1 Introduzione Il laboratorio di Archeologia dei Paesaggi e Telerilevamento (LAP&T) è finalizzato allo studio diacronico delle reti insediative e dei contesti territoriali. L’approccio metodologico alle problematiche storico-archeologiche è caratterizzato dall’attenzione verso le tecnologie innovative, in particolare ai sistemi di osservazione remota del territorio e allo sviluppo delle tecniche di ricognizione diretta sul terreno. Il lavoro condotto è piuttosto complesso ed è diretto ad investigare con intensità modulare contesti territoriali di ampie dimensioni (regione/provincia), di media estensione (bacino idrografico) e di livello puntuale (aree di concentrazione, anomalia, ecc.). Per conseguire questi obiettivi utilizziamo una ampia gamma di metodi e competenze tra cui segnaliamo, l’analisi di immagini da satellite e aviotrasportate (iperspettrali, lidar), la fotogrammetria digitale, l’aerofotointerpretazione, la ricognizione aerea, la ricognizione di superficie, i metodi geofisici e lo scavo archeologico1 (fig.1). La collocazione geografica dei dati tramite processi standardizzati, quali la georeferenziazione speditiva, la fotogrammetria e il rilievo strumentale, rappresentano una attività centrale di molti steps del nostro iter conoscitivo. In questo processo il GPS, in modalità assoluta e sempre più spesso differenziale, rappresenta lo strumento di rilevo maggiormente utilizzato per l’estrema flessibilità a rispondere a molte delle nostre vecchie e nuove esigenze metodologiche. Queste affermazioni non comportano in nessun modo una scelta di campo a favore di un sistema al posto di altri quali stazioni totali o laser scanner, entrambi presenti e largamente utilizzati dall’Area di Archeologia Medievale. La letteratura scientifica ha da tempo risolto la questione ribadendo l’interesse primario verso il conseguimento degli obiettivi del lavoro archeologico e l’ampliamento delle prospettive della ricerca, impiegando e integrando i metodi e gli strumenti più appropriati2. Se queste affermazioni possono sembrare superflue e ampiamente condivise non possiamo ignorare il “rumore di fondo” mai sopito, generato dalla riserve mentali che accompagnano la discussione su strumenti e tecnologie in archeologia. In modo più o meno esplicito, molti archeologi continuano ad avere un atteggiamento avverso alla nuove tecnologie evidenziandone il carattere meramente strumentale e rifiutando di riconoscerne il rilevo metodologico3. Riteniamo che nel presente contributo, oltre alla presentazione di numerose applicazioni del sistema GPS all’indagine archeologica, emerga con forza l’ennesima dimostrazione della non neutralità degli strumenti materiali nel processo di produzione della memoria storica rispetto sia alle opportunità di pianificazione dell’indagine (strategia) sia alle nostre capacità di raccogliere, analizzare e ricondurre a modelli le informazioni (metodologie). 1 Per una panoramica approfondita e aggiornata sulle attività del LAP&T si vedano CAMPANA 2005, pp.233-262; CAMPANA, FRANCOVICH 2005, pp.61-73; CAMPANA, FRANCOVICH 2006, pp.67-76. 2 FRANCOVICH 1999, pp.45-61; GUAITOLI 1999, pp.357-365. 3 Posizioni analoghe sono comuni a tutti i settori delle scienze umane, si veda RONCAGLIA 2002, pp. 353-376.

DGPS e Mobile GIS per l’archeologia dei paesaggi

Stefano Campana Università di Siena

Dipartimento di Archeologia e Storia delle Arti Archeologia dei Paesaggi Via Roma 56, 53100 Siena

campana@unisi.it

Abstract - Il paper presenta i più recenti sviluppi delle applicazioni allo studio dei paesaggi archeologici della tecnologia GPS sperimentati dal LAP&T (Laboratory of Landscape Archaeology and Remote Sensing). Nella prima parte sono oggetto di discussione le possibilità di applicative del sistema di georeferenziazione satellitare alla ricognizione di superficie, ricognizione aerea, generazione di micro modelli digitali del terreno e alle indagini geofisiche. La seconda parte è dedicata ai sistemi mobile GIS e alle straordinarie potenzialità applicative in ambito archeologico. In conclusione sono presentati i più innovativi sistemi di georeferenziazione e navigazione sviluppati per la geofisica estensiva.

Fig. 1 – Rappresentazione schematica dei principali settori di attività del LAP&T

2 Stazioni fisse e modalità di correzione differenziale Nell’archeologia dei paesaggi vi sono operazioni che richiedono precisioni molto diverse. Mentre per il rilievo, ad esempio, di concentrazioni di superficie o di carotaggi l’accuratezza metrica è accettabile, il posizionamento di shovel-test, test-pit, raccolte per quadrati o misure geofisiche

richiedono di norma precisioni submetriche che diventano centimetriche nel caso del rilievo di punti di controllo a terra, della realizzazione di modelli digitali del terreno, ecc. Come è noto il GPS può essere utilizzato in modalità assoluta e differenziale. Nel primo caso alla comodità di operare con un dispositivo del tutto autonomo si contrappone il limite della precisione4. Per migliorare l’accuratezza ci si avvale del posizionamento differenziale, una tecnica nella quale si usano due o più ricevitori: uno su un vertice di riferimento fisso di posizione nota (stazione base) e uno o più ricevitori, solitamente in movimento (rover), per eseguire rilievi o per navigare5. La correzione differenziale può essere eseguita al ritorno in laboratorio (post-processing) oppure in tempo reale (RTK, Real Time Kinematic) tramite la trasmissione dei dati dal ricevitore base al rover

(local area DGPS). Una ulteriore possibilità consiste nel ricorrere a correzioni di tipo wide area diffuse via satellite. Esistono servizi di diffusione di tali correzioni sia commerciali (Omnistar, Racall, Satloc, ecc.) sia pubblici (WAAS/EGNOS). Questa tecnologia garantisce precisioni inferiori ai 3 metri, in planimetria. Dal punto di vista operativo i sistemi wide area offrono il vantaggio di concentrare in una sola unità, il ricevitore, le funzioni di ricezione del segnale GPS, delle correzioni e di elaborazione della posizione corretta. Abbiamo già esposto in altra sede come il nostro laboratorio abbia risolto questa esigenza tramite l’installazione di una stazione fissa presso il dipartimento di Archeologia e Storia delle Arti dell’Università di Siena6. Gestire direttamente una stazione fissa offre all’archeologo oltre al controllo diretto dei tempi di campionamento e alla disponibilità di una linea privata per la correzione in tempo reale l’opportunità di entrare a far parte di reti GPS regionali o nazionali e quindi di accedere gratuitamente al servizio di correzione differenziale sull’intero comprensorio regionale o addirittura nazionale7. Il limite principale delle attuali reti GPS è da riconoscere nella lunghezza della baseline non sempre sufficientemente breve per ottenere buone precisioni nella connessione tramite linea GSM o GPRS. Le stazioni di riferimento in genere sono istallate nei capoluoghi di provincia e consentono di ottenere precisioni centimetriche entro un raggio inferiore a 30 km8. Come si può osservare nella figura 2 ampie zone delle province di Siena, Grosseto, Livorno e Pisa si trovano al di fuori del buffer di 30 km. Per esperienza diretta possiamo affermare che a distanze superiori, rimanendo in ambiti provinciali, il range di precisione si aggira intorno a valori submetrici. Sulla base di quanto esposto, nell’ambito dello scenario principale delle nostre indagini, la Toscana centro meridionale è in grado di operare tramite dispositivi GPS palmari a singola frequenza e strumenti topografici a doppia frequenza con precisioni metriche per i primi in tutta l’area e centimetriche per i secondi entro un raggio di 30 km che diventano submetriche e metriche oltre questa distanza (fig.3).

