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Il presente lavoro prevede metodologie di elaborazione di cartografia tematica e del paesaggio da strutturare in differenti fasi d’indagine: la ricognizione aerea, l'analisi allo stereoscopio di fotografie aeree verticali, interpretazione GIS Based, indagini di superficie in aree campione integrate a metodologie di georeferenziazione per Cultural Landscape e di siti di interesse comunitario (SIC e ZPS) anche con l’ausilio di tecnologie GPS.
Lo sviluppo tecnologico e i mutamenti legislativi relativi alla disciplina delle attività di ripresa aerea (Decreto del Presidente della Repubblica 29 settembre 2000, n. 367) hanno profondamente modificato gli strumenti e le metodologie a disposizione per l’analisi del territorio. Il progetto è finalizzato alla progressiva introduzione di sistemi di osservazione remota del territorio e al miglioramento delle tecniche di ricognizione di superficie, tramite l'applicazione di nuovi strumenti per la documenta¬zione, il rilievo del paesaggio culturale e dei beni culturali in genere per Novel Educational Programmes. L'approccio al contesto è concepito come multiscalare, dalla micro scala (livelli puntuali e sito), alla semi-micro (bacino idrografico) fino alla macro scala (territoriale), al fine di rispondere con diversi gradi di analisi sia alle esigenze di tutela che di valorizzazione dei beni culturali.
Background
Tra i metodi disponibili per la ricerca territoriale la ricognizione aerea risulta essere un prezioso strumento per la scoperta, il monitoraggio e la conservazione di siti UNESCO e dei paesaggi d’interesse comunitario (SIC e ZPS) ed in particolare in quei contesti ove non è proponibile l’intervento stratigrafico, l’adozione di vincoli urbanistici implementati ad hoc o addirittura l’esproprio. Un importante riferimento è dato dal lavoro svolto presso l’Università degli Studi di Siena a Grosseto, Dipartimento di Archeologia, Area Archeologia Medievale-LAP&T (www.lapetlab.it) in seno al progetto European Landscapes: past, present and future, promosso dall’Università di Siena, l’ English Heritage, l’ Università di Lecce, l’ Università di Foggia, l’Archaeological State Museum Mecklenburg Vorpommern, il Landesdenkmalamt Baden Wüttemberg e l’Università di Ghent, Baranya Country Museum Pécs. Il progetto è stato realizzato grazie al contributo della Unione Europea (Progetto Cultura 2000) e la Fondazione Monte dei Paschi di Siena (Pro-Archeologia dei Paesaggi Medievali). Al progetto hanno partecipato docenti del LAP&T dell’Università di Grosseto a Siena, della English Heritage, e dell’Aerial Archaeology Research Group e docenti di varie università italiane tra cui Lecce, Foggia e Napoli e tutors provenienti da varie nazioni europee tra cui Gran Bretagna, Austria, Germania e Slovenia. L’indagine condotta attraverso le riprese aerofotografiche ha rappresentato il punto di forza di questo progetto. In particolare, la messa in sicurezza dei beni culturali è stata affrontata nell’ambito di alcune analisi condotte per la redazione di Piani di Protezione Civile in Sicilia (Giuffrida, A. Lo Tauro, A. 2006). Nel quadro del Progetto “MONITOR di Galileo Joint, Undertaking Second Call, GEONETLAB, Il Professor Manzoni ed il suo staff sta implementando tests su “GNSS real time positioning e NMEA transmission via GPRS a un Local Control Centre, usando vari tipi di pocket PCs, Smartphone e DGPS/INS GEONETLAB technologies. (Manzoni, G. 2008). Di recente l’Istituto Idrografico sta sperimentando per la prima volta con la Codevintec l’integrazione tra Multibeam, Lidar e GPS/INS per il rilievo di beni culturali e naturali, con particolare attenzione alle coste, sopra e sotto il pelo dell’acqua.
