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Catasto strade e chilometriche: problematiche di un LRS metrico da dati di rilievo reali

Catasto strade e chilometriche: problematiche di un LRS metrico da dati di rilievo reali

Dalla rilevazione dei cippi chilometrici a un sistema LRS calibrato in ambiente PostGIS. Le progressive metriche sono un sistema di posizionamento basato sull'individuare qualsiasi punto di una geometria lineare tramite la distanza cumulata misurata lungo l'asse a partire da un'origine fissa. 

In ambito stradale, un evento assegnato al km 12+500 risulta inequivocabilmente posizionato per qualunque addetto — geometra, manutentore, agente delle forze dell'ordine — mediante un'informazione leggibile e verificabile indipendentemente dalla proiezione cartografica.. La progressiva metrica costituisce la chiave di localizzazione fondamentale per i catasti strade essendo sancita dal DM 3484 del 1° giugno 2001. Nella pratica degli enti gestori le progressive d'archivio riflettono misurazioni storiche su tracciati che nel tempo possono essere stati variati o rettificati, mentre la geometria digitale attuale è spesso acquisita con strumenti più recenti e precisi. Ne risulta una necessità periodica di aggiornamento e manutenzione per recuperare i problemi di disallineamento strutturale accumulati nel tempo tra progressiva amministrativa — quella che compare nei verbali e nelle concessioni — e progressiva geometrica calcolabile dal GIS. Gestire sistematicamente questa dualità è il problema centrale di qualsiasi sistema LRS (Linear Reference System) applicato alle strade.


Stato dell'arte su approcci, strumenti e logiche disponibili

Il problema della gestione di un LRS stradale è affrontato trasversalmente da categorie di strumenti molto diverse, che rispecchiano approcci metodologici altrettanto distinti.

Le piattaforme enterprise verticalmente dedicate alla gestione di reti di trasporto adottano il modello più completo e formalizzato: la geometria del tracciato, la definizione della route di riferimento e i punti di calibrazione sono entità separate e indipendenti. Questo disaccoppiamento consente di gestire sistemi di riferimento multipli sulla stessa rete, di propagare automaticamente le modifiche agli eventi georeferenziati e di mantenere la storia delle variazioni dell'LRS nel tempo. Si tratta di soluzioni robuste, ma vincolate a ecosistemi proprietari spesso impegnativi per enti di medie dimensioni.

I GIS generalisti con supporto LRS nativo offrono funzioni più isolate basate sul concetto di geometria con misura, nella quale ogni vertice del tracciato porta un valore numerico aggiuntivo che rappresenta la progressiva dall'origine. Il limite è metodologico: la progressiva viene interpolata linearmente tra i vertici, assumendo che cresca proporzionalmente alla lunghezza geometrica. Questa ipotesi non regge in presenza di progressive amministrative storicamente disallineate o di correzioni derivanti da rilievi di campo.

Gli strumenti open source più specializzati (come la libreria v.lrs di GRASS GIS) raggiungono una solidità concettuale analoga alle piattaforme enterprise, implementando sistemi di calibrazione da punti di controllo fisici che consentono di localizzare eventi sia per progressiva che per coordinate geografiche. Il limite che si riscontra è invece architetturale: questi strumenti sono pensati per elaborazioni batch su dati locali e non offrono diretta integrazione transazionale con un database relazionale, rendendoli nativamente poco adatti a un catasto in aggiornamento continuo nel quale la coerenza tra geometria e progressive deve essere garantita in modo sistematico e persistente.

Il quadro complessivo mostra da un lato modelli molto strutturati e completi ma rigidi e monolitici, dall'altro strumenti flessibili che però non coprono interamente il problema reale. In questo spazio di mezzo si colloca la soluzione descritta nei paragrafi successivi.

Il caso applicativo: la rete stradale provinciale di Piacenza

La Provincia di Piacenza gestisce una rete già significativa di quasi un centinaio di strade provinciali per circa 947 km geometrici. Da una prima analisi il confronto con le progressive d'archivio evidenzia già a livello aggregato uno scarto di 5 km, con punte di quasi 1,5 km su singole strade. Non sono anomalie, ma piuttosto il risultato sedimentato di varianti storiche che periodicamente necessitano di essere normalizzate.

 

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Fig. 1: Distribuzione del disallineamento tra progressive amministrative e reali sulla rete stradale.

Il punto di partenza è stato un rilievo dedicato all'aggiornamento dei cippi chilometrici che ha fornito l'elenco aggiornato della posizione di 941 cippi. Da questo dataset è emersa la richiesta di produrre un layer di progressive metriche calibrato sui cippi, con densità di un punto per metro sull'intera rete per un totale di circa 950.000 punti, ciascuno geometricamente posizionato sul tracciato e coerente con i valori ufficiali d'archivio.

La pipeline di calibrazione in PostGIS

La soluzione si è evoluta attraverso una sequenza di viste concatenate nello stesso database che ospita il catasto, che trasformano i dati di rilievo in progressive calibrate ispezionabili a ogni passaggio.

La geometria stradale viene prima unificata per codice strada e poi scomposta in tratti elementari per gestire percorsi non continui. I cippi rilevati al margine vengono proiettati sulla mezzeria del tracciato più vicino, escludendo automaticamente quelli con spostamento eccessivo migliorando così anche i tempi di risposta delle interrogazioni. I tratti iniziali e finali privi di cippi vengono integrati con estremi calcolati per estrapolazione, con la possibilità di specificare manualmente i valori attesi per le discontinuità note come per le strade con origine non convenzionale, varianti storiche, tratti di competenza mista.

Il cuore della calibrazione è l'interpolazione tra cippi consecutivi: la distanza amministrativa tra due cippi definisce quanti punti generare, la loro posizione geometrica definisce dove distribuirli. Se la progressiva segna 1.000 metri ma il tratto geometrico ne misura 1.050, i mille punti vengono distribuiti sui 1.050 metri reali. In questo modo lo scarto viene assorbito localmente, tratto per tratto, senza propagarsi sulla rete.

 

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Fig. 2: Visualizzazione di un tratto campione delle progressive al metro.

Il layer risultante viene materializzato in tabella fisica con elaborazione a blocchi, compatibile anche con hardware non dedicato, e corredato di viste diagnostiche che identificano strade con incongruenze geometriche e strade ancora prive di copertura.
Rispetto alle possibilità che nativamente PostGIS offre attraverso i suoi strumenti il vantaggio è metodologico orientato a fare in modo che la calibrazione da punti reali mantenga la coerenza con i valori amministrativi anche in presenza di disallineamenti storici. Rispetto all'approccio proposto da GRASS invece l'integrazione transazionale nel database del catasto rende ogni aggiornamento dei cippi immediatamente propagabile al layer di progressive. La gestione esplicita delle correzioni manuali colma una lacuna comune a tutti gli strumenti standard, rendendo le scelte di calibrazione verificabili e modificabili senza alterare geometria o dati di rilievo originali.

Il pattern sviluppato è indipendente dalla rete specifica e trasferibile a qualsiasi ente con catasto strade in PostgreSQL/PostGIS, inotre l'esistenza di driver per l'integrazione di sorgenti diverse rende la soluzione aperta anche a scenari non così ristretti. Gli sviluppi futuri più promettenti riguardano l'integrazione con le geometrie M native di PostGIS per migliorare interoperabilità e performance, e l'automazione del refresh tramite trigger al variare della geometria stradale.

Fonte: Gter

 

 

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