relativamente<br />

più fredde) nell'immagine TIRS-2 a destra.<br />

Alcuni link rapidi per il download delle prime immagini:<br />

https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a013900/a013987/L9_<br />

Navajo_hyperwall_rgb_labels.jpg<br />

https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a013900/a013987/L9_<br />

Himalaya_hyperwall_rgb_labels.jpg<br />

https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a013900/a013987/L9_<br />

Florida_<strong>2021</strong>1031_p019r039.jpg<br />

https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a013900/a013987/L9_<br />

Australia_<strong>2021</strong>1031_p109r070.jpg<br />

Fonte: NASA's Goddard Space Flight Center, using data<br />

from the U.S. Geological Survey<br />

42 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


MERCATO<br />

C’è vita nel nostro mondo.<br />

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<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 43


MERCATO<br />

QUANDO IL TELERILE-<br />

VAMENTO INCONTRA<br />

L'INTELLIGENZA ARTI-<br />

FICIALE E IL GIS<br />

Da un interessante articolo su<br />

GeoConnexion vi riportiamo<br />

come Rob Morrison descrive<br />

in che modo coloro che hanno<br />

già investito molto nella raccolta<br />

di immagini e dati telerilevati<br />

possono sfruttare la potenza del<br />

GIS e del Machine Learning per<br />

rilevare tendenze e modelli altrimenti<br />

nascosti. La convergenza<br />

di intelligenza artificiale, telerilevamento<br />

e localizzazione presenta<br />

enormi opportunità ai professionisti<br />

GIS e insieme possono<br />

essere utilizzate per consentire<br />

un processo decisionale efficace<br />

e tempestivo. Gli output derivati<br />

ottenuti combinando questi tre<br />

campi possono fornire informazioni<br />

preziose, consentendo di<br />

discernere modelli dove nulla era<br />

precedentemente ovvio, consentendo<br />

a coloro che possono interpretare<br />

questi dati di sfruttare<br />

questo potenziale. È "La scienza<br />

del dove" in azione.<br />

L'uso del telerilevamento è importante<br />

perché contiene masse<br />

di informazioni preziose se si<br />

sa come estrarle. Questo tipo<br />

di immagini viene catturato su<br />

sensori montati su aerei, droni<br />

senza pilota o satelliti. Immagini<br />

di questo tipo sono sempre più<br />

utilizzate in molte aree come<br />

l'industria commerciale, la ricerca<br />

scientifica, la gestione delle<br />

emergenze e delle risorse, la sicurezza<br />

e la ricognizione.<br />

Questo, insieme alla disponibilità<br />

quasi onnipresente di droni<br />

e al basso punto di ingresso che<br />

forniscono per ottenere fotografie<br />

aeree di alta qualità, ha portato<br />

a molte potenziali applicazioni<br />

e usi che tradizionalmente potrebbero<br />

essere stati impossibili<br />

da ottenere per organizzazioni o<br />

agenzie con budget ridotti.<br />

Immagini+Machine Learning=<br />

prodotti ricchi di informazioni<br />

Facciamo un passo indietro e<br />

pensiamo alle immagini. Nella<br />

loro forma grezza le immagini<br />

sono solo dati grezzi non strutturati.<br />

File binari con righe e<br />

colonne di pixel con numeri assegnati<br />

che significano qualcosa<br />

per qualcuno secondo una scala.<br />

Le immagini contengono dati:<br />

l'apprendimento automatico ci<br />

consente di estrarre informazioni<br />

da quei dati. Combinando la<br />

potenza del GIS e dell'apprendimento<br />

automatico, possiamo<br />

trasformare questi dati non strutturati<br />

in prodotti di informazioni<br />

geospaziali da cui derivare<br />

risultati e informazioni fruibili.<br />

Applicazioni come l'agricoltura<br />

di precisione, il rilevamento delle<br />

modifiche, il rilevamento degli<br />

obiettivi e la gestione delle risorse<br />

sono solo quattro applicazioni<br />

che possono trarre vantaggio dal<br />

consumo di questi prodotti derivati.<br />

Adottare un approccio geografico<br />

al Machine Learning<br />

Un'altra applicazione di questo<br />

tipo è il rilevamento delle<br />

impronte degli edifici. Alla fine<br />

dell'anno scorso Rob e il suo<br />

collega Jonathan Sloan hanno<br />

tenuto un webinar su "Taking<br />

a Geographic Approach to<br />

Machine Learning". In quel webinar<br />

sono state utilizzate tecniche<br />

di machine learning e ortofotografia<br />

per cercare di rilevare<br />

le impronte degli edifici.<br />

Il processo che abbiamo utilizzato<br />

è stato ottenuto utilizzando<br />

ArcGIS Pro 2.4.2 e le installazioni<br />

out-of-the-box dei notebook<br />