4 GABRIELLI et al. nel presente volume. 5 CINA 2004. 6 CAMPANA 2005, pp.62-82. 7 La realizzazione della Rete GPS Toscana nasce dalla collaborazione Tra LaMMA (Laboratorio per la Meteorologia e la Modellistica Ambientale), Dipartimento Ambiente e Territorio della Regione Toscana, Comitato Regionale Toscano dei Geometri, Dipartimento di Archeologia e Storia delle Arti dell’Università di Siena e Leica Geosystems. 8 TOPOUZI et al., 2002, pp.417-426

Fig.2 – Rete GPS della Regione Toscana e buffer relativo alla vaseline di 30km

E’ però necessario aggiungere una ulteriore precisazione riguardo alla copertura delle reti GSM e GPRS. Bisogna infatti considerare che l’assenza di segnale anche a pochi km dalla stazione di

riferimento compromette irrimediabilmente la correzione RTK (ma non il post-processing). Nelle zone al di fuori della baseline minima o nelle aree prive di segnale telefonico di fronte alla necessità di acquisire misure con precisioni centimetriche in RTK la sola soluzione praticabile consiste nell’istallazione sul campo di una base di riferimento che per l’assenza di segnale GSM/GPRS sarà provvista di radio (fig.4).

Fig.3 – Esempio di correzione differenziale RTK con base line molto elevata e i relativi valori di errore minimi e massimi

Fig.4 – Stazioni base GPS installate sul campo per la correzione differenziale in post-processing (sinistra) e in tempo reale (destra)

3 Determinazione della posizione della stazione fissa9 La posizione delle stazioni di riferimento per il rilievo cinematico sono state calcolate utilizzando le osservazioni giornaliere di tale stazione integrate con i dati di alcune stazioni GPS permanenti italiane ed europee, di cui si conosce con buona precisione la posizione. L’analisi dei dati GPS di tutte le stazioni è stata eseguita mediante il programma Gamit (versione 10.0 e successive), sviluppato e distribuito dal Massachusset Institue of Technology e dall'Università di San Diego. Il programma determina la posizione di ogni stazione per approssimazioni successive utilizzando un complesso metodo ai minimi quadrati generalizzato. Partendo dalla posizione dei satelliti in orbita, supposta nota con una elevata precisione (qualche centimetro), il programma stima la distanza percorsa dal segnale GPS per giungere all’antenna ricevente; partendo da questa distanza l’algoritmo, mediante una tecnica di “intersezione spaziale distanziometrica”, ricava la posizione assoluta della stazione GPS (posizionamento assoluto). Trattandosi di un metodo per approssimazioni successive e’ necessario conoscere anche la posizione a priori delle diverse stazioni incluse nel calcolo, ma con una precisione molto inferiore (un centinaio di metri) rispetto alle orbite dei satelliti. La precisione con cui si stimano le posizioni delle stazioni GPS dipende dalla precisione con cui vengono stimate le orbite dei satelliti e dalla precisione dei modelli utilizzati nel calcolo per riprodurre il percorso seguito dal segnale GPS. E’ possibile ridurre l’influenza di questi fattori di errore nella stima della posizione assoluta delle singole stazioni eseguendo un posizionamento relativo dove l’obiettivo del calcolo e’ quello di determinare il vettore che unisce tra loro due stazioni che hanno osservato simultaneamente i medesimi satelliti (linee di base). La simultaneità delle osservazioni e’ garantita dal numero e dalla disposizione in orbita dei satelliti GPS. Al termine del calcolo è possibile determinare la posizione delle singole stazioni con una precisione superiore ai valori ottenuti con l’approccio di posizionamento assoluto, per questo motivo è il metodo di posizionamento relativo è utilizzato nei principali programmi di elaborazione dati GPS ad uso scientifico come il GAMIT. La precisione con cui è possibile conoscere la posizione assoluta di ogni singola osservazione dipende dal numero e dalla qualità delle osservazioni disponibili. I dati utili per ricostruire con precisione le orbite giornaliere dei satelliti (effemeridi) sono forniti dall’agenzia spaziale americana che gestisce il sistema GPS (Nasa-IGS). Le orbite dei satelliti sono ricostruite in un sistema di riferimento cartesiano ortogonale inerziale in cui verranno anche calcolate le posizioni assolute delle singole stazioni GPS. Purtroppo questo sistema di riferimento varia di giorno in giorno, questo significa che per confrontare tra loro le posizioni di una stazione GPS ottenute in due giorni diversi e’ necessario innanzitutto inquadrare le due posizioni in uno stesso sistema di riferimento (geo-referenziare la soluzione). La comunità scientifica per ovviare a questo problema ha creato un organismo internazionale, lo IERS, preposto allo sviluppo di questo sistema di riferimento, noto con l’acronimo ITRF (Inertial Terrestrial Reference Frame) a cui riferire tutte le soluzioni giornaliere di qualsiasi elaborazione. Il sistema di riferimento ITRF è stato creato a partire dal 1994 utilizzando i dati GPS, VLBI e Laser di alcune stazioni di osservazione che soddisfacevano alcune particolari caratteristiche sia tettoniche che strumentali. Con il passare del tempo sono state create diverse versioni di ITRF che differivano l’una dall’altra per il numero di stazioni coinvolte e per l’intervallo dei dati utilizzati per il suo sviluppo. Attualmente è in uso il sistema di riferimento ITRF2000 realizzato utilizzando i dati GPS delle stazioni fino all’anno 2000. Tutti i sistemi di riferimento in cui vengono calcolate le posizioni giornaliere delle stazioni GPS sono ortogonali, come pure il sistema di riferimento ITRF, quindi possono differire tra loro solo per una diversa orientazione nello spazio dei loro assi, per una traslazione delle rispettive origini e per un fattore di scala tra le rispettive dimensioni. Questo significa che per inquadrare ogni soluzione giornaliera nel sistema di riferimento ITRF e’ necessario stimare 7 parametri: le rotazioni attorno ai 3 assi cartesiani che consento di orientare nello stesso modo entrambi i sistemi di riferimento, i 3 9 Il calcolo delle coordinate geografiche delle stazioni base e il presente paragrafo è sono stati realizzati dalla dott.ssa Fabiana Loddo, Istituto di Geofisica e Vulcanonologia (INGV) - Sezione di Bologna e dal dott. Nicola Cenni, Dipartimento di Scienze della Terra - Università degli Studi di Siena.

