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Realizzazione SIT comunale PDF Stampa E-mail
Scritto da Administrator   
Domenica 04 Gennaio 2009 16:18

COME REALIZZARE UN SIT COMUNALE

Riassunto:
Nell’articolo si descrive come è  stato realizzato uno strumento per la messa a confronto del patrimonio documentale di un comune di discrete dimensioni, costituito dal repertorio fotogrammetrico dal 1954 a oggi, con gli strumenti di pianificazione storici e vigenti. Dalla analisi territoriale è possibile individuare le trasformazioni urbanistiche che coinvolgono l’impianto urbano, la rete infrastrutturale e il sistema insediativo, e ottenere un risultato di importanza strategica in sede di realizzazione del Piano Strutturale Comunale, nuovo strumento urbanistico di cui si stanno dotando i comuni. L’archivio storico è stato recuperato attraverso un procedimento di scansione dei singoli fotogrammi e delle tavole di PRG, ed è stato successivamente georeferenziato e mosaicato al fine di ottenere un continuum territoriale. Realizzato il mosaico di foto aeree, il lavoro è stato completato con il bilanciamento del colore per minimizzare le differenze tra le immagini mediante l’impiego di particolari algoritmi. La precisione del prodotto finale è ovviamente dettata dalla qualità dei dati di partenza: il modello digitale del terreno DTM, la Carta Tecnica Regionale della regione Calabria, i fotogrammi e il materiale cartaceo. La diffusione del materiale avverrà tramite la consultazione Web progettata per guidare l’utente nella visione  e navigazione ‘parallela’ delle foto aeree e degli strumenti di pianificazione storici e vigenti.

Introduzione:
Per valorizzare e rendere disponibile agli utenti interni ed esterni all’Amministrazione il patrimonio storico del comune d’esempio, è stato sviluppato un servizio Web che offre la possibilità di mettere a confronto strumenti di pianificazione e fotogrammi storici. L’utente può così avere la visione comparata di una stessa area del territorio in anni diversi oppure confrontare cartografie e strumenti di pianificazione tra loro o con le riprese aeree. Nel presente lavoro si illustrano i metodi e il materiale utilizzato per georeferenziare e rettificare i dati a disposizione, così da riportare il tutto in un unico sistema di riferimento. Per l’elaborato finale è stato scelto un formato di compressione che consente una notevole riduzione delle dimensioni delle immagini ed una loro rapida visualizzazione, così da rendere più agevole la ricezione da parte dell’utente. Il sistema di consultazione offre la navigazione “parallela” delle foto aeree e degli strumenti di pianificazione e di sfogliare il catalogo storico a partire dall’attualità.

Repertorio:
Prima di descrivere i materiali utilizzati, un breve cenno sull’area di analisi: il comune  si estende su un’area di circa 60 Km2, comprendente sia una zona collinare che una zona pianeggiante, con quota variabile dai 13 ai 500 m s.l.m.. Il materiale preso in esame comprende:

Fotogrammi aerei che coprono un arco temporale che va dal 1954 ad oggi con cadenza all’incirca decennale. Per la scansione dei fotogrammi si è utilizzato uno scanner di tipo piano, effettuando l’acquisizione ad una risoluzione di 800 dpi, con una risoluzione radiometrica di 24 bit/pixel. I voli più recenti (1998, 2002), corredati di formato digitale ortorettificato, sono stati acquisiti dalle ditte realizzatrici mediante scanner di tipo fotogrammetrico piano, calibrato geometricamente e radiometricamente, ad una risoluzione geometrica di 1200 dpi e radiometrica di 24 bit/pixel (2002) e 8 bit/pixel (1998).
Mappe storiche comprendenti la serie storica dei PRG e una serie di censimenti e di indagini molto utili ai fini della ricostruzione dell’evoluzione dell’assetto urbanistico. In tabella alcune indicazioni sugli elaborati attualmente disponibili e di prossima pubblicazione sul servizio:
DTM creato partendo dalla Carta Tecnica Regionale, cartografia di tipo numerico alla scala nominale 1 : 5.000 realizzata dal volo del luglio 2003 con coordinate planoaltimetriche rilevate con una precisione da garantire una tolleranza di 42 cm sulla planimetria e di 60 cm sull’altimetria. La cartografia contiene inoltre la quota di gronda e la quota al piede degli edifici, con una tolleranza di 54 cm. Utilizzando i dati tridimensionali della cartografia, mediante l’utilizzo di software appositi, è stato ricreato un modello a maglie triangolari (TIN) con il metodo di interpolazione Kriging; poi successivamente si è passati ad un modello a griglia (GRID), con l’applicativo 3D Analyst, perché facilmente gestibile sia come dimensione del file sia dal sistema utilizzato. Il modello ottenuto ha un passo di 5 m.
Carta Tecnica Regionale della Regione Calabria a scala 1:5000, in formato raster, scansionata ad una risoluzione di 300 dpi e georeferenziata nel sistema UTM.

