Geomedia 1 2014

Rivista bimestrale - anno XVIII - Numero 1/2014 Sped. in abb. postale 70% - Filiale di Roma

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La prima rivista italiana di geomatica e geografia intelligente

N°1 2014

All'in

ter no inser to stacc abile : Spec iale U AV per l a geom atica

Copyright ESA

2014 L’ANNO DI GALILEO E DEI DRONI GEOMATICI  I nuovi servizi della navigazione con Galileo

 GNSS e dati geografici infrastruttura primaria globale

 Un ricevitore opensource per Galileo

 Il programma ESA di Osservazione della Terra

Pronti ad affrontare il mercato di massa con i nuovi servizi Galileo www.rivistageomedia.it

GEOmedia, bimestrale, è la prima rivista italiana di geomatica.

Da oltre 15 anni pubblica argomenti collegati alle tecnologie dei processi di acquisizione, analisi e interpretazione dei dati, in particolare strumentali, relativi alla superficie terrestre.

In questo settore GEOmedia affronta temi culturali e tecnologici per l’operatività degli addetti ai settori dei sistemi informativi geografici e del catasto, della fotogrammetria e cartografia, della geodesia e topografia, del telerilevamento aereo e spaziale, con un approccio tecnico-scientifico e divulgativo.

I primi servizi di Galileo partiranno quest'anno. Per questo l'Agenzia spaziale europea (ESA) sta lavorando a fianco dei produttori europei di chip di navigazione satellitare per il mercato di massa, per garantire che i loro prodotti siano compatibili Galileo al più presto possibile.

L’obiettivo di ESA è quello di assicurarsi che i dispositivi siano compatibili prima ancora che i servizi vengano rilasciati. Infatti in coordinamento con l’Agenzia del GNSS europeo (GSA) è in atto un invito aperto ai produttori per sfruttare al meglio le strutture di laboratorio dell’ESA per i test applicativi.

Direttore RENZO CARLUCCI direttore@rivistageomedia.it Comitato editoriale Fabrizio Bernardini, Luigi Colombo, Mattia Crespi, Luigi Di Prinzio, Michele Dussi, Michele Fasolo, Beniamino Murgante, Mauro Salvemini, Domenico Santarsiero, Donato Tufillaro Direttore Responsabile FULVIO BERNARDINI fbernardini@rivistageomedia.it Redazione redazione@rivistageomedia.it SANDRA LEONARDI sleonardi@rivistageomedia.it GIANLUCA PITITTO gpititto@rivistageomedia.it Marketing e Distribuzione ALFONSO QUAGLIONE marketing@rivistageomedia.it Diffusione e Amministrazione TATIANA IASILLO diffusione@rivistageomedia.it Progetto grafico e impaginazione DANIELE CARLUCCI dcarlucci@rivistageomedia.it MediaGEO soc. coop.

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I fascicoli non pervenuti possono essere richiesti dall’abbonato non oltre 20 giorni dopo la ricezione del numero successivo.

Numero chiuso in redazione il 21 Aprile 2014.

Gli articoli firmati impegnano solo la responsabilità dell’autore. È vietata la riproduzione anche parziale del contenuto di questo numero della Rivista in qualsiasi forma e con qualsiasi procedimento elettronico o meccanico, ivi inclusi i sistemi di archiviazione e prelievo dati, senza il consenso scritto dell’editore.

Rivista fondata da Domenico Santarsiero.

Octobox per i test Galileo dell’ESA, una mini camera anecoica in cui telefoni cellulari o dispositivi mobili possono essere collocati, per fornirgli segnali di rete e satellitare simulati.

Le strutture chiave del laboratorio dell'ESA dispongono di simulatori di segnale Galileo ove i chip possono essere inseriti e testati come se la costellazione fosse completa.

Non solo, questi simulatori generano anche costellazioni simulate di altri sistemi GNSS, oppure simulano l’interazione con altri metodi di localizzazione basati ad esempio sul WiFi oppure su sistemi giroscopici che continuano a fornire la posizione anche quando i satelliti non sono più visibili.

La sperimentazione di campo è effettuata tramite i servizi di telecomunicazione forniti dal laboratorio e un veicolo attrezzato, che alloggia ricevitori estremamente accurati, per valutare le prestazioni dei ricevitori di classe inferiore, destinati al consumo di massa, in fase di test.

Molte industrie che producono chip di navigazione satellitare hanno cominciato ad attrezzarsi per i segnali di Galileo già dal 2009. Per molti di questi sistemi basterà solo un aggiornamento software per consentirgli di iniziare a utilizzare Galileo. Si tratta in genere di chip molto ridotti (1 cm quadrato) in grado di rilevare i segnali provenienti da più costellazioni di satelliti, il GLONASS della Russia, Il Beidou della Cina, il GPS degli Stati Uniti e il Galileo europeo per poi convertirli in misure precise di posizionamento.

Trasmessi attraverso migliaia di chilometri di spazio, i segnali sono incredibilmente deboli, appena distinguibili dal rumore di fondo. Ma una tecnica chiamata guadagno di correlazione li sincronizza con le copie del codice di trasmissione di ogni satellite memorizzato nella memoria del chip per portarli a livelli utilizzabili. Gli standard di trasmissione consentono di integrare altri sistemi di posizionamento, come ad esempio accelerometri o giroscopi.

Per i modelli a singola frequenza del mercato di massa, è stato creato appositamente da ESA un modello per la sottrazione dei ritardi ionosferici, consentendo una messa a punto delle prestazioni per avvicinarsi il più possibile agli standard del segnale duale. Sempre gli stessi chip memorizzano le effemeridi incorporate nei segnali satellitari che forniscono aggiornamenti su dove i satelliti sono posizionati nel cielo, per accelerare i tempi di acquisizione.

I primi quattro satelliti Galileo, come sappiamo, sono già in orbita e operativi avendo passato le fasi di verifica. Nel corso di questo anno altri sei satelliti dovrebbero unirsi a loro in tre lanci Soyuz separati. I servizi iniziali Galileo sono programmati per partire entro la fine di quest'anno.

Questo primo numero del 2014 annovera le grandi novità di questo anno dando ampio spazio non solo a Galileo ma anche alle prime applicazioni geomatiche dei Droni per rilevamento dedicando un apposito inserto a questo tema.

Buona lettura, Renzo Carlucci

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SOMMARIO 1 - 2014 FOCUS

6

Galileo quale infrastruttura europea per la navigazione orientata ai servizi di Marco Lisi

REPORTS

14 Il programma dell’ESA di Osservazione della Terra di Simonetta Cheli

10

34 GNSS e dati geografici costituiscono la quinta infrastruttura

GNSS-SDR,

primaria globale di Renzo Carlucci

un ricevitore

software completamente opensource pronto per

GALILEO

di Mara Branzanti

40 Perché lo spazio è così importante per le regioni? di Giovanni Sylos Labini

INTERVISTE

42 Intervista a Luciano Castro a cura della Redazione Speciale UAV per la geomatica

44 Intervista a Andrew Tosh di Fulvio Bernardini

23 Piattaforme UAV ad ala fissa e rotante per il monitoraggio ambientale di Grazia Tucci, Valentina Bonora, Nadia Guardini

27 Fotogrammetria da UAV per integrare il rilievo e la documentazione di monumenti colpiti da sisma di Caterina Balletti, Francesco

Guerra, Paolo Vernier

Inserzionisti 3Dflow

13

Planetek

2

CGT

50

RomaDrone

30

Codevintec

37

Sinergis

17

Crisel

9

SISTER

4

Esri

51

Smart3k

46

Geogrà

38

TECHNOLOGYforALL 39

Geomax

41

Teorema

33

Geosolutions

19

Trimble

21

Intergraph

43

Zoller Frohlich

49

MENCI

52

ALTRE RUBRICHE In copertina un collage di immagini dal satellite ERS-2.

I satelliti ESA ERS-1 e ERS-2 hanno raccolto una vasta quantità di preziosi dati inerenti le superfici terrestri, gli oceani, le calotte polari e gli è stato richiesto di monitorare le catastrofi naturali quali inondazioni o terremoti gravi in zone remote del mondo.

31 MERCATO 46 SMART CITIES 47 GI IN EUROPE 48 ASSOCIAZIONI 50 AGENDA

FOCUS

Galileo

quale infrastruttura europea

per la navigazione orientata ai servizi di Marco Lisi

Con i quattro satelliti in orbita, lanciati in coppia nell’ottobre nell’ottobre

2011 e

2012 dalla

Guiana francese, il progetto Galileo ha appena completato con successo la fase di validazione in orbita.

I

segmenti spaziale, di terra e di utente di Galileo sono stati qualificati attraverso una serie approfondita di prove a terra ed in orbita riguardanti le prestazioni del sistema e le sue capacità operative, in una configurazione ridotta ma rappresentativa di quella finale.

L’architettura di sistema nella fase di validazione in orbita (“In-Orbit Validation”, IOV) è stata concepita come una configurazione intermedia prima della configurazione FOC (“Full Operational Capability”), cioè del sistema completo, costituito da 24 satelliti (più 6 satelliti “spare”), di due centri di controllo e di stazioni remote distribuite su tutta la superficie terrestre.

Avendo validato attraverso la fase IOV il progetto complessivo, si può ora procedere al completamento progressivo del sistema, fino a raggiungere la piena capacità (FOC).

IL SISTEMA GALILEO IN SINTESI Galileo è un’iniziativa congiunta della Unione Europea e dell’Agenzia Spaziale Europea ed è attualmente il sistema orientato ai servizi più am-

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bizioso e tecnologicamente avanzato che sia sviluppato in Europa.

E’ un sistema di navigazione satellitare completamente sotto controllo civile ed ha lo scopo di distribuire su scala globale segnali radio per la localizzazione, la navigazione e la sincronizzazione del tempo.

Galileo si basa su una costellazione di 24 satelliti (più 6 satelliti di riserva a terra o in orbita), una rete mondiale di stazioni di terra e su vari centri di controllo, dedicati al controllo della costellazione, alla gestione della missione ed alla verifica continua delle prestazioni (Fig. 1).

Fig. 1 - L’architettura del sistema Galileo

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FOCUS In questa logica, si possono identificare quattro fasi fondamentali: 1 La già citata fase IOV (“in-Orbit Validation”), per sviluppare un nucleo rappresentativo del sistema e validare le prestazioni finali; 2 La fase di “Initial Operational Capability” (IOV), che include gli “Early Services”, durante la quale si cominceranno a fornire servizi limitati ma garantiti, allo scopo di promuovere lo sviluppo di dispositivi e ricevitori dedicati a Galileo, applicazioni “downstream”, e progetti pilota (“Pilot Projects”) in ambito governativo da parte di Stati Membri dell’Unione; 3 La fase FOC (“Full Operational Capability”), con il completamento del sistema fino alla sua configurazione definitiva; 4 La fase pienamente operativa e di fornitura dei servizi.

Le fasi di definizione, sviluppo e di IOV di Galileo sono state portate avanti dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e cofinanziate dall’ESA e dalla Commissione Europea.

Le fasi IOC ed FOC sono completamente finanziate dall’Unione Europea e gestite a livello programmatico dalla Commissione Europea (EC).

EC ed ESA hanno firmato un “delegation agreement” per il quale l’ESA svolge le funzioni di “System Prime” e di “procurement agent” per conto della Commissione Europea.

RISULTATI PRELIMINARI DELLA FASE IOV Con il secondo lancio e la messa in orbita del terzo e quarto satellite della costellazione, ad ottobre 2012, si è raggiunto il numero minimo di satelliti necessario per poter determinare la posizione (“Position Fix”), ovviamente solo durante alcune specifiche finestre temporali, durante le quali tutti e quattro i satelliti sono visibili dalla stazione di misura.

Il primo “Position Fix” con i satelliti Galileo è avvenuto il 12 marzo 2013 (Fig. 3) e da allora è cominciata la trasmissione continua del messaggio di navigazione.

Successivamente, il 16 aprile è cominciata la disseminazione attraverso il messaggio di navigazione dell’errore fra il “Galileo System Time” (GST) e il Tempo Universale Coordinato (UTC), errore che si è mantenuto da allora entro i 5 nanosecondi (figura 4); il 22 aprile è invece stato aggiunto l’offset fra il tempo GPS ed il tempo Galileo (“GPS to Galileo Time Offset”, GGTO), visita il sito www.rivistageomedia.it

Fig. 2 - Sviluppo incrementale del sistema Galileo

che facilita la possibilità da parte di un ricevitore di usare i satelliti Galileo in combinazione con quelli GPS. Nel corso dei primi nove mesi del 2013 sono state condotte tutte le prove previste dalla fase di validazione in orbita. La campagna di misure è stata completata ad ottobre 2013, con risultati molto incoraggianti, pienamente in accordo con le aspettative ed in alcuni casi anche migliori di esse.

E’ da notare per esempio l’accuratezza media del posizionamento ottenibile con le due frequenze E1 ed E5a del segnale Open Service, che è di 8 metri in orizzontale e di 10 metri in verticale. Tutto questo ottenuto con soli quattro satelliti e con una rete di stazioni di terra molto ridotta rispetto a quella definitiva.

I “GALILEO EARLY SERVICES” La strategia congiunta della Commissione Europea e dell’ESA riguardo all’infrastruttura europea per la navigazione è sempre stata basata su due pilastri fondamentali: EGNOS (“European Geostationary Navigation Overlay Service”), un sistema di “augmentation” a copertura europea

(ma estendibile anche a MedioOriente ed Africa), che integra il GPS fornendo informazioni aggiuntive agli utenti, e Galileo.

Ad oggi, EGNOS è operativo e certificato, costituendo la base per un grande numero di applicazioni, anche “safety-critical”, sul continente Europeo.

Quando Galileo diventerà completamente operativo ed integrato con EGNOS, sarà possibile offrire agli utenti (europei e non) un portafoglio molto ampio di servizi per la navigazione, la geodesia ed il tempo.

La piena operatività e la fornitura completa dei servizi di Galileo potrà cominciare solo con il completamento della costellazione (satelliti operativi e “spares”) e con il segmento terrestre nella sua configurazione finale, cioè con una rete completa di stazioni di terra e di centri di controllo e di servizio, regionali e locali.

Tuttavia, grazie alla visione strategica del suo Vice-presidente, Antonio Tajani, la Commissione Europea ha deciso di includere nella sua agenda di fine mandato l’inizio ufficiale di alcuni servizi Galileo, i cosiddetti “Early Services”, già prima della fine del 2014.

Figura 3 - risultati del primo “Position Fix” di Galileo (quattro satelliti)

7

FOCUS

Fig. 5 - Organizzazione dei Galileo “Early Services”

Sulla base della configurazione dei segmenti spaziale e terrestre disponibile nel 2014, si stanno consolidando i seguenti servizi iniziali: 4“Open Service”: distribuzione da parte dei satelliti in orbita di segnali stabili alle frequenze E1, E5a ed E5b, che permetteranno agli utenti di ottenere la propria posizione con accuratezza migliore di quella ottenibile con i soli satelliti GPS (E1 ed E5a sono infatti interoperabili con il sistema americano); 4“Public Regulated Service”: distribuzione di segnali stabili e sicuri alle frequenze E1 ed E6, che permetteranno la conduzione di “Pilot Projects” da parte degli Stati Membri della UE; 4“Search And Rescue”: disponibilità di un “forward link” garantito, che permetterà la detezione e localizzazione dei dei “beacons” di soccorso del sistema COSPAS-SARSAT; 4“Commercial Services”: sperimentazione con potenziali “service providers” su servizi di localizzazione accurata e di autenticazione.

L’INGEGNERIZZAZIONE DEI SERVIZI GALILEO Il termine “servizio” implica l’impegno a fornire in modo continuativo e garantito una certa prestazione (“ca-

Fig. 6 - Attività della fase di validazione dei servizi

8

pability”) ad una comunità di potenziali clienti o utenti.

Nella fornitura di un servizio, l’attenzione è pertanto sull’ “impegno” (continuato nel tempo) e non solo sulla “performance” tecnica.

Affinché i servizi di Galileo ottengano il loro obiettivo, che è quello della soddisfazione degli utenti a fronte del valore aggiunto da loro fornito, non basta che il sistema, sul quale i servizi stessi si basano, sia tecnicamente performante. E’ necessario progettare l’organizzazione complessiva che eroga e garantisce i servizi e della quale il sistema, cioè l’infrastruttura tecnica, costituisce solo una parte, seppur essenziale.

La fase di “Early Services” viene preparata da una “Task Force” dedicata, con la partecipazione di personale tecnico della Commissione Europea, della European GNSS Agency (GSA) e dell’ESA. Le attività includono la definizione ed il “procurement” di infrastrutture esterne al sistema Galileo, come ad esempio il “GNSS Service Center” (GSC), che sarà l’interfaccia verso le comunità di utenti ed i “service providers”, ed il “Galileo Reference Center” (GRC), che avrà invece il compito di controllare e documentare nel tempo la qualità del servizio fornito.

L’attività di ingegnerizzazione dei ser-

vizi include anche l’identificazione di tutte le componenti organizzative ed operative coinvolte nella fornitura degli stessi e nella definizione di tutti i processi coinvolti, nei vari scenari operativi (Fig. 5).

Prima della dichiarazione ufficiale degli “Early Services”, sarà pubblicato sul sito web del “GNSS Service Center” un documento, il “Service Definition Document”, nel quale si definiranno tutte le caratteristiche, tecniche e non, del servizio reso.

La qualità del servizio sarà continuamente controllata dal “Galileo Reference Center” per mezzo di “Key Performance Indicators” (KPIs), grandezze di natura statistica che dovranno rimanere, integrate nel tempo, entro gli intervalli di riferimento specificati.

Prima della dichiarazione pubblica degli “Early Services”, è attualmente prevista una fase di validazione dei servizi (“Service Validation Phase”), durante la quale i “KPIs” e la performance tecnica saranno continuamente controllati, allo scopo di verificare lo stato di preparazione dell’organizzazione (figura 6).

LE CAMPAGNE DI TEST SU RICEVITORI “GALILEO READY” Come parte integrante della fase di validazione, è stata offerta ad aziende costruttrici di dispositivi e ricevitori per la navigazione satellitare la possibilità di verificare la performance dei loro prodotti relativamente a Galileo.

L’obiettivo è duplice: da una parte promuovere il mercato affinché sia pronto all’inizio dei primi servizi; dall’altra quello di risolvere eventuali problemi tecnici relativi all’interoperabilità con altre costellazioni ovvero alla definizione del “Signal-in-Space” (“SIS ICD”).

Una “call for interest” relativa alla campagna di test è stata pubblicata a luglio 2013 e ad essa hanno risposto molte fra le aziende leader sia nel settore delle applicazioni “mass market” che in quello dei ricevitori e delle applicazioni professionali.

I test sono stati adattati alla natura delle applicazioni e dei mercati d’interesse per ciascuna azienda costruttrice di ricevitori.

Una prima campagna di prove sarà dall’ESA in Olanda (ESTEC) e si concentrerà sulle applicazioni commerciali e “mass market”. Queste prove verificheranno la performance dei ricevitori in situazioni ambientali difficili, quali quelle che si hanno nei cosiddetti “urban canyons”.

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FOCUS Saranno anche verificate situazioni di transizione fra operazione “outdoor” ed operazione “indoor”.

Una campagna parallela di prove sarà invece organizzata dal “Joint Research Center” (JRC) dell’Unione Europea. Questa campagna sarà orientata alle necessità di utenti professionali, verificando, ad esempio, la performance dei ricevitori utilizzando la modalità “dual frequency”.

Tutte le prove saranno condotte integrando i satelliti europei in orbita con differenti combinazioni di satelliti GNSS (GPS, GLONASS) per valutare il valore aggiunto di Galileo.

Le campagne di sperimentazione sono iniziate nel 2014 con prove di laboratorio basate su dati e segnali simulati, per continuare nel corso dell'anno utilizzando i segnali reali trasmessi dai satelliti Galileo in orbita.

CONCLUSIONI Galileo sarà il sistema satellitare di navigazione completamente europeo, cioè costruito in Europa con risorse industriali e tecnologiche europee e sotto il controllo politico degli Stati Membri dell’Unione Europea.

Pur essendo completamente autonomo, nel fornire i suoi servizi permetterà agli utenti di utilizzare anche satelliti di altre costellazioni GNSS, essendo interoperabile con esse.

Galileo costituirà, insieme ad EGNOS, l’infrastruttura europea per la navigazione ed il tempo, fornendo servizi che hanno lo scopo di supportare e rendere fattibili altri sistemi fornitori di servizi: controllo del traffico aereo, rete di distribuzione elettrica, trasporto marittimo, autostradale e ferroviario, etc.

Da un punto vista ingegneristico, Galileo costituisce un’importante pietra miliare per l’Europa non solo per lo stato dell’arte della sua tecnologia e per la complessità sistemistica della sua architettura, ma anche per aver promosso un’organizzazione europea in grado di fornire servizi sofisticati e ad alto valore aggiunto, basandosi su strutture di “governance”, operative e regolatorie opportunamente concepite.

Dopo il completamento pienamente soddisfacente della fase di validazione in orbita (IOV), gli “Early Services” segneranno il prossimo significativo passo verso la piena maturità operativa del sistema con tutte le sue funzioni e servizi.

visita il sito www.rivistageomedia.it

PAROLE CHIAVE Galileo; GNSS; posizionamento satellitare; EGNOS ABSTRACT Galileo is a joint initiative of the European Union and the European Space Agency, and is currently the most ambitious service-oriented and technologically advanced that has ever been developed in Europe.

It's a navigation satellite system completely under civil control and has the purpose to distribute radio signals on a global scale for the localization, navigation, and time synchronization.

Galileo is based on a constellation of 24 satellites, a worldwide network of ground stations and various control centers, dedicated to the control of the constellation, the management of the mission and the ongoing monitoring of performance.

AUTORE Marco Lisi marco.lisi@esa.int Manager in ESA per l’ingegnerizzazione dei servizi Galileo, Consigliere Speciale della Commissione Europea Marco Lisi, nato a Roma nel 1956, ha conseguito la laurea “magna cum laude” in ingegneria nel 1980, presso l’Università “La Sapienza” di Roma.

L’ing. Marco Lisi è attualmente “GNSS Services Engineering Manager” presso la European Space Agency (ESA), nel Direttorato Galileo e Navigazione. Negli ultimi tre anni è stato responsabile delle attività di ingegneria di sistema, delle operazioni e della sicurezza del progetto europeo di navigazione satellitare Galileo.

Prima di entrare in ESA nel marzo 2009, l’ing.

Marco Lisi è stato “Chief Technical Officer” presso la Telespazio SpA di Roma, una società del gruppo Finmeccanica.

Ha maturato una lunga serie di esperienze professionali nell’ambito dei settori aerospaziale e telecomunicazioni, coprendo posizioni manageriali nella R&D, nell’ingegneria e nei programmi. Durante la sua carriera professionale, è stato coinvolto in numerosi ed importanti programmi spaziali nazionali ed internazionali.

Negli ultimi dieci anni, ha promosso il “systems engineering” ed approcci sistemici all’ingegneria ed al management in campi tecnici differenti (dalle antenne alle telecomunicazioni ed ai sistemi spaziali). Ha organizzato numerosi seminari sul “systems engineering”e sul “project management”, nonchè corsi presso università ed istituzioni militari e governative.

