L’evoluzione delle trasformazioni di un centro storico tramite GIS: la città di Urbino Sara Bertozzi. Università degli Studi di Urbino “Carlo Bo” – Dipartimento di Scienze Pure e Applicate, Scuola di Conservazione e Restauro, sara.bertozzi@uniurb.it Laura Baratin. Università degli Studi di Urbino “Carlo Bo” – Dipartimento di Scienze Pure e Applicate, Scuola di Conservazione e Restauro, laura.baratin@uniurb.it Elvio Moretti. Università degli Studi di Urbino “Carlo Bo” – Dipartimento di Scienze Pure e Applicate, Scuola di Conservazione e Restauro, elvio.moretti@uniurb.it Parole chiave: 3DGIS; Urbino; Trasformazioni urbane

ABSTRACT Il centro storico di Urbino, dichiarato patrimonio dell’UNESCO, viene analizzato valutando le principali problematiche che hanno caratterizzato le sue trasformazioni, fino alla conformazione attuale dell’area storica urbana, attraverso gli strumenti forniti da ArcGIS. Si presenta un progetto GIS completo sviluppato attraverso due fasi separate ma integrate tra loro: - una analisi e la ricostruzione storica delle diverse fasi evolutive che hanno interessato la città: i resti archeologici, l’adattamento della cinta muraria in relazione alle modificazioni dell’assetto geomorfologico del terreno su cui insiste, tramite una ricostruzione delle isoipse come base per la definizione dei TIN, dall'epoca romana a quella odierna; - la creazione di un 3D City Model con diversi LOD, che sfrutta le capacità di caratterizzazione tridimensionale possibili in ArcScene, associate ad una fruizione dei prospetti acquisiti con altri metodi di rilevamento tradizionali e strumentali, che si integrano al modello diventando una sorta di “texture” vettoriale interrogabile. Le mappature planimetriche e gli alzati che andranno a definire il modello in ArcScene vengono accuratamente associati a un database creando cartografie dinamiche altamente informative. L’ambiente Geodatabase riunisce tutta la cartografia analizzata e quella tematica prodotta, sfruttando le potenzialità di gestione avanzate per trarre valutazioni, elaborazioni, analisi quali-quantitative e statistiche sia su ambiti generali che su elementi di dettaglio. 1. Introduzione

Riuscire a studiare e a comprendere le trasformazioni vissute da una città sino ad arrivare ad una descrizione completa dello stato attuale in cui si trova, soprattutto se si tratta di una città storica patrimonio dell’UNESCO, richiede un’accurata fase di acquisizione dati, documentazione, valutazione e archiviazione, a cui seguono una serie di elaborazioni e analisi, grazie all’integrazione di tutti gli strumenti offerti oggi dall’Information Technology, destinate a supportare operazioni di pianificazione e progettazione di interventi di conservazione, manutenzione e valorizzazione dei beni culturali che la caratterizzano, individuando le possibili criticità presenti per valutare con quali strumenti idonei poter intervenire. Parlare di trasformazioni della città vuol dire innanzitutto leggere la situazione attuale, riconoscere gli elementi caratterizzanti nel corso dei secoli e cominciare a interrogarsi sul modo in cui questi elementi, testimonianze delle diverse epoche storiche, interagiscono fra di loro oggi e come interagivano, al momento della loro formazione, con il paesaggio urbano esistente, modificandolo più o meno radicalmente (Sidola, 2014). Il processo analitico di indagine conoscitiva della metamorfosi di una città deve essere ben delineato per riuscire a individuare e capire a fondo l’evoluzione diacronica dell’immagine urbana e definire al meglio le sue caratteristiche odierne. Questo processo di studio non può prescindere da una valutazione approfondita del contesto in cui la città stessa si trova inserita, che va a giocare un ruolo principale nelle scelte strategiche sviluppate nei secoli per la trasformazione del contesto urbano. Unire ed integrare discipline eterogenee quali l’archeologia, la storia dell’architettura, la geologia, affiancandole alla geomatica e alle scienze della rappresentazione, porta a cercare di definire un quadro, difficilmente esaustivo ma sicuramente largamente informativo, sull’evoluzione della città, sulle motivazioni e le scelte applicate nelle diverse fasi di sviluppo, sulla conformazione attuale dell’edificato urbano, puntando

