Capitolo VII
LA COSTRUZIONE DEL SISTEMA INFORMATIVO
La conoscenza approfondita dei fenomeni ambientali e territoriali e le
relazioni funzionali che esistono tra gli stessi, è l'elemento indispensabile
per pianificare l'uso del territorio4 e quindi progettare in maniera adeguata ogni forma di intervento. In questo senso l'utilizzo dei S.I.T. (Sistemi
Informativi Territoriali) costituisce un cambiamento importante nel trattamento dei dati territoriali, sia per quanto riguarda la restituzione automatica di elaborati cartografici, sia per ciò che attiene all'elaborazione di
informazioni che hanno nella localizzazione spaziale una delle principali
caratteristiche funzionali.
Per Sistema Informativo Territoriale si deve intendere in generale il
complesso di uomini (professionalità), strumenti e procedure che permettono l'acquisizione, l'elaborazione e la distribuzione dei dati nell'ambito di
un'organizzazione.
Fine di tale impostazione metodologica è quello di rendere disponibili i dati stessi nel momento in cui sono richiesti a chi ne ha necessità per
svolgere una qualsiasi attività.
Con un Sistema Informativo Territoriale, mediante l'applicazione GIS
(Geographic Information System), è possibile ottimizzare la sintesi e l'analisi dei dati acquisiti, attraverso l'impiego contemporaneo di molteplici
componenti ambientali.
Un Sistema Informativo Geografico è uno strumento computerizzato
per l'acquisizione, la memorizzazione, l'analisi e la rappresentazione di
informazioni associate al territorio. Il termine Geografico sta ad indicare
che la localizzazione dei dati è nota o può essere calcolata in termini di
coordinate geografiche (latitudine e longitudine). La parola Informativo
indica che i dati sono organizzati in modo tale da fornire informazioni
tabellari o grafiche e risposte ad interrogazioni interattive.
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Per territorio bisogna intendere un sistema complesso, composto da elementi eterogenei che coesistono in un certo spazio (il patrimonio edilizio, la popolazione, le attività
economiche, i servizi, il suolo, le risorse superficiali e profonde, ecc. ...), e che si configura come sistema reale unitario dato da elementi fra di loro interconnessi.
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I dati geografici acquisibili in un software per l'elaborazione automatica sono o documenti cartografici, come carte topografiche e tematiche,
inserite nel SIT, generalmente attraverso scanner di grande formato, oppure sono rilevabili con varie metodologie che sfruttano strumenti di acquisizione più sofisticati come le foto aeree, i rilievi da satellite e il GPS
(Global Positioning System).
L'archiviazione dei dati, una volta definito il sistema di riferimento ed
il modello dei dati, avviene normalmente utilizzando due tipi di formato:
vettoriale e raster.
Il formato vettoriale è l'approccio generalmente usato nei SIT per l'acquisizione in forma digitale delle informazioni territoriali tramite la rappresentazione degli oggetti per punti, linee e poligoni. Ciascuna entità territoriale viene semplificata in una o più di queste forme (per esempio una
strada viene rappresentata da una linea, una sorgente da un punto, una particella catastale con un poligono, ecc.) ed archiviata come insieme ordinato di coordinate. Tale formato topologico di dati spaziali è compatibile con
molti algoritmi matematici di elaborazione dei dati.
Per dati vettoriali si intendono perciò dati geometrici memorizzati
attraverso le coordinate dei punti significativi degli elementi stessi: ad
esempio un cerchio potrebbe essere memorizzato attraverso le coordinate
del suo centro e la misura del suo raggio. In un disegno vettoriale, i vari
elementi componenti possono risultare reciprocamente indipendenti ed
essere singolarmente selezionati e modificati, agendo sulle coordinate
(vettori) dei loro punti significativi. Un tipico esempio di dati vettoriali nel
SIT è la carta dell'uso del suolo.
Il formato raster permette la rappresentazione dei dati spaziali su una
griglia regolare (o matrice) la cui unità elementare è generalmente chiamata pixel. Anche per questa tipologia di rappresentazione sono disponibili molti algoritmi matematici derivati dall'analisi matriciale.