E’ “Senior Member” dell’IEEE (“Institute of Electrical and Electronics Engineers”) e dell’AIAA (“American Institute of Aeronautics and Astronautics”), membro dell’ION (“Institute of Navigations”). Ha fatto inoltre parte dell’ “Advisory Board” del Master “SpaceTech” presso la “Technical University of Delft” (TUD) in Olanda ed è stato consigliere dell’Istituto Italiano di Navigazione. Nel 2007 è stato eletto “Fellow Member” della British Interplanetary Society e nel 2009 Presidente Onorario del capitolo italiano di INCOSE (“International Council on Systems Engineering”).

Dal 1° ottobre 2012, l’ing. Lisi è stato nominato “Special Advisor” della Commissione Europea per le attività spaziali.

L’ing. Lisi è autore di tre brevetti internazionali (un quarto brevetto è in attesa di registrazione) e di più di centocinquanta articoli di argomento tecnico, pubblicati su riviste scientifiche internazionali. Collabora inoltre a riviste italiane di finanza e management ed a riviste di divulgazione tecnico-scientifica.

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FOCUS

GNSS-SDR, un

ricevitore software

completamente open-source pronto per

GALILEO

di Mara Branzanti

Con l'avvento dei nuovi satelliti in orbita, il paesaggio del GNSS sta per cambiare rapidamente e le architetture dei

ricevitori devono essere continuamente in grado di sfruttare pienamente il potenziale dei prossimi scenari. la filosofia

Per tali ragioni

SDR (Software Defined Receiver) ha una grande risposta nelle applicazioni GNSS. Di seguito viene presentato

il primo software open source

SDR (GNSS-SDR) pronto per la costellazione Galileo e insieme la sua partecipazione al Google Summer of Code.

GALILEO ALLA GOOGLE SUMMER OF CODE I sistemi di posizionamento satellitare sono ormai parte della nostra quotidianità e molti paesi stanno investendo risorse per la creazione di una propria infrastruttura. In Europa, la costellazione Galileo è nel pieno del suo sviluppo e si presenta a giovani studenti e ricercatori come un nuovo ambiente ricco di opportunità.

Nel mio caso, i quattro satelliti Galileo attualmente in orbita sono stati motivo di stimolo per partecipare alla Google Summer of Code (GSoC) 2013, programma che si svolge a livello mondiale in cui Google si impegna a dare un compenso a degli studenti, affinché questi sviluppino del software open-source su temi di diversa natura.

Gli argomenti vengono proposti dalle cosiddette Organizzazioni di Mentori le quali, durante la prima fase di svolgimento del programma, devono essere accettate dall’ufficio Google che si occupa dei programmi opensource. Tra queste, nell’edizione GSoC 2013, era presente l’organizzazione GNSS-SDR con l’omonimo software, alternativa open-source nell’ambito dell’approccio SDR. Il mio progetto [a], “Development of new blocks for Galileo E1 in GNSS-SDR: from telemetry to PVT solutions” (Figura 1), è stato accettato insieme a quelli proposti da Daniel Fehr [b] e Marc Molina [c], che contemporanea-

Fig. 1 - Progetto accettato per la Google Summer of Code 2013, relativo all'estensione del software open source GNSS-SDR alla costellazione Galileo.

10

mente hanno curato aspetti diversi del medesimo software. Il lavoro, come previsto dal regolamento GSoC, è stato svolto nell’arco dei tre mesi estivi (fine Giugno – fine Settembre) grazie alla stretta collaborazione StudenteMentore, portata avanti attraverso un energico scambio di e-mail, documenti di lavoro condivisi e relazioni settimanali.

Il progetto ha ricevuto apprezzamenti e riconoscimenti da parte della Commissione Europea [d] e mi ha consentito di essere tra gli invitati dell’evento “Galileo: from promises to reality” tenutosi il 24 Luglio 2013 presso il Centro di Controllo Galileo (Fucino, Italia).

LA FILOSOFIA SDR: UNA SOLUZIONE ECONOMICA E FLESSIBILE PER GLI SCENARI SPAZIALI FUTURI Per sfruttare al massimo le potenzialità dello scenario spaziale che si prospetta è necessario un continuo aggiornamento dell’architettura dei ricevitori e per tali ragioni l’approccio SDR (Software Defined Receiver) trova sempre più grande riscontro nelle applicazioni della navigazione satellitare.

Infatti, sebbene i classici ricevitori professionali siano capaci di fornire ottime prestazioni, in termini di realizzazione presentano lo svantaggio di essere delle “scatole chiuse” per l’utente, nel senso che non lasciano nessuna possibilità di interazione o accesso ai processi interni. Ad esempio, non consentono di seguire le operazioni che avvengono per il calcolo della posizione e nonostante il costo elevato di tali strumenti, le possibilità di aggiornamento e perfezionamento sono estremamente limitate.

Al contrario, un ricevitore software è una soluzione di basso costo che realizza tutte le operazioni di elaborazione del segnale satellitare (dall’acquisizione al calcolo della posizione), ma che allo stesso tempo consente all’utente la completa visione e modifica dei blocchi funzionali interni. Tale approccio apre le porte ad ogni tipo di interazione utente-ricevitore, integrazione con altri sistemi e aggiornamento secondo le singole necessità e curiosità.

GEOmedia n°1-2014

FOCUS

Fig. 2 - Home page del sito internet da cui è possibile scaricare gratuitamente il software GNSS-SDR.

Ad oggi sono disponibili diverse soluzioni che seguono tale approccio, ad esempio: il gruppo PLAN (Position, Location And Navigation) dell’Università di Calgary propone il GSNRx (GNSS Software Navigation Receiver) [1], l’Università di Monaco (Institute of Geodesy and Navigation, University FAF Munich) propone il software ipexSR [2], mentre N-Gene è stato sviluppato dall’Istituito Superiore Mario Boella (ISMB) in collaborazione con il Politecnico di Torino [3].

In tale scenario, si inserisce il software GNSS-SDR ([4][5]-[6]), che risulta essere l’unico completamente operativo sia per la costellazione GPS che per la costellazione Galileo ed allo stesso tempo libero e gratuito (Figura 2).

Questo software, nato presso il CTTC (Centre Tecnològic de Telecomunicacions de Catalunya), è scritto in linguaggio C++ ed è disponibile in Internet [f] insieme ad acquisizioni grezze, effettuate con stadi di ingresso a radio frequenza a basso costo, da elaborare per verifica.

te da diverse pagine. La differenza tra la struttura del messaggio di navigazione trasmesso dai satelliti GPS e Galileo è nella lunghezza dell’intero messaggio e dei singoli elementi. Ad esempio la durata di un’intera sotto-trama per il messaggio Galileo è di 30 secondi (15 pagine, ciascuna delle quali dura 2 secondi), mentre nel GPS è di 6 secondi (con sotto-trame composte da 10 pagine, ciascuna delle quali dura 600 ms). Inoltre i satelliti Galileo trasmettono due tipi di pagine denominate Alert Page e Nominal Page, a loro volta trasmesse come sequenza di pagine Pari (Odd) e Dispari (Even).

Le informazioni necessarie al funzionamento del ricevitore sono contenute nella Nominal Page. Questa, infatti, contiene le effemeridi, un insieme di parametri che consentono di calcolare la posizione del satellite in un certo istante temporale, e le correzioni sia per l’errore dell’orologio atomico del satellite che del disturbo ionosferico.

Ogni informazione è accuratamente accompagnata da un indicatore temporale espresso in GST (Galileo System Time) che può essere trasformato in tempo GPS (o UTC) tramite appositi parametri di conversione, anch’essi trasmessi all’interno del messaggio. Tale aspetto è molto importante per la produzione di soluzioni combinate Galileo-GPS, affinché il riferimento temporale sia omogeneo.

La decodifica del messaggio di navigazione è stata effettuata tenendo conto della struttura sopra descritta e meglio dettagliata in [7]. L’algoritmo costruito agisce in maniera lineare sul messaggio proveniente da un satellite, ma viene applicato parallelamente su più canali grazie ad un apposito sistema di controllo (riquadri blu in Figura 3).

Per quanto riguarda la produzione delle osservabili, e delle soluzioni PVT (Posizione, Velocità e Tempo) si è utilizzato del software già esistente per il segnale del GPS, adattandolo al segnale Galileo nell’algoritmo del tempo comune di ricezione (osservabili) e del principio di stima ai minimi quadrati (usato per la soluzione PVT).

Infine, per gestire il flusso continuo del segnale in arrivo e per consentire il corretto scambio di informazioni tra le diverse parti del software è stato attivato un sistema di condivisione dati basato sui blocchi denominati Ephemeris Queue e Message Queue (riquadri verdi in Figura 3).

ESTENSIONE DEL SOFTWARE GNSS-SDR ALLA COSTELLAZIONE GALILEO Uno degli obiettivi principali dei ricercatori del CTTC, in occasione della GSOC 2013, era ultimare l’estensione del software alla costellazione Galileo.

Infatti GNSS-SDR si presentava completamente operativo per il GPS, mentre per Galileo erano state portate a termine solamente le fasi di acquisizione ed inseguimento del segnale, realizzate dallo studente Luis Esteve (GSoC 2012, [e]).

La mia proposta di lavoro si è concentrata sulla messa in pratica delle fasi finali del flusso di processi che avviene all’interno di un ricevitore GNSS: decodifica del messaggio di navigazione I/NAV, produzione delle osservabili di codice E1 (misure caratteristiche del sistema, come le distanze pseudo-range) ed il calcolo della posizione del ricevitore (riquadri rossi in Figura 3).

Come per il GPS, in Galileo il messaggio di navigazione è trasmesso attraverso una sequenza Fig. 3 - Diagramma dei blocchi implementati all'interno del software GNSS-SDR. In evidenza le di trame (o frames). Ciascuna parti implementate durante la GsoC 2013. trama è composta da varie sotto-trame, a loro volta costitui-

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FOCUS

Fig. 4 - posizione dei satelliti Galileo visualizzata tramite Gpredict.

Fig. 5 - Primo posizionamento con GNSS-SDR ottenuto sfruttando il segnale dei quattro satelliti Galileo attualmente in orbita (ottenuto presso il CTTC).

Fig. 6 - Coordinate planimetriche (e relativa accuratezza) ottenute del posizionamento con satelliti Galileo.

PRIMO POSIZIONAMENTO DA SATELLITI GALILEO Lo scorso 10 Novembre è stato ottenuto il primo posizionamento dal software GNSS-SDR sfruttando il segnale dei quattro satelliti Galileo attualmente in orbita, la cui copertura per una determinata zona non è ovviamente costante.

Per scegliere l’intervallo temporale in cui poter effettuare l’acquisizione del segnale, si è fatto ricorso a Gpredict [g], un’applicazione per l’inseguimento di satelliti in orbita terrestre molto semplice da usare, ma allo stesso tempo efficace, che consente di predire il passaggio di uno o più satelliti nell’area di visibilità del ricevitore (Figura 4).

L’esperimento è stato condotto dal Dott. Ing. Javier Arribas (Mentore durante la GSoC 2013), dal tetto dell’edificio del CTTC. La Figura 5 mostra la posizione dell’antenna su Google Earth, grazie al file KML ottenuto dall’elaborazione del segnale.

TEAM DI SVILUPPO DEL SOFTWARE GNSS-SDR Javier Arribas Svolge un post-dottorato presso il CTTC dopo aver ricevuto il titolo di Dottore di ricerca in Teoria dei Segnali presso l’Università Politecnica di Catalogna nel 2012. Si occupa principalmente di statistica dei segnali, tecniche di sincronizzazione GNSS, teoria della stima, progettazione di RF front-ends ed è membro del team di sviluppo principale del software GNSS-SDR. Partecipa alla Google Summer of Code 2013 con il ruolo di Mentore per il progetto relativo all’estensione del software alla costellazione Galileo.

Carles Fernandes-Prades Responsabile del Dipartimento di Telecomunicazioni e Ricercatore Associato presso il CTTC dal 2006, dopo aver svolto per diversi anni il ruolo di Professore Associato presso l’Università Politecnica di Catalogna (UPC). Durante la sua carriera ha contribuito alla scrittura di diversi libri ed è autore di più di 80 articoli di rilevanza internazionale. Nel 2013 partecipa alla Google Summer of Code nel ruolo di Mentore per un progetto relativo alla compatibilità del software GNSS-SDR con i sistemi SBAS, al fine di aumentarne l’affidabilità nel posizionamento Pau Closas Responsabile del Dipartimento di Inferenza statistica e Ricercatore presso il CTTC dal 2009, dopo aver conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria Elettrica. Ha 10 anni di esperienza in progetti finanziati dalla Commissione Europea, dal Governo Catalano e Spagnolo e dall’Agenzia Spaziale Europea e durante la sua carriera è stato coinvolto in progetti seguiti dalla National Science Foundation (NSF) statunitense e dalla National Natural Science Foundation (NNSF) Cinese.

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GEOmedia n°1-2014

FOCUS In Figura 6 sono riportati i risultati in planimetria su un intervallo di 100 secondi, insieme ai relativi valori di DRMS (Distance Root Mean Square) e CEP (Circular Error Probability) per la stima del livello di confidenza delle soluzioni.

Dall’esperimento risulta un’accuratezza di 1.9 m in termini di CEP e di 2.5 m in termini di DRMS. Per quanto riguarda un’analisi 3D dei risultati, è stata riscontrato un valore di MRSE (Mean Radial Spherical Error) pari a 3.4 m.

CONCLUSIONI E SVILUPPI FUTURI Nonostante fosse il primo esperimento di posizionamento con GNSS-SDR usando la costellazione Galileo, e con solo quattro satelliti in orbita, ovvero senza informazioni ridondanti, i risultati ottenuti sono molto promettenti.

Grazie alla disponibilità del codice sorgente del software realizzato, questo contributo è di particolare rilevanza perché consente all’utente di sfruttare il segnale Galileo per ogni tipo di applicazione (industriale o scientifica), andando oltre i limiti imposti dai ricevitori commerciali convenzionali.

Nel prossimo futuro il software sarà pronto per fornire le osservazioni ed il messaggio di navigazione dai satelliti Galileo nel formato standard RINEX, ed è previsto uno sviluppo ulteriore per ottenere soluzioni combinate GPS-Galileo. In un secondo momento si lavorerà per aumentare la precisione delle soluzioni a partire da osservazioni di fase.

GNSS-SDR si presenterà come Mentoring Organization alla Google Summer of Code 2014 e potrebbero essere proprio questi gli argomenti proposti ai prossimi studenti.

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WEBGRAFIA [a] http://www.google-melange.com/ gsoc/project/google/gsoc2013/ marabra87/27001 [b] http://www.google-melange.com/ gsoc/project/google/gsoc2013/ fehrdan/27001 [c] http://www.google-melange.com/ gsoc/project/google/gsoc2013/ marcmolina/29001 [d] http://ec.europa.eu/enterprise/ newsroom/cf/itemdetail.cfm?item_ id=6833&lang=it [e] http://www.google-melange.com/ gsoc/project/google/gsoc2012/ lesteve/19001 [f] http://gnss-sdr.org [g] http://gpredict.oz9aec.net/ BIBLIOGRAFIA [1] M. G. Petovello, C. O’Driscoll, G. Lachapelle, D. Borio, and H. Murtaza, “Architecture and benefits of an advanced GNSS software receiver”,Positioning, vol. 1, no. 1, pp. 66–78, 2009 [2] M. Anghileri, T. Pany, D. Sanromà -Güixens, J.-H. Won, A. Sicramaz-Ayaz, C. Stöber, I. Krämer, D. Dötterböck, G. W. Hein, and B. Eissfeller, “Performance evaluation of a multi–frequency GPS/Galileo/SBAS software receiver,” in Proceedings of the 20th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GNSS’07), Fort Worth, TX, Sept. 2007, pp. 2749–2761.

[3] M. Fantino, A. Molino, and M. Nicola, “N– Gene GNSS receiver: Benefits of software radio in navigation,” in Proceedings of the European Navigation Conference - Global Navigation Satellite Systems (ENC-GNSS), Naples, Italy, May 2009.

[4] C. Fernández-Prades, J. Arribas, P. Closas, C. Avilés, L. Esteve, “GNSS-SDR: an open source tool for researchers and developers”, in Proceedings of the ION GNSS Conference 2011, September 1923, 2011, Portland, Oregon (USA) [5] L. Esteve, C. Fernández-Prades, J. Arribas, P. Closas, “Processing Galileo signals with GNSS-SDR”, Presentation at GNU Radio Conference 2012, 24-27 September, Atlanta, GA (USA)

[6] C. Fernandez-Prades, J. Arribas, L. Esteve, D. Pubill and P. Closas (2012), “An Open Source Galileo E1 Software”, in Proceedings of the 6th ESA Workshop on Satellite Navigation Technologies (NAVITEC 2012), 5-7 December 2012, ESTEC, Noordwijk (The Netherlands) [7] European GNSS (Galileo) Open Service Signal In Space Interface Control Document (OS SIS ICD) PAROLE CHIAVE SDR; Galileo; low-cost; Google Summer of Code ABSTRACT With the advent of new in-orbit satellites, the landscape of GNSS is going to change rapidly and thereceiver architectures must continuously be able to exploit the full potential of the forthcoming scenarios.

For such reasons, the SDR (Software Defined Receiver) philosophy have a great response in the GNSS applications.

Here, the first open source SDR software (GNSS-SDR) ready for the Galileo constellation is presented, together with its participation in the Google Summer of Code.

AUTORE

Mara Branzanti mara.branzanti@uniroma1.it Dottoranda di ricerca presso l'Area di Geodesia e Geomatica, Università di Roma “La Sapienza”.La sua ricerca è volta principalmente alla “GNSS-Seismology” con approcccio variometrico (denominato VADASE), ovvero analisi di dati GNSS per la stima della forma d'onda di un terremoto in tempo reale con ricevitori di basso costo. Nel 2013 si avvicina al mondo SDR partecipando alla GSoC sotto la guida del Dott. Javier Arribas ed è tra i dieci ricercatori invitati all'evento Italiax10 – La scienza del futuro, nell'ambito di Trieste Next salone europeo della ricerca scientifica.

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REPORTS

IL PROGRAMMA DELL`ESA DI OSSERVAZIONE DELLA TERRA di Simonetta Cheli

L`Agenzia Spaziale Europea (ESA) gestisce un

Programma di Osservazione della

Terra sin dal lancio del suo primo satellite meteorologico,

Meteosat, nel 1977.

Ricalcando il successo di questa prima

missione, la famiglia di satelliti insieme alle

Meteosat

Missioni ERS-1, ERS-2 e

ENVISAT hanno fornito una grande quantità di dati relativi alla

Terra, al suo

clima e ai cambiamenti climatici.

L`ESA

rappresenta per questo uno dei maggiori fornitori di dati di

Osservazione della

Terra alla comunità scientifica nell`ambito delle

D

Scienze della Terra.

Timeline del Programma di Osservazione della Terra dell'ESA (Copyright ESA 2014).

urante l`ultimo trentennio è stata dedicata particolare attenzione alla calibrazione degli strumenti, alla validazione dei prodotti, alla calibrazione incrociata degli strumenti, all`evoluzione degli archivi e alla documentazione di tali processi. Ciò è stato possibile grazie alla collaborazione con laboratori specializzati, agenzie spaziali partner e comunità di utilizzatori dei dati, rendendo le missioni una risorsa innovativa per la ricerca e per i servizi pubblici. La politica di distribuzione dei dati “gratuita e aperta” ha permesso un'accelerazione dell`utilizzo dei dati dell`ESA. In aggiunta, l`ESA fornisce dati satellitari di agenzie partner, le cosiddette Third Party Missions (TPM). La distribuzione dei dati di queste missioni è regolamentata grazie a specifici accordi con i loro proprietari o operatori che possono essere entità pubbliche o private operanti in Europa e nel mondo. Informazioni dettagliate inerenti le missioni di Osservazione della Terra dell`ESA, l`accesso ai dati, gli strumenti a disposizione degli utilizzatori, gli eventi, i verbali delle conferenze e le notizie più rilevanti possono essere reperite all'indirizzo internet: https:// earth.esa.int/web/guest/home La collaborazione con enti di ricerca, agenzie spaziali e organizzazioni ambientali internazionali operative in tutto il mondo è una priorità per l`ESA. L`ESA ha gestito campagne congiunte di validazione dei dati con missioni partner e ha lavorato al fianco di team scientifici internazionali per lo sviluppo di algoritmi, per l` omogeneità ed accessibilità dei dati.

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LA FLOTTA DEI SATELLITI DI OSSERVAZIONE DELLA TERRA DELL`ESA Iniziato alla metà degli anni novanta, il programma “Living Planet” dell`ESA ha segnato un nuovo approccio per le osservazioni satellitari al servizio delle Scienze della Terra.

Le missioni, infatti, sono state definite, sviluppate e condotte in piena collaborazione con la comunità scientifica.

Questo programma comprende un elemento scientifico e di ricerca, che include le missioni “Earth Explorer”, e un elemento “Earth Watch”. Le missioni che appartengono a quest`ultimo elemento sono progettate per fornire osservazioni della Terra per i servizi operativi e includono le missioni meteorologiche e le Sentinelle nel quadro della componente spaziale del programma Copernicus. Gli “Earth Explorers”, invece, rappresentano missioni scientifiche progettate per fornire risposte alle sfide identificate dalla comunità scientifica dimostrando l`avanzata tecnologia delle tecniche di rilevamento.

Tali missioni prevedono il coinvolgimento della comunità scientifica fin dal principio nel processo di definizione delle nuove missioni. Ne risulta che la missione concepita è sviluppata in maniera efficiente e garantisce i dati richiesti dall`utente. Questo approccio fornisce all`Europa anche una eccellente opportunità di cooperazione coinvolgendo la comunità scientifica globale e di sviluppo tecnico di nuove missioni.

Allo stato attuale ci sono tre Earth Explorers in orbita e due da lanciare. Una ulteriore missione, Biomass, è stata selezionata lo scorso anno. La figura 1 illustra le categorie di missioni e la timeline di lancio dei satelliti di Osservazione della Terra dell`ESA.

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REPORTS ERS E ENVISAT Ancor prima degli Earth Explorers, l`ESA si è impegnata in un ambizioso programma di esplorazione dell`ambiente terrestre dall`orbita polare. Queste missioni hanno dimostrato con successo che il telerilevamento ha fornito nuove informazioni circa le scienze della Terra e le applicazioni e che tali informazioni sono state impiegate dalle agenzie di servizi operativi.

EUROPEAN REMOTE SENSING SATELLITE (ERS) ERS-1, il primo satellite europeo per il telerilevamento lanciato nel 1991, è stata la prima missione di telerilevamento dell`ESA in orbita polare eliosincrona ed è stato utilizzato fino al marzo 2000.

ERS-1 comprende un carico utile di un sistema per immagini radar ad apertura sintetica (SAR), un altimetro radar e altri strumenti per misurare la temperatura della superficie dell’oceano e i venti.

ERS-2, sovrapposto con ERS-1, è stato lanciato nel 1995 con un sensore aggiuntivo per lo studio dell`ozono atmosferico. Questi satelliti ESA hanno raccolto una vasta quantità di preziosi dati inerenti le superfici terrestri, gli oceani, le calotte polari e gli è stato richiesto di monitorare le catastrofi naturali quali inondazioni o terremoti gravi in zone remote del mondo. Il Global Ozone Monitoring Experiment (GOME) di ERS-2 ha rappresentato l’inizio del secondo insieme di dati satellitari sull`ozono completando l`archivio sull`ozono creato dalla NASA e il National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA).