Scelte metodologiche e nuove implementazioni
Il principio che regola il metodo di indagine della air photography si basa sull'osservazione delle condizioni di visibilità di varie tipologie di tracce tra cui: cropmarks positivi o negativi (tracce da vegetazione), weedmarks (tracce determinate da piccole variazioni di umidità o di valori nutritivi), grassmarks o parchmarks (soggette alle caratteristiche podologiche del terreno), soilmarks o dampmaks (tracce di colore su suolo) ed earthworks (tracce di murature emergenti). La visibilità delle tracce sul territorio dipendevano in genere da vari fattori: micro-differenze locali delle caratteristiche paesaggistiche, dalla pedologia, dall’uso del suolo e dai fenomeni post-deposizionali. Le stesse caratteristiche determinavano la visibilità delle tracce sulle riprese verticali, nonostante queste in genere non venivano eseguite per fini non strettamente archeologici, ma spesso per produzione di cartografie per usi vari. E’ bene chiarire che le prese verticali per la produzione di carte topografiche mediante tecniche di restituzione aerofotogrammetrica, comportano l’impiego di appositi velivoli con equipaggiamento fotografico e strumentazioni analogiche o digitali molto più costose (almeno il doppio rispetto il noleggio di un aeroplano per prese oblique), non sempre rispondenti alla dovuta tempestività ed all’evoluzione delle condizioni di visibilità delle tracce sul territorio. Così come le fotografie oblique esse però offrono una visione sinottica del paesaggio indagato nell’istante dello scatto e pertanto è necessario documentare il sito con più riprese nel corso degli anni per ottenere una più esaustiva ed efficiente analisi diacronica e sincronica delle trasformazioni territoriali. In realtà una analisi completa si effettua attraverso l’ausilio di differenti metodologie di indagini da ricondurre ad un progetto articolato in più fasi:
• ricognizioni aeree e relativa documentazione tramite fotografie aeree oblique e tecnologie afferenti al campo della robotica;
• immagini da satellite ad alta risoluzione;
• coperture aerofotografiche storiche e cartografia nautica;
• geofisica estensiva;
• termografia;
• geofisica estensiva;
• fotogrammetria digitale;
• Implementazioni GNSS;
Fig1: Esempio di immagini digitali da sensori aviotrasportati
Ovviamente tutte queste tecniche integrate aiutano sinergicamente l’analisi e la documentazione di insediamenti o di elementi strutturali, antropici e paleoambientali, dei paesaggi sia antichi che moderni. Tale metodologia è stata adottata nell’analisi del case-study del Parco dell’Etna e di alcune aree protette della Sicilia.
Alcune conclusioni
La versione del 2009 del Project-GIS ha ulteriormente approfondito la risoluzione delle problematiche dell’analisi geospaziale, sviluppando differenti test RS che utilizzano plug-in ECW e JPEG 200 rilanciati da ERDAS per AutoCAD ed AutoCAD Map per l’updating delle cartografie tematiche, seguendo le linee guida per la codifica dei dati territoriali (D 2.7). A questi dati si aggiungono le analisi change detection con Landsat, con ESA’s global land cover map, con tecnologie ad infrarosso con l’ausilio di nuovi prototipi per rilievi aerei (es. microdrome MDA-200) per l’implementazione di appropriati supporti tecnologici per la gestione degli scenari di rischio, per la tutela e la messa in sicurezza dei beni culturali ed ambientali.
Google ha concesso di effettuare viaggi in immersione negli oceani 3D con funzionalità di navigazione molto efficaci e funzionali. Attaverso la nuova versione di Google Earth è stato possibile anche di viaggiare nel tempo visionando l’archivio di immagini satellitari e aeree. Inoltre attraverso Geolocation di Google Gears, è possibile risalire alla posizione ricavata dalla triangolazione delle antenne WiFi. Le procedure di georeferenziazione sperimentano anche tecnologie Virtual Reference Station, Real Time GNSS Network (RTGN), con ausilio di Mobile Mapping Systems, di PDA (es. GCO XH SERIE 2008 GeoExplorer 2008 Series, Trimble, www.trimble.com), cellulari GPS e smartphones con implementazioni Open Sourse. Il progetto elabora inoltre modelli digitali del terreno mediante l’ausilio del software Cad & Pillar della Digicorp, da integrare a ricerche di nuove applicazioni e metodologie nel campo del Telerilevamento, Spatial Imaging, Information Communication Technology, delle telecomunicazioni FTK e della robotica.
Fig 2: Elaborazioni di modelli digitali del terreno
In particolare, un recente progetto ed un nuovo prototipo è stato sviluppato dalla Karlsruhe e Jülich Research Centres in Germania per testare le potenzialità di High Altitude e Long Range (HALO) aircraft nei prossimi anni nel campo degli advance atmospheric science. Tali prototipi potranno sicuramente risultare utili ad estendere la ricerca al campo della tutela dei beni culturali e naturali.
Fig 3: Elaborazione GIS based per la cartografia tematica del paesaggio e del patrimonio naturale
Tali sperimentazioni sottolineano infatti l’importanza dell’utilizzo della navigazione satellitare e di innovativi sistemi aviotrasportati per confrontare dati sull’inquinamento atmosferico e parametri climatici capaci di influire negativamente sui fenomeni di degrado del patrimonio culturale e naturale, e permettere pertanto di analizzare con maggiore accuratezza progettazioni avanzate per Carte del Rischio del Patrimonio culturale ed in particolare dei siti UNESCO.