parametri di traslazione che permettono di far coincidere le rispettive origini e il fattore di scala per far coincidere anche le rispettive dimensioni. Questa trasformazione che consente di passare da un sistema ortogonale ad un altro e’ meglio nota come Trasformazione di Helmert. Per inquadrare ogni singola soluzione giornaliera nel sistema di riferimento ITRF e’ quindi necessario stimare questi 7 parametri e applicare la trasformazione ad ogni singola posizione. Questa stima viene eseguita confrontando tra loro le posizioni calcolate di almeno 3 stazioni, definite di riferimento, con quelle teoriche nel sistema ITRF. Il valore dei parametri viene stimato mediante un approccio ai minimi quadrati lineare, che minimizza la differenza tra le posizioni calcolate a partire dalle osservazioni e quelle teoriche fornite nel sistema ITRF. Trattandosi di un approccio ai minimi quadrati e’ consigliabile per una migliore stabilità della soluzione utilizzare un numero di stazioni maggiore delle 3 necessarie, questo per evitare che il comportamento anomalo di una stazione influenzi l’intera soluzione. Nel nostro caso per inquadrare le diverse soluzioni giornaliere abbiamo scelto di utilizzare 5 stazioni di riferimento: Graz (GRAZ), Cagliari (CAGL), Matera (MATE), Zimmerwald (ZIMM) e Wettzel (WTZR). Al termine di questa operazione si ottiene la posizione ITRF di ogni singola stazione rappresentata da una terna di coordinate: latitudine, longitudine e quota. Quest’ultima rappresenta la quota rispetto alla superficie dell’ellissoide di riferimento utilizzato (WGS84) per riprodurre matematicamente la superficie terrestre; per poter conoscere la quota altimetrica della stazione è necessario riportare questa quota a quella relativa al geoide, stimata, ad esempio, attraverso una serie di misure di livellazione. In questo modo è possibile calcolare la posizione della stazione di master con una precisione di pochi centimetri, se il periodo di osservazione è inferiore ai tre giorni, o di alcuni millimetri per periodi di osservazione superiore. 4 Il GPS nell’indagine territoriale Le principali operazioni da noi condotte riguardavano inizialmente il rilievo topografico di aree di concentrazione e di monumenti individuati nel corso delle ricognizioni di superficie10. Ben presto abbiamo realizzato che la tecnologia GPS poteva essere impiegata nelle ricerche sui paesaggi archeologici per numerose applicazioni pertinenti ai diversi ambiti dalla ricognizione di superficie, alla ricognizione aerea, alla verifica in campagna di dati telerilevati, alle indagini geofisiche e all’acquisizione di dati topografici. Le applicazioni al survey sul terreno, ad esempio, sono molteplici. Oltre all’impiego più elementare, relativo alla georeferenziazione delle emergenze di reperti in superficie o di sottoinsiemi delle stesse, il dispositivo è stato impiegato per il rilievo speditivo di singoli reperti individuati nelle aree di concentrazione e per il rilievo di griglie predefinite di raccolta. Questa applicazione assume particolare significato se stratificata nel tempo. Non bisogna dimenticare che le funzioni di navigazione dei GPS trovano naturali applicazioni nella ricerca di concentrazioni georeferenziate in passato e nel monitoraggio dello spostamento e dell’aumento della superficie di spargimento dei reperti11. Proseguendo la rassegna delle applicazioni GPS all’archeologia di superficie affrontiamo un problema diffuso nella documentazione archeologica di molti progetti territoriali, rappresentato dallo scollamento degli archivi fotografici dalla relativa localizzazione geografica. Il GPS può svolgere anche in questo caso un ruolo significativo attraverso il rilievo del punto di vista di una fotografia tramite la georeferenziazione di una linea, di un prodotto QTVR con la georeferenziazione di un punto o del percorso di acquisizione di un filmato attraverso la georeferenziazione di una polilinea. Mentre l’acquisizione sul campo di questi dati non richiede un reale dispendio di tempo, è infatti sufficiente attivare il dispositivo, appoggiarlo a terra e dedicarsi alla ripresa fotografica, il risultato è particolarmente prezioso poiché consente di stabilire una relazione topologica tra immagini e ambiente GIS. Allo stato attuale la visualizzazione delle immagini nel GIS non potrà che avvenire tramite hyperlink. Il fatto che questa soluzione non offra layer direttamente sovrapponibili con altri piani informativi non costituisce, a nostro parere, un 10 I dispositivi GPS utilizzati sono Geo Explorer II e Geo Explorer III di Trimble. 11 Per un approfondimento sull’argomento si veda CAMPANA 2005, pp.62-82.

limite bensì un’estensione delle possibilità del sistema informativo di veicolazione delle informazioni12. L’esigenza di disporre di archivi fotografici georeferenziati, non solo in archeologia, è rintracciabile in alcuni prodotti presentati sul mercato negli ultimi anni. Ci riferiamo in primo luogo alla comparsa di fotocamere digitali con GPS integrato (Ricoh GPS compatible RDC-i700 G e Ricoh Pro G3)13 o in grado di supportare connessione wifi con GPS compatibili (Nikon D2X, D2Hs, D200)14. L’introduzione di entrambe le soluzioni tecnologiche consente di associare automaticamente ad ogni fotografia la terna di coordinate x, y, z del punto in cui è stata scattata la fotografia15 (fig.5). La versione 7 del software mobile GIS ArcPad, il prodotto leader del settore, dedica molta attenzione alla georeferenziazione delle fotografie con funzioni specifiche sia per collegare il mobile GIS alla macchina fotografica sia per la realizzazione e gestione di hyperlink16. L’ultima applicazione che presentiamo in questa sede, associata alla pratica della ricognizione di

superficie, è stata sperimentata fin dal 1999 e consiste nel rilievo del percorso effettivo seguito durante la battitura sistematica dei fondi agricoli17. Il problema della precisione della copertura del fondo costituisce un aspetto metodologico fondamentale per l’esito della ricerca e per la rappresentatività dei risultati18. La difficoltà di mantenere costante la direzione corretta è particolarmente evidente in corrispondenza di territori caratterizzati da fondi agricoli di grandi 12 CAMPANA 2002, pp. 135-136. 13 http://www.dpreview.com/news/0302/03022601ricohi700g.asp 14 http://www.dpreview.com/news/0511/05110104nikond200.asp 15 Ricoh ad esempio fornisce con la fotocamera una estensione per il software ArcGIS, GPS-Photo Link Ricoh Edition, per la gestione georeferenziata delle fotografie. Sull’argomento si veda http://www.geospatialexperts.com/ricoh.html 16 http://www.esri.com/news/arcnews/summer05articles/arcpad7.html e http://www.esri.com/software/arcgis/arcpad/index.html 17 CAMPANA 2001, pp. 68-69 18 BINTLIFF, SNODGRASS 1985, pp.123-61.