Poco dopo il lancio di ERS-2 nel 1995, l’ESA ha operato i due satelliti creando la prima missione ‘tandem’ che è durata per nove mesi. Durante questo periodo l’aumento della frequenza e il livello di dati disponibili per gli scienziati ha offerto un’occasione unica per osservare i cambiamenti in un lasso di tempo molto breve. Ciò è stato possibile in quanto entrambi i satelliti orbitavano intorno alla Terra e il sole a24 ore di distanza. Nel marzo 2000, il guasto del suo giroscopio computerizzato ha causato la fine di ERS-1, terminando di fatto le sue operazioni di gran lunga oltre la durata prevista.

Nel luglio 2011, ERS-2 ha terminato il suo mandato ed è iniziato il procedimento di posizionamento fuori della sua orbita (deorbiting).

interferometria), il monitoraggio del traffico marittimo, l`inquinamento atmosferico, la cartografia e lo studio della neve e del ghiaccio. L’archivio dei dati ricevuti dal satellite contribuisce al monitoraggio a lungo termine dei cambiamenti ambientali e climatici.

Gli strumenti di Envisat: 4 ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar), operante in banda-C, ha assicurato continuità con la modalità immagine (SAR) e la modalità onda dell`Active Microwave Instrument (AMI) a bordo dell` ERS-1 e ERS -2.

4 Il Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) programmabile e gestito nel campo spettrale riflettente solare (dai 390 nm ai 1040 nm). Lo strumento è costituito da cinque telecamere posizionate una accanto l`altra, ciascuna dotata di uno spettrometro pushbroom costituito da quindici bande spettrali che possono essere selezionati da un comando a terra. L’obiettivo primario di MERIS è stato quello di osservare il colore del mare aperto e nelle zone costiere 4 L`Advanced Along Track Scanning Radiometer (AATSR) ha stabilito la continuità dei set di dati ATSR1 e ATSR-2 inerenti la precisa misurazione della temperatura superficiale marina (SST), garantendo in tal modo la produzione di un unico set di dati coprente la continuità di quasi dieci anni ai livelli di accuratezza richiesti (0,3 K o superiore) per la ricerca sul clima e destinati sia alla comunità di utenti operativi nonché agli scienziati che sono stati sviluppati attraverso le missioni ERS-1 ed ERS-2.

4 L’altimetro radar 2 (RA-2) è uno strumento per la determinazione del ritardo bidirezionale dell’eco radar dalla superficie terrestre con una precisione molto elevata: meno di un nanosecondo. Ha inoltre misurato la potenza e la forma degli impulsi radar ri-

ENVISAT Envisat, Il satellite ambientale lanciato nel 2002, è stato il più grande satellite di Osservazione della Terra mai costruito.

ENVISAT ha fornito misurazioni dell’atmosfera, oceani, terre e ghiaccio per oltre 10 anni, il doppio della sua vita nominale. Envisat ha trasportato un'ambiziosa e innovativa strumentazione per avanzate osservazioni della Terra e ha anche assicurato la continuità dei rilevamenti dei dati dei due satelliti ERS. L`insieme dei dati di ENVISAT ha fornito una vasta quantità di informazioni per studiare la composizione chimica dell`atmosfera, lo stato dello strato di ozono, la biologia oceanografica, la temperatura dell’oceano e il suo colore, le correnti d`aria, l’idrologia (umidità, alluvioni), l’agricoltura e arboricoltura, i rischi naturali, l`elevazione digitale del suolo (tramite Fig. 2 - Un collage di immagini dal satellite ERS-2 (Copyright ESA). visita il sito www.rivistageomedia.it

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REPORTS flessi. Le applicazioni del RA-2 includono la topografia / cartografia, la neve e il ghiaccio marino, le onde oceaniche, le correnti e i venti.

4 Il radiometro a microonde (MWR) ha misurato il vapore acqueo contenuto nelle nubi e l`acqua contenuta nell`atmosfera come termini di correzione del segnale dell`altimetro radar. Inoltre, i dati rilevati dal MWR sono utili per la determinazione dell`emissione dell’umidità del terreno, per le indagini circa il bilancio energetico di superficie per sostenere studi atmosferici, e per la caratterizzazione di ghiaccio.

4 Il Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite (DORIS) era un sistema di monitoraggio a microonde applicabile per localizzare ENVISAT con una precisione di 10 cm.

4 Il Laser Retro-Reflector (LRR) era un sesore passivo impiegato come riflettore dalle stazioni a terra basate sulla tecnica Satellite Laser Ranging e che utilizzano laser pulsati ad alta potenza.

Nell`aprile 2012, si è perso improvvisamente il contatto con Envisat e la missione è terminata. Ma dieci anni di dati archiviati di Envisat continuano ad essere sfruttati per studiare il nostro pianeta. La richiesta dei dati di Envisat da parte degli utenti rimane molto alta: nel corso del 2012 sono state registrate all’ESA circa 600 nuove proposte da parte degli utenti per richiedere dati di Envisat.

Fino a ora ci sono circa 4500 progetti Envisat user. La figura 2 illustra il crescente numero di progetti di scienze della Terra destinati alla ricerca e alle applicazioni.

GLI EARTH EXPLORERS: I SATELLITI IN ORBITA E I PROSSIMI LANCI

Fig. 3 – Buco dell’ozono durante il 7 Ottobre 2008, misurato con Scanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric CHartographY (SCIAMACHY) a bordo di ENVISAT (Copyright ESA).

4 GOMOS (Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars), uno spettrometro di media risoluzione per la copertura della gamma di lunghezze d’onda comprese tra 250 nm e 950 nm in diverse bande. Il suo compito principale era quello di fornire profili estremamente accurati di ozono stratosferico così come di fornire profili di biossido di azoto (NO2), Nitrati (NO3), vapore acqueo (H2O0, e la temperatura per studiare la composizione chimica atmosferica e le dinamiche relative).

4 Il Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding (MIPAS) era uno spettrometro infrarosso a trasformata di Fourier Mid per la misurazione ad alta risoluzione degli spettri di emissione gassosa nell`arto terrestre e per la misurazione della composizione dei profili atmosferici. MIPAS ha rilevato e identificato nello spettraleun gran numero di caratteristiche di emissione dei costituenti minori atmosferici che giocano un ruolo importante nella composizione chimica dell`atmosfera.

4 Lo Scanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric CHartographY (SCIAMACHY) era uno spettrometro per l`osservazione della luce solare emessa, retro-diffusa, riflessa, trasmessa dall` atmosfera e dalla superficie terrestre, nella gamma di lunghezza d’onda tra 240 e 2380 nm. L’obiettivo scientifico primario di SCIAMACHY è stata la misurazione globale delle varie tracce di gas, aerosol e nubi nella troposfera e nella stratosfera.

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Fig. 4 – Modello di Geoide prodotto durante la missione GOCE (Copyright ESA).

GOCE: LA MISSIONE DELL`ESA PER LA GRAVITAZIONE TERRESTRE Lanciato il 17 marzo 2009, il Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer (GOCE) è stata la prima di una serie di missioni Earth Explorer. GOCE è stato progettato per fornire informazioni per la comprensione di variabili critiche del sistema Terra derivate dal suo campo gravitazionale.

I gradienti gravitazionali sono misurati da un insieme di sei accelerometri a tre assi. GOCE ha fornito il set di dati necessari per determinare con precisione i modelli globali e regionali della gravità terrestre e il geoide. Tali risultati contribuiscono all`avanzamento della ricerca in campi quali la circolazione e la dinamica degli oceani, la fisica dell’interno della Terra, la geodesia e la topografia e le variazioni del livello del mare.

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REPORTS Fig. 5 – SENTINEL-1, immagine artistica (Copyright ESA)

A partire dalla fine del 2012 tutti gli obiettivi scientifici della missione sono stati pienamente raggiunti.

Con GOCE è possibile mappare i segnali di gravità ben oltre l`obiettivo originario della forma sferico armonica grado 200 (pari a 100 km - 62 miglia). Per la prima volta, le correnti globali possono essere ricavate direttamente da dati altimetrici satellitari con importanti utilizzi dei dati della missione nel settore dell`oceanografia.

Alla fine di gennaio 2012 l’orbita di GOCE è stata abbassata a 235 km aumentando così la precisione e risoluzione dei rilevamenti (da 100 a 80 km -da 62 km a 50 km circa) e migliorando la visione di GOCE delle dinamiche oceaniche più piccole. La figura 3 illustra la capacità di GOCE di ricavare la velocità delle correnti oceaniche.

GOCE ha terminato la sua missione nel novembre 2013 dopo una manovra di rientro del satellite (de-orbiting). I dati di GOCE hanno permesso di produrre quattro geoidi della Terra e il quinto a breve includerà gli ultimi dati acquisiti dalla missione.

SMOS: LA MISSIONE DELL`ESA PER L`ACQUA Lanciato il 2 novembre 2009, la missione “Soil Moisture and Ocean Salinity” (SMOS) fornisce rilevamenti globali di umidità del suolo e della salinità degli oceani utilizzando un un radiometro passivo interferometrico a due dimensioni con apertura sintetica in banda banda L (MIRAS).

I dati circa l` umidità del suolo sono necessari per gli studi idrologici e i dati sulla salinità degli oceani sono di cruciale importanza per migliorare la nostra comprensione dei modelli di circolazione oceanica.

Nel novembre 2012 SMOS ha completato i 3 anni di vita nominale ma la missione è stata prolungata e continua a fornire preziosi risultati oltre i suoi obiettivi scientifici iniziali circa la salinità degli oceani e l`umidità del terreno.

La figura 4 illustra il gradiente di salinità della superficie marina (Sea Surface Salinity -SSS) a largo della costa nordest degli Stati Uniti.

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CRYOSAT: LA MISSIONE DELL`ESA PER IL GHIACCIO Lanciato nell` aprile 2010, CryoSat-2 rappresenta la prima missione Europea dedicata al ghiaccio.

Il suo strumento principale è il Radar ad apertura sintetica/ Altimetro Radar interferometrico ed è stato progettato per misurare le variazioni su scala centimetrica dello spessore del ghiaccio galleggiante negli oceani e dello spessore delle lastre di ghiaccio che circondano la Groenlandia e l’Antartide.

Insieme alle informazioni da satellite circa la misura del ghiaccio, tali rilevazioni mostrano come il volume di ghiaccio terrestre sta cambiando conducendo ad una migliore comprensione della relazione tra ghiaccio e clima. CryoSat-2 fornisce misurazioni accurate e sinottiche dello spessore del ghiaccio artico e Colonne dettagliate senza precedenti.

La Figura 5 illustra la capacità di CyroSat-2 di registrare le variazioni stagionali di spessore del ghiaccio in mare.

SWARM: LA MISSIONE PER IL CAMPO MAGNETICO TERRESTRE Lanciata con successo nel novembre 2013, Swarm è una costellazione di tre satelliti che fornisce misurazioni ad alta precisione e ad alta risoluzione della forza e la direzione del campo magnetico terrestre usando un magnetometro avanzato, un accelerometro e uno strumento per la misurazione del campo elettrico. I modelli del campo geomagnetico derivanti dalla missione Swarm forniranno nuove informazioni circa l` interno della Terra, approfondendo la nostra comprensione dei processi atmosferici legati al clima e alle condizioni meteo. In aggiunta la missione avrà anche applicazioni pratiche in diversi settori quali la meteorologia spaziale e i rischi da radiazioni.

ATMOSPHERIC DYNAMICS MISSION (ADM)-AEOLUS: LA MISSIONE DELL`ESA PER IL VENTO Programmato per essere lanciato nel 2015, ADM-Aeolus apporterà significativi progressi nell`osservazione globale dei profili del vento e fornirà informazioni necessarie per migliorare le previsioni meteo. Aeolus è progettato per spianare la strada ai futuri satelliti meteorologici operativi dedicati a misurare i campi eolici terrestri.

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REPORTS La missione si avvarrà di un doppler lidar per misurazione del vento altamente sofisticato con un grande telescopio che raccoglie luce retrodiffusa dai gas, polveri e goccioline di acqua nell’atmosfera. Aeolus sarà posizionato in orbita eliocincrona in modalità alba/tramonto, a 408 chilometri sopra la Terra.

EARTHCARE: LA MISSIONE DELL`ESA PER LE NUBI E L`AEROSOL Programmato per essere lanciato alla fine del 2016, l`Explorer dedicato allo studio delle nuvole e degli aerosol che riflettono le radiazioni solari (EarthCARE) è sviluppato in collaborazione con l`agenzia spaziale giapponese JAXA, per migliorare la rappresentazione e la comprensione del bilancio radioattivo Terrestre all`interno di modelli climatici e previsione meteo numerici. Tale obiettivo sarà raggiunto mediante misurazioni globali della struttura verticale e della distribuzione orizzontale dei campi di nubi e aerosol insieme alle radiazione uscenti. Il carico utile comprende due strumenti attivi: un lidar atmosferico ad alta risoluzione e un radar, e due strumenti passivi: un sensore multispettrale e un radiometro a banda larga.

EarthCARE sarà posizionato in un`orbita eliosincrona in modalità pomeriggio a 393 chilometri.

GLI EARTH EXPLORERS FUTURI L`ultima missione selezionata da ESA nel maggio 2013 è Biomass. Questa affronterà una delle principali questioni nella nostra comprensione della componente terrestre nel sistema Terra, vale a dire lo stato e le dinamiche legate alle foreste, la distribuzione e le evoluzioni delle biomasse.

Ottenere informazioni accurate e aggiornate circa il patrimonio forestale a scale che consentono modifiche che devono essere rispettate significherà che la comunità scientifica avrà la possibilità di affrontare una serie di importanti questioni con benefici di vasta portata sia per la ricerca che per la società. Biomass migliorerà notevolmente la nostra conoscenza delle dimensioni e della distribuzione del carbonio sulla Terra, e fornirà stime migliori circa i flussi di carbonio.

Inoltre, la missione risponde alla impellente necessità di rilevazioni di biomassa a sostegno dei trattati mondiali quali la Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici per la riduzione delle emissioni dovute alla deforestazione e al degrado forestale. La missione si avvarrà di un sofisticato radar polarimetrico ad apertura sintetica in banda P operante a 435 MHz e una larghezza di banda di 6 MHz. Il satellite vola a 637-666 km in orbita eliosincrona vicino ai poli.

EARTH EXPLORER 8 Due missioni sono state short-listate per proseguire con la fase di fattibilità: 4 L`Explorer Florescence (FLEX) è un progettata per essere una missione della durata di tre anni che monitorerà globalmente il costante stadio della fluorescenza clorofilliana nella vegetazione terrestre. FLEX prevedere tre strumenti per misurare i lineamenti correlati alla fluorescenza, la riflessione iperspettrale, e la temperatura della calotta.

4 CarbonSat, una missione di 3-5 anni, misurerà globalmente le quantità di CO2 e CH4 nell`atmosfera con alta risoluzione spaziale e copertura territoriale molto buona (con andana larga 500 km) che può essere utilizzata per definire modelli relativi al diossido 20

di carbonio. Lo strumento “CarbonSat” si avvarrà della tecnologia e l’esperienza derivata da SCIAMACHY di Envisat.

LE MISSIONI METEOROLOGICHE La partnership fra ESA e EUMETSAT è stata creata nel 1986 ed è stata implementata attraverso una serie di satelliti operativi geostazionari (Meteosat) e in orbita polare (METOP) dove l` ESA ha il compito di costruire i satelliti e EUMETSAT di gestirli. Questo programma rappresenta il nuovo fiore all’occhiello della cooperazione tra l’ESA e EUMETSAT fornendo funzionalità avanzate per le scienze meteorologiche e climatiche e per vantaggi economici e sociali.

EUMETSAT trae grande beneficio dallo sviluppo dell`ESA di satelliti e di strumenti tecnologicamente avanzati, dallo sviluppo di algoritmi, dalle operazioni di lancio, dall’elaborazione dei dati e dalla loro calibrazione e validazione.

EUMETSAT opera su due tipi di piattaforme, uno in orbita geostazionaria e l’altro in orbita polare bassa eliosincrona.

I SATELLITI GEOSTAZIONARI Meteosat Second Generation (MSG) è un sistema notevolmente migliorato e di prosecuzione della prima generazione dei satelliti Meteosat (Meteosat First Generation – MFF).

MSG è costituito da una serie di quattro satelliti meteorologici geostazionari, con la relativa infrastruttura a terra, che opererà consecutivamente fino al 2020. I satelliti MSG portano a bordo due strumenti: il SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and InfraRed Imager), che ha la capacità di osservare la Terra in 12 canali spettrali e fornire immagini fondamentali per le esigenze operative delle previsioni, e il GERB (Geostationary Earth Radiation Budget) che supporta gli studi sul clima.

Il programma Meteosat Terza Generazione (MTG) dovrebbe condurre ad una grande evoluzione nella capacità operativa meteorologica. Il programma dovrebbe garantire l’accesso ai dati meteorologici satellitari almeno fino alla fine del 2030.

MTG continuerà i rilevamenti in visivo e infrarosso dall’orbita geostazionaria, i rilevamenti dallo strumento Sounding infrarosso e ultravioletto/vicino infrarosso con conseguenti informazioni tridimensionali su umidità, temperatura e vento per supportare Nowcasting. MTG avrà a bordo anche Lo strumento Sentinel 4, parte del progetto GMES (Global Monitoring for Environmental Security, per i rilevamenti sulla qualità dell`aria.

SATELLITI IN ORBITA POLARE Il Polar System (EPS) di EUMETSAT è il primo sistema satellitare meteorologico operativo europeo in orbita polare ed è il contributo europeo al Joint Polar-Orbiting Satellite System Initial Operational (IJPS). IJPS rappresenta una collaborazione tra l’Europa e Stati Uniti attraverso i rispettivi servizi meteorologici, EUMETSAT e NOAA. MetOp, i satelliti in orbita polare di EUMETSAT, hanno a bordo un insieme di strumenti sounding e imaging allo stato dell`arte. Questi mettono a disposizione dei meteorologi e dei climatologi una migliore capacità di telerilevamento e sondaggi atmosferici migliorati. Il segmento spaziale EPS comprende la successione di tre satelliti MetOp ed è sviluppato e ottenuto attraverso la cooperazione tra ESA e EUMETSAT. Metop si posiziona in orbita polare (Low Earth) corrispondente al locale ‘mattina’, mentre gli Stati Uniti sono responsabili della copertura della parte ‘pomeriggio’.

GEOmedia n°1-2014

REPORTS

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TRIMBLE R10 GNSS © 2014, Trimble Navigation Limited. Tutti i diritti riservati. Trimble e il logo Globe e Triangle sono marchi commerciali di Trimble Navigation Limited, registrati negli Stati Uniti e in altri paesi. SurePoint è un marchio di Trimble Navigation Limited. Tutti gli altri sono marchi dei rispettivi proprietari.

GEO-011-ITA (01/14)

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REPORTS La serie fornirà dati sia per studi meteorologici che climatici. La combinazione di strumenti a bordo di Metop rende possibile l`osservazione della Terra di giorno e notte così come in condizioni di nuvolosità.

Ogni satellite ha una operatività nominale in orbita di cinque anni, con una sovrapposizione di sei mesi fra un satellite e l`altro, fornendo un servizio per oltre quattordici anni.

I satelliti americani e europei sono dotati di sensori identici: AVHRR/3 e l`ATOVS consistente nell`AMSU-A, l`HIRS/4 e MHS. NOAA fornisce la maggior parte degli strumenti comuni a bordo dei satelliti e EUMETSAT ha sviluppato e fornisce NOAA del Microwave Humidity Sounder (MHS). Inoltre, i satelliti METOP sono dotati di un set di sensori Europei quali IASI, ASCAT, GOME-2 e GRAS che miglioreranno lo scandaglio atmosferico cosi come la misurazione dell`ozono atmosferico e dei venti vicini alla superficie oceanica.

E` in corso d`opera una ridefinizione del follow-on del Polar System di EUMETSAT per sostituire l’attuale sistema satellitare nel 2020 e contribuire al IJPS. Sono stati definiti i requisiti per una serie di missioni candidate a supporto soprattutto della meteorologia e del monitoraggio climatico. Alcuni strumenti di bordo, le piattaforme satellitari e le infrastrutture di supporto a terra sono in fase di studio in coordinamento con NOAA, ESA, e altre agenzie spaziali in Europa. Come per Metop, i satelliti saranno posizionati in orbita bassa eliosincrona, con nodo discendente alle 09:30 ora locale fornendo rilevamenti di tutta la Terra con tempo di rivisitazione di 12-24 ore a seconda dello strumento. Iniziate nel 2005 sotto il nome di Post-EPS, nel 2012 le attività entreranno nelle fasi di progettazione e sviluppo nell’ambito di un nuovo programma chiamato EPS Second Generation (EPS-SG).

LE SENTINELLE (SENTINELS) Le Sentinelle (Sentinels) sono missioni che fanno parte della componente spaziale del progetto Copernicus.

Tale componente, posta sotto la responsabilità dell`ESA, è costituita da due tipi di missioni satellitari: le Missioni Contribuenti (Contributing missions), che sono gestite da organizzazioni nazionali, europee o internazionali e che già forniscono una grande quantità di dati per i servizi di Copernicus, e le Sentinelle, specifiche per le esigenze del programma. Le Sentinelle forniranno imponenti set di dati ambientali e climatici a lungo termine. Insieme ad altri satelliti, i loro archivi di dati combinati verranno utilizzati per produrre le Variabili Climatiche Essenziali (CryoSat-2 sostituisce la missione CryoSat che è andata persa a causa di un errore in fase di lancio nell` ottobre 2005.) per il monitoraggio, la modellazione e la previsione del clima, come stabilito dal Global Climate Observing System (riferimento EarthCARE nel precedente Earth Observatory).

Le Sentinelle si basano sull`esperienza dei precedenti satelliti europei come ERS ed ENVISAT e nazionali come SPOT. Si basano, inoltre, su una costellazione di due satelliti per soddisfare le esigenze di aggiornamento e di copertura e forniranno imponenti set di dati per i servizi operativi. Il lancio delle Sentinelle avrà inizio nel 2014.

• Sentinella 1: Il suo lancio è previsto nella primavera del 2014. E` un satellite ad orbita polare che opera in tutte le stagioni, di giorno e notte e utilizzerà uno strumento SAR in banda C supportando i servizi operativi Copernicus dedicati al suolo, alla gestione dei rischi e dell`inquinamento marino.

• Sentinella 2: pianificata per essere lanciata nel 2015, è la missione per orbita polare che fornirà al progetto GMES immagini multispettrali ad alta risoluzione sulla vegetazione, sulla superficie della terra e dell’acqua, sulle vie na22

vigabili interne e le zone costiere. La Sentinella 2 fornirà anche informazioni per gestire i servizi di emergenza.

• Sentinella 3 – pianificata per essere lanciata nel 2015, questa missione è composta da due satelliti operativi con un periodo di rivisitazione pari a 1 giorno per l`osservazione della terra emersa e due giorni per i mari. Ogni satellite sarà dotato di uno strumento Ocean and Land Colour (OLCI), di un Sea and Land Surface Temperature Radiometer (SLSTR) e un carico utile microonda tra cui un Radar Altimeter SAR (SRAL) e un Radio Meter a due frequenze microonde (MWR). La missione contribuirà alla topografia, al monitoraggio della temperatura della superficie marina e quella terrestre, del carbonio negli oceani e del colore della terra.

