Cartografia aerofotogrammetrica digitale

La cartografia aerofotogrammetrica, molto sinteticamente, non è altro che la riproduzione (un tempo su carta, adesso in formato digitale) di tutti gli elementi del territorio rilevati mediante fotografie aeree.

Ripresa Aerea

La ripresa aerea è l’elemento base per la realizzazione della cartografia e del successivo database topografico. Il flusso produttivo di tale procedura consiste in primo luogo nella realizzazione di un piano di volo che copra senza soluzione di continuità il territorio da cartografare. Vengono quindi scattate serie di fotogrammi da camere da presa montate su appositi velivoli. I fotogrammi hanno la caratteristica di essere eseguiti ad una quota di volo strettamente proporzionale alla scala di realizzazione della cartografia e devono consentire la riproduzione della visione stereoscopica del territorio. La visione stereoscopica è garantita dalla sovrapposizione di circa il 60% tra fotogrammi consecutivi e consente la gestione tridimensionale del territorio. La ripresa aerea viene eseguita quindi per “strisciate”: se una singola strisciata non fosse sufficiente a coprire il territorio, ne verrà eseguita una seconda parallela alla precedente che dovrà avere una area di sovrapposizione con l’altra pari ad almeno il 15% , poi una terza e così via fino alla completa copertura della zona interessata. La parte comune a due fotogrammi successivi delimita nei due sensi un’area denominata modello stereoscopico nella quale ogni particolare del territorio è visibile in 3 dimensioni perché fotografato da due punti di osservazione differenti.

Orientamento dei fotogrammi

Una volta realizzato il volo si provvede alla misurazione tramite strumentazione topografica di particolari al suolo ben identificabili sulle foto aeree chiamati punti fotografici d’appoggio cioè punti di riferimento necessari per l’orientamento assoluto dei modelli stereoscopici.

Con l’avvento delle fotocamere digitali, della piattaforma inerziale GNSS-IMU e della strumentazione GPS a bordo del velivolo che permette di ottenere le coordinate assolute dei centri di presa di ciascun fotogramma, il processo di determinazione dei punti d’appoggio e il seguente calcolo della triangolazione aerea è stato enormemente velocizzato. Infatti se un tempo si dovevano implementare i punti misurati al suolo con 3 punti di legame per ogni modello stereoscopico, adesso è sufficiente determinare una coppia di punti a terra alla fine di ogni strisciata e agli spigoli del blocco della ripresa aerea per ottenere il medesimo risultato.

Stereorestituzione

Il passaggio successivo è quello di riportare tutto ciò che appare nel modello stereoscopico in formato disegno 3d (un tempo solo cartaceo, adesso digitale). Questa fase è stata affrontata attraverso varie tipologie di strumenti che danno l’idea dell’evoluzione dell’aerofotogrammetria nel corso degli ultimi decenni. A titolo informativo è curioso ripercorrere queste tappe mediante il ricordo degli strumenti che si sono successi all’interno dello Studio A:

• Apparati di stereorestituzione analogica: Santoni mod. IIC e mod III; Stereosimplex G6 e G7. Questi strumenti, dalla mole imponente e dalla struttura piuttosto complessa, ricostruiscono il modello stereoscopico unicamente attraverso principi di ottica abbinati ad una meccanica di altissima precisione.

  

  

  

  

• Apparati di stereorestituzione analitica: Galileo Digicart 20 e Digicart 40 (foto D04 E D05). La mole è ridotta rispetto ai predecessori poiché il problema concernente le riproduzione del modello stereoscopico è affrontato e risolto unicamente mediante procedimenti di calcolo affidati a processori dedicati.

  

  

• Stereorestitutori digitali. Si tratta di una postazione dotata di adeguati calcolatori abbinati a schede grafiche in grado di gestire fotogrammi ad alta risoluzione in formato numerico derivate o da scansioni di pellicole o direttamente da fotocamere digitali. Un software specifico permette all’operatore dotato di occhiali speciali (possono essere bicolore, polarizzati o a polarizzazione attiva) di osservare i modelli stereoscopici in 3 dimensioni.