Fig.5 – Fotocamera con GPS integrato o provviste di software in grado di gestire connessioni con dispositivi GPS via cavo e wireless.

dimensioni, con morfologia collinare, di forma irregolare e quasi del tutto privi di punti di riferimento (recinzioni, cortine di alberi ecc). In tali situazioni anche una piccola variazione della direzione può rappresentare la perdita inconsapevole di un’ampia porzione di territorio. Per evitare situazioni di questo tipo viene generalmente utilizzata la bussola e prestata scrupolosa attenzione al rispetto della distanza tra ricognitori. Questo sistema garantisce un grado di precisione accettabile, evitando lacune grossolane. I limiti di questa procedura rimangono l’approssimazione difficilmente calcolabile con esattezza e l’assenza di documentazione. Dal 1999 abbiamo utilizzato intensivamente il ricevitore GPS con l’obiettivo di documentare anche questo aspetto della ricerca. Lo strumento consente di controllare la direzione tramite una bussola elettronica ma soprattutto contemporaneamente il ricevitore registra il tragitto reale. L’elaborazione in ambiente GIS dei dati acquisiti sul terreno consente di generare una buffer zone che tenga conto della distanza tra i ricognitori e del numero di persone presenti al fine di rappresentare la superficie battuta. Il risultato è estremamente prezioso in quanto consente di documentare un aspetto rilevante del nostro lavoro, fornendo indicazioni preziose sia al responsabile della ricerca sia agli utenti dei risultati delle ricognizioni, dagli addetti alla tutela alle nuove generazioni di ricercatori, al fine di valutare la reale intensità delle indagini. Altro metodo della ricerca territoriale dove l’uso del GPS svolge un ruolo significativo è la ricognizione aerea. Questa tecnica di indagine è applicabile in Italia solo da pochi anni in seguito alla liberalizzazione delle riprese aerofotografiche19. In breve l’attività di ricerca consiste nella attenta valutazione dei periodi di maggiore visibilità delle tracce archeologiche, in coincidenza dei quali un archeologo specializzato vola con piccoli aerei da turismo osservando dall’alto il territorio al fine di identificare, secondo i principi tradizionali della aerofotointerpretazione, discontinuità nel paesaggio riconducibili a depositi archeologici ipogei. Individuati gli elementi di interesse questi vengono documentati tramite l’acquisizione di fotografie aeree oblique. L’area di Archeologia Medievale è attiva in questo settore con un progetto di ricognizione della Toscana centro meridionale dal 200020. Il dispositivo GPS è particolarmente utile per la registrazione delle rotte seguite nel corso delle ricognizioni aeree e per la localizzazione delle evidenze fotografate. In relazione a questa ultima applicazione è evidente che la posizione rilevata a causa del punto di vista non ortogonale rispetto all’evidenza risulterà spostata di alcune centinaia di metri. A tale proposito bisogna considerare che l’obiettivo dell’operazione consiste nella localizzazione approssimativa dell’emergenza. In questo modo successivamente sarà piuttosto semplice identificare l’area al fine di restituire l’evidenza su base cartografica. Abbiamo già accennato che oltre alle applicazioni in cui è il rilievo a prevalere i dispositivi GPS consentono di svolgere attività di navigazione finalizzate ad esempio alla verifica di evidenze individuate da foto aerea. Trasferire la posizione dell'anomalia dall’immagine telerilevata su ortofotocarta o addirittura su cartografia CTR o I.G.M. rende l'identificazione sul campo, in particolare per le aree boschive, dispersiva e approssimativa. In situazioni di bosco fitto può risultare estremamente complesso determinare con certezza se ci si trova in corrispondenza delle tracce o meno. I rischi connessi a verifiche che non considerano questo problema sono evidenti. In casi estremi può accadere di eseguire sopralluoghi nelle aree sbagliate senza la possibilità di accorgersene, magari non trovando nulla mentre a poche decine o centinaia di metri si celano le strutture corrispondenti alle tracce. L’impiego di sistemi GPS rappresenta la soluzione del problema comportando vantaggi significativi riguardo all’affidabilità, alla precisione e ai tempi di realizzazione delle verifiche. Determinata con precisione l’area di interesse, se ci troviamo su seminativi arati, il dispositivo è utile a svolgere le operazioni di rilievo descritte nel corso delle ricognizioni di superficie. Nelle aree boschive le tecniche di intervento sono diverse e quindi differenti risultano le possibili applicazioni GPS. Anzitutto è indispensabile premettere che in termini puramente tecnico-operativi, a causa della presenza della copertura fogliare, la qualità del