• Sentinella 4: pianificata per essere lanciata nel 2019, questa missione è un carico utile per il monitoraggio atmosferico con a bordo un satellite MTG per orbita geostazionaria. Per monitorare continuamente l`inquinamento atmosferico saranno utilizzati spettrometri ultravioletti vicini all`infrarosso e i loro precursori con spaziatura dal Nord Africa al Nord Europa al 6 X 6 km2 (~ 2,3 X 2,3 MI2) e con una risoluzione temporale di un`ora.

• Sentinella 5 Precursor: è una missione polare eliosincrona con il suo lancio previsto nel 2016. Il suo obiettivo è di garantire continuità in termini di dati tra Envisat e la Sentinella 5 nella misurazione globale della composizione atmosferica comprendente l’ozono, gli aerosol e e gli inquinanti precursori. Lo strumento sarà un follow-on dell`Ozone Monitoring Instrument (OMI) a bordo satellite Aura della NASA con l`aggiunta di canali nell` infrarosso.

• Sentinella 5: è una missione che monitorerà l’atmosfera da un’orbita polare a bordo di un satellite EPS-SG il cui lancio è previsto nel 2020. Darà continuità ai dati relativi alla composizione atmosferica rilevati da Envisat e utilizzerà spettrometri ultravioletti e infrarossi che misureranno i profili e le quantità di tracce di gas e aerosol rilevanti nella composizione atmosferica e il clima.

WEBGRAFIA (1) http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/GMES/ Overview3 (2) http://www.wmo.int/pages/prog/gcos/index. php?name=EssentialClimateVariables (3) http://www.wmo.int/pages/prog/gcos/index.php?name=AboutGCOS (4) https://earth.esa.int/web/guest/missions/content?p_r_p_564233524_ assetIdentifier=revised-esa-earth-observation-data-policy-7098 (5) http://www.eumetsat.int/idcplg?IdcService=GET_ FILE&dDocName=pdf_leg_data_ policy&RevisionSelectionMethod=LatestReleased (6) http://www.eumetsat.int/Home/Main/DataAccess/index.htm?l=en (7) http://ec.europa.eu/enterprise/newsroom/cf/_getdocument.cfm?doc_ id=7149 (8) http://www.ceos.org/ PAROLE CHIAVE Scienza della terra; ESA; Meteosat; ERS-1; ERS-2; ENVISAT; osservazione della terra ABSTRACT The European Space Agency (ESA) operates a program of Earth observation since the launch of its first weather satellite, Meteosat, in 1977.

Retracing the success of this first mission, the family of Meteosat satellites together with the missions ERS-1, ERS-2 and Envisat have provided a large amount of data about the Earth, its climate and climate change.

The ESA is one of the largest providers of Earth Observation data to the scientific community within the framework of Earth Sciences.

AUTORE Simonetta Cheli simonetta.cheli@esa.int Capo dell'Ufficio di Coordinamento Direttorato di Osservazione della Terra ESA/ESRIN ph + 39 06 94180350 fax + 39 06 94180352

GEOmedia n°1-2014

C E LE P S la geIoA m U ati ca

r pe

AV

Supplemento a GEOmedia numero 1 2014 - Direzione, Redazione, Marketing e Stampa da mediaGEO soc.coop www.mediageo.it info@mediageo.it - Roma 2014

IN S ST AC ERT CA O BI LE

UNA NUOVA REALTA' TRA FOTOGRAMMETRIA E TOPOGRAFIA

I

veicoli a pilotaggio remoto e la geomatica stanno vivendo un momento di particolare connubio.

Hanno potuto colmare il vuoto presente tra i rilievi aerofotogrammetrici di alta precisione e i rilievi a terra con strumenti tradizionali risolvendo l’impossibilità di eseguire rilevamenti dall’alto a basso costo utilizzando anche camere amatoriali considerato il loro possibile impiego a seguito della evoluzione dei software di autocalibrazione.

I contributi che seguono sono stati selezionati da quelli presentati al recente convegno tenutosi a fine febbraio scorso all’Università di Modena su “UAV/ RPAS in Italia, piattaforme, regolamenti, applicazioni e problematiche” organizzato da SIFET ed EuroSDR con i contributi di aziende e specialisti del settore che si sono positivamente confrontati per poter avere un quadro globale dello sviluppo di tale applicazione in campo geomatico.

Immagini di copertina cortesia di F. Remondino FBK

Piattaforme UAV

Gli UAV per

Roma Drone

per il monitoraggio

il dissesto

Expo Show

ambientale

idrogeologico

SPECIALE UAV

PIATTAFORME UAV AD ALA FISSA E ROTANTE PER IL MONITORAGGIO AMBIENTALE

di Grazia Tucci, Valentina Bonora, Nadia Guardini

I sistemi aerei a pilotaggio remoto (RPAS) anche noti con il nome di

UAV - Unmanned Aerial Vehicles – costituiscono uno dei temi centrali della ricerca nel campo delle tecniche di rilievo short- e close-range.

Secondo la definizione internazionale

UVS (International Remotely Piloted

Systems Information Source), un UAV è un velivolo qualunque progettato per operare senza un pilota umano a bordo

(http://uvs-info.com/).

I

n passato, lo sviluppo di sistemi e piattaforme UAV è stato sollecitato principalmente da finalità e applicazioni militari.

Ispezioni, sorveglianza, ricognizione e mappatura delle aree ostili erano gli obiettivi principali. Solo recentemente i sistemi UAV sono divenuti di comune utilizzo per l’acquisizione di dati metrici e si stanno diffondendo le applicazioni in ambito civile. La causa può essere imputata al crescente interesse per lo studio di soluzioni low-cost in un contesto che attribuisce importanza sempre maggiore al tema della sostenibilità.

Dal momento che le tecniche di telerilevamento comportano in genere costi elevati in relazione ai sistemi che utilizzano (piattaforme aeree che richiedono sensori sofisticati) gli UAV costituiscono una valida ed economica alternativa e la loro applicazione in ambito civile sta avendo una vasta

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Ottocottero AeroMax600 utilizzato per il rilievo della Cava Grigia

diffusione, abbracciando settori quali: agricoltura, silvicoltura, archeologia ed architettura, ambiente, gestione delle emergenze, monitoraggio ambientale.

GLI OBIETTIVI DELLA RICERCA Lo scopo della ricerca in oggetto è stato quello di indagare i punti di forza e le criticità delle tecniche di rilievo da piattaforme aeree a pilotaggio remoto per la documentazione ed il monitoraggio del territorio. In particolare, nell’ambito delle attività svolte da GeCo|HUB, laboratorio congiunto dell'Università di Firenze, con Leica Geosystems s.p.a e Microgeo s.r.l., ci si è proposti di affrontare i seguenti problemi aperti: 4progettazione e gestione del piano di volo; 4valutazione della possibilità di utilizzo delle tecniche di orientamento diretto grazie all’ausilio

di sensori GNSS e INS; 4valutazione delle possibilità offerte dalle differenti piattaforme (ala fissa o mobile); 4sensoristica: camere compatte, reflex e IR, profilometri laser;soluzioni software commerciali e open-source per l’elaborazione dei dati.

L’APPLICAZIONE A CASI STUDIO REALI L’applicazione a casi di studio reali consente di valutare potenzialità e punti deboli dei diversi sistemi in relazione al tipo di oggetto.

Nello specifico si presentano due casi studio per i quali sono stati utilizzati sistemi differenti: un drone multirotore per il rilievo di una cava (Caso 1) ed un drone ad ala fissa per il rilievo delle sponde fluviali (Caso 2).

Il primo caso studio riguarda il rilievo della Cava Grigia a Monsummano (Pistoia).

Il progetto coinvolge i Co-

mitati direttivi regionali e la commissione Interregionale Scuole di Alpinismo, sciaplinismo e arrampicata libera della Toscana ed Emilia Romagna, ed è realizzato nell’ambito di un accordo tra C.A.I., Proprietà delle Cave, Comune di Monsummano Terme. Obiettivo del progetto è fornire la documentazione metrica necessaria per effettuare elaborazioni geomeccaniche dettagliate di stabilità (a cura del prof. Carlo Alberto Garzonio, direttore del LAM - Dipartimento di Scienze della Terra, UniFi). La successiva messa in sicurezza della parete ne consentirà la fruizione come palestra di roccia.

Considerata la conformazione della cava, è stato scelto di utilizzare un drone ad ala mobile per le riprese fotografiche. L’ottocottero AeroMax600 (Microgeo) monta una camera compatta (Canon PowerShot S100), oltre a GPS e piattaforma IMU.

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SPECIALE UAV

Esempio di immagine scattata lungo il corso dell'Ombrone Grossetano

Esempio di immagine scattata alla Cava Grigia a Monsummano

Il sistema è stato pilotato per acquisire una serie di immagini pseudo-ortogonali rispetto alla parete e altre prese del terreno immediatamente antistante la cava. Durante la campagna di rilievo sono state realizzate delle misure topografiche di punti di controllo, posizionati sulla parete rocciosa con l’aiuto di rocciatori esperti del CAI, sezione di Firenze. Il contestuale rilievo laser scanner è stato utilizzato per il confronto con i modelli fotogrammetrici.

Un primo test è stato effettuato sperimentando le procedure di orientamento automatico, con il software Agisoft Photoscan, su un

campione di 71 foto pressoché ortogonali rispetto alla parete. Alcuni dei punti misurati topograficamente sono stati impiegati per la scalatura e referenziazione del modello, mentre altri check points hanno consentito la valutazio-

ne dell’accuratezza della ricostruzione 3D. Il secondo caso di studio scelto per la sperimentazione è costituito da un tratto del fiume Ombrone Grossetano, in prossimità della frazione Sasso d’Ombrone, in comune di Cinigiano (GR). L’ Ombrone è il più grande fiume della Toscana meridionale, nasce sul versante sud-

Drone ad ala fissa utilizzato per il rilievo del tratto di fiume

Modello 3D texturizzato e posizione delle camere orientate invece di Esempio di immagine scattata alla Cava Grigia a Monsummano

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orientale dei Monti del Chianti e dopo un corso molto articolato sfocia nel Mar Tirreno a sud-ovest di Grosseto. E' caratterizzato da una significativa portata di sedimenti in sospensione, a causa dell'alta erodibilità dei terreni argillosabbiosi su cui scorre. Il regime pluviometrico è marcatamente stagionale, con periodi di magra estremi in estate e piene turbinose in autunno.

Si concentrerà l’attenzione sul rilievo degli argini e della vegetazione spondale al fine di avviare un progetto di monitoraggio dell’ecosistema fluviale.

Vista l’estensione del tratto di fiume da rilevare e le caratteristiche morfologiche dell’intorno, si è deciso di realizzare le prime acquisizioni da piattaforma aerea a bassa quota. Il sistema ad ala fissa che è stato utilizzato (FlyGeo di FlyTop), monta una fotocamera digitale (Canon IXUS 140), una piattaforma IMU ed un’antenna GPS.

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SPECIALE UAV Le mire fotogrammetriche per la georeferenziazione del rilievo sono state misurate con sistemi di posizionamento satellitare.

Durante la campagna sono stati eseguiti 4 voli a quota diversa. L’elaborazione ha fino ad ora riguardato due set di immagini: il primo comprendente 25 immagini estratte dal volo a quota +150 m ed il secondo comprendente 20 immagini estratte dal volo a quota +100 m.

Dopo l’allineamento e la referenziazione sono stati calcolati i modelli di punti ad alta risoluzione, e le relative mesh. Nel primo caso, il modello realizzato comprende l’intera estensione rilevata, mentre nel secondo caso l’area più a valle. Questa scelta è stata dettata dalla necessità di valutare la leggibilità del modello, in funzione della risoluzione, allo scopo di riconoscere e quantificare la vegetazione arbustiva spondale.

Modello 3D texturizzato e posizione delle camere orientate per il volo a quota più alta

Modello 3D texturizzato e posizione delle camere orientate per il volo a quota più bassa

RINGRAZIAMENTI Aldo Terreni e Franco Falai CAI, sezione di Firenze - posizionamento delle mire sulla parete di roccia Roberto Nesti - scansioni 3D della Cava Grigia Marco Salvadori (Microgeo) – volo con AeroMax600 Marco Delfino (GeoMax) - misura delle mire fotogrammetriche lungo le rive dell'Ombrone Gabriele Santiccioli (FlyTop) – volo con FlyGeo BIBLIO-SITOGRAFIA Hardin, P. J., & Jensen, R. R. (2011). Small-scale unmanned aerial vehicles in environmental remote sensing: Challenges and opportunities. GIScience & Remote Sensing, 48(1), 99-111.

Ho, C. K., Robinson, A., Miller, D. R., & Davis, M. J. (2005). Overview of sensors and needs for environmental monitoring. Sensors, 5(1), 4-37.

Remondino F., Barazzetti L., Nex F., Scaioni M., Sarazzi D. (2011), UAV photogrammetry for mapping and 3d modeling – current status and future perspectives., Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci. Vol. XXXVIII-1/C22, ISSN 1682-1750 Sona, G., Pinto, L., Pagliari, D., Passoni, D., & Gini, R. (2014). Experimental analysis of different software packages for orientation and digital surface modelling from UAV images. Earth Science Informatics, 1-11.

Enac webpage: http://www.enac.gov.it/ European Commission - RPAS RoadMap webpage: http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/aerospace/uas/ International Remotely Piloted Systems Information Source webpage: http://uvs-info.com/ PAROLE CHIAVE UAV; FOTOGRAMMETRIA; DSM; MONITORAGGIO AMBIENTALE ABSTRACT The UAV systems have achieved a considerable attention in recent years as platforms for data acquisition and measuring; the extraction of terrain models, orthophotos and 3D textured models can be applied for several purposes, including surveying and monitoring of the landscape for the assessment and management of risks to which it is subjected. In this paper we present some of the possibilities offered by UAV systems through application to two case studies in order to evaluate the strengths and weaknesses.

AUTORI Grazia Tucci, graziatucci@unifi.it - Valentina Bonora, valentina.bonora@archimetro.it - Nadia Guardini, nadia.guardini@yahoo.it Laboratorio GeCo, Università degli Studi di Firenze

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SPECIALE UAV

FOTOGRAMMETRIA DA UAV PER INTEGRARE IL RILIEVO E LA DOCUMENTAZIONE DI MONUMENTI COLPITI DA SISMA di Caterina Balletti, Francesco Guerra, Paolo Vernier

Fig. 1 - Vista interna della chiesa di San Geminiano a San Felice sul Panaro.

L

a diffusione sul territorio dei danni causati dalle recenti scosse sismiche ha evidenziato la necessità di registrare la posizione dei manufatti e di alcuni dettagli architettonici all’interno del tessuto urbano per facilitarne un eventuale recupero.

Questi dati devono essere inglobati in un’unica e più ampia cornice, per preservare le relazioni fra le parti che costituiscono l’intera area considerata. In questo caso, il rilievo non intende solo considerare la città e le sue fabbriche, ma diventa un contenitore multi scala dove le emergenze possono essere catalogate (Buttolo et al., 2011).

Nella maggior parte dei casi, gli edifici colpiti da un sisma presentano gravi danni che ne hanno modificato la forma, fino ad arrivare ad alcuni casi estremi, in cui la struttura è completamente collassata. Il rilievo, basato sull’uso di nuove strumentazioni e innovative tecniche per il rilievo e la modellazione 3D, fornisce una solida base per la conoscenza geometrica, materica e per la successiva

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analisi dei degradi e dei dissesti dei manufatti.

Il caso studio della chiesa di San Geminiano a San Felice sul Panaro, quasi totalmente distrutta dal terremoto, ha permesso la messa a punto di un sistema complesso per ottenere un rilievo basato sull’integrazione di tecniche di fotogrammetria multi-immagine e laser scanning al fine di supportare un intervento di restauro e di recupero del manufatto architettonico. In particolare la fotogrammetria da UAV è una tecnica che si è sviluppata negli ultimi anni e ha trovato applicazione in diversi campi: dall’archeologia (Remondino et al., 2011; Chiabrando et al. 2012;), fino al rilievo di aree terremotate (Baiocchi et al., 2013; Dominici et al., 2012).

IL RILIEVO LASER SCANNING La scelta di un rilievo laser scanning è stata motivata dalla necessità di definire la posizione dei manufatti nella piazza del paese, in particolar modo della chiesa di San Geminiano, ottenendo un

L’articolo descrive i risultati di una campagna di rilievo condotta sulla Chiesa di San Geminiano a San Felice sul Panaro (Modena), quasi completamente distrutta dalle scosse sismiche dell’ultimo terremoto.

Qui sono stati utilizzati diversi strumenti e metodologie al fine di creare un sistema che integrasse le più recenti tecniche nel campo della Geomatica.

Come già emerso in Abruzzo, a causa della complessità dei contesti operativi e della geometria degli edifici, si è reso necessario utilizzare i metodi più moderni, stimolando di conseguenza l’avanzamento della ricerca sia nella fase di acquisizione dei dati, che durante le successive elaborazioni: diventa inevitabile integrare differenti tecniche di rilievo per arrivare ad una completa documentazione tridimensionale dell’oggetto di studio come, da alcuni anni, propone il Laboratorio di Fotogrammetria dell’Università IUAV di Venezia come particolare ambito della ricerca.

modello tridimensionale utile sia per la conoscenza della geometria, sia per supportare le analisi sul degrado e sui dissesti delle strutture: il comportamento di questi edifici è caratterizzato da instabilità e deformazioni che si sono sviluppate durante il corso degli anni, fortemente aggravate dalle recenti scosse sismiche Il laser scanner, oltre a consentire di rilevare elementi architettonici anche difficilmente raggiungibili, grazie ai rapidi tempi di acquisizione che lo caratterizzano, riduce l’esposizione dell’operatore in un ambiente ad alto rischio, come parti di città colpite da terremoti.

A San Felice sul Panaro è stato utilizzato il laser scanner FARO Focus 3D a differenza di fase, particolarmente adatto per veloci acquisizioni (fino a 976.000 punti al secondo) con una buona qualità (±2 mm in un range da 0.6 a 120 m) di informazioni tridimensionali, anche in condizioni ambientali difficili.

Le scansioni sono state acquisite con un passo angolare di 0.035°, in modo da

garantire l’acquisizione di un punto ogni 6 mm a 10 m di distanza, ossia con una densità adeguata alla scala 1:50.

Si è realizzata una rete topografica di inquadramento per georeferenziare in un unico sistema di riferimento le scansioni eseguite nella piazza, all’esterno e all’interno della chiesa. Sono stati inoltre rilevati topograficamente 36 target per il laser e 12 per la fotogrammetria.

La fase di elaborazione dei dati si è svolta usando software specifici (FARO Scene, Pointools); le 15 scansioni sono state allineate attraverso una metodologia nota come “georeferenziazione sui target” che prevede l’uso dei dati topografici acquisiti con la stazione totale. In questo modo è stata ottenuta un’unica nuvola composta da più di 450.000.000 punti.

FOTOGRAMMETRIA DA UAV Tuttavia il modello ottenuto mediante scansione non poteva considerarsi completo: l’impossibilità di acquisire dati metrici sulle parti sommitali degli edifici, in parti-

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SPECIALE UAV colar modo delle coperture, di fondamentale importanza per pianificare le prime opere di messa in sicurezza, ha condotto all’esecuzione di un rilievo fotogrammetrico da UAV. Quest’ultimo metodo risulta particolarmente utile in zone terremotate perché permette di documentare gli edifici danneggiati senza mettere a rischio la sicurezza dell’operatore e di acquisire dati di aree difficilmente raggiungibili con altri metodi.

Fig. 2 - L’esacottero della Mikrokopter utilizzato nel rilievo fotogrammetrico da UAV, fondamentale per l’integrazione dei dati laser scanning terrestri.

Il velivolo utilizzato è un esacottero della Mikrokopter, caratterizzato da un’autonomia di volo di 10-12 minuti, naturalmente variabile a seconda delle condizioni di vento e del peso del carico sollevato (max 250-300 gr).

L’UAV utilizza un sensore GPS con antenna planare e una serie di sensori integrati (un accelerometro triassiale MEMS, tre giroscopi MEMS, un sensore di campo magnetico triassiale e un sensore di pressione a 12 bit) per determinarne la posizione e l’assetto in volo. Il sistema permette sia di registrare i dati di telemetria su una micro SD collocata a bordo del ve-

livolo sia di trasmettere alla stazione a terra la velocità di volo, la quota, la distanza dal pilota, la posizione GPS e soprattutto il livello di carica della batteria. Inoltre, è possibile trasmettere in tempo reale alla stazione a terra ciò che la fotocamera inquadra, in modo da agevolare l’operatore sia nella fase di pilotaggio, che nell’acquisizione dei fotogrammi in modalità manuale.

Sul velivolo è stata montata una Canon Powershot S100, camera compatta e leggera (198 gr) ma con una buona risoluzione (12Mpx). La fotocamera contiene un sensore CMOS 1/17” di dimensioni 7.44x5.58 mm, con pixel di 1.86 m. Lo zoom 5x consente di ottenere una lunghezza focale equivalente variabile in un range compreso tra i 24 e i 120 mm.

Dei tre voli a quote diverse programmati, a causa delle avverse condizioni meteorologiche, ne sono stati realizzati solo 2 con waypoint disposti secondo un grigliato regolare in modo da coprire l’intera area della chiesa.

Per la definizione del piano di volo sono stati presi in considerazione la scala dei fotogrammi, il loro ricoprimento a terra, la lunghezza focale della camera, la sovrapposizione tra i vari fotogrammi, l’altezza del volo e la distanza tra i centri di proiezione. Grazie ai sensori di posizionamento incorporati, l’UAV può volare sia in modalità assistita che in modalità autonoma. Infatti, i waypoint possono essere identificati manualmente su una foto aerea georeferenziata attraverso il software di controllo del velivolo e trasmessi al drone per definire il piano di volo.

Fig. 3 - Il drone in fase di volo assistito sopra le macerie della chiesa.

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Fig. 4 - I fotogrammi sono stati acquisiti con la camera Canon Powershot S100, una camera compatta sufficientemente leggera da essere alzata in volo dall’esacottero, ma con una buona risoluzione (12Mpx).

Fig. 5 - Screenshots di alcune fasi di elaborazione dei dati: a sinistra l’allineamento dei dati laser scanning, a destra il modello ottenuto in Photoscan.

L’altezza media impostata per il volo è stata di 35 metri dal suolo, fornendo così una copertura a terra del fotogramma di circa 40x50 metri e un GSD pari a circa 1 cm. La distanza tra i centri di proiezione è stata impostata a 14 metri, per avere una sovrapposizione longitudinale del 75% e una trasversale del 70%. Il veicolo ha volato seguendo il piano definito attraverso i waypoint, mentre dalla stazione a terra si sono controllate sia la traiettoria sia l’acquisizione delle fotografie (in totale 195 fotogrammi nadirali). Il volo attraverso i waypoint si è reso assolutamente necessario, poiché la conformazione dell’area da rilevare non concedeva la visibilità del drone durante l’intera acquisizione; inoltre il volo assistito è molto più gestibile rispetto al pilotaggio manuale.