Per dati raster si intendono dati memorizzati tramite la creazione di
una griglia regolare in cui ad ogni cella (assimilabile ad un pixel) viene
assegnato un valore alfanumerico che ne rappresenta un attributo: in questo modo, per esempio, le aree possono essere rappresentate da insiemi di
celle adiacenti con lo stesso valore. I valori assegnati alle celle possono
rappresentare sia singoli fenomeni naturali od antropici (temperatura, uso
del suolo, ecc.), sia il risultato della combinazione di più informazioni
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attraverso metodologie di analisi (ad es.: la risultante, per ogni cella, della
combinazione di temperatura, direzione del vento, tipo di copertura vegetale) od anche semplicemente attributi grafici come la tonalità di grigio od
il colore. Esempi di dati raster sono le carte della quota, esposizione e pendenza.
Per l'implementazione di un SIT funzionale, si rende necessaria la
costruzione di un database che presupponga l'utilizzo di diversi dati quali:
uso del suolo, tipologie forestali, idrografia, dati demografici ecc.
Nel database tutti gli elementi connessi tra loro, sono organizzati in
layers (temi) che se riferiti allo stesso sistema di coordinate si possono
sovrapporre sia per attributi che per tematismi.
Il database è strutturato secondo criteri di flessibilità ed espandibilità,
al fine di rendere possibile, in ogni momento, l'ampliamento delle funzionalità in base al mutare dello scenario e delle esigenze informative.
Sovrapponendo i vari sistemi informativi si possono effettuare studi dettagliati del territorio che consentono di ottenere documenti cartografici,
aventi tematismi diversi, che costituiscono la base del processo di pianificazione territoriale.
7.1 IMPLEMENTAZIONE DEL SIT PER LO STUDIO DI DISPONIBILITÀ
DI BIOMASSE A FINI ENERGETICI
Il Sistema Informativo Territoriale, sviluppato nel presente lavoro di
tesi, ha l'obiettivo di analizzare la possibilità di sfruttamento delle biomasse a fini energetici presenti nel territorio di Calvello, costruendo un modello virtuale che tiene conto delle caratteristiche territoriali e socio-economiche, nonché della disponibilità di risorse forestali e agricole.
La costruzione del database ha richiesto la realizzazione di diversi
livelli informativi (layers), dai quali, per elaborazioni successive, ne sono
stati ricavati altri a seconda di quelle che erano le esigenze di analisi.
La prima fase di implementazione del SIT ha riguardato l'acquisizione delle caratteristiche naturali del territorio; quindi utilizzando la cartografia IGM e le ortofoto, sono stati realizzati i tematismi di base, quali:
l'altimetria, la viabilità, l'uso del suolo, etc.
7.1.1 ALTIMETRIA
Il Layer delle curve di livello è stato realizzato usando come base car-
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tografica le tavolette IGM 1:25.000. Le curve sono state digitalizzate con
isoipsa pari a 25 metri, il vettoriale è stato costruito utilizzando le polilinee per rappresentare le curve e i punti per rappresentare le cime o i fossi.
In entrambi i casi nel database alfanumerico sono stati registrati i valori di
quota sul livello del mare.
Utilizzando i dati acquisiti è stato possibile costruire un modello tridimensionale del terreno realizzando il DTM (Digital Terrain Model) che
rende possibile la visione tridimensionale dell'andamento plano-altimetrico.
L'elaborazione tridimensionale ha permesso di definire, per ogni
punto dell'area, l'esposizione e la pendenza. Tali parametri influiscono in
maniera significativa sulla produttività delle specie presenti, sulla pianificazione agro-forestale e sulla meccanizzazione nelle operazioni di raccolta nei cantieri di produzione.
7.1.2 RETE VIARIA
Il layer della viabilità è fondamentale per la pianificazione territoriale in quanto incide fortemente sull'analisi di convenienza economica circa
la localizzazione degli impianti di produzione e trasformazione delle biomasse. Il Layer della viabilità primaria e secondaria viene realizzato utilizzando una cartografia di base (es. tavolette IGM 1:25.000) per costruire una carta tematica per mezzo di polilinee a cui viene associato un codice descrittivo della tipologia stradale.
7.1.3 LA CARTA DELL’USO DEL SUOLO
Tale carta fornisce un quadro generale delle principali attività antropiche ed economiche presenti sul territorio (vedi fig. 7.1). Le differenti
forme di utilizzo del suolo rispecchiano come le popolazioni, nel corso
dei secoli, abbiano interagito con il sistema ambiente e di come queste
hanno tratto sostentamento attraverso l'utilizzo, più o meno razionale,
delle risorse.