19 MUSSON et al. 2005. 20 CAMPANA, FRANCOVICH 2006, cs.

segnale diminuisce. Ciò è dovuto ad un fenomeno noto in letteratura come aberrazione multi-path21. E’ per questo motivo che i rilievi effettuati nelle aree boschive risultano affetti da frequenti spike che alterano il risultato e allungano i tempi di elaborazione in laboratorio. Per arginare i problemi connessi a questo fenomeno una alternativa è rappresentata dal rilievo in modalità stop and go22. Il secondo problema, di natura percettiva, è connaturato agli spazi connotati da scarsa visibilità orizzontale (situazioni analoghe sono osservabili ad esempio anche nei vigneti) e consiste nella difficoltà di formarsi un quadro mentale realistico delle dimensioni e della articolazione del sito23. In genere l’impossibilità di osservare nella sua totalità il contesto archeologico e la maggiore lentezza di movimento dovuta alla presenza di ostacoli porta il ricercatore a dilatare (in modo non lineare) le dimensioni del sito e quindi ad una percezione distorta delle caratteristiche dell’evidenza. Nelle ricognizioni di aree boschive svolte in provincia di Siena e di Grosseto, il GPS è risultato di grande utilità per la realizzazione speditiva di mappe delle evidenze attraverso il rilevamento in modalità stop and go di cinte murarie, strutture insediative e produttive, terrazzamenti, crolli, viabilità, interventi clandestini nel sottosuolo, ecc. Rientrati in laboratorio è possibile visualizzare nel GIS archeologico la distribuzione, le dimensioni e i rapporti reciproci delle evidenze rilevate. Altrettanto significative sono le possibilità di rilievo di tutta una serie di operazioni condotte nel corso dell’indagine. Ci riferiamo alla georeferenziazione di test stratigrafici, carotaggi, sezioni occasionali o alla delimitazione di spazi indagati con diversi gradi di intensità, ecc. Considerate le suddette difficoltà ad operare in aree boschive l’acquisizione di dati GPS svolge un ruolo determinante non solo per la qualità e la ricchezza della documentazione acquisita ma soprattutto in quanto la visualizzazione nel GIS degli elementi rilevati consente di elaborare strategie in grado di orientare in modo efficace gli interventi futuri. Nei sopralluoghi successivi la capacità di navigazione del sistema GPS consente come abbiamo visto oltre all’individuazione dell’evidenza (nel caso in cui fosse ancora necessario) il riconoscimento di tutti gli elementi rilevati nella fase precedente ed eventuali aree di interesse determinate in seguito all’elaborazione dei dati raccolti con particolare riferimento ad esempio a zone in cui praticare novi test excavation, carotaggi, ecc. 5 Applicazioni DGPS all’indagine territoriale Allo stato attuale utilizziamo il metodo differenziale sia con strumenti mono frequenza sia con strumenti doppia frequenza per la georeferenziazione delle misure geofisiche, rilevamenti di punti di controllo al suolo (fotogrammetria, rettifica di fotografie aeree oblique, verticali, immagini da satellite) ed infine per la generazione di micro-modelli digitali del terreno tramite il rilievo cinematico. Dal 2003 il Laboratorio di Telerilevamento ha avviato un’esperienza di applicazione del metodo gradiometrico alle ricerche territoriali24. Questa tecnica è in grado di soddisfare quello che per l’archeologia dei paesaggi costituisce un elemento cruciale: l’esigenza di indagare ampie superfici in tempi contenuti. In questi anni abbiamo messo a punto un sistema di acquisizione dati che consente ad un gruppo di tre persone di indagare da 1 fino a 1,5 ettari di terreno al giorno con una risoluzione di 1 metro tra i profili (x) e 50 cm circa lungo gli stessi (y). Tradizionalmente in questo settore le operazioni di topografia richiedono un significativo impiego di tempo. Mentre le applicazioni discusse nel paragrafo precedente non richiedevano una precisione inferiore al metro, per la georeferenziazione dei dati geofisici è preferibile utilizzare dispositivi che consentono di raggiungere precisioni più elevate. La stazione totale oltre a non essere oggetto del presente contributo, non fornisce coordinate geografiche, richiede (tranne per i modelli più evoluti) due operatori e tempi piuttosto lunghi per il trasporto, montaggio e messa in bolla. I dispositivi GPS da noi utilizzati appartengono sia al segmento submetrico e sia alla fascia più alta degli strumenti

21 Tipo di alterazioni non eliminabile sia in tempo reale sia in post-processing. Recentemente sono apparsi sul mercato strumenti provvisti di algoritmi di correzione automatica dell’errore multi-path, si veda ad esempio il sistema Everest di Trimble: http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/Get/Document-1989/everest.pdf 22 Leica 2003; Trimble 2005. 23 Bisogna considerare che in genere le evidenze segnalate in letteratura o individuate attraverso l’analisi di dati telerilevati si presentano articolate e di dimensioni considerevoli. 24 MUSSON et al.. 2005.

centimetrici. I primi sono ben rappresentati dal GPS Leica GS20 e Trimble GEO XT che permettono di acquisire le misure dei vertici delle griglie di rilevamento dei dati geofisici con un’accuratezza di circa ±30 cm (in post-processing)25. Un’approssimazione accettabile se messa in relazione a esigenze di natura territoriale ma insufficiente se si intende approfondire l’indagine e procedere a un confronto puntuale tra dato geofisico e dato di scavo. Accuratezza e dispositivi altrettanto inadeguati se si intende interfacciare lo strumento geofisico con il GPS al fine di associare ad ogni misura radar, magnetica o elettromagnetica una terna di coordinate geografiche. In entrambi i casi la soluzione consiste nell’uso di un GPS topografico che garantisce precisioni centimetriche (variabili a seconda del valore DOP e della lunghezza della baseline) e velocità di rilevamento fino a 20Hz. Questi strumenti fino ad alcuni anni fa erano piuttosto ingombranti e soprattutto scomodi per la presenza di troppi cavi. Attualmente è disponibile sul mercato una nuova generazione di GPS topografici che si differenziano rispetto al passato per compattezza, agilità e connettività wireless. Il divario tra palmari orientati verso il segmento GIS e dispositivi per il rilievo topografico è sempre più esclusivamente di natura economica. Oltre alle applicazioni squisitamente archeologiche per le quali sono richieste precisioni elevate il DGPS topografico trova ampio spazio in tutta una serie di rilevamenti di natura topografica che possono risultare direttamente o indirettamente utili per l’aggiornamento del sistema informativo territoriale, per l’arricchimento della base dati su cui effettuare la valutazione e l’interpretazione intra-site o inter-site. Pensiamo al rilevamento di punti di controllo al suolo per la fotogrammetria, per la rettifica di precisione di fotografie aeree oblique, verticali e per le immagini da satellite. Una applicazione particolare è rappresentata dalla generazione di micro-modelli digitali del terreno

tramite il rilievo cinematico. Come è stato già ampiamente dimostrato il DGPS offre la possibilità di acquisire con estrema rapidità dati per la realizzazione di accurati modelli digitali del terreno che

25 Si ringraziano per la disponibilità e la fornitura degli strumenti le società Farad S.P.A., Crisel S.R.L. e Assogeo S.R.L.

Fig.6 – Visualizzazione in ArcScene della nuvola di punti, del DEM e del draping con foto aerea, gradiometria, e interpretazione. La fusione dei dati nel caso di una evidenza che presenta variazioni altimetriche minime quale una motta medievale risulta estremamente efficace. L’interpretazione delle tracce nella finestra in basso (Palizzata?; Fossato?; Fossato?) è uno dei risultati dell’analisi multilivello dove nel caso specifico le misure magnetiche svolgono un ruolo decisivo.

costituiscono la base tridimensionale del GIS nonché un significativo elemento per l’individuazione di micro-variazioni altimetriche prodotte da depositi archeologici ipogei26. Il DEM così prodotto raggiunge livelli di accuratezza e di dettaglio da poter essere integrato con foto aeree, indagini geofisiche, raccolte di materiale in superficie, ecc (fig.6). 6 Mobile GIS per la ricognizione di superficie Dal 2002 abbiamo rivolto la nostra attenzione verso i sistemi mobile GIS. I motivi di attrazione per questa tecnologia sono piuttosto evidenti27. I PDA mettono a disposizione direttamente sul terreno

tutte le informazioni geografiche (basi cartografiche tecniche e tematiche, le coperture 26 Sull’argomento si vedano HAGEMAN, BENNET 2000, pp.111-127; CREMASCHI, FORTE 1999, pp.207-227; FORTE 2001, pp.95-141; FORTE, GABRIELLI 2002, pp.157-171. 27 RYAN et alii 1999, pp.127-132; RYAN, VAN LEUSEN 2002, pp.401-416; CRAIG 2000, pp.24-28. Un contributo recente di grande interesse è TRIPCEVICH 2004, pp.137-151.