ELABORAZIONE DEI DATI I dati fotogrammetrici sono stati usati per integrare quelli laser scanner per ottenere un modello tridimensionale della chiesa e degli edifici vicini che fosse il più completo possibile.

Le immagini sono state elaborate con PhotoScan AgiSoft, software multiimmagine che permette l’orientamento di blocchi fotogrammetrici in cui la geometria delle prese può non essere quella canonica della fotogrammetria aerea organizzata in strisciate, purché vi sia un’adeguata sovrapposizione tra i fotogrammi

per l’identificazione dei punti omologhi (AgiSoft, 2013).

Questo software, diversamente da altri in commercio, consente l’orientamento del modello in un sistema di riferimento noto. Infatti, è possibile posizionare alcuni marker sul modello 3D, o sui singoli fotogrammi, assegnandovi coordinate X, Y, Z note.

In questo caso, per l’orientamento dei fotogrammi, sette target sono stati collimati manualmente sulle fotografie e a essi sono state poi assegnate le coordinate ottenute dal rilievo topografico. In questo modo, i punti sono stati utilizzati come punti di appoggio per la risoluzione del bundle adjustment. Al termine del processo è stata ottenuta una mesh di 5 milioni di poligoni ed una nuvola di punti densa di 29 milioni di punti.

La precisione del risultato ottenuto è stata verificata sulle coordinate di alcuni punti topografici non utilizzati nella fase di orientamento, ma usati come checkpoint.

Lo scostamento massimo in modulo è di 0.014 m in quota. Di questi dati è stato calcolato anche il relativo RMSx (0.006 m), RMSy (0.005), RMSz (0.01).

Alla fine del procedimento, la nuvola di punti fotogrammetrica, opportunamente orientata sul sistema di riferimento topografico, è stata unita alle nuvole acquisite dal laser, in modo da ottenere una copertura quasi totale dell’area e dell’edificio oggetto di studio.

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SPECIALE UAV

Fig. 6 - Vista della nuvola di punti rilevata con il laser FARO Focus 3D (a sinistra), e del modello finale ottenuto integrandoi dati terrestri con quelli da UAV.

Fig. 7 - Dai dati rilevati si sono ricavati sia le ortofoto che i profili orizzontali e verticali per la realizzazione di elaborati grafici, punto di partenza per le successive analisi in ambito conservativo.

Il risultato ottenuto è adatto per una rappresentazione alla scala nominale 1:50 e costituirà il punto di partenza per le successive analisi in ambito conservativo.

CONCLUSIONI Il procedimento metodologico descritto in questo articolo rappresenta una soluzione alternativa alle problematiche che intercorrono nei rilievi di aree colpite da terremoti. Per questo progetto, gli strumenti normalmente utilizzati in geomatica, come il laser scanner e la stazione totale, sono stati affiancati da nuovi sistemi (fotogrammetria multi-immagine da UAV) al fine di ottenere un modello 3D completo. L’uso di sistemi quali l’UAV e il dense stereo matching risultano molto efficaci e risolvono i problemi che intercorrono nei rilievi di aree sensibili e complesse.

Come noto, gli algoritmi multi-immagine, implementati in diversi software Structure from Motion, come appunto PhotoScan, permettono all’utente di ottenere una nuvola di punti ad alta risoluzione da un set di fotogrammi di partenza con una distribuzione non “canonica” delle prese. Queste nuvole di punti, anche se più rumorose rispetto a quelle ottenute dal laser scanner, risultano molto utili, fornendo informazioni aggiuntive

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e spesso fondamentali per la conoscenza geometrica completa dei manufatti.

L’elaborazione dei dati acquisiti ha messo in risalto alcune problematiche relative al controllo metrico del modello finale: Photoscan fornisce, infatti, solamente l’indicazione degli errori ri-

Fig. 8 - Il rilievo ha permesso di realizzare un modello 3d dello stato attuale della chiesa fondamentale sia nello studio dei nodi strutturali rimasti che per la progettazione di opere provvisionali di copertura.

guardanti i punti usati per l’orientamento, ma non dà nessuna informazione sulla accuratezza geometrica dell’intero modello.

Questa ricerca sottolinea, ancora una volta, la necessità del controllo di tutte le operazioni di rilievo, che può essere garantito solo attraverso una rete topografica.

Quest’ultima rappresenta, infatti, l’ossatura del rilievo, grazie alla quale le nuvole di punti, rispettivamente ottenute dal laser scanner e dalla fotogrammetria da UAV, vengono integrate e georeferenziate nello stesso sistema di riferimento.

I dati ottenuti sono stati utilizzati dal gruppo di lavoro che sovraintende i lavori di recupero e conservazione della Chiesa di San Geminiano per diversi scopi. Prima di tutto, grazie al DEM realizza-

to è stato possibile calcolare il volume delle macerie all’interno della chiesa, che si è dimostrato valido supporto per la loro rimozione. Il volume è calcolato tra un piano inferiore a livello Z costante e una superficie ottenuta interpolando i dati del laser scanner secondo una griglia di 5x5 cm. Inoltre, i dati ottenuti saranno utilizzati per valutare l’eventuale reazione delle strutture una volta che le macerie saranno rimosse. Infine, anche la sola documentazione fotografica acquisita da UAV si è rivelata essenziale per le prime fasi di messa in sicurezza delle due cappelle laterali della chiesa, che dovevano essere coperte per evitare ulteriori danni causati dall’esposizione agli agenti atmosferici.

BIBLIOGRAFIA Ballarin, M., Buttolo, V., Guerra, F., and Vernier, P. (2013), Integrated surveying techniques for sensitive areas: San Felice sul Panaro. ISPRS Annals Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., II-5/W1, 19-24 Baiocchi, V., Dominici, D., Mormile, M. (2013), UAV application in post-seismic environment. Int. Arch. Photogramm.

Remote Sens. Spatial Inf. Sci., XL-1/W2, 21-25.

Buttolo, V., Geremia, E., Guerra, F. (2011), Rilievo Laser Scanning e Analisi dei dati di facciate colpite dal sisma.

Proceedings of V-Earth Sim, Virtual Earth Simulation.

Chiabrando, F., Lingua, A., Maschio, P., Rinaudo, F., Spanò, A. (2012), Mezzi aerei non convenzionali a volo autonomo per il rilievo fotogrammetrico in ambito archeologico. In: Una giornata informale per i 70 anni del Prof. Carlo Monti - 3 Maggio 2012, Politecnico di Milano, Milano, pp. 1-12.

Dominici, D., Baiocchi, V., Zavino, A., Alicandro, M., Elaiopoulos, M. (2012), Micro UAV for post si¬smic hazards surveying in old city center of L’Aquila. FIG Working Week 2012 “Knowing to manage the territory, protect the environment, evaluate the cultural heritage”, Rome, Italy.

Remondino, F., Barazzetti, L., Nex, F., Scaioni, M., Sarazzi, D., 2011, UAV photogrammetry for mapping and 3D modeling – current status and futture perspectives. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., XXXVIII-1/C22, 25-31.

Laboratorio di Fotogrammetria, Sistema dei Laboratori, Università IUAV di Venezia, Santa Croce 191, 30135 Venezia PAROLE CHIAVE FOTOGRAMMETRIA DIGITALE; UAV; LASER SCANNER; NUVOLA DI PUNTI; TERREMOTO ABSTRACT The aim of this article is to focus on the application of new technologies and methodologies in delicate contexts such as areas stroke by earthquakes. This article describes the first results of a survey campaign on the Church of San Geminiano in San Felice sul Panaro (Modena) that was almost completely destroyed by the last earthquake. In this case, different tools and methodologies have been used in order to create an integrated system of all the most recent technologies used in Geomatics.

Often, due to the complexity of contexts and the buildings’ geometry it is necessary to use the most recent structural techniques, encouraging research both during data collection and during further elaboration processes. It is indeed necessary to integrate different survey techniques in order to obtain a complete documentation of the object studied, as the Laboratorio di Fotogrammetria of the Università IUAV di Venezia has been doing for the last years, as a specific area of research.

AUTORI Caterina Balletti, balletti@iuav.it -Francesco Guerra, guerra2@iuav.it - Paolo Vernier, Vernier@iuav.it Il lavoro presentato è stato realizzato in collaborazione con: Martina Ballarin, Valentina Buttolo, Claudia Cassai, Daniele Manzato, Silvia Mander, Luca Pilot Sistema dei Laboratori – laboratorio di fotogrammetria - Università Iuav di Venezia

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MERCATO

Topcon presenta il nuovo FC-500

Topcon Positioning Group annuncia un nuovo controller da campo FC-500 con numerose caratteristiche e vantaggi, incluso un ampio display touchscreen da 4.3" ed una fotocamera da 5MP con flash a LED incorporato.

L'FC-500 è progettato per l'utilizzo professionale con i software Topcon MAGNET Field, Site e Layout, oltre a Topcon Pocket 3D. Ray Kerwin direttore "Global surveying products" ha affermato: “FC-500 funziona con tutti i ricevitori GPS/GNSS e stazioni totali Topcon, e soddisfa o supera tutti i requisiti delle applicazioni sul campo. Inoltre, FC-500 lavora con il nuovo Topcon LN-100 strumento dedicato al BIM ed al picchettamento di cantiere, semplificando il flusso di lavoro con la perfetta integrazione con la nostra suite di soluzioni software MAGNET.” Kerwin aggiunge “Con uno schermo leggibile alla luce del sole, il controller è facile da utilizzare anche in pieno sole. È il controller da campo ideale in ogni situazione (impermeabile fino a un metro di profondità, fattore di protezione IP68) ed una fotocamera di grande formato con flash a LED incorporato e 8 GB di memoria flash, consentono di archiviare centinaia di immagini di campagna.”

Il modello standard ha sia la connettività Bluetooth che WiFi, mentre l'FC-500 GEO ha Bluetooth, WiFi e GPS. Un terzo modello viene fornito con l'aggiunta di un modem cellulare 3.5G che consente l'accesso alla suite MAGNET Enterprise Solutions, “rendendo FC-500 il perfetto strumento da campo per inviare e ricevere file di dati su MAGNET cloud,” conclude Kerwin.

Per i professionisti del GIS che utilizzano il software MAGNET Field, l'FC-500 dispone di una funzione di geo-tagging che consente di imprimere le informazioni del file direttamente sulle foto, compresa la posizione GPS.

(Fonte: Geotop Topcon Italia)

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Esercitazioni di soccorso alpino con GALILEO nel sito GATE a Berchtesgaden Negli ultimi anni, GATE (Galileo Test e Development Environment) è diventato ben noto per essere un luogo di test e sviluppo del sistema Galileo ad alto livello in tutto il mondo. E' gestito da IFEN GmbH sotto un contratto del proprietario DLR (German Aerospace Center).

Il sistema di test GATE offre una vasta gamma di possibilità per scenari di simulazione di navigazione con segnali Galileo realistici su tre frequenze simultanee in un ambiente esterno. Anche se la gamma di prova è, ovviamente, una infrastruttura a terra nelle Alpi di Berchtesgaden, il sistema GATE certificato è in grado di trasmettere i segnali di navigazione originali da otto satelliti “virtuali" Galileo.

Questo include anche la simulazione di influenze naturali come la ionosfera o i ritardi troposferici, oppure le variazioni di altre caratteristiche del segnale, come ad esempio gli effetti della potenza del segnale. Inoltre, GATE include la capacità di indurre "eventi temuti" dedicati come pure avvisi simulati per uno o più satelliti della costellazione Galileo.

Ultimamente si è svolto un test Galileo per il salvataggio di sportivi colpiti da slavine, dotati di uno smartphone di nuova concezione, in grado di ricevere segnali Galileo, sul quale è stata installata la App Galileo - LawinenFon. Entrambi i componenti sono comunemente sviluppati e prodotti dalle organizzazioni sopra citate. Il progetto di sviluppo è sostenuto dall'Agenzia Spaziale del Centro Aerospaziale Tedesco (DLR) a Bonn, con il finanziamento del Ministero federale tedesco dell'economia e dell'energia.

Galileo LawinenFon utilizza i segnali che vengono ricevuti in diverse posizioni automaticamente durante il movimento dell'utente dotato di smartphone. Queste diverse posizioni possono essere misurate e definite attraverso l'utilizzo di un algoritmo appositamente sviluppato. Pertanto, non solo il GPS statunitense, ma anche il GLONASS russo e il futuro sistema europeo Galileo vengono ricevuti ed elaborati. Lo Smartphone elabora quindi la posizione esatta dell'uomo sepolto dalla valanga.

La dimostrazione effettuata in GATE Berchtesgaden ha approfittato del fatto che - a differenza di praticamente qualsiasi altra parte del mondo - la navigazione satellitare Galileo qui è già operativa oggi, mentre nel resto del mondo, questi segnali verranno resi pienamente disponibili nel senso di "trasmessi dallo spazio" solo dal 2018 in modo efficace. Il test si è potuto realizzare grazie ai segnali Galileo di GATE - i segnali che vengono generati e trasmessi dalle antenne sulle montagne che circondano la pittoresca valle di Berchtesgaden.

(Fonte: GATE)

La forte penetrazione del BIM nel mercato delle costruzioni Un recente rapporto sul settore delle costruzioni di McGraw Hill analizza i dati dell'indagine raccolti da imprese edili che utilizzano il Building Information Modeling (BIM). L'indagine è stata condotta in nove importanti mercati delle costruzioni del mondo. I dati e le analisi in questo rapporto si basano su un sondaggio online condotto con 727 imprese in dieci paesi: Australia, Brasile, Canada, Francia, Germania, Giappone, Nuova Zelanda, Corea del Sud, Regno Unito e Stati Uniti.

Secondo l'analisi McGraw Hill mentre l'attuazione del BIM è in corso da lungo tempo in Canada, Francia, Germania, Regno Unito e Stati Uniti, alcune delle aree in cui il BIM ha appena iniziato a penetrare mercati, tra cui Australia, Brasile , Giappone, Corea e Nuova Zelanda, stanno superando i mercati più maturi in diverse categorie chiave della ricerca, come il ROI, il ritorno degli investimenti, offrendo nuovi servizi innovativi espandendo l'uso del BIM a progetti non solo di costruzioni come le attività estrattive e manifatturiere.

Gli appaltatori che usano il BIM segnalano un ROI positivo sui loro investimenti nel BIM. La percentuale maggiore di imprese stima che il ROI sui loro investimenti BIM è tra il 10% e il 25%. L'analisi ha rilevato che ogni regione ha diversi driver che contribuiscono a migliorare il ritorno sugli investimenti necessari. Imprenditori giapponesi, tedeschi e francesi segnalano il più alto ROI sugli investimenti BIM, seguono poi la Corea del Sud, il Regno Unito e Stati Uniti.

Lo studio ha scoperto anche che il BIM ha ridotto significativamente la rilavorazione sui progetti, mentre i primi due vantaggi che gli appaltatori hanno riportato di aver ricevuto dal BIM sono la riduzione degli errori ed omissioni e ridotte ri-lavorazioni. Entrambi forniscono benefici finanziari immediati e contribuiscono al forte ROI. I successivi vantaggi più importanti sono i ridotti costi di costruzione, la ridotta durata del progetto e una maggiore sicurezza.

(Fonte: Redazione)

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MERCATO ITACA: monitorare i siti archeologici costieri Le Isole Egadi e Metohi (Grecia settentrionale) sono le aree individuate dal progetto ITACA per testare il sistema di monitoraggio e gestione di siti archeologici costieri sommersi, che Planetek Hellas e il team internazionale di progetto svilupperanno integrando le tecniche tradizionali con le tecnologie di E.O. e strumenti webGIS. Il progetto ITACA (Innovation Technologies and Applications for Coastal Archaeological sites) si occupa di sviluppare e dimostrare un sistema di monitoraggio e gestione di siti archeologici sommersi nelle aree costiere. Il servizio di indagine e di monitoraggio utilizza innovative tecniche di telerilevamento satellitare, combinate con algoritmi di elaborazione delle immagini. Il progetto sviluppa una serie di applicazioni integrate in un sistema che persegue i seguenti obiettivi: • Ricerca e localizzazione di antichi relitti di navi; • Monitoraggio dei relitti, ruderi e reperti storici sommersi; • Integrazione dei dati satellitari con i dati rilevati in situ in uno strumento di gestione personalizzato per i siti subacquei; • Dimostrazione di idoneità del sistema per la successiva realizzazione di un servizio.

Analiticamente, saranno utilizzati dati satellitari da alta risoluzione radar ad apertura sintetica (TerraSAR-X, Cosmo-SkyMed) e multispettrali (WorldView-2) per ricavare la batimetria del fondo marino fino alla profondità di 70 metri. La fusione tra i dati rilevati sarà successivamente processata con algoritmi di rilevamento delle forme, specifici per i reperti archeologici.

I nuovi algoritmi, la modellazione fisica e le capacità di calcolo saranno integrati in un WebGIS, insieme ai dati registrati dalla superficie (2D e modellazione 3D) e dalle indagini subacquee. Nel WebGIS saranno inclusi anche specifici layers archeologici che consentiranno l'identificazione degli oggetti tramite tecniche di rilevazione di forma e di mappatura.

Per saperne di più http://www.planetek.it/itaca (Fonte: Planetek)

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Attivato il servizio di vendita di mappe catastali on line sul sistema telematico Sister Le mappe catastali possono essere acquistate direttamente online, senza più recarsi negli uffici catastali. Il nuovo servizio è disponibile sul sito dell’Agenzia delle Entrate per gli utenti abbonati alla piattaforma web del sistema telematico territorio Sister, che potranno richiedere le mappe relative a tutte le province italiane, fatta eccezione per Trento e Bolzano.

L’acquisto online ha gli stessi costi applicati alle riproduzioni delle mappe in formato digitale rilasciate presso gli Uffici (Provvedimento del 19 marzo 2003 della ex Agenzia del Territorio, pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 74 del 29 marzo 2013).

I servizi offerti su Sister - Oltre che acquistare le mappe, sulla piattaforma telematica dei servizi catastali e di pubblicità immobiliare è possibile consultare le banche dati per effettuare visure, ricerche catastali e ispezioni ipotecarie. Il sistema permette, inoltre, di presentare online agli Uffici provinciali - Territorio i documenti di aggiornamento delle banche dati catastale e di pubblicità immobiliare da parte dei soggetti abilitati (professionisti tecnici, notai e pubblici ufficiali).

Come abbonarsi - L’accesso a Sister è aperto su abbonamento, da attivare direttamente in via telematica con firma digitale. Ricevuta la richiesta di convenzione, l’Agenzia rilascia una password con cui versare, sempre online, gli importi per l’abbonamento (200 euro, a titolo di rimborso spese, e 30 euro per ogni password di accesso richiesta, valida per un anno solare) e le somme per la fruizione del servizio.

(Fonte: Agenzia delle Entrate)

GEOmedia n°1-2014

MERCATO Nuovo Leica DISTO D810 Touch, per misurare con semplicità fino a 200 metri di distanza Teorema srl Milano, distributore nazionale dei misuratori laser palmari della serie Leica DISTO, presenta il nuovo Leica DISTO D810 TOUCH, la nuova star della famiglia Leica DISTO, che ha recentemente ricevuto il premio INNOVATION AWARD del BATIMAT, una delle fiere più importanti a livello europeo per il settore delle costruzioni ed architettonico, appena concluso a Parigi.

Il Leica DISTO D810 Touch rappresenta una delle maggiori novità Leica degli ultimi 20 Anni nel settore della misura laser. Il nuovo schermo più largo, la tecnologia touch screen ed il Bluetooth SMART, insieme all'inclinometro a 360gradi ed un distanziometro con portata in esterni pari a 200 metri reali, fanno di D810 il migliore distanziometro laser mai prodotto e progettato, e segna per Leica DISTO un nuovo traguardo d'innovazione per celebrare nel migliore dei modi i 20 anni di Leica DISTO! Nuove funzioni di misura e calcoli fotogrammetrici, fino a oggi impensabili, stupiranno chi lo utilizza, ma soprattutto la facilita' di utilizzo e la semplicità del software stimoleranno all'acquisto nuovi e vecchi utenti.

La soluzione professionale prevede anche un nuovo accessorio per il puntamento a controllo micrometrico dello spostamento orizzontale e verticale, migliorando la stabilità e l'utilizzo della nuova camera fotografica integrata.

Per maggiori informazioni visita il sito www.disto.it

Story maps e terremoti: nuovi strumenti di informazione per mitigare il rischio sismico Negli ultimi anni la diffusione crescente delle story maps come nuovo canale di comunicazione ed informazione ha consentito all'INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) di sperimentare questa nuova tecnica anche nel campo della riduzione del rischio sismico.

Partendo dalle esperienze fatte con la tecnologia di ArcGIS On-Line per lo sviluppo di applicazioni sulla sismicità in Italia, si è passati alla realizzazione di alcune story maps per raccontare gli aspetti del nostro territorio legati al rischio sismico e al rischio tsunami.

In particolare, nell'ambito delle campagne di informazione "IO NON RISCHIO" promosse dal Dipartimento della Protezione Civile, sono state sviluppate le mappe interattive a supporto dei volontari impegnati nelle attività nelle piazze della campagna. Le story maps sono state inoltre utilizzate anche come supporto per esercitazioni, nella gestione delle emergenze, nell'informazione quotidiana sui terremoti affiancate ai canali che INGV ha sviluppato di recente con la piattaforma INGV terremoti.

L’INGV ha reso disponibile una galleria di story maps (http://goo.gl/ Q0RQUK) realizzate negli ultimi mesi che raccontano vari aspetti della sismicità e del rischio sismico del nostro territorio. I temi affrontati nelle story maps presenti nella galleria sono diversi: dall'evoluzione della Rete Sismica Nazionale alla Carta della sismicità in Italia dal 2000 al 2012, dalla storia dei terremoti nel Lazio fino alla sequenza sismica in Emilia Romagna nel 2012. Alcune story maps sono state sviluppate appositamente per le campagne informative Io Non Rischio del 2013, sia Terremoto che Maremoto e per esercitazioni di protezione civile.

(Fonte: Teorema)

(Fonte: INGV)

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REPORTS

GNSS E DATI GEOGRAFICI COSTITUISCONO LA QUINTA INFRASTRUTTURA PRIMARIA GLOBALE di Renzo Carlucci

Il 2014 è l’anno dell’avvio ufficiale dei servizi del sistema di posizionamento satellitare europeo

Galileo e, anche se

con qualche anno di ritardo, le aspettative per l’induzione di un mercato in rapida

evoluzione sono molte, considerato che la crescita attesa è di una triplicazione del volume economico entro il

2022.

L

e previsioni di mercato nel settore GNSS lasciano intravedere un mercato globale che sta affrontando rapidi sviluppi anche durante una recessione globale come quella che stiamo vivendo. La base installata di dispositivi GNSS ha superato i 2 miliardi e si prevede che salirà a 7 miliardi entro il 2022, cioè quasi un dispositivo GNSS a persona in tutto il mondo.

Il mercato può essere suddiviso in sette segmenti primari: Location Based Services (LBS) con il 46,9 % del mercato, Infomobilità stradale (46,2 %), Aviazione (1,0 %), Ferroviario (0,1 %), Marittimo (0,3 %), Agricoltura (1,4 %) e Topografico-geodetico ( 4,1 %).

Si prevede una crescita futura più che positiva,con accelerazione nei prossimi anni, soprattutto per le nuove applicazioni.