Georefenziazione e Rettifica
L’elaborazione dell’archivio storico è stata realizzata mediante  software . Di seguito si distinguono le due procedure utilizzate per la correzione geometrica:

a) georeferenziazione dei fotogrammi, per la procedura di georeferenziazione è stato utilizzato il metodo dei punti di controllo a terra (GCP) che consente la correzione geometrica dell’immagine, disponendo dei parametri di orientamento interno ricavati dal certificato di calibrazione (distanza focale, coordinate del punto principale del fotogramma e delle marche fiduciali), di un DTM e di almeno tre punti di appoggio. La scelta dei punti di controllo per la georeferenziazione si è rivelata piuttosto difficoltosa nel centro città, per la copertura delle ombre generate dagli edifici più alti, e nella zona collinare, dove l’individuazione di case o manufatti risulta più problematica a causa della copertura della vegetazione. Il numero di punti di controllo necessari in questa fase di correzione varia fra 12 e 15, scelti in modo da ottenerne una distribuzione il più possibile omogenea all’interno della foto. Individuato il set di punti sull’immagine, si è trovata la corrispondenza degli stessi sulla carta di riferimento (CTR), in modo da inserire la foto in un sistema di riferimento assoluto.

b) georeferenziazione delle mappe storiche , l'inserimento delle mappe storiche nel sistema di riferimento adottato è stato ottenuto attraverso l’applicazione di equazioni polinomiali lineari: funzioni che richiedono la conoscenza di almeno tre punti di controllo. Nell’individuazione di tali punti sono state incontrate non poche difficoltà, sia per la differenza temporale tra la mappa in esame e la cartografia di riferimento, che per la mancanza di dettagli cartografici in genere non rappresentati negli strumenti di pianificazione. Terminata la fase di georeferenziazione, una volta verificata la qualità degli scarti quadratici medi,si è passati alla fase di rettifica e di ricampionamento, scegliendo per quest’ultima il metodo bilineare. Tale metodo permette di ricalcolare il valore di ogni cella dell’immagine attraverso l’interpolazione dei valori dei quattro pixel più vicini.


Mosaicatura
Una volta ottenute le ortofoto e le mappe raddrizzate, il software ha permesso di procedere alla mosaicatura così da ottenere un continuum territoriale. In particolare, nel caso dei fotogrammi aerei, grazie alla presenza di sovrapposizioni tra le varie strisciate, è stato possibile considerare esclusivamente le parti centrali delle singole foto, scartando così i margini dove più evidenti sono le distorsioni. Inoltre, poiché l’accostamento delle diverse foto risulta spesso problematico, si è cercato di tagliare le immagini lungo strade, canali, specchi d’acqua, aree verdi così da rendere meno evidenti possibili discontinuità. Nel caso delle foto aeree, per compensare e minimizzare le differenze radiometriche introdotte durante l’acquisizione, è stato necessario effettuare un’operazione di bilanciamento dei colori. Una apposita funzione del software analizza e confronta il colore e l’intensità di immagini adiacenti ed utilizza tale informazione per ridurre le differenze di colore ed intensità dell’intero mosaico.