Ringraziamenti
Si ringrazia Prof. G. Manzoni dell’Università di Trieste, il Dott. Geol. N. Costa (GeoCos, Nicosia, EN) per la consulenza nell’implementazione del Project-GIS e lo staff della CGT srl per il supporto analitico fornito nell’elaborazione di DTM e rilievi GPS. Si ringrazia la Dott.ssa F. Buongiorno (INGV, Roma) per aver fornito dei dati RS ed il Servizio Sismico Nazionale di Roma per aver fornito cartografie tematiche. Si ringrazia anche l’ESA e la Dott.ssa A. Verga. Si ringraziano tutti i docenti e gli allievi della XIV Summer School “Digital Arial Photography and GIS based interpretation”. Si ringrazia, inoltre, il personale della Provincia Regionale di Catania per aver fornito cartografie tematiche in vettoriale e raster. Si ringrazia inoltre Roberto Rinaldi della FLIR Systems s.r.l., Claudia M. Hundseder della Intermap Technologies - GmbH, Francesca Albanese della Planetek e Emanuele Traversari, ERDAS.
Web-sites
http://www.cgtsrl.it
http://www.codevintec.it
http://www.digicorpingegneria.com
http://earth.google.it/
http://www.esa.int
http://www.flirthermography.com
http://www.lapetlab.it
http://www.monitorproject.com
http://www.planetek.it
http://www.erdas.com
http://www.intermap.com
Riferimenti bibliografici
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Giuffrida A. Lo Tauro A. Technologies and community mechanism for civil protection assistance and cultural heritage conservation. CORP 2006 & Geomultimedia06, Sustainable Solution for the Information society – 11th International Conference on Urban Planning and Spatial Development for the Information Society, Vienna, pp. 249-253, 2006 http://www.corp.at/Download/CORP2006_CDRom/archiv/papers2006/CORP2006_GIUFFRIDA.pdf
Lo Tauro, A. Terrestrial laser scanner in natural heritage: new perspectives in 3D surveying. in 2° Seminario Europeo Optech LaserScanner 3D, Milano 31 Maggio - 1 Giugno 2006 http://www.codevintec.it/
Lo Tauro, A., Costa, N. Metodologie di Analisi e DTM per i Piani di Protezione Civile, Sessione 2.1. "Processi di elaborazione di carte tematiche per l'analisi e la gestione del territorio", in Atti della 99 Conferenza ASITA, 2005, pp. 1387-1392
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C. Musson, R. Palmer, C. Stefano. In volo nel Passato, aerofotografia e cartografia archeologica”, All’Insegna del Giglio, Biblioteca del Dipartimento di Archeologia e Storia delle arti – sezione archeologia, 2008, Siena
G. Manzoni and MONITOR GEONETLAB team. “GALILEO in Civil Engineering in CEI perspectives: a Pilot Project of MONITOR”, Geophysical Research Abstracts, Vol. 10, EGU2008-A-04723, 2008 SRef-ID: 1607 7962/gra/EGU2008-A-04723 EGU General Assembly 2008
S. Matsumura. S., WU. X., A new technology for RTK-GPS by using VRS based on the GEONET. IEICE A, Vol.J87-A No.1, 2004, pp. 68-77
L. Surace, L., “La georeferenziazione delle informazioni territoriali”, Bollettino di Geodesia e Scienze Affini dell’Istituto Geografico Militare, 58, pp.181-234, 1998
Villa, B. Corso di Topografia, Corso di laurea in Architettura, 2007-2008, http://www.architettura.unipa.it/villa/
Abstract
This project provides the carrying out of methodologies of elaboration of thematic cartography of the cultural landscape. They are structured in different phases of surveying: the aerial recognition, the analysis of the stereoscopic view for vertical air photographs, the interpretation of cultural sources and GIS Based analysis, surveying of surface in peculiar case-studies related to methodologies for the georeferencing of cultural sites (SIC and ZPS) ad UNESCO sites with GPS technologies. The technological development and the legislative changes related to the new discipline of aerial surveying (Presidential decree, 29 September 2000, n. 367) have deeply modified the instruments and the methodologies for the analysis of the regional territory. This project is finalized to the progressive introduction of systems of remote sensing and air photography related to the improvement of the techniques of surface recognition. This will help to develop new instruments and applications for the documentation and the survey of the cultural sources and cultural landscape. The targets of the projects are structured in different phases: the micro-scale analysis (the punctual level), the semi-micro scale analysis (the catchment basin) and the macro-scale analysis (the regional territory). The project aims to built various degrees of analysis in order to protect and valorise the cultural heritage.
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