I LOCATION BASED SERVICES Attualmente il segmento di mercato più grande è quello LBS che è destinato a crescere in una posizione dominante nel futuro.

Il segmento LBS comprende smartphone, tablet, fotocamere digitali, computer portatili, dispositivi di fitness e strumenti per il tracciamento di persone. Gli smartphone in questo periodo dominano il segmento di mercato LBS nei ricavi, vendite e base installata e si prevede che questa situazione di supremazia rimanga tale per il prossimo futuro.

E’ anche significativo notare che la capacità dei chipset LBS si sta evol-

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vendo rapidamente, con il 70% in grado di utilizzare sistemi di aumento della precisione di tipo SBAS (Satellite Based Augmentation Systems), come il WAAS o l’EGNOS europeo, e il 30% già in grado di utilizzare il nuovo sistema europeo Galileo.

L’INFOMOBILITÀ STRADALE Il segmento di infomobilità stradale comprende dispositivi e applicazioni come i sistemi di assistenza alla

guida avanzata (ADAS), i dispositivi di navigazione personale (PND), le piattaforme assicurative Pay-Per-Use (PPUI), il monitoraggio del traffico stradale via satellite e la chiamata di emergenza per i sistemi di gestione eCall.

Fino a poco tempo fa i PND, conosciuti colloquialmente dai consumatori come satnavs o navigatori satellitari, sono stati una componente chiave nell’installazione per il

Base installata GNSS per regione

GEOmedia n°1-2014

REPORTS

Ripartizione dei ricavi cumulativi 2012-2022

mercato automobilistico stradale in termini di base installata, spedizioni e soprattutto per i ricavi. Con massicce riduzioni del costo degli oneri della comunicazione dati mobile, gli smartphone stanno rapidamente sostituendo i PND nell’ambiente dell’utente della strada in quanto possono fornire la stessa funzionalità per poco o nessun costo aggiunto.

Tuttavia, anche con un forte calo delle vendite PND, le prospettive di crescita nel segmento di mercato stradale è positivo.

Un fattore chiave per la crescita del segmento stradale europeo sarà l’installazione obbligatoria del sistema di soccorso eCall in tutte le automobili nuove e i veicoli leggeri. Progettato per contattare automaticamente i servizi di emergenza e di soccorso, fornirà informazioni GNSS di posizione, in caso di incidente, attivandosi quando un airbag va in azione. Il regolamento del sistema prevede l’entrata in vigore in tutta Europa durante il 2015.

In generale comunque il segmento di mercato stradale ha recentemente subito cambiamenti significativi a causa delle funzionalità avanzate degli smartphone, ma anche dei produttori dei dati geografici, se si pensa che la cartografia di base Teleatlas o TomTom ha subito duri colpi dalle mappe di Google o di OpenStreetMap. Tuttavia, con le innovazioni che sono già in corso di realizzazione, come i citati PPUI, RUC e ADAS, i futuri sviluppi nel segmento stradale sono suscettibili di essere promettenti sia per il business che per l’utente finale. eCall potrebbe anche essere un punto di svolta per il mercato se veramente mandato in attuazione entro il prossimo anno.

Per il dato geografico connesso a tale mercato sarà di straordinaria importanza la freschezza e l’aggiornamento per evitare una possibile sfiducia da parte dell’utenza.

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L’AVIAZIONE Il segmento di mercato dell’aviazione si sviluppa essenzialmente nella General Aviation / Visual Flight Rules (GA/VFR) che conta ad oggi una grande base installata. Poiché i piloti attualmente operano con regole VFR, qualsiasi dispositivo GNSS contemplato non è considerato critico per la sicurezza e non è regolato in termini operativi. La maggior parte delle vendite attuali sono in Nord America, tuttavia l’Europa e il resto del mondo vedono una rapida crescita delle vendite, in particolare nei paesi BRICS (Brasile, Russia, India, Cina e Sudafrica).

Per quel che riguarda i sistemi SBAS come WAAS e EGNOS, ci sono diverse iniziative che offrono opportunità

per farne crescere l’uso per il settore dell’aviazione. EGNOS può essere utilizzato per fornire avvicinamenti strumentali con orientamento verticale (LPV200 e APV -I) per tutti gli aeroporti in Europa. Il sistema è in grado di fornire una maggiore capacità e miglioramento delle operazioni in condizioni di visibilità scarsa, soprattutto in piccoli aeroporti. Poiché le applicazioni IFR sono fortemente regolamentate, il cambiamento all’interno di questo sotto-segmento tende ad essere lento nel tempo.

Una simile lenta evoluzione è prevista in altri segmenti di mercato ben regolamentati come il segmento marittimo.

EGNOS Open Services accuratezza planimetrica negli aeroporti europei

EGNOS Open Services accuratezza della quota altimetrica negli aeroporti europei

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REPORTS LA NAVIGAZIONE MARITTIMA Nell’ambito del segmento marittimo ci sono stati una serie di recenti sviluppi che guideranno la crescita in particolare in alcuni sotto-settori. Tra questi il monitoraggio dei pescherecci, che sta diventando sempre più importante avvalendosi sempre più di sistemi GNSS. Inoltre, l’iniziativa eNavigation dell’Organizzazione Marittima Internazionale (IMO), che è stata progettata per ridurre la complessità dei sistemi di comando / ponte a bordo delle navi, dovrebbe costituire un elemento di assorbimento per i sistemi GNSS multi-costellazione.

L’analisi attuale indica che le vendite di dispositivi saranno in gran parte guidate da applicazioni di ricerca e soccorso che devono essere installate su tutte le navi, comprese le scialuppe di salvataggio. Inoltre i dispositivi di ricerca e soccorso hanno un

Stato attuale (gennaio 2014) della adozione dei sistemi EGNSS in aeroporti europei

Crescita prevista di sistemi EGNSS in aeroporti europei al 2018

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Forniture di sistemi GNSS per applicazioni

ciclo di vita più breve di altri ricevitori, a causa della loro natura critica di sicurezza, portando a un gran numero di vendite di dispositivi, con ciò spingendo i ricavi complessivi all’interno di tale segmento. Un’ulteriore crescita in questo settore è potenzialmente guidata da funzioni avanzate fornite da Galileo che introdurrà un collegamento di comunicazione di ritorno all’interno del sistema, notificando alle vittime che la loro richiesta di aiuto è stata ricevuta e l’aiuto è in arrivo.

I sistemi di navigazione sulle vie navigabili interne rappresentano una grande percentuale delle vendite e dei ricavi del segmento marittimo.

Attualmente, solo GPS e GLONASS sono approvati per l’uso dall’IMO. Circa la metà di tutti i dispositivi utilizzati in ambiente Marittimo sono su sistema multiconstellation (GPS / GLONASS) e questa frazione è destinata ad aumentare una volta che Galileo e Beidou saranno approvati per l’uso da parte dell’IMO. Con l’aumento della precisione e della continuità, sempre più applicazioni saranno disponibili per il mercato marittimo specialmente nella gestione dei Porti ove è prevista una rapida espansione nel corso dei prossimi dieci anni.

IL RILIEVO TOPOGRAFICO E GEODETICO Il segmento Survey include applicazioni come quelle catastali, il rilievo di costruzioni, la mappatura e la cartografia, le perizie minerarie, le indagini idrografiche e le indagini offshore.

Questo segmento è molto dipendente dalla crescita delle economie nazionali generali ed è strettamente correlato con la crescita nei settori delle costruzioni e di quelle minerarie.

Con la crescente precisione dei dispositivi GNSS e l’ulteriore vantaggio che sarà consegnato dai segnali GPS

L1/L5 e Galileo E1/E5, nuove applicazioni sono state sviluppate da utenti professionali. Il resto del Mondo è sulla strada del superamento dell’Europa e del Nord America per le vendite di dispositivi e la crescita dei ricavi, mentre il mondo in via di sviluppo cresce con tassi a due cifre guidato dal settore delle costruzioni.

Un’area di crescita interessante nel segmento del rilevamento è l’uso di GNSS per il controllo di macchine per le costruzioni. In Canada la costruzione di strade assistita da GNSS è già in fase di attivazione utilizzando informazioni di posizionamento satellitare in tempo reale per guidare attrezzature di posa del manto stradale. Ciò è simile alle applicazioni utilizzate nel mercato agricolo, dove la guida e controllo del trattore è onnipresente nei settori dei mercati sviluppati.

L’AGRICOLTURA L’uso combinato di tecniche di rilievo e di telerilevamento satellitare ha permesso grandi miglioramenti e nuove applicazioni nel mercato agricolo. Il segmento agricoltura per il GNSS include dispositivi e funzionalità come il Tractor Guidance, l’Automatic Steering e il Variable Rate Technology (VRT).

Le due applicazioni agricole che si prevede registreranno una crescita massiccia nei prossimi dieci anni saranno il VRT e la guida automatica.

Il VRT utilizza l’Osservazione della Terra e altre tecniche per garantire l’applicazione di una fornitura locale adattata di elementi nutrienti e fertilizzanti alle migliori condizioni locali.

Le quantità distribuite possono essere variate anche per singoli campi.

Lo sterzo automatico è la forma più avanzata di guida del trattore che permette alle macchine agricole di manovrare più volte sulla stessa traccia, ridurre gli sprechi e liberare l’ope-

GEOmedia n°1-2014

REPORTS

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Tecnologie per le Scienze della Terra 37

REPORTS ratore conducente per concentrarsi unicamente sul monitoraggio della situazione generale.

L’agenzia GSA è fortemente impegnata nella promozione GNSS all’interno del segmento Agricoltura stimolando premi come Farming by Satellite, che si rivolge alle università, studenti e giovani professionisti interessati in agricoltura, con l’obiettivo di promuovere i benefici GNSS in agricoltura (http://www.farmingbysatellite.eu).

Il segmento agricoltura è previsto essere uno dei segmenti in più rapida crescita, in quanto c’è chiaramente spazio per l’innovazione e nuove opportunità di business.

LE FERROVIE Un altro segmento di mercato per il quale si prevede di registrare una crescita massiccia nel corso dei prossimi dieci anni, è il segmento ferroviario, in quanto questo mercato, altamente regolamentato, comincia ad abbracciare le tecnologie GNSS per il monitoraggio, controllo e gestione dei treni.

Il segmento ferroviario include applicazioni quali Asset Management, Passenger Information systems, Low Density Line Command Control Systems (CCS) e High Density Line CCS. Le ferrovie offrono un ambiente operativo difficile per le tecnologie GNSS. Gallerie, trincee e canyon urbani sono tutti fattori problematici, che causano potenzialmente il blocco dei segnali GNSS degradando così la disponibilità e l’integrità del sistema, motivo per cui storicamente il GNSS non è stato utilizzato per i sistemi ferroviari safety-critical. Tuttavia il GNSS, quando combinato con altri sistemi, come le unità di misura inerziale (IMU), ha il

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potenziale per fornire un’elevata precisione di posizionamento e l’integrità del sistema di gestione di controllo del treno.

La crescita principale dei ricavi nel segmento ferroviario dovrebbe provenire dal High Line Density CCS .

L’introduzione del Positive Train Control ( PTC ) in Nord America ha fatto cambiare drasticamente la dimensione dei ricavi nel segmento ferroviario e la crescita nel prossimo decennio è prevista, principalmente a causa di innovazioni nei CCS e altre applicazioni, come ad esempio il monitoraggio del treno, la gestione, il supporto logistico e di informazione a disposizione dei passeggeri.

IL GNSS COME NUOVA INFRASTRUTTURA PRIMARIA Il Market Report GSA indica che fino al 2022 la base installata di dispositivi GNSS aumenterà quasi quattro volte tanto, in gran parte determinata dalla penetrazione di mercato nelle regioni al di fuori dell’Europa e del Nord America. Si ritiene che i vantaggi e i benefici delle economie europee e nordamericane derivanti dall’applicazione delle tecnologie GNSS verranno replicati in tutto il resto del mondo in quanto queste regioni abbracciano già tecnologie GNSS. Nel complesso si prevede che il mercato GNSS cresca forte in correlazione alla nascita di nuove funzionalità, come ad esempio il posizionamento multi-costellazione e la navigazione con Galileo e Beidou.

Entro la fine del secondo decennio del XXI° secolo il GNSS, corredato dai dati geografici, sarà finalmente considerato come la quinta infrastruttura primaria, al fianco di acqua, luce gas

e telecomunicazioni su scala globale.

L’Unione europea sta già coinvolgendo la comunità dell’industria e della ricerca nella creazione del valore aggiunto del GNSS europeo. Da poco è stato avviato il programma Horizon 2020 per la ricerca e l’innovazione.

Esso comprende il bando in navigazione satellitare Galileo, con un budget di 38 milioni di euro nel primo anno. Gli argomenti all’interno della call mirano a sostenere lo sviluppo di applicazioni innovative che possono avere un effetto sostanziale sul rafforzamento dell’industria europea e la sua capacità di competere.

WEBGRAFIA GNSS Market Report issue 3, GSA 2013 Coordinating GNSS growth in Europe, Coordinates Vol. X, Issue 1, January 2014 EGNOS Service Provision Workshop, Prague, 3-4 July 2013 http://www.rivistageomedia. it/201310305504/rilievo-e-localizzazione/ mercato-gnss-in-forte-crescita-secondo-gsa. html PAROLE CHIAVE gnss; galileo; beidou; navigazione; posizionamento satellitare ABSTRACT 2014 is the year of the official start of services provided by European Galileo satellite positioning system, and even if a few years late, the expectations for the induction of a rapidly growing market are many, with expected growth more then doubled by 2022.

The latest forecasts of the market in GNSS derived from GNSS Market Report released last year by the European GNSS Agency (GSA) suggest a global market that is facing rapid developments even during a global recession like the one we are facing now.

AUTORE Renzo Carlucci direttore@rivistageomedia.it Direttore Editoriale di GEOmedia

GEOmedia n°1-2014

REPORTS

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REPORTS

PERCHÉ LO SPAZIO È COSÌ IMPORTANTE PER LE REGIONI? di Giovanni Sylos Labini

Le

attività spaziali sono molto particolari nella loro capacità di originare crescita e competitività e nella loro

dimensione continentale costituiscono un asset strategico per la competizione e la difesa , intese in senso pacifico , in un ’ epoca travagliata .

P

er questi motivi, il Trattato di Lisbona definisce lo Spazio come una politica comune dell'Unione Europea, in qualche modo, un asset strategico per una potenza globale.

A scala locale, altre capacità peculiari dello spazio emergono, come duplice motore di crescita ed evoluzione contemporaneamente sul fronte dell’offerta, stimolando lo sviluppo di soluzioni all’avanguardia, e della domanda, principalmente ma non solo, pubblica, moderna e consapevole.

Il termine "Rocket Science" non è casuale. Negli ultimi 50 anni i sistemi spaziali sono stati al centro della corsa all'innovazione, portando allo sviluppo di un'industria sana che va dai materiali avanzati all'informatica. Altrettanto stimolante ed affascinante è la crescita dei servizi spaziali.

Consideriamo ad esempio la navigazione satellitare, oggi i satelliti offrono altissima precisione nella posizione e nei tempi a livello globale, consentendo servizi che pochi decenni fa erano inimmaginabili o pura fantascienza.

La grande domanda è: "come armonizzare le multiple dimensioni dello spazio?"

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Per cercare di rispondere a questa domanda, il Cluster Aerospaziale (DTA) e la Regione Puglia hanno invitato le regioni Nereus, la rete europea delle regioni aerospaziali, ad incontrarsi il 27-28 Febbraio a Bari per la Conferenza Internazionale "Space4You - Lo spazio una chiave per la competitività e la crescita”. Attirando più di 350 partecipanti, ha riunito i rappresentanti delle regioni europee, l'Agenzia Spaziale Europea, la Commissione Europea, l'Agenzia Europea per la Navigazione Satellitare GSA, le agenzie spaziali nazionali, le istituzioni regionali e nazionali, le associazioni industriali dello spazio, i maggiori gruppi industriali Europei (Airbus Space, OHB, TAS, Telespazio), le università e gli utenti, per sottolineare il ruolo fondamentale dello spazio nel determinare la competitività e la crescita.

Space4You è stato un intenso dibattito su come portare lo spazio nelle regioni europee con un forte approccio usercentered, ma anche per rinnovare l’attenzione delle agenzie spaziali e dell'Unione Europea sulla dimensione regionale dello spazio.

GEOmedia n°1-2014

Lo Spazio come opportunità di crescita e di competitività. Gli oltre 300 delegati, istituzionali e non, arrivati a Bari da tutta l’Europa lo scorso 27-28 febbraio hanno partecipato, contribuendo, ognuno con il proprio ruolo, a comporre la grande e luminosa fotografia che emerge analizzando il settore aerospaziale in Europa, e in particolare da quelle Regioni che hanno compreso e investito nel suo potenziale.

Space4You, l’evento internazionale organizzato da Regione Puglia e NEREUS (Network of European Regions Using Space Technologies), ha messo in contatto i rappresentanti della Commissione Europea, delle Agenzie Spaziali ESA, ASI e CNES, la GSA delle Università, degli Enti di Ricerca, delle Regioni europee aderenti a NEREUS (sei per l’Italia), e delle aziende private.

Veniamo alla fotografia d’insieme. Già da tempo l’Unione Europea ha consolidato il suo impegno, stimolando una politica comune attraverso programmi quali Copernicus, Galileo-EGNOS e HORIZON 2020. Quest’ultimo, ufficialmente iniziato a gennaio 2014, è il nuovo programma di ricerca europeo. In totale tra il 2014 e il 2020 a disposizione del comparto spazio europeo ci saranno circa 12 miliardi di Euro, di cui 1,7 mld dal programma HORIZON 2020 (fonte: Space infodays, Mats Ljungqvist - European Commission).

Circa 22 Regioni europee aderenti al network NEREUS hanno compreso e sostenuto i propri comparti aerospaziali, con attività di coordinamento e stanziamento fondi.

Se esaminiamo qualche dato per la Regione Puglia, scopriamo che il settore aerospaziale fattura oltre 1 miliardo di Euro, incidendo nelle esportazioni nazionali per il 7,5% e impiegando nelle 80 aziende pugliesi circa 5.500 lavoratori, registrando un +40% nell’ultimo triennio (+146% per le PMI).

Fonte: Press Regione Puglia

6/d - 60 6/ 600 01 15 Fa Falc con ona arra M M..ma m (AN AN)) 6 - Fax ax 071 71..9 916 165263 52 5 263 63 REPORTS oma max x--po posi siti tio on nin ing g..it it sitio ittNoi ioni io oning niing n ngnon ..iit pretendiamo che osiittio os on niing in ng g.c com m//iit

i nostri strumenti

funzionino ovunque...

....ma promettiamo che lavorino quando tu lavori.

Il messaggio da più parti ribadito, è pertanto quello di cooperare, attraverso il network NEREUS, e attraverso i distretti aerospaziali, per stimolare e promuovere una strategia comune tra le Regioni Aerospaziali, tesa a rinforzare un utilizzo continuo e sistematico dei dati e delle tecnologie spaziali in Europa. Con l’obiettivo di orientare questo potenziale alla costruzione di servizi e prodotti a partire dalle esigenze espresse dagli utilizzatori finali.

Curiosità: lo sapevate che il cibo portato dall’astronauta italiano Paolo Nespoli, testimonial d’eccezione della manifestazione, nella missione Esperia sulla ISS, è stato prodotto a Bari?

Risultati e risorse: • Il racconto dell'evento #Space4You su twitter storify (World Space Week) • Space4you in the news: i giornali e i TG raccontano Space4You • NEREUS in Puglia, le due facce dello Spazio (G. Sylos Labini) • Report sui siti web dell’ESA e NEREUS Tutte le risorse sono su: http://www.planetek.it/space4you

PAROLE CHIAVE Copernicus; Galileo; Aerospazio; Horizon2020 ABSTRACT Space activities are very specific in their ability to produce growth and competitiveness and in their continental dimensions are a strategic asset for the competition and defense, aimed at peaceful way, in a troubled era.

AUTORE Giovanni Sylos Labini info@dtascarl.it CEO di Planetek Italia srl

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INTERVISTA

INTERVISTA

ROMA DRONE EXPO&SHOW IL PRIMO SALONE AERONAUTICO SUI DRONI IN ITALIA Un’intervista a Luciano Castro, presidente dell'associazione Ifimedia e ideatore di "Roma Drone Expo&Show", la prima manifestazione in Italia dedicata esclusivamente ai mezzi aerei a pilotaggio remoto.

A cura della redazione

S

i chiamerà “Roma Drone Expo&Show” e sarà la prima manifestazione in Italia dedicata ai droni, i piccoli velivoli radiocomandati che stanno vivendo un vero boom nel nostro Paese e nel mondo. Sviluppati inizialmente per le esigenze militari, i droni trovano oggi impiego in un crescente numero di applicazioni professionali: dalle riprese tv al monitoraggio dell'inquinamento, dal controllo delle aree agricole alla sorveglianza delle linee elettriche fino alla protezione civile. E non manca anche chi li utilizza per puro divertimento. La manifestazione è promossa dall’associazione culturale Ifimedia e organizzata dalla società Mediarkè, in collaborazione con l’Università Roma Tre e con l’Aero Club Aquila del Fermano. Si svolgerà a Roma nel weekend 24-25 maggio presso lo storico “Stadio Alfredo Berra” e sarà aperta agli operatori e anche al pubblico. Si tratterà di un vero e proprio “salone aeronautico” dedicato ai droni e presenterà tutte le ultime novità di questo settore.

GEOmedia: Luciano, quale è l’obiettivo della Roma Drone Expo&Show?

Luciano Castro: Questa nostra manifestazione, la prima in Italia dedicata esclusivamente ai droni, vuole rappresentare un'occasione di promozione per questo nuovo settore tecnologico e favorire l'incontro tra tutti gli operatori e gli appassionati. E' nostro obiettivo collaborare con tutte le realtà nazionali interessate a questi piccoli mezzi volanti.

Il mercato dei droni, che sta vivendo un vero boom nel nostro Paese e nel mondo, avrà così un grande evento in Italia, che consentirà di presentare le ultime novità e di fare il punto sulle loro innumerevoli utilizzazioni.

G.: Come sarà strutturata la manifestazione?

L.C.: Il programma di "Roma Drone Expo&Show" sarà articolato in tre aree principali: "Expo", che vedrà la presenza degli stand delle maggiori aziende italiane ed estere specializzate nella produzione e vendita di droni o nella fornitura di servizi, oltre che degli Enti civili e militari che li utilizzano per le loro attività istituzionali; "Workshop", con una serie di meeting, presentazioni, convegni, conferenze, in cui saranno affrontati i temi

di maggiore attualità relativi al settore dei droni, anche in collaborazione con Università, Enti e Associazioni di settore; "Show", che vedrà un intenso programma di esibizioni in volo di vari modelli di drone, che potranno dimostrare al pubblico le loro capacità operative. Ulteriori informazioni su www.romadrone. it. La manifestazione ha ricevuto i patrocini dell’Ente Nazionale per l’Aviazione Civile (ENAC), dell’Aero Club d’Italia (AeCI), dell’Agenzia Nazionale per la Sicurezza del Volo (ANSV) e di ENAV SpA. G.: Quali saranno le novità della Roma Drone Expo&Show?