Anaconda e Jupyter che ne derivano.<br />

L’approccio in sette<br />

semoplici passi<br />

1 - Selezionare un immagine di<br />

allenamento<br />

L'obiettivo era di determinare<br />

l'efficacia di un approccio automatizzato<br />

rispetto a un output<br />

noto. L'immagine utilizzata era<br />

una piccola area campione di<br />

un'ortofotografia a 3 bande con<br />

risoluzione di 16 cm che copriva<br />

una piccola area a Bangor,<br />

nell'Irlanda del Nord, acquisita<br />

nel 2016.<br />

2 - Identificare i dati di allenamento<br />

Per l'area di input sono stati<br />

anche ottenuti i poligoni per<br />

le impronte di edifici esistenti<br />

dal Catasto (Land and Property<br />

Services). Questo è stato il set di<br />

dati di base usato per il training<br />

e per il confronto con l'output di<br />

machine learning.<br />

3 – Creare un dataset etichette<br />

Il primo passo nel flusso di lavoro<br />

di classificazione delle immagini<br />

è stata la creazione di<br />

campioni di addestramento. I<br />

campioni di formazione "insegnano"<br />

al modello di deep<br />

learning quali possono essere le<br />

dimensioni, la forma e la firma<br />

spettrale dell'impronta di un<br />

edificio. Più campioni vengono<br />

forniti al modello, più accurato<br />

sarà il risultato. Abbiamo usato i<br />

poligoni LPS Building Footprint<br />

per addestrare il nostro modello<br />

e da questo abbiamo creato un<br />

semplice set di dati di etichette<br />

senza segno a 8 bit o un'immagine<br />

raster classificata.<br />

4 – Formazione del modello<br />

Questo è il set di dati da utilizzare<br />

per addestrare il modello,<br />

utilizzandolo come input del raster<br />

classificato per lo strumento<br />

di geoprocessing. Insieme alla<br />

ortofotografia come raster di input,<br />

si possono impostare alcuni<br />

parametri di base e quindi esportare<br />

l'immagine chip che può<br />

essere utilizzata per addestrare il<br />

modello di deep learning.<br />

L'output del training è un file<br />

.emd che è un file Esri Model<br />

Definition. Questo file è il ponte<br />

tra il GIS e il framework di deep<br />

learning.<br />

5 - Inferenza<br />

Avendo un set di dati di addestramento<br />

e creato il modello,<br />

si può eseguire quel modello su<br />

un diverso set di ortofotografia,<br />

nell'esempio ai link in calce sono<br />

state usate immagini a 16 cm a<br />

3 bande di Belfast catturate nel<br />

2018. Si lancia quindi il comando<br />

Classifica i pixel utilizzando<br />

Strumento di geoprocessing di<br />

Deep Learning che utilizza il raster<br />

di Belfast e la definizione del<br />

modello di deep learning creata<br />

in precedenza come input.<br />

L'output di questo processo è un<br />

altro raster classificato, quello in<br />

cui il modello di deep learning<br />

ha identificato cluster di pixel<br />

che rappresentano le impronte<br />

dell'edificio.<br />

6 - Creare poligoni di costruzione<br />

Utilizzando questo raster classificato,<br />

possiamo quindi eseguire<br />

lo strumento di geoprocessing<br />

"Raster to Polygon" per convertire<br />

gli edifici raster in poligoni.<br />

7. Regolarizzare i poligoni di output<br />

Questo crea poligoni con molti<br />

vertici e di forma irregolare,<br />

quindi a questo punto potremmo<br />

volerli ripulire un po' eseguendo<br />

lo strumento di geoprocessing<br />

"Regularize Building<br />

Footprints" che rimuoverà quei<br />

vertici in eccesso e squadrerà i<br />

bordi dell'edificio. L'output di<br />

questo strumento sono le impronte<br />

verdi come mostrato nelle<br />

immagini citate in calce.<br />

In sintesi un processo di questo<br />

genere che potrebbe far rabbrividire<br />

i cartografi più avanzati, di<br />

certo è agli inizi delle sue possibilità<br />

e ci dimostra come un<br />

qualcosa che era solo una remota<br />

possibilità già da tempo auspicata,<br />

stia andando verso una plausibile<br />

realtà.<br />

Riferimenti<br />

1.https://bit.ly/3jX0WEk<br />

2.https://bit.ly/3CU8dxe<br />

3.https://bit.ly/3m2JQrn<br />

4.https://bit.ly/2VUpXaT<br />

44 <strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong>


MERCATO<br />

DATRONIX D20, IL NUO-<br />

VO ROVER GNSS RTK<br />

CON TECNOLOGIA IMU<br />

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GNSS RTK IMU Datronix<br />

mette a disposizione un ricevitore<br />

satellitare dotato della<br />

più recente tecnologia oggi disponibile<br />

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vantaggiosi ed accessibili a tutti.<br />