La consistenza delle varie colture ed i relativi rapporti geografici è
stata individuata mediante una metodologia basata su procedimenti di
fotointerpretazione che hanno portato alla costruzione di una carta dell'uso del suolo per il territorio considerato. Grazie a quest'indagine è stato
possibile determinare, la distribuzione spaziale e le caratteristiche quali
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quantitative delle diverse forme dell'uso del suolo sia d'origine naturale
che antropica.
Il primo passo è consistito nell'acquisizione delle ortofoto relative alla
porzione di territorio in esame, le quali caratteristiche sono:
- definizione di un pixel pari a 1x1 metri sul terreno;
- un errore quadratico medio inferiore a 2,5 metri;
- scarti non superiori a 4 metri sui singoli punti e, non superiori a 6
metri sulle distanze.
La precisione geometrica dell'immagine ortorettificata è perciò assimilabile a quella della cartografia 1:10.000, mentre la definizione ne consente un uso efficace a scale molto più grandi.
In seguito si è proceduto alla trasformazione dei files aster originali
dal formato TFW al formato ECW che, grazie alla compressione, ha reso
più fluido l'utilizzo del software GIS.
Per facilitare la lettura della carta si è resa inoltre necessaria una calibratura cromatica delle ortofoto di partenza.
Per garantire validità al metodo, propedeuticamente alla fase di
fotointerpretazione,si è proceduto alla costruzione di una "chiave di lettura", ovvero si sono individuate al suolo una serie di unità territoriali omogenee per caratteristiche rappresentative in ogni categoria colturale presente nell'area di studio, le quali sono state fotografate e georeferite
mediante GPS.
La definizione delle categorie colturali è avvenuta secondo la classificazione adoperata dal progetto Corine Land Cover.
Con riferimento a tale classificazione si è proceduto alle seguenti
azioni:
- Individuazione a video delle aree omogenee ed attribuzione delle
classi colturali provvisorie;
- Localizzazione sulla base delle foto aeree, attraverso programma
applicativo GIS, di una serie di punti di controllo georeferenziati corrispondenti a ciascuna area omogenea;
- Individuazione a video di rotta ottimale per il raggiungimento di ciascun punto di controllo;
- Scaricamento delle rotte, attraverso apposito software di gestione, su
apparecchiatura satellitare GPS;
- Sopralluoghi diretti dai fotointerpreti all'interno del territorio in
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esame per la verifica dell'attendibilità delle classi colturali provvisorie
attribuite ed eventuale nuova attribuzione.
Le categorie colturali così caratterizzate andranno a costituire il punto
fondamentale della fotointerpretazione finalizzata alla redazione della
carta dell'uso del suolo (fig. 7.1).
In un secondo tempo è avvenuta la vera e propria fotointerpretazione
che è stata realizzata a video ad una scala di acquisizione 1:10.000 e con
livello di dettaglio mediamente inferiore ad un ettaro di superficie e larghezza minima di 20 metri per la definizioni delle minime aree omogenee;
in presenza di tipologie colturali a maggiore specializzazione (vigneti,
frutteti,ecc.) il livello di dettagli è stato abbassato al di sotto del mezzo
ettaro.
Il layer dell'uso del suolo è stato implementato in formato vettoriale
circoscrivendo ciascuna area omogenea con un poligono che ricalca fedelmente il reale contorno.
Dalla lettura delle diverse categorie colturali, è evidente che mentre
alcune aree possono essere facilmente attribuite in fase di fotointerpretazione ad una precisa categoria (es: i vigneti (221), le reti stradali (122),
ecc.), altre superfici possono presentare situazioni intermedie ad una o più
categorie, è questo il caso delle aree a pascolo naturale e praterie d'alta
quota (321), delle brughiere e cespuglieti (322), delle aree a vegetazione
boschiva ed arbustiva in evoluzione (324), delle aree con vegetazione rada
(333), ecc.
In seguito alla fase di fotointerpretazione, si è passati alla verifica sul
terreno per accertare l'attendibilità della categoria e della perimetrazione
attribuita nella versione provvisoria della carta dell'uso del suolo.
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