L.C.: Numerose le novità che saranno presentate durante il “Roma Drone Expo&Show”. Tra queste il nuovissimo “Guardian 2000”, un drone sofisticato ed economico realizzato dalla AD Precision Mechanics (ADPM), una start-up con sede a

Monterotondo (Roma). Questo drone è stato studiato per effettuare riprese aeree ad alta definizione per attività di aerofotogrammetria e di sorveglianza.

La cellula è prodotta dall’americana RV Jet in un materiale leggero simile al polistirolo, ma molto più resistente.

Il velivolo ha un’apertura alare di quasi 2 metri, è propulso da un motore elettrico ad elica e ha una velocità di crociera di 45 km orari per un’autonomia di volo di circa 45 minuti. A bordo, possono essere montati una fotocamera o una videocamera, che garantiscono riprese nitide anche in condizioni di scarsa visibilità. Cliente di lancio del “Guardian 2000” è stato il gruppo Securitas Metronotte, azienda leader in Italia nei servizi di vigilanza e sicurezza, che lo utilizzerà per attività di sorveglianza di ampie aree, come campi fotovoltaici, depositi di autoveicoli, porti e altre zone sensibili.

PAROLE CHIAVE Droni; Roma Drone Expo&Show; Fotogrammetri; Ifimedia ABSTRACT An interview with Luciano Castro, president of Ifimedia and creator of "Rome Drone Expo & Show," the first event in Italy dedicated exclusively to the aircraft piloted remotely.

AUTORE Redazione MediaGEO

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un solo modo di documentare il territorio

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GEOmedia n°1-2014 The Future is Now

INTERVISTA

SOLUZIONI INTEGRATE GIS - TELERILEVAMENTO - FOTOGRAMMETRIA Nell’ambito delle strategie del gruppo Hexagon AB, la rete commerciale e i prodotti di ERDAS sono stati incorporati in Intergraph, estendendone l’offerta e la capacità di veicolare i prodotti sul mercato attraverso un referenziato canale di distribuzione, la società Planetek Italia. Il nuovo portafoglio di soluzioni è oggi perfettamente in grado di integrare GIS, Telerilevamento e Fotogrammetria, coprendo l’intero ciclo di vita del dato: Acquisizione, Elaborazione, Gestione e Distribuzione.

La nuova offerta di Intergraph fornisce una soluzione globale “GeoSpatial” a 360°: la connessione nativa e l’integrazione di complesse elaborazioni ed analisi (vector, raster e video), permette di trarre il massimo vantaggio dalle molpeplici sorgenti dell’informazione geografica, realizzando così sistemi di “REAL TIME DYNAMIC GIS”.

geospatial.intergraph.com/2013

© 2013 Intergraph Corporation. Intergraph is part of Hexagon. All rights reserved. Intergraph and the Intergraph logo are registered trademarks ofwww.rivistageomedia.it Intergraph Corporation or its subsidiaries in the United States and in other countries. visita il sito

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INTERVISTA

INTERVISTA

TECNOLOGIE GEOSPAZIALI PER MONDI VIRTUALI Un’intervista a Andrew Tosh, fondatore e presidente di GameSim, azienda americana che riconosce la centralità delle tecnologie geospaziali per il settore dei videogiochi e delle simulazioni.

a cura di Fulvio Bernardini

U

n tempo i videogiochi erano visti come semplice intrattenimento. Gli anni Settanta ed Ottanta gettarono le basi affinché il concetto stesso di videogioco si ritagliasse un posto nella cultura globale, ne venissero comprese le dinamiche, le tendenze e le potenzialità. Parallelamente allo sviluppo di tecnologie sempre più sofisticate, alla riduzione della dimensione dell’hardware e dei suoi costi, ad una maggiore offerta in termini di tipologia di prodotti, il bacino d’utenza del settore dei videogiochi è cambiato e cresciuto esponenzialmente, tanto da far competere l’industria con le principali industrie dell’intrattenimento, compresa quella cinematografica.

Negli ultimi anni la tendenza degli sviluppatori è stata quella di fornire all’utente un’esperienza videoludica quanto mai vicina alla realtà. Numerosi sono gli esempi di prodotti - da giocare in locale o online - che hanno come obiettivo quello di ricreare in tutto e per tutto un’esperienza di vita reale. Oggi i termini ‘videogioco’ e ‘simulazione’ possono praticamente essere considerati sinonimi.

Fig. 1 - Grazie a tecnologie geospaziali come il laser scanner è possibile ricreare fedelmente uno stadio per il football americano, come avviene nel videogioco Madden NFL 11.

La creazione di questi ambienti virtuali, affinché essi si avvicinino il più possibile alla realtà, non può prescindere da una corretta rappresentazione del contesto geografico e delle strutture che lo popolano.

L’impiego di tecnologie geospaziali sta diventando prassi per molti sviluppatori che, spesso, le scelgono con l’obiettivo di risparmiare tempo e denaro.

Allo scopo di indagare dall’interno il processo di integrazione di queste tecnologie con un settore inconsueto come quello del gaming, abbiamo pensato di contattare Andrew Tosh, fondatore e presidente di GameSim, un’azienda con base

Fig. 2 - I videogiochi moderni vedono sempre più spesso le loro storie svolgersi all'interno di scenari tridimensionali complessi. Qui, GTA V.

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ad Orlando, in Florida, che fornisce servizi per il settore dei videogiochi, della simulazione e del GIS. A conferma della sua vitalità, GameSim è stata recentemente inserita all’interno di una classifica che comprende le 500 aziende cresciute più velocemente negli Stati Uniti nel 2013. Le soluzioni sviluppate da GameSim vengono adottate da numerose società di sviluppo di videogiochi ed in ambito governativo, dal Ministero della Difesa statunitense e dalla NASA. GEOmedia: Andrew, sulla base della tua esperienza, cosa è cambiato nei videogiochi e nelle esigenze degli utenti negli ultimi anni?

Andrew Tosh: L’industria dei videogiochi è costantemente indirizzata nei confronti di un maggiore realismo, soprattutto per alcuni tipi di gioco.

Earthbound, Doom e Zelda (titoli degli anni Ottanta le cui nuove versioni sono state rilasciate di recente. Ndr), presentano oggi delle esperienze di gioco assai diverse rispetto a venti anni fa. Questo perché i videogiochi sono stati oggetto di incredibili miglioramenti, soprattutto per quanto riguarda la generazione di ambienti

altamente realistici ed immersivi in termini di grafica, gameplay, meccaniche e fisica di gioco.

Ciò è evidente in particolare per giochi sportivi come ad esempio il golf e il football americano.

G.: Che ruolo ricopre la tecnologia geospaziale in questa dinamica?

A.T.: Ad esempio, partendo da dati GIS, è possibile generare in maniera procedurale un ambiente dettagliato e realistico.

Al giorno d'oggi, poi, ottenere set di dati LiDAR a basso costo è cosa alla portata di qualsiasi studio di produzione. Sensori del genere possono creare nuvole di punti di scene complesse come, ad esempio, l’andamento del terreno dei campi da golf o, se invece si sfrutta un laser scanner, quelle di uno stadio da calcio. La generazione di ambienti virtuali partendo da dati GIS rappresenta per gli studi di produzione, grandi o piccoli, un approccio orientato al risparmio. I game artist non sono più costretti ad operare con i software di modellazione e ciò rende il loro lavoro più semplice: possono infatti focalizzarsi sulla ‘pulizia’ degli ambienti lavorando su dettagli fondamentali per migliorare l’esperienza di gioco.

GEOmedia n°1-2014

INTERVISTA G: Puoi farci degli esempi di giochi in cui le tecnologie geospaziali sono state centrali durante la fase di sviluppo?

A.T.: I migliori esempi di utilizzo di dati GIS in ambito videoludico sono i giochi di corse o quelli ambientati in mondi ‘aperti’, nei quali il contesto deve essere il più reale possibile. Giochi come Gran Turismo, Burnout e Grand Theft Auto fanno grande affidamento su aspetti prettamente geografici ed sono ideati per riproporre ambienti urbani reali. Per far ciò è necessaria una base di dati GIS vettoriali che contenga ad esempio informazioni relativamente alla rete stradale o alle elevazioni. Questi dati aiutano gli sviluppatori a dare un ulteriore tocco di realismo ai giochi.

G.: Il termine ‘videogioco’ può essere inteso come sinonimo di ‘simulazione’.

GameSim è attiva anche in questo ambito, vero?

A.T.: Sì. Più nello specifico, GameSim è coinvolta con la simulazione in ambito militare.

La modellazione e la simulazione sono due mercati molto importanti qui ad Orlando e abbiamo lavorato molto con l’Esercito e con l’Aeronautica (US Army e US Air Force.

Ndr). Con l’Esercito stiamo lavorando sul Procedural Model Generation Service (PMGS), per restituire modelli di alta qualità per sistemi di terze parti senza il bisogno di far riferimento a librerie di modelli fatti a mano. Il PMGS riesce a far questo generando modelli 3D on-demand tramite algoritmi, focalizzandosi sulla creazione di modelli 3D definiti di palazzi, veicoli e forme di vita.

Inoltre, GameSim sta attualmente sviluppando per l’Ae-

ronautica il Tactical Training Rehearsal Environment (TTRE), un sistema desktop di addestramento a basso costo pensato per i piloti di quinta generazione. TTRE è incentrato sulla preparazione mentale dei piloti multi-ruolo di quinta generazione e ciò avviene immergendoli in un ambiente simulato all’interno delle quali devono eseguire delle decisioni tattiche.

G.: Oltre all’ambito militare, quali potrebbero essere le applicazioni civili di queste applicazioni per la simulazione?

A. T.: Dal punto di vista civile vi sono infinite possibilità.

Conform, in questo senso, è la soluzione più vicina a questo tipo di esigenze. Conform è uno strumento di visualizzazione interattiva di dati geospaziali e di simulazione con delle caratteristiche uniche, come la visualizzazione istantanea di dati geospaziali grezzi. Gli utenti possono importare facilmente grandi quantità di dati - vettoriali, di elevazione, immagini e nuvole di punti visualizzandoli in maniera speditiva in 2D e 3D. Ad esempio, Conform può essere impiegato in scenari di emergenza come i disastri naturali per pianificare gli interventi. Orlando, ad esempio, è soggetta ad uragani, quindi si tratta di uno strumento che qui può tornare utile. Uno strumento del genere permette di visualizzare in un ambiente singolo le informazioni appena raccolte sul campo. Gli operatori di primo soccorso possono visualizzare le previsioni del tempo, il traffico ed altre informazioni utili allo scopo di individuare la miglior modalità operativa, il tutto molto velocemente gra-

Fig. 3 - Visualizzazione dell'elevazione, delle feature e delle immagini in 2D e 3D all'interno di Conform.

zie alla visualizzazione dei dati GIS. Inoltre, visto che Conform è in grado di creare così velocemente rendering 2D e 3D degli edifici, può tornare utile anche per gli urbanisti.

G.: Possiamo considerare Conform come risultato dell’esperienza da GameSim nel mondo dei videogiochi e del 3D? A.T.: Sì, Conform fa grande affidamento su tecnologie e metodologie che provengono dal mercato dei veideogiochi.

Questo settore ha fornito molti sistemi di alta qualità utili per elaborare velocemente dati e visualizzarli in 3D. Il settore dei vieogiochi, negli ultimi dieci anni, ha spinto molto sul miglioramento grafico. La quantità di elaborazioni che possono essere svolte dai moderni motori grafici e lo sviluppo delle schede dedicate, hanno permesso di ottenere effetti visivi impressionanti con performance in tempo reale.

Nel mercato del GIS stiamo assistendo all’introduzione di prodotti sempre più complessi come, ad esempio, le nuvole di punti. Gli sviluppatori GIS farebbero bene a sfruttare il know-how proveniente dal settore dei videogiochi e dal-

la relativa comunità di utenti.

Conform rappresenta il culmine di questo processo.

G.: Che visione hai relativamente al mercato dei videogiochi? Come potranno questi universi digitali, ora arricchiti da una componente geospaziale, entrare nella vita di tutti i giorni?

A.T.: Il futuro dei videogiochi viaggerà verso un realismo sempre più spinto e verso ambienti di gioco sempre più vasti. Un aspetto importante sul quale spendere qualche parola riguarda i budget delle case di produzione, che ultimamente sono bloccati o in diminuzione: l’uso di dati geospaziali rappresenta una possibile soluzione a questo problema, dal momento che si potranno creare ambienti virtuali in modo procedurale, spendendo poco. Oggigiorno bisogna poi fare i conti anche con i dispositivi mobile che possono essere considerati, di fatto, come dei sistemi di acquisizione di informazioni spaziali.

Poi c’è la realtà aumentata, che promette molto, ma che gli sviluppatori devono ancora capire come utilizzare in maniera convincente all’interno di quei videogiochi attualmente richiesti dagli utenti.

PAROLE CHIAVE Gamesim; GIS; LiDAR; gaming; dati geospaziali ABSTRACT An interview with Andrew Tosh, founder and president of GameSim, an American company that recognizes the centrality of geospatial technologies in the field of video games and simulations.

AUTORE Fulvio Bernardini fbernardini@rivistageomedia.it Fig. 4 - Visualizzazione 3D dei dati LiDAR, di quelli di elevazione, delle feature e delle immagini all'interno di Conform.

visita il sito www.rivistageomedia.it

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SMART CITIES Smart cities or dumb cities?

Le vere sfide delle città intelligenti Un recente studio dell’Economist dimostra che nonostante Stati Uniti ed Unione Europea abbiano una consistenza demografica confrontabile, negli Stati Uniti una popolazione di 164 milioni di abitanti risiede nelle 50 principali aree metropolitane mentre l’Europa si ferma a 102 milioni.

Questa forbice comporta sorprendenti conseguenze in termini di produttività e di reddito.

Il Prodotto Interno Lordo prodotto in queste aree metropolitane europee è il 72% di quello prodotto nelle 50 più grandi città americane.

Un articolo del Wall Street Journal del 2012 evidenzia come le principali aree metropolitane degli Stati Uniti producano un PIL superiore alle economie di intere nazioni.

Un articolo del Washington Post sottolinea come in 31 stati americani una o due aree metropolitane rappresentino la stragrande maggioranza della produzione economica della nazione, mentre in altri 15 stati una grande area metropolitana da sola produce la maggior parte del PIL. Il 50% del Prodotto Interno Lordo degli Stati Uniti è generato nelle principali diciassette aree metropolitane.

Da queste statistiche ci si rende facilmente conto che per quanto non si prediliga vivere in grandi città, nella maggior parte dei casi questo diventi una necessità.

Nei numeri precedenti della rubrica sono stati spesso evidenziati i grossi vantaggi del vivere in aree urbane rispetto ad aree meno accessibili: le città, quindi, svolgono per l'umanità un ruolo centrale, offrendo la possibilità di imparare gli uni dagli altri, faccia a faccia.

Nonostante siano radicalmente cambiati i contesti economici e i modelli produttivi, le città rappresentano sempre l’elemento più vitale dell’economia di una nazione. In genere in ogni paese sviluppato e industrializzato le città rappresentano il vero cuore economico e i luoghi più densamente popolati sono più attraenti per le persone che vogliono condividere la conoscenza. Mentre un tempo i vantaggi erano strettamente connessi alla riduzione di costi di trasporto e di distribuzione oggi le città hanno dei grossi benefici in termini economici dovuti allo scambio di idee, si assiste quindi al passaggio da un’idea di città fondata sul concetto di localizzazione ad una citta incentrata sull’interazione (Batty, 2013). Le città sono generalmente degli ambienti ‘densi’ (di persone, di infrastrutture, di servizi e di attività economiche) e in tali contesti sono massimi i livelli di interazione, e la capacità di scambiarsi informazioni, conoscenza, modi di vedere e pensare. Una ‘legge geografica’ ci dice che più ridotta è la distanza, e maggiore è il livello di interazione possibile. In ciò, pertanto, le città costituiscono gli ambienti ideali. Ciò è tuttavia spesso messo in discussione dallo ‘sprawl’, o dispersione urbana, ovvero le città come ‘mangiatrici’ di territorio, con una crescita orizzontale e un elevato consumo di suolo, a scapito della densità e della concentrazione, elemento evidenziato in moltissimi contesti, ivi compreso quello delle Megalopoli nordamericane (Gottmann, 1961; 1987; Morrill, 2006).

I primi anni ‘2000 sono stati testimoni di un evento storico, ovvero il superamento del 50% della popolazione urbana sul totale. Nei prossimi anni tale trend è destinato ad aumentare, e assisteremo a un incremento della popolazione mondiale di 2,3 miliardi di abitanti con un incremento medio della popolazione delle aree urbane del 30%. Entro il 2020 la popolazione urbana cinese diventerà il 60% del totale ed oltre 100 milioni di persone migreranno verso le aree metropolitane o contribuiranno alla creazione di nuovi centri urbani.

Questo fenomeno non si limiterà solo a nazioni nel quale si sta verificando un rapido sviluppo economico come Cina ed India, ma anche in Europa, come evidenzia un rapporto delle Nazioni Unite del 2011 “World Urbanization Prospects”, dove nel 2050 quasi il 90% della popolazione vivrà in aree urbane.

Ovviamente uno stile di vita “urbano” comporta una minore sostenibilità, un

maggior consumo di energia, un maggior inquinamento, una maggiore produzione di rifiuti, ecc. Di contro, una maggiore ‘densità’ del vivere urbano comporta maggiori possibilità di controllo delle emissioni, strutture residenziali più efficienti, sistemi di trasporto pubblico più facilmente gestibili rispetto a situazioni distribuite sul territorio.

In Cina nei prossimi 5 anni si realizzeranno 45 aeroporti, spesso realizzati in prossimità (o al servizio) di grandi città; l’80% delle emissioni di CO2 avviene nelle città, e queste aree consumano il 75% dell’energia, e sono il contesto in cui si verifica il 50% delle perdite nell’approvvigionamento idrico.

Si stanno verificando alcune previsioni allarmanti, evidenziate già alla conferenza di Rio de Janeiro del 1992. Già in quel periodo si riscontrava che circa l’80% delle risorse del pianeta erano sfruttate dal 20% della popolazione, ma la crescita economica di paesi come Cina, India, Russia e Brasile, con un elevato numeri di abitanti e con la prospettiva di un crescente numero di consumatori con abitudini simili a quelle dei paesi industrializzati, potrebbe far saltare completamente il bilancio ambientale del pianeta.

Sono necessari, quindi, approcci intelligenti per risparmiare e gestire al meglio risorse economiche e ambientali. Non è possibile riproporre uno sviluppo urbano basato sullo stesso modello che ha governato il processo di urbanizzazione verificatosi a partire dalla rivoluzione industriale fino ai giorni nostri, vorace di suolo e di risorse.

Rispetto a queste problematiche diventa importante analizzare la città non solo cercando localizzazioni ottimali di attività o cercando le migliori teoriche destinazioni d’uso, ma cercando di comprendere le interazioni tra le persone che rappresentano il fondamento logico del vivere e lavorare in città (Batty, 2013).

Si deve quindi passare da un approccio basato sulla pura crescita fisica delle città, ad uno fondato sulla capacità di utilizzare in maniera corretta ed efficiente energia, acqua e altre risorse e di fornire una qualità della vita elevata. In pratica le città devono diventare molto più intelligenti nel programmare e pianificare la gestione e l’uso delle risorse esistenti, e diventare esse stesse generatrici di risorse, soprattutto tramite la crescita del capitale umano.

Piuttosto che installare nelle città dispositivi elettronici alla rinfusa bisognerebbe fare lo sforzo, ciclopico per le prassi abitualmente adottate nella gestione delle città italiane, di considerare le tecnologie come mezzo e non come fine in un più vasto approccio olistico nella programmazione delle città.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

Batty B. (2013) The New Science of Cities, The MIT Press.

The Economist (2012) “Concrete gains. America’s big cities are larger than Europe’s. That has important economic consequences.”

Wall Street Journal (2012) “U.S. Cities With Bigger Economies Than Entire Countries” Washington Post (2014) “The case for big cities, in 1 map” United Nations Department of Economic and Social Affairs (2011) “World Urbanization Prospects” UN-HABITAT, Annual Report 2009, UNITED NATIONS HUMAN SETTLEMENTS PROGRAMME, Nairobi, 2010 (http://www.unhabitat.org) Morrill R., Classic Map Revisited: The Growth of Megalopolis, The Professional Geographer, 58(2) 2006, pp. 155–160 Cities: The Century of The City, Nature vol 467, 900-901, 21 Ottobre, 2010 (http://www.nature.com/news/2010/101020/full/467900a.html) Laursen L., How future urban sprawl maps out. Projections of urban growth indicates areas where biodiversity is at high risk, Nature, News and Comments, 18 Settembre 2012 (http://www.nature.com/news/how-future-urban-sprawlmaps-out-1.11426) Gottmann, J. Megalopolis revisited: 25 years later. University of Maryland Institute for Urban Studies, Baltimore, 1987 Gottmann, J., Megalopolis: The urbanized northeastern seaboard of the United States. Twentieth Century Fund, New York, 1961.

AUTORI

Beniamino Murgante, murgante@gmail.com Giuseppe Borruso, giuseppe.borruso@deams.units.it

GI IN EUROPE di Mauro Salvemini

INTELLIGENZA E LOCALIZZAZIONE L’ITALIA ALLE PRESE CON LE COMUNITÀ INTELLIGENTI

S

mart è un aggettivo molto usato: intelligente è una traduzione restrittiva, bravo, sveglio, abile, accorto. Potrebbero essere traduzioni possibili in italiano e l’uso di due termini contemporaneamente certo migliorerebbe la comprensione.

Il legislatore italiano ha privilegiato la traduzione intelligente nel Decreto-Legge convertito con modificazioni dalla L. 17 dicembre 2012, n. 221 “Ulteriori misure urgenti per la crescita del Paese , scrivendo nell’ “ Art. 20 - Comunità intelligenti - 1. L'Agenzia per l'Italia digitale definisce strategie e obiettivi, coordina il processo di attuazione e predispone gli strumenti tecnologici ed economici per il progresso delle comunità intelligenti. Omissis “ La scelta di intelligente, che a prima lettura potrebbe essere criticata, soprattutto in quanto soggetta a facili battute, si dimostra poi quella più praticabile per dire il tutto brevemente. Poteva essere usato il termine abile il quale però necessita di ulteriori specificazioni. Dire che una comunità è brava avrebbe poco senso, ma in realtà ben rappresenterebbe la soddisfazione e l’apprezzamento dell’utente che trova nei servizi esistenti nella comunità la piena soddisfazione ai suoi bisogni.

La legge fornisce una definizione indiretta di comunità intelligente attraverso i parametri di valutazione della stessa intendendo porre il focus sulla “cittadinanza” e quindi, di fatto, individuando nel comune o altro soggetto territoriale la realtà nella quale si dovrà realizzare il che cosa, il quanto ed il come della “intelligenza” che il piano nazionale delle comunità intelligenti redatto da AGID deve annualmente programmare.

La definizione si ottiene quindi ex post esaminando che cosa dovrà essere valutato per misurare l’impatto del suddetto piano: indicatori statistici relativi allo stato e all'andamento delle condizioni economiche, sociali, culturali e ambientali delle comunità intelligenti e della qualità di vita dei cittadini; indicatori di contesto o di risultato; indicatori relativi alle applicazioni tecnologiche funzionali; indicatori di spesa o investimento; i dati dei bilanci; indicatori per la misurazione del livello di benessere soggettivo dei cittadini e della loro soddisfazione rispetto ai servizi della comunità in cui risiedono.