Sistema di pubblicazione su Internet
Il continuum territoriale georeferenziato, ottenuto con i passi precedenti, si materializza in immagini di grandissime dimensioni, nell’ordine dei 2 GB di dati in formato non compresso. Pubblicare e fruire immagini di tali dimensioni attraverso un mezzo come Internet presenta notevoli problemi, sia in termini di banda necessaria per il trasferimento di dati, sia in termini di presentazione dei dati, ovvero di risoluzione e taglio delle singole immagini. Il software risolve le problematiche connesse al dimensionamento dei file, instaurando una connessione dedicata che permette di visualizzare in maniera fluida e veloce le immagini. L’architettura del prodotto consta di un’estensione lato server sul sito che ospita e pubblica le immagini e di un elemento da installare sul browser (plugin) utilizzato per la consultazione. Di fatto il plugin sul client è in grado calcolare risoluzione e porzione di foto che viene richiesta via browser dall’utente finale, e pertanto fa richiesta al server solo di tale porzione dell’immagine. Man mano che la navigazione procede, attraverso i consueti strumenti di zoom/pan, i dati vengono temporaneamente memorizzati sul client, riducendo drasticamente il traffico attraverso internet ed abbassando quindi i tempi di risposta del sistema di navigazione. Sopra questa architettura commerciale, il SIT è progettato con in top un’applicazione in grado di mettere in relazione fra loro, tramite la georeferenziazione, due fotopiani o mappe di epoche diverse, allo scopo di fornire all’utente la netta percezione del cambiamento della porzione di territorio in esame. Il sistema di navigazione inoltre è stato integrato con la funzione di ricerca per indirizzo, collegata alle basi dati della toponomastica ufficiale gestita dal SIT.

La diffusione
L’interfaccia di consultazione web del sistema è stata progettata in modo da guidare l'utente finale in un continuo “gioco comparativo” tra passato e presente che ha possibilità di sfogliare il catalogo degli archivi storici in base all’epoca desiderata e alla zona di interesse. Il servizio è dedicato ad utenti interni all’Amministrazione, quali pianificatori, tecnici istruttori ed esperti di territorio, ed esterni: professionisti, progettisti e studenti. Il sistema consente la consultazione del repertorio delle foto storiche con la cartografia digitale attuale o in alternativa di confrontare foto di epoche diverse tra loro o con i piani storici. L’utente ha a disposizione una semplice interfaccia di navigazione ed è facilitato nella ricerca della zona di interesse dalla funzione di Ricerca via nello stradario comunale. Il sistema verrà reso disponibile nell’ambito dei servizi del SIT comunale già presenti in rete, quali la consultazione e lo scarico della cartografia digitale e del PRG; gli utenti abilitati potranno accedere al servizio dal sito.

Conclusioni
Il sistema realizzato offre la possibilità di fruire via web un patrimonio storico di difficile accessibilità, preservandone al contempo la copia cartacea dall’usura dovuta alle frequenti consultazioni; in tal senso contribuisce al raggiungimento dell’obiettivo di ridurre il numero di utenti che si presentano allo Sportello Edilizia per il reperimento delle informazioni tecniche in sede di presentazione di una pratica edilizia. Allo stesso tempo rappresenta uno strumento efficace e di immediata lettura per supportare i pianificatori nella analisi diacronica dell’evoluzione del territorio nei suoi vari aspetti (impatto antropico, copertura vegetazionale, uso del suolo ecc.) e nell’eseguire bilanci a valutazione dell’efficacia delle previsioni dei piani. La comprensione del passato e dell’attualità consente di delineare scenari futuri più realistici e di conseguenza pianificare e programmare con maggiore attendibilità il futuro; in particolare per l’EE.LL.  risulta di strategica importanza in sede di realizzazione del Piano Strutturale Comunale, nuovo strumento di pianificazione di cui si deve dotare l’amministrazione ai sensi della Legge Regionale vigente.

 

 

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