Fig.7 - Raccolta di materiali di superficie assistita da PDA sul quale abbiamo trasferito una griglia vettoriale con passo di campionamento di 10 m per lato. I sistemi mobile GIS consentono, tra le alter cose, di accedere direttamente sul campo o in aereo a tutte le informazioni disponibili in laboratorio e immettere i nuovi dati nel GIS tramite il rilevo GPS delle evidenze e il mobile data base.

aerofotografiche e satellitari, dati geofisici) e i data base alfanumerici normalmente fruibili solo in laboratorio. Oltre al vantaggio di consultare e aggiornare in campagna gli archivi, questi strumenti e i relativi software GIS sono predisposti per essere collegati a svariate periferiche tra cui il dispositivo GPS, permettendo di visualizzare sullo sfondo le informazioni geografiche con in overlay la posizione dell’operatore in tempo reale. Per comprendere meglio alcune delle opportunità

messe a disposizione dai sistemi mobile GIS riteniamo essere un esempio particolarmente significativo il confronto tra le possibilità offerte da un “tradizionale” strumento GPS e il PDA/GPS in relazione alla raccolta di materiali organizzata entro griglie predefinite. Nel primo caso la procedura sul campo, sebbene velocizzata negli aspetti del rilievo, prevede comunque la collocazione fisica di una griglia sul terreno, in genere tramite l’utilizzo di paletti in corrispondenza dei vertici di ogni cella. Questa operazione, oltre ad essere piuttosto dispersiva, presuppone che il ricognitore disponga di rotelle metriche, mazzuolo, picchetti e nastro da cantiere.

Fig.8 - Esempio di visualizzazione di diverse tipologie di dati disponibili su PDA tramite i software ArcPad e FileMaker Mobile

Un equipaggiamento articolato e pesante che non è proponibile immaginare di portare sistematicamente in campagna28. Al fine di superare questa situazione ed offrire al ricercatore la possibilità in qualunque momento della ricognizione di optare per una raccolta per griglie, abbiamo generato in laboratorio, in formato shapefile, tre griglie predefinite di 5, 10 e 20 m. Ad ogni cella abbiamo associato un identificatore composto dalla sigla dell’amministrazione comunale, da una lettera corrispondente al campione di territorio e da un numero progressivo. Successivamente al passaggio dal sistema di riferimento Gauss-Boaga a UTM abbiamo trasferito i dati sul PDA. Il contributo di questo approccio alla raccolta per griglie è risultato straordinario. La possibilità di visualizzare la griglia prescelta contemporaneamente alla posizione del ricognitore con una accuratezza di circa ±30 cm (correzione differenziale in tempo reale via Bluetooth link con telefono cellulare GSM) permette di procedere alla raccolta senza bisogno di altro (fig. 7). In questo modo decade sia la necessità di portare con se l’attrezzatura necessaria per la realizzazione della quadrettatura sia l’esigenza di rilevare i vertici della griglia. È ovvio che non pensiamo di dotare ogni componente di un team di ricognizione di un PDA. Sarà sufficiente che il responsabile segua le indicazioni del cursore di navigazione, spostandosi sui vertici di ogni cella, segnando il punto, ad esempio, con una pietra o con qualunque altro oggetto disponibile ed in seguito avviare la raccolta. L’apporto che questo uso del PDA offre alla ricognizione di superficie non deve essere inteso solo in relazione al risparmio di tempo o al superamento di possibili conflitti con i proprietari dei fondi agricoli bensì nell’opportunità offerta al responsabile della ricognizione di scegliere la raccolta per griglie ogniqualvolta lo ritenga necessario, fin dal momento della scoperta del sito, e proseguire con la massima flessibilità nei mesi o negli anni successivi alla ripetizione del survey utilizzando la medesima griglia digitale. Riteniamo che sia anche di questa libertà di scelta, della capacità di rispondere rapidamente e in modo flessibile alla necessità di applicare strategie diverse di caso in caso che le ricerche di superficie hanno bisogno per superare finalmente il diffuso scetticismo che da sempre le affligge. Quanto esposto in relazione alla ricognizione di superficie costituisce solo una delle numerose nuove possibilità offerte dall’impiego sul campo di sistemi mobile GIS. Allo stato attuale di work in progress i risultati e limiti da noi osservati possono nel complesso essere ricondotti a: • Accesso in tempo reale sul campo ad una mole significativa di informazioni tramite interfacce

GIS e data base. • Validazione dei dati direttamente sul campo nella loro componente spaziale, geometrica e

descrittivo-alfanumerica. In questo modo facciamo coincidere la fase di rilievo con quella di validazione dei dati e conversione dal cartaceo al numerico, riducendo significativamente i tempi e gli errori tipici di queste attività (Fig.8). Nella pratica del lavoro sul campo significa liberarsi di supporti cartacei quali schede di unità topografica, stampe degli schedari delle campagne precedenti, documentazione edita, cartografie tecniche, tematiche e storiche, ecc.

• Possibilità di interazione tra layers georeferenziati e posizione GPS, facilitando in modo straordinariamente efficace la navigazione in qualsiasi condizione, dalla ricerca di siti e anomalie su terreni agricoli e boschi, al monitoraggio delle concentrazioni di reperti in superficie, ecc (Fig.8).

• Opportunità in fase di navigazione e di rilevo di un riscontro immediato tra le caratteristiche attuali del sito e le rappresentazioni fotografiche o cartografiche disponibili sullo sfondo (Fig.8). Ci riferiamo, ad esempio, a eventuali trasformazioni dell’uso del suolo, all’aumento dell’aerea di spargimento o a movimenti di concentrazioni di reperti fittili in superficie, ecc.

• I limiti principali sono da ricercare nelle componenti hardware e software. In particolare sono auspicabili miglioramenti della qualità visiva dello schermo, della frequenza del processore e della disponibilità di memoria RAM. In relazione ai programmi disponibili è indispensabile sviluppare suite in grado di favorire ulteriormente l’integrazioni dei dati, l’immissione sul campo

28 Sull’argomento si veda CAMBI 2000, pp.122-133 e relativa bibliografia.

di nuove informazioni geografiche e descrittive ed infine riteniamo necessario rivolgere l’attenzione verso il miglioramento delle funzionalità di aggiornamento dei server cartografici.