  

  

• Grande importanza assume in questa fase l’esperienza dell’operatore restitutista che però non può prescindere da errori (errata interpretazione del particolare collimato, zone d’ombra, zone coperte da vegetazione, ecc.). Per sopperire a queste lacune si pone la necessità di implementare il prodotto della restituzione con la fase di ricognizione sul campo.

Ricognizione ed editing

La ricognizione non è altro che la correzione degli eventuali errori interpretativi e l’implementazione del modello restituito mediante tutti quei dati e quelle caratteristiche territoriali deducibili soltanto attraverso un’analisi diretta in campo. Le zone coperte da vegetazione o in ombra vengono integrate attraverso rilievi diretti e sempre in questa fase si provvede a raccogliere i dati inerenti toponomastica e numerazione civica. La classica ricognizione che un tempo veniva svolta su carta, nel corso degli ultimi anni è stata sostituita da supporti digitali, i quali, avendo un sistema GPS integrato, permettono di inserire gli elementi raccolti direttamente su supporto numerico in coordinate precise. Questa scelta permette di utilizzare le potenzialità proprie del software operando nello stesso ambiente di restituzione.

La fase di editing è il processo più laborioso e complesso dell’intero processo produttivo poichè oltre all’inserimento delle correzioni della ricognizione, si verificano, tramite controlli e software specifici, la correttezza e la coerenza di tutti gli elementi costituenti l’elaborato e soprattutto viene sviluppato il database Topografico. In ultima analisi viene inserita e curata la veste grafica.

Il prodotto così realizzato può essere utilizzato per la progettazione di piccole e grandi opere (strade, autostrade, ferrovie, ecc.), per lo studio di fenomeni territoriali, per il monitoraggio di eventi calamitosi, ecc. oppure utilizzata come base per la realizzazione di Sistemi Informativi Territoriali.
Malgrado negli ultimi anni sia diventata un’attività a livello quasi artigianale (in Italia, le ditte di cartografia sono ridotte ad una decina), la cartografia rappresenta la base della programmazione territoriale e dell’urbanistica e soprattutto rappresenta lo strumento principale per lo studio e la prevenzione del dissesto idrogeologico.

Principali Attività Aerofotogrammetriche svolte:

• Anni 1992/93/94: Cartografia numerica in scala 1:5000 zona Area Centrale Ligure, zona di Genova, zona di Savona, per complessivi 78.667 ettari. Committente: Regione Liguria.
• Anno 1997: Cartografia numerica in scala 1:2000 e 1:5000 del territorio del comune di Forlì per complessivi Ha 7600 ca. Committente C.I.S. Forlì.
• Anni 1998/99: Rete geodetica di inquadramento e raffittimento planoaltimetrico e successiva realizzazione di cartografia 1:2000 dei Comuni di Roma, Fiumicino, Guidonia, per complessivi Ha 160.000 ca. Committente Finsiel S.p.A.
• Anni 2002/2003: Cartografia in scala 1:10000 di 104.000 Ha della Regione Siciliana.
• Anni 2003/2004: Formazione del DB_25 e della corrispondente cartografia di n. 16 sezioni della carta d’Italia alla scala 1:25.000, per complessivi Ha 234.312. Committente: Istituto Geografico Militare.
• Anno 2004: Servizio di restituzione fotogrammetrica digitale e formazione del Database topografico per l’aggiornamento della Carta Tecnica Regionale Numerica 1:10.000 della zona est del Piemonte, con specifiche emanate nell’intesa GIS, per complessivi Ha 107.000. Committente: Regione Piemonte.
• Anno 2005: Formazione del DB_25 e della corrispondente cartografia di n. 11 sezioni della carta d’Italia alla scala 1:25.000 e relativa derivazione 1:50.000, per complessivi Ha 138.089. Committente: Istituto Geografico Militare.
• Anno 2007: Cartografia numerica dell’intero territorio comunale in scala 1:2000, 1:5000 e ortofotopiano digitale in scala 1:2000 del comune di Senigallia per complessivi Ha 6095 in scala 1:2000 e ha 11774 in scala 1:5000.
• Anni 2008/2009: Realizzazione di cartografia aerofotogrammetrica e del database topografico alle scale 1:2000 e 1:10.000 dell’intero territorio della provincia di Lodi per complessivi ha 2924 alla scala 1:2000 e ha 21700 alla scala 1:5000. Committente: Provincia di Lodi.
• Anni 2009/2010: Formazione di cartografia tecnica numerica e relativo DB ad alta precisione in scala 1:2000 della Provincia di Padova per complessivi Ha 20.975. Committente: ETRA S.p.A.
• Anno 2010/2012: Carta Tecnica Regionale Numerica e strutturazione del DB topografico alla scala 1:2000 e 1:5000 del territorio del Consorzio B.I.M. Adige per complessivi ha 6.285 alla scala 1:2000 e ha 33377 alla scala 1:5000. Committente: Consorzio B.I.M. Adige di Verona.
• Anni 2012/2014: Carta Tecnica Regionale Numerica e strutturazione del DB topografico alla scala 1:10000 del territorio delle Province di Pisa, Livorno, Siena e Pistoia per complessivi Ha 480018. Committente: Regione Toscana.
• Anni 2015/2016: Cartografia Tecnica Numerica in scala 1:2000 in aree urbane di comuni montani della Toscana per complessivi Ha 10000. Committente UNCEM Toscana.
• Anni 2015/2018: Aggiornamento della Carta Tecnica regionale e strutturazione del Database Topografico di dettaglio di 47 Comuni delle province di Arezzo, Pisa, Livorno Grosseto e Siena per complessivi 100.000 ettari. Committente Regione Toscana.
• Anno 2018: Rilievo Aerofotogrammetrico e ortofotopiano a colori in scala 1:1000 della SS 16 “Tangenziale di Ravenna”, della SS n. 309 Dir e della SS 309 Romea per un’estesa di 70 Km e un’area di 350 ettari. Committente: ANAS Spa.
• Anno 2018: Cartografia tecnica numerica in scala 1:1000 della tratta ferroviaria Varano – Loreto a supporto della progettazione della velocizzazione della linea Adriatica per una superficie complessiva di 590 Ettari. Committente RFI Spa.
• Anni 2018/2020: Aggiornamento della carta tecnica regionale in scala 1:10000 sul territorio della Città Metropolitana di Firenze per complessivi 480550 ettari. Committente: Città Metropolitana di Firenze.
• Anno 2019: Aggiornamento del DB topografico scala 1:2000 e 1:5000, ortofoto digitale del comune di Concesio. Committente: Comunità Montana di Valle Trompia.
• Anni 2019/2020: Cartografia tecnica numerica in scala 1:2000 propedeutica alla realizzazione del collegamento ferroviario dell’aeroporto del Salento con la Stazione FSE di Brindisi e delle Linee ferroviarie (ex FSE) Zollino – Gagliano, Maglie – Otranto, Lecce – Gallipoli, Novoli – Gagliano del Capo per complessivi 12418 ettari. Committente: Italferr Spa.
• Anni 2021/2024: Aggiornamento della Carta Tecnica Regionale in scala 1:1000 delle Provincie di Arezzo, Lucca e in scala 1:2000 di vari comuni nel Grossetano, nel Senese e in Lunigiana. Committente:: Regione Toscana.
• Anno 2022: Realizzazione del DB Topografico a partire da riprese aeree, da ortofoto e modelli digitali di rilievo alla scala 1:2000 per l’ambito portuale dell’autorità di sistema portuale del mare adriatico settentrionale, Porti di Venezia e Chioggia. Committente: Autorità di sistema portuale del mare adriatico settentrionale, Porti di Venezia e Chioggia.
• Anni 2020/2024: Cartografie tecniche numeriche a varia scala di supporto alla progettazione ferroviaria delle tratte Bolzano – Merano, Brescia – Ghedi, Arcola – Viareggio, Bivio Sangone – Torre Pellice, Novara – Alessandria e localizzate nelle zone di Brindisi, Bari, Monza, Treviglio, Bolzano, Bergamo, Gorizia, Mondovì, Tarvisio, Aurisina, Vespolate, Laveno, Luino, Fornovo di Taro, Ozzano Taro, Collecchio, . Committente: Italferr Spa.