AMFM GIS Italia insieme ad altre poche associazioni ed organizzazioni di categoria è stata invitata da AGID a fornire input per il redigendo Statuto delle Comunità Intelligenti che la stessa AGID sta mettendo a punto attraverso un comitato istituito ad hoc e coordinato da ANCI. A distanza di sette anni la associazione si è trovata quindi ad essere di nuovo audita da AGID che all’epoca si chiamava CNIPA.

visita il sito www.rivistageomedia.it

Allora il tema fu INSPIRE, quando ancora in Italia nessuno della PA ne parlava, oggi il tema è stato la smartness, l’abilità delle comunità a fornire servizi ai cittadini cosicché gli stessi possano essere soddisfatti, vivere bene e progredire.

Plauso all’AGID che cambiando nome, cambiando funzionari e dirigenti ha però mantenuto nel suo DNA il modo di interfacciarsi proficuamente con le organizzazioni non governative o terzo settore che dir si voglia.

Cosa sarebbe accaduto se il Ministero dell’Ambiente avesse fatto lo stesso con i dispositivi regolamentari della legge di recepimento della Direttiva INSPIRE ? Rimarrà uno dei quesiti che gli archeologi della tecnologia e della normativa forse studieranno in futuro.

Il contributo dell'Associazione AMFM GIS Italia per la definizione dello Statuto delle comunità intelligenti, è pubblicato sul sito www.amfm.it e tratta alcuni aspetti fondativi del redigendo statuto richiamando l’attenzione, tra l’altro, sulla necessità di prevedere norme comportamentali e sistemi continui di verifica e valutazione per la appartenenza alle comunità intelligenti.

La originale proposta avanzata da AMFM GIS Italia, come principio e condizione per lo Statuto delle Comunità Intelligenti, è che la geo-localizzazione sia considerata come elemento necessario ed indispensabile per la erogazione dei servizi da parte della pubblica amministrazione e per il soddisfacimento dei cittadini.

La prassi di informazione geografica e cartografica è superata e con essa, ci si augura, tutti i lacci e lacciuoli propri della produzione di dati cartografici che tanto male ha fatto e sta facendo all’Italia sinora.

La geo-localizzazione usa la cartografia, le mappe, i gps, i rilievi, il catasto, gli indirizzi, etc., ma non solo. Essa svolge il ruolo di elemento unificante delle azioni e delle informazioni sul territorio (o nello spazio) nel quale la smart community opera.

L'adozione di questo principio deve essere riscontrabile nella presenza delle condizioni per la sua praticabilità. A titolo di esempio, rilevanti per la geo-localizzazione, sono alcune aree tematiche quali: le basi necessarie per contestualizzare altre informazioni (basi topografiche, ortofoto, etc...), gli indirizzi postali ed i servizi per il geocoding, le informazioni riguardanti la rete dei trasporti (infrastrutture e mezzi per la mobilità).

Particolare attenzione dovrebbe essere posta ai dati ed alla rappresentazione 3D ( sia per quanto riguarda l’interno che l’esterno degli edifici) quale elemento qualificante per quelle comunità intelligenti che intendano provvedere al controllo e gestione della realtà urbana ed aiutare la sua utilizzazio-

ne anche per le categorie a rischio e meno avvantaggiate ( sicurezza, percorsi, alzaimer, etc. ).

Così come attenzione specifica dovrebbe essere posta ai dati prodotti in tempo reale, crowd sourced data e ai dati generati da sensori. Geo- localizzazione è talmente pervasiva che sarebbe il caso di definirla localizzazione ( e basta !) e togliere il termine geo che evoca competenze, ambiti professionali ed accademici portatori di futili discussioni.

Servizi ai cittadini, pubblica amministrazione e localizzazione ecco tre ambiti che definiscono e definiranno il nostro mondo per il prossimo futuro.

Mentre chiudo quest’articolo, i quotidiani sono pieni di mappe della “fiscalità” (luci ed ombre) e delle caratteristiche della società in Italia elaborate dall’Agenzia delle Entrate a livello di provincia.

L’Agenzia, alla quale va il merito di avere pubblicato questo tipo di carta tematica per la prima volta, non si è certo voluta esporre, ha mantenuto i dati aggregati e non ha dichiarato i dettagli della classificazione.

La localizzazione esiste nelle mani della Pubblica Amministrazione a livello di numero civico, poiché l’ultimo censimento così è stato fatto, altro che dato provinciale ! Mi fermo qui. Penso che tutti condividiamo che i servizi ai cittadini basati sulla localizzazione devono essere visti in positivo e non solo in “impositivo”.

La localizzazione è il metodo scelto dalla EC ed in particolare dalla ISA (http:// ec.europa.eu/isa/actions/02-interoperability-architecture/2-13action_en.htm) per realizzare la interoperabilità della pubblica amministrazione.

Localizzazione intesa come caratteristica della cornice pubblica di riferimento per servizi ai cittadini ed alle amministrazioni questo è EULF ( European Union Location Framework).

Finalmente la interoperabilità dei dati al servizio reale del cittadino.

AUTORE

Mauro Salvemini mauro.salvemini@uniroma1.it

RIFERIMENTI

http://www.normattiva.it/uri-res/ N2Ls?urn:nir:stato:decreto. legge:2012-10-18;179

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ASSOCIAZIONI Dal SALONE del RESTAURO di FERRARA

TECNOLOGIE DI RILIEVO 3D: sviluppo del mercato, qualità e formazione report a cura di Renzo Carlucci Una delle sessioni, all'interno del XXI Salone del Restauro di Ferrara, appena chiuso presso gli spazi di Ferrara Fiere, ha dato ampio spazio ai problemi del mercato, della qualità e della formazione relativamente alle nuove tecnologie per il rilievo e la documentazione 3D, durante una Tavola Rotonda che si è tenuta sul tema: TECNOLOGIE DI RILIEVO 3D: sviluppo del mercato, qualità e formazione.

La Tavola Rotonda è stata aperta da Marcello Balzani, Direttore del DIAPReM (Centro Dipartimentale per lo Sviluppo di Procedure Automatiche Integrate per il Restauro dei Monumenti), che dopo aver illustrato il focus centrale dell’incontro basato sull’esame delle problematica relative alla realizzazione di rilievi 3D nel mercato attuale italiano, ha passato la parola ad Andrea Cabrucci, presidente di New Business Hexagon Geosystems, il quale ha subito evidenziato uno dei problemi più forti del momento precisando che agli operatori non manca la capacità ma la formazione. “A livello internazionale le tecnologie ora sono molto avanzate rispetto al livello della formazione Italiana, quindi il problema che spesso si ritrova nell’incapacità d’uso delle nuove tecnologie è nella didattica, quindi nelle università e nelle scuole.

A causa di ciò le aziende produttrici sono costrette a formare gli stessi operatori, specialmente in Italia ove abbiamo una notevole mancanza di formazione pratica sul campo. Abbiamo una grossa quantità di operatori che conoscono la teoria, ma non sanno usare la strumentazione e questo per chi produce è una mancanza grave poichè l’azienda non ha un riscontro diretto sull’operato”.

La mancanza della formazione scientifica “La mancanza formativa è scientifica e non professionale”, ha tenuto a sottolineare Cabrucci, “… e porta un grave danno all’azienda. Questo vuol dire che c’è una mancanza di formazione anche dell’utilizzatore finale, quello ad esempio che scrive un capitolato d’uso. In molti sono quelli che non sanno realmente cosa vogliono… all’estero un capitolato è fatto dell’oggetto di cosa si voglia e di come lo si deve collaudare mentre in Italia è il contrario”. Il messaggio di Cabrucci pertanto è “insegnare a chi usa questi dati a chiedere quello di cui ha bisogno in modo specifico e chi fa i capitolati a non usare troppo spesso il ‘copia e incolla’ così da obbligare le aziende a seguire un certo processo” e in ultimo “spingere le università a formare l’utilizzatore del prodotto tecnologico”.

La parola è passata quindi ad Andrea Alberti, Soprintendente per i Beni Architettonici e Paesaggistici delle Province di Brescia, Cremona e Mantova, intervenuto come uno dei committenti o un utilizzatore dei risultati di qualche cosa che “… non sia auto-referenziale o che non abbia un valore in se ma che sia effettivamente utile ed efficace per migliorare il sistema di conoscenza e quindi per fare un passo avanti rispetto al passato”. “In una condizione normale non succede nulla.

Nessuno fa investimenti e nessuno fa neanche danni, salvo il tempo perduto che può essere utilizzato per la conservazione dei beni culturali, mostrando nervi debolissimi nel momento dell’emergenza a causa di una verifica in maniera amplificata di quello che nella condizione ordinaria è soltanto una parvenza”.

La mancanza di rilievi attendibili “La prima valutazione è che mancano ancora, nonostante siano decine di anni che si propongono e si richiedano, non diciamo proprio dignitose banche dati, ma almeno rilievi attendibili”.

Alberti ha continuato affermando che “… tutta questa serie di considerazioni porta un utilizzatore della strumentazione a fargli dire che non può aver sbagliato avendo lui seguito perfettamente il manuale.

Il problema è che alla fine la qualità progettuale ne risente molto e ne risente molto anche l’utilizzo corretto dei fondi e l’istituzione fa molta fatica a contrastare questo procedimento. Questa è una conferma della premessa iniziale della conferenza ed è un augurio. Sappiate che al nostro interno ci sono valutazioni in atto ma non c’è ancora una cultura dell’esecuzione dei lavori pubblici come dovrebbe essere in realtà”.

Poter contare su capitolati seri A questo punto Balzani ha passato la parola a Giuseppe Boselli di Geogrà srl (Sermide, Mantova) il quale ha evidenziato come il problema sia legato ai tempi di progettazione, nel senso che quando si affida

un appalto di progettazione integrato spesso la fase di conoscenza è all’interno di questi capitolati.

“Ogni progettista presente potrebbe affermare che ha dei tempi di progettazione che partono nel momento in cui ricevono le informazioni di conoscenza, quindi i rilievi. Il primo problema da risolvere è avere un capitolato serio che possa garantire le amministrazioni appaltanti ed i progettisti. Occorre pertanto tenere ben distinte le fasi di conoscenza (rilievo morfometrico ed indagini) dalla fase progettuale, questo porterebbe beneficio pure alla qualità dei risultati. Inolte, non essendoci collaudi e prescrizioni tecniche rigorose all’interno dei capitolati, molto spesso si vedono elaborati che certo rispettano le precisioni ed il dettaglio che dovrebbe essere intrinseco alla scala di restituzione nominale”.

Interviene quindi Alessandro Capra, Direttore del Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari”, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, rispondendo al soprintendente Alberti, evidenziando che c’è un aspetto di fondo che riguarda la problematica del rilievo in Italia, in quanto non esiste il riconoscimento della figura professionale del rilevatore e delle imprese che fanno rilievo, a livello dei bandi e a livello di qualsiasi condizione di finanziamento di queste attività sul territorio. “ Noi ci troviamo di fronte appalti di milione di euro in cui la parte di rilievo è destinata a imprese e non solo ai professionisti escludendo cosi la professionalità poiché non esiste un albo delle imprese che hanno questa competenza professionale riconosciuta. Il problema della formazione è un problema strettamente legato al mercato, se non c’è questa richiesta di professionalità non ci può essere una crescita in questo settore. Finché non creiamo la cultura della formazione è inutile dire cosa ne consegue e non si arriva a nessun risultato”.

Balzani passa poi la parola a Nuccio Bucceri, LTS Land Technology & Services, Treviso il quale dice che spesso un capitolato è scritto 3 anni prima dell’esecuzione, ponendo limiti che nei dati di fatto oggi non ci sono più. “ Quindi un primo problema è da ascrivere ai capitolati e alle modalità di partecipazione alla gara, il secondo problema poi è che raramente c’è un interlocutore con il quale si possa discutere del progetto, e spesso ci sono delle difficoltà a comprendersi, anche con le unità di misura che non vengono valutate con una giusta differenza di ordine di grandezza. Non si riesce a interfacciarsi con una committenza che di fatto possa comprendere queste cose”.

Il Laser Scanner non velocizza i rilievi Un altro problema molto attuale è evidenziato da Fulvio Rinaudo, del Dipartimento di Architettura e Design, Politecnico di Torino, che afferma che “… non è vero che col laser scanner la fotogrammetria digitale del rilievo si fa in fretta, ma ci si mette anche di più perché mettere l’intelligenza dopo costa di più che non metterla durante l’acquisizione dei punti come si faceva prima, questo va bene solo da un punto di vista economico”.

La mancanza di campagne di documentazione E continua dicendo che “… sono anni che si parla della documentazione del patrimonio culturale e come documentazione invece non troviamo altro che tonnellate di fotografie o valanghe di libri, poi, ad esempio succede che si incendia la cupola della sindone a Torino e, nonostante fosse appena finito un cantiere di restauro, nessuno era in possesso di misure per montare dei sostegni urgenti di puntellamento per cui non crollasse il tutto. Questo esempio deve mandare un messaggio forte all’apparato legislativo perché lo Stato non aiuta, perché fa delle leggi universali che esclude sempre tutti dalle responsabilità e questo porta ad avere degli architetti che hanno dei bellissimi progetti ma costruiti su niente. La formazione quindi va fatta sempre tenendo conto sia della teoria che della pratica e a chi non misurerà mai ma farà capitolati o userà dati di rilievo occorre almeno un corso di cultura generale, anche teorico, per fargli conoscere le basi e, ad esempio, che le misure esatte non esistono”.

Interviene a questo punto Marco Nardini, Amministratore delegato Nikon Instrumens SpA, che conforta il discorso di Rinaudo e racconta la sua esperienza alla NIKON che per la parte tridimensionale è più rivolta all’industria. Cita un esempio, a Parma, ove il capitolato è ben chiaro su ciò che si vuole costruire e lo conferma una mostra orientata al 3D

ASSOCIAZIONI per applicazioni industriali a cui ha potuto partecipare. Osserva però che “… è difficile parlare di un processo di valutazione del metodo.

Esiste un procedimento, un capitolato, un metodo? Sono stati fatti dei test per i metodi integrati? Ne consegue che determinare un metodo per andare avanti è fondamentale”.

Interviene Vito Leonardo Chiechi, della Digitarca Bari, che riporta un caso di alcuni mesi prima avvenuto in un cantiere; “… sono andati sul campo facendo un analisi di quelli che potevano essere i potenziali problemi del rilievo e hanno trovato di tutto e di più a livello di margine di errore. Per fortuna ora la committenza inizia a capire che ci sono tanti soggetti ambigui sul mercato che non danno alcun affidamento professionale. Quindi osserva che alla lunga questa generale diffusione della tecnologia paga, ma da per scontato che dovrebbe esistere una normativa a cui far riferimento. Magari sostenuta da un’associazione di rilevatori”.

Interviene Alberto Raschieri della Geomar.it, Mondovì, Cuneo con due affermazioni, la prima è “… che esiste una distorsione del lavoro nata con lo scanner sin da quando si è iniziato a usarlo, dimenticando un po’ del lavoro manuale, approcciando una visione sbagliata sull’aspetto di come si fa un rilievo”. La seconda riguarda il fatto che “… il committente torna se trova una persona che è capace di fare un certo rilievo con un certo risultato, ma se il committente va la prima volta e si fa fare un rilievo non qualitativamente adatto (in base ovviamente anche del pagamento) c’è un rischio serissimo che il risultato ottenuto non sia un buon risultato. Quindi se chi fa il rilievo non ha una conoscenza accurata rischia di far crollare tutto il sistema anche se le macchine da rilievo siano migliorate tantissimo non tanto per il risultato ma per la fase di acquisizione”.

Alessandro Capra interviene di nuovo dichiarando che “ … è una questione molto complessa e riuscire a dare una risposta è altrettanto difficile. Nel settore industriale metrologico ci sono delle norme in fase di realizzazione del lavoro che sono in stato avanzatissimo, non solo in Germania ma anche in Italia, perché ci sono delle definizioni molto accurate e precise. Queste definizioni creano un approccio di professionalità nell’ambito del rilievo perché la richiesta è altissima e perché la verifica è estremamente rigorosa. Questo non avviene nell’ambito del rilievo topografico”.

Scarsa professionalità di tutte le componenti Continua Capra “… individuare il perché non è facile ma sicuramente è una questione di sistema. Il sistema non è maturo, non è pronto per la certificazione di qualità dei lavori del rilievo per il metodo del

laser scanning. Dov’è il limite delle imprese? Se non c’è trasparenza e chiarezza nella richiesta della verifica, non c’è nemmeno trasparenza e professionalità nella competizione. Da un punto di vista formativo se la richiesta di mercato è bassa la risposta sempre a livello formativo può essere bassa e quindi se il mercato non richiede si indebolisce anche la qualità e il livello formativo. Se tutti gli attori di questo processo, non richiedono qualità nel rilievo e non richiedono degli standard, non usciamo da un percorso di scarsa professionalità in tutte le sue componenti”.

Un appello per la realizzazione di normativa adeguata Andrea Cabrucci riprende a questo punto con Fulvio Rinaudo il tema del collaudo del 3D molto utilizzato all’estero e mai tentato in Italia. “… non esistono norme sui rilievi di nessun livello perché far finta che tutte le misure siano corrette, paga di più che non farlo”. Interviene Balzani evidenziando che “… l’intervento di Rinaudo a man forte della opinione di Cabrucci ci conferma quanto siano veritiere le sue affermazioni considerando anche che il collaudo andrebbe fatto a fasi e non dal collaudatore terzo come in cartografia, e quindi è la stessa ditta che come codice di qualità interna dovrebbe verificare se il progetto è fatto realmente bene ed esporre a seguire una relazione tecnica con le varie modifiche e in caso negativo ricominciare con i rilievi”.

“La proposta deve partire da un ente che venga riconosciuto facendo riferimento ai manuali d’uso di quella commissione geodetica chiusa proprio perché in Italia c’è una mancanza della formazione di misura tecnica vera al quale in malo modo siamo abituati”.

Hanno partecipato: Marcello Balzani, Direttore del DIAPReM, Università di Ferrara – Dipartimento di Architettura Andrea Alberti, Soprintendente per i Beni Architettonici e Paesaggistici delle Province di Brescia, Cremona e Mantova Alessandro Capra, Direttore Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari”, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia Fulvio Rinaudo, Dipartimento di Architettura e Design, Politecnico di Torino Andrea Cabrucci, Presidente New Business, Hexagon Geosystems Diego Borsani, Amministratore delegato Z+F Italy srl Marco Nardini, Amministrato delegato Nikon Instrumens SpA Sergio Padovani, Amministratore delegato Leica Geosystems SpA Giuseppe Boselli, Geogrà srl, Sermide, Mantova Nuccio Bucceri, LTS Land Technology & Services, Treviso Vito Leonardo Chiechi, Digitarca, Bari Alberto Raschieri, Geomar.it, Mondovì, Cuneo

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AGENDA

2014 4-5 GIUGNO 2014, ROMA CENTRO CONGRESSI FRENTANI PROGRAMMA PROVVISORIO 4 e 5 GIUGNO 2014 TECNOLOGIE PER IL TERRITORIO

4 giugno 2014MattinaSessione Principale - Pianificare e Progettare: lo stato dell'arte delle tecnologieWorkshop - Monitoraggio, sensori e reti di controllo per il territorio e la città intelligenteWorkshop - Agenda Digitale e fondi europei per le comunità e i territori intelligentiWorkshop - Nuove tecnologie per l'open data ed i big dataPomeriggioWorkshop - Sicurezza del territorio e del costruitoCorso - Il kit del progettista: CAD, GIS e BIM5 giugno 2014MattinaWorkshop - Nuovi estimi e catasto 3DWorkshop - Bandi e finanziamenti europei per le tecnologie applicate ai beni culturaliPomeriggioSessione Principale - Il rilievo dalla piccola alla grande scalaWorkshop - La navigazione indoor e outdoorCorso - Tecnologie per mappare i rischi naturali

4 GIUGNO 2014

TECNOLOGIE PER LA SMART CITY MattinaWorkshop - Servizi e mobilità per la smart cityWorkshop - Monitoraggio, sensori e reti di controllo per il territorio e la città intelligenteWorkshop - Agenda Digitale e fondi europei per le comunità e i territori intelligentiWorkshop - Nuove tecnologie per l'open data ed i big dataPomeriggioSessione Principale - Sistemi informativi intelligenti per la gestione della città e la comunicazione ai cittadini Workshop - Soluzioni software per il BIMCorso - Il kit del progettista: CAD, GIS e BIMCorso - Dalla città all'unità abitativa: sistemi integrati di gestione e controllo

5 GIUGNO 2014 TECNOLOGIE PER I BENI CULTURALI

MattinaSessione Principale - Valorizzazione e fruizione dei Beni CulturaliWorkshop - Monitoraggio e controllo dei monumenti e dei siti archeologiciWorkshop - Bandi e finanziamenti europei per le tecnologie applicate ai beni culturaliWorkshop - Virtualizzare e stampare in 3DPomeriggioSessione Principale - Il rilievo dalla piccola alla grande scalaWorkshop - Sistemi per la gestione e la conservazione dei Beni CulturaliWorkshop - La navigazione indoor e outdoorCorso - Tecnologie di rilievo 3D nella realtà applicativa Durante le due giornate sono previste dimostrazioni nell'area espositiva ed all'esterno del Centro Congressi (apparati di rilievo e posizionamento, droni, ecc.)

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13 maggio 2014 FME World Tour 2014 Torino www.geoforall.it/9hcw 24-25 Maggio 2014 Roma Drone Expo&Show http://www.romadrone.it/ 28 maggio 2014 GEObusiness 2014 the geospatial event (UK) http://www.geobusinessshow. com 3-6 June 2014 17th AGILE Conference on Geographic Information Science Castellón (Spain) www.geoforall.it/9yw4

4 giugno 2014 International Course on Geotechnical and Structural Monitoring Poppi www.geotechnicalmonitoring. com 4-5 giugno 2014 Conferenza TECNOLOGIE PER IL TERRITORIO Roma http://www.technologyforall.it/ 5-6 giugno 2014 VIII Workshop tematico Telerilevamento per l'osservazione della terra Pescara www.geoforall.it/9h9x 16-18 giugno 2014 GIT 2014 Montefalco (PG) http://www.gitonline.eu/

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16-20 giugno 2014 INSPIRE Conference 2014 (Danimarca) www.geoforall.it/939q 23-25 giugno 2014 V ISPRS Symposium Riva del Garda http://isprs-commission5.fbk.eu/ 30 giugno 2014 IX Conferenza Internazionale su "Geographical Analysis, Urban Modeling, Spatial Statistics" (Portugal) http://www.geoforall.it/939q 2-4 luglio 2014 Convegno Sifet-Tecniche geomatiche per il monitoraggio Torino http://sifet.org

28-29 luglio 2014 PSATS 2014 6th International Conference on Personal Satellite Services Genova www.psats.eu 10-12 settembre 2014 Congresso della Società Geologica Italiana Milano http://www.socgeol.it/ 6-8 ottobre 2014 Service Oriented Mapping 2014 Postdam (Germany) http://somap.cartography.at 14-16 ottobre 2014 18a Conferenza Nazionale ASITA Firenze www.asita.it

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