Sulla base dell’esperienza condotta riteniamo che questa tecnologia costituisca la prima concreta risposta alla necessità di dotare l’archeologo che opera nel territorio di uno strumento integrato ed implementabile, uniformato, sincronizzato e coerente con le più avanzate tecnologie disponibili in laboratorio che consenta concretamente di arginare lo scollamento tra lavoro sul campo e in laboratorio ampliando in modo significativo le possibilità di intervento dell’archeologo. 7 Mobile GIS per la ricognizione aerea Nel corso delle ricognizioni aeree del 2004 abbiamo sviluppato una soluzione mobile GIS finalizzata alla documentazione delle evidenze e alla navigazione. Sebbene il contributo in entrambi i casi sia stato significativo, il palmare utilizzato in campagna e i relativi software hanno evidenziato alcuni limiti. Anzitutto lo schermo da 3 pollici e mezzo risulta troppo piccolo rispetto alla scala territoriale a cui si lavora (in genere tra 1:50.000 e 1:500.000) e di difficile utilizzo per le continue vibrazioni a cui si è sottoposti. Altro problema è costituito dall’uso di uno strumento integrato. La necessità di operare con aerei ad ala alta comporta la presenza del tettuccio che ostacola la ricezione del segnale GPS, costringendo l’utente ad una posizione protratta in avanti scomoda e innaturale. Una soluzione potrebbe essere costituita da una antenna esterna ma ciò comporterebbe la presenza di fili nell’abitacolo che possono ostacolare l’archeologo durante le riprese aerofotografiche. Tra i limiti incontrati nella nostra esperienza ricordiamo infine le dimensioni limitate delle memorie di massa rispetto alla scala regionale, la possibilità di installare solo software elementare: sistemi operativi, GIS, data base, ecc. Insoddisfatti di questa soluzione ci siamo rivolti a verso i Tablet PC. L’esperienza avviata nel corso del 2004 è incentrata sullo sviluppo di una soluzione integrata tra un Tablet PC e un GPS bluetooth a basso costo. Se il Tablet è troppo ingombrante per essere impiegato nel corso di ricognizioni archeologiche di superficie risulta ideale in aereo, soprattutto se abbinato ad un GPS bluetooth che gli conferisce la massima libertà di movimento. È infatti possibile mostrare la rotta e la posizione al pilota oppure passare la tavoletta al passeggero seduto sul sedile posteriore senza intralci e senza

mai perdere il segnale GPS (fig.9). Le dimensioni dello schermo sono tra tre a quattro volte superiori rispetto a un PDA (da 3,5 pollici a 10/12 pollici). Inoltre, i Tablet sono veri e propri computer dotati di grandi quantità di memoria e di sistema operativo Windows XP. Ciò significa che è possibile istallare i medesimi software utilizzati in laboratorio e trasportare consistenti moli di dati. Attualmente abbiamo sviluppato un sistema in corso di sperimentazione basato su software ArcEditor (ESRI) e data base Access. Il sistema così concepito mette a disposizione dell’archeologo, direttamente in aereo, un ampio repertorio di cartografie tecniche, tematiche, ortofotografiche e costituisce uno strumento di georeferenziazione e di archiviazione dati (DBMS). Il mobile GIS contiene inoltre le rotte seguite negli anni passati, i punti e la restituzione grafica di tutte le tracce rilevate tramite fotografia aerea obliqua, verticale, satellite, gradiometro, ricognizioni di superficie, letteratura edita e fonti

Fig.9 – Uso in aereo del sistema TabletPC/GPS bluetooth

documentarie. È questo uno strumento decisamente più ricco, flessibile e aggiornato delle tradizionali schede cartacee e delle carte topografiche. Vi sono altri tre aspetti significativi finora emersi nel corso delle prime uscite in aereo. Disporre sul velivolo di un PC, oltre a soddisfare le esigenze prioritarie di rilievo e navigazione, significa avere uno strumento sul quale appoggiarsi per svariate attività. Ad esempio, l’uso di fotocamere digitali è sempre più diffuso tra gli archeologi aerei. Il Tablet può essere utile, in caso di esaurimento delle memorie fotografiche, per scaricare durante il volo i dati e proseguire il lavoro oppure nel caso di ricognizioni mirate, caratterizzate da particolari esigenze di qualità delle immagini (quali documentazione di scavi o monumenti), per valutare quasi in tempo reale i risultati ottenuti. Si possono inoltre installare software tipo Flitestar (Jeppesen) utile per la consultazione di carte aeronautiche e per l’elaborazione di rotte. La seconda considerazione riguarda il sistema di scrittura. A differenza del PDA il Tablet dispone del sistema di riconoscimento della scrittura, ciò significa che è possibile riempire schede e tabelle con la penna del Tablet esattamente come se fosse una comune penna a biro. Oltre alla facilità di utilizzo in un ambiente che non bisogna dimenticare costantemente sottoposto a disturbi, questa opportunità consente di archiviare dati meno standardizzati più ricchi di sfumature. Con i sistemi tradizionali costituiti dalla tastiera digitale è infatti praticamente impossibile lavorare sul terreno e a maggior ragione in aria. Per superare questo problema i data base vengono progettati con liste valori predefiniti. I dati vengono immessi di campo in campo, selezionando le voci previste nei rispettivi menù. Si tratta di scegliere l’opzione più affine all’elemento da schedare operazione che però comporta il rischio di introdurre forzature. Infine vogliamo portare l’attenzione sulla complessità del lavoro svolto in aereo, molto intenso e faticoso. Seguire la rotta, leggere e interpretare il paesaggio sottostante, tenere sempre sotto controllo l’attrezzatura fotografica per giungere sul sito con l’obiettivo migliore e con un numero sufficiente di scatti a disposizione, valutare l’incidenza della luce, compilare in modo esaustivo la documentazione, sono solo alcune delle attività che per essere eseguite in modo corretto richiedono grande esperienza. In Italia è verosimile che questo metodo di indagine si affermerà negli anni a venire ma è probabile che ci vorrà più tempo prima che vi siano i presupposti per figure specializzate la cui principale attività lavorativa sia il volo e la documentazione fotografica aerea come ad esempio se ne trovano in Gran Bretagna. Sistemi del tipo in esame sono forse ancor più utili per archeologi meno specializzati. Questo dispositivo infatti facilita notevolmente il compito dell’archeologo in aereo, semplificando la navigazione, l’accesso e la registrazione dei dati e lasciando molto più tempo all’archeologo di concentrarsi sul paesaggio sottostante. 8 Sistemi speditivi di navigazione e georeferenziazione satellitare per la geofisica estensiva L’esigenza di acquisire dati geofisici su larga scala ha spinto il nostro laboratorio ad interessarsi a sistemi per ottimizzare le operazioni sul terreno. Il primo problema che abbiamo affrontato riguarda l’esigenza, rispetto ad alcuni metodi, di realizzare griglie di riferimento in fase di acquisizione delle misure. La costruzione di una griglia infatti assicura la copertura omogenea del sito e facilita con buona approssimazione il rilievo topografico dei dati. L’uso di griglie e le successive operazioni di registrazione dei dati comportano però almeno due svantaggi: significativo aumento dei tempi di lavoro e necessità di un maggior numero di operatori sul campo. Sebbene limitatamente ad alcuni tipi di strumenti, sono attualmente disponibili sul mercato soluzioni GPS integrate per la georeferenziazione di ogni singola misura. Se questo sistema riduce i tempi delle operazioni di rilievo non elimina il problema della copertura omogenea e regolare del sito. Per garantire questa esigenza rimane indispensabile realizzare sul terreno un sistema di riferimento costituito da vertici (paletti) e da riferimenti metrici (rotelle metriche) lungo gli assi x e y.