Rilievi topografici di precisione,<br />

catastali, picchettamenti<br />

in cantiere e per opere civili saranno<br />

effettuati con impressionanti<br />

risparmi di tempo e con<br />

strabilianti precisioni!<br />

D20 è un vero concentrato di<br />

tecnologia in un dispositivo di<br />

minime dimensioni (12 x 12 cm<br />

di lato e 8.5 cm di altezza) e peso<br />

(circa 725 g inclusa batteria).<br />

Un ricevitore GNSS che offre<br />

la compensazione automatica<br />

dell'inclinazione con un sensore<br />

IMU esente da calibrazione.<br />

La compensazione avviene entro<br />

45° di inclinazione della<br />

palina dando la possibilità di<br />

misurare punti inaccessibili<br />

o pericolosi da raggiungere,<br />

lasciando al topografo la necessaria<br />

concentrazione sul rilievo<br />

e riducendo il tempo per<br />

le misurazioni dei punti ed il<br />

picchettamento anche oltre il<br />

30% (ovvero elimina completamente<br />

i tempi di ‘messa in<br />

bolla’).<br />

Un sistema GNSS RTK con un<br />

avanzatissimo ricevitore multifrequenza<br />

a 624 canali, batteria<br />

integrata per 15 ore di lavoro,<br />

radio UHF per l’utilizzo dove<br />

non è presente una rete GPS<br />

ricevendo le correzioni differenziale<br />

da un secondo GNSS<br />

utilizzato come Base (per esempio<br />

un Datronix D1).<br />

Il potente cuore multifrequenza<br />

di D20 garantisce il<br />

tracciamento ottimale di tutti<br />

segnali GNSS disponibili –<br />

GPS Navstar, Glonass, Beidou,<br />

Galileo, SBAS, QZSS….- anche<br />

in ambienti difficili, consentendo<br />

di effettuare rilievi<br />

GNSS in qualunque condizione<br />

in quanto è sempre garantito<br />

il tracciamento di un<br />

numero eccezionalmente alto<br />

di satelliti.<br />

DATRONIX D20 GNSS<br />

viene pilotato dal software<br />

ANDROID Landstar 7, sviluppato<br />

da CHC Navigation<br />

per ottimizzare le prestazioni<br />

dei propri ricevitori, che viene<br />

utilizzato su differenti controller<br />

quali il palmare HCE 320<br />

ed il tablet 8” DT8.<br />

Dato che il software da campagna<br />

è la componente direttamente<br />

a contatto con il topografo<br />

e deve risultare semplice,<br />

completo ed user friendly, è<br />

possibile togliersi ogni possibile<br />

dubbio richiedendo una<br />

licenza di Landstar 7 completa<br />

e limitata nel tempo scrivendo<br />

a info@datronix.it<br />

Sottolineiamo che il sistema<br />

viene fornito con il software<br />

Windows 10 Datronix ONE,<br />

prodotto in collaborazione con<br />

Leonardo Software House, che<br />

consente di scaricare, ricaricare,<br />

esportare, importare e gestire<br />

i dati del rilievo sia dal punto<br />

di vista grafico sia analitico<br />

con la creazione automatica di<br />

libretti di campagna incluso<br />

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<strong>GEOmedia</strong> n°5-<strong>2021</strong> 45<br />

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ICC- International<br />

Cartographic<br />

Conference<br />

Firenze<br />

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18 – 20 Gennaio 2022<br />

Commercial UAV Expo<br />

Europe<br />

Amsterdam<br />

(Netherlands)<br />

www.geoforall.it/kyx8u<br />

23-24 Marzo 2022<br />

Geo Connect Asia 2022<br />

Singapore<br />

https://www.<br />

geoconnectasia.com/<br />

27 – 29 Aprile 2022<br />

GISTAM<br />

gistam.scitevents.org/<br />

Online Streaming<br />

6 - 11 Giugno 2022<br />

XXIV ISPRS Congress<br />

Nice (France)<br />

www.geoforall.it/kyx8u<br />

16-18 Giugno 2022<br />

D-SITE Drones -<br />

Systems of Information<br />

on culTural hEritage<br />

Pavia (Italy)<br />

www.geoforall.it/kyw6u<br />

20-25 June 2022,<br />

Nessebar (Bulgaria)<br />

The 8th International<br />

Conference on<br />

Cartography and GIS<br />

www.geoforall.it/kywu9<br />

22-24 giugno 2022,<br />

Potsdam (Germania)<br />

- 12th EARSeL<br />

Workshop on Imaging<br />

Spectroscopy<br />

www.geoforall.it/kyx46<br />

2022<br />

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