Se la realizzazione di sistemi di riferimento sul campo risulta estremamente dispersiva per gli strumenti tradizionali di misurazione geofisica, per i sistemi più innovativi di tipo estensivo è del tutto improponibile. Come si può osservare in figura 10, l’esperienza condotta con il sistema radar GSSI TerraVision mostra il tentativo di applicare il rilievo GPS cinematico29. Il posizionamento di coni di segnalazione, all’inizio e alla fine di ogni profilo, costituisce un riferimento approssimativo della direzione da seguire. Il risultato mostra chiaramente (fig.10 in basso a destra) l’impossibilità con questo sistema di ottenere coperture complete del fondo. Sebbene sia auspicabile disporre di un

sistema di navigazione più efficace questa soluzione a basso costo consente di acquisire e georeferenziare misure secondo una forma irregolare ma piuttosto efficace di campionamento delle superfici. 29 FINZI et alii 2005, pp.215-219.

Fig.10 – Georeferenziazione tramite palmare delle misure effettuate con il Sistema radar TerraVision e relativi problemi di copertura omogenea del fondo a causa dell’assenza di un sistema di navigazione.

Un sistema di navigazione molto interessante è stato sviluppato dal gruppo Foerster per l’uso del sistema gradiometrico fluxgate MULTICAT, prodotto dalla medesima società30. Questo strumento rappresenta uno dei più significativi sistemi commerciali per l’acquisizione estensiva di misure gradiometriche. Consiste di 4 (fino a 8) sensori fluxgate FEREX® con risoluzione di 0,1 nT montati in parallelo su un robusto carrello in vetroresina. Lo strumento per essere operativo viene trainato da un quad o da una jeep (fig.11). Il sistema di navigazione consiste di due dispositivi GPS, base e rover interfacciati via radio in RTK (fig.12). Il software DATALINE gestisce contemporaneamente i dati acquisiti dai quattro sensori e dal GPS. Come si può vedere nella tabella il dato x, y, z viene registrato nel medesimo file delle misure gradiometriche (Val[nT]).

!Institut Dr. Förster FEREX DATALINE® ![Fieldtype] GPS, V3.00 ![Filename] D:\_eigene\Dataline\Siena\field_2.fdl ![SecureState] insecure;[DocumentState] original ![Limits] -103.347;243.477 ![Comment] ![GPS_Startpoint] 4302.23262788;N; 1135.52543866;E ![GPS_Stoppoint] 4302.21026350;N; 1135.53316981;E ![Fieldheight/-width] 42.725892;50.000000 ![Track-/Pointdistance] 0.500000;0.100000 ![Interpolationtolerances] 0.700000;0.300000 ![Locale Coordsystem] Universal Transverse Mercator : Zone 32N (6 E to 12 E)

Track:; X:[m]; Y:[m]; Val[nT]; WGS84Lat;Dir;(X) WGS84Lon;Dir;(Y) WGS84Heigh(Z) 1:; 0,97; -0,27; 10,50; 4302,23263905;N; 1135,52469883;E; 339.0054 1:; 0,96; -0,18; 10,14; ; ; ; ; 1:; 0,96; -0,17; 10,04; 4302,23259029;N; 1135,52472374;E; 339.1373 1:; 0,94; -0,08; 9,57; ; ; ; ; 1:; 0,90; 0,29; 9,10; 302,23235461;N; 1135,52485294;E; 338.9392 1:; 0,91; 0,40; 9,14; ; ; ; ; ……… ………… …………… ………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………

30 http://www.foerstergroup.com e http://www.foerstergroup.com/pdfs/S/Multicat%204850.pdf

Fig.11 – Sistema gradiometrico fluxgate Foerster MULTICAT in fase di acquisizione.

Oltre alla funzione primaria di georeferenziazione planimetrica del gradiente magnetico è interessante notare che questo sistema di acquisizione consente di realizzare come abbiamo visto nel paragrafo sulle applicazioni DGPS il modello digitale del terreno di tutta l’area indagata visualizzando il dato x, y, z solo in ragione delle variazioni altimetriche, associato alle misure magnetiche o alla loro rappresentazione grafica. Il software di navigazione, DATAMONITOR, consente anzitutto di impostare in via approssimativa la forma del fondo con l’inserimento di eventuali ostacoli visualizzabili tramite un datalogger palmare o un computer portatile. Mentre il sistema è in movimento e lo strumento acquisisce i dati, sul monitor del PC, tablet o altro dispositivo l’operatore alla guida del quad segue il movimento del cursore che campisce in tempo reale con precisione centimetrica il terreno indagato (fig.12). Il sistema sperimentato direttamente dal nostro laboratorio rappresenta una soluzione ideale per coloro che hanno esigenze di acquisizioni estensive31. A differenza di quanto osservato in precedenza con il rudimentale sistema di georeferenziazione adottato per il GSSI TerraVision (Fig.10 particolare in basso), la restituzione grafica delle misure non presenta alcuna lacuna (Fig. 13). E’ infatti soprattutto grazie al sistema di georeferenziazione e navigazione se questo strumento è in grado di acquisire da 6 a 10 ettari di dati per giorno di lavoro. Sebbene da verificare, il medesimo pacchetto hardware/software potrà essere applicato ad altri strumenti geofisici quali il sistema radar GSSI TerraVision descritto nel paragrafo precedente o sistemi più semplici come il radar GSSI SIR 3000 consentendo di ottenere copertura perfettamente omogenee. 31 http://192.167.118.99/CCGBA/laboratori/lapetlab/pagine/multicat.html

Fig. 12 – Sistema di navigazione satellitare Foerster

Ringraziamenti Questo contributo è debitore del supporto hardware, software e del know-how dei tecnici delle società Leica Geosystems e Farad S.r.l. L’autore vuole inoltre ringraziare Foerster Group, Assogeo S.r.l., Crisel S.r.l. per la disponibilità e la fornitura degli strumenti. Bibliografia BINTLIFF J.L., SNODGRASS M.A. 1985, The Cambridge/Bradford Boeotia expedition: the first four

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