l’interesse su edifici di particolare pregio storico-artistico e definendo un iter preciso di conoscenza, tutela e intervento sul patrimonio culturale. Lo scopo è giungere a modelli cognitivi in grado di coniugare i metodi procedurali dell’informatica con il rigore e la pluralità semantica dei dati storici (De Carlo, 2014). Lo studio della documentazione storico-archeologica e architettonica può essere definito come il punto di partenza per una ricostruzione della città nelle diverse fasi che la caratterizzano, che deve però affiancarsi a quello geologico-ambientale per definire la contemporanea modificazione della conformazione orografica del sito su cui il nucleo urbano si sviluppa. Questi due aspetti diventano inevitabilmente indissolubili nel momento in cui si parla di particolari situazioni in cui la città stessa sorge in zone collinari appositamente scelte come location strategiche di difesa. Lo sviluppo dell’apparato urbano segue l’orografia della zona, andando a volte a modificarla con un intervento antropico. Lo studio delle trasformazioni della città storica va poi necessariamente a sfociare in un’analisi odierna dell’apparato urbano con le sue caratteristiche architettoniche. La gestione di tutti questi aspetti da un punto di vista cartografico, che consenta di valutare qualitativamente e quantitativamente le variazioni intercorse, integrando scale di rappresentazione molto diverse tra loro, può avvenire solo attraverso uno strumento altamente evoluto come il GIS. Il GIS, nel vasto campo in continua espansione dell’Information Technology, è un anello di giunzione formidabile tra tutta la strumentazione di rappresentazione di modelli CAD/BIM derivati da rilievi topografici, fotogrammetrici e laser scanner e l’apparato iconografico e documentale di approfondimento tematico nei diversi settori. La capacità di gestione delle proprietà geometriche, metriche e topologiche di elementi che vanno a definire cartografie dinamiche grazie a completi database relazionali e le diverse funzioni di indicizzazione, analisi, interrogazione per operazioni di catalogazione e gestione di grandi quantità di dati, fanno del GIS uno strumento sempre più importante nella gestione “smart” di una città. Le potenzialità di questi software vengono esaltate quando si affronta lo studio di una città di importanza storica, culturale e turistica come Urbino. Urbino, originariamente Urvinum Mataurense, antica capitale del ducato montefeltresco e patrimonio dell’UNESCO dal 1998, sorge oggi su due colli e il suo assetto urbanistico è risultato di una serie di fasi edificatorie successive, le cui prime documentazioni risalgono al periodo romano, sino ad arrivare alle ultime e decisive trasformazioni rinascimentali che ne definiscono l’aspetto odierno. L’evoluzione delle diverse fasi storiche che hanno interessato la città possono essere definite da altrettante trasformazioni della cinta muraria, che ci danno chiare indicazioni sulla struttura strategica realizzata sfruttando la morfologia del terreno come elemento difensivo naturale. Una prima fase in epoca romana, in cui ancora la città si sviluppava su uno solo dei due colli, viene seguita da due principali fasi edificatorie avvenute in epoca medievale e rinascimentale, fino ad arrivare all’attuale configurazione del centro storico. 2. L’esigenza Negli ultimi anni sono state sviluppate diverse ricerche, nell’ambito delle applicazioni delle nuove tecnologie ai beni culturali, puntando in particolare sull’utilizzo del GIS come strumento dalle grandi potenzialità sia per quanto riguarda la documentazione e gli archivi, sia per tutta la fase di processamento ed elaborazione dati che può interagire agilmente con tutti gli strumenti più avanzati di rilievo e restituzione dei dati. Sull’analisi dei centri storici e su Urbino in particolare la ricerca si è sviluppata in diversi settori, definendo tutta una serie di aspetti tra loro integrati per la definizione dell’immagine della città nel suo complesso. Si propone in questo contesto una visione d’insieme del lavoro svolto (consultabile nelle varie fasi di sviluppo e di dettaglio in Baratin et al., 2016, Baratin et al., 2015; Bertozzi e Moretti, 2015; Bertozzi et al., 2014) che non si vuole ritenere concluso ma ovviamente sempre in progress, per definire una sorta di dimostrazione metodologica applicativa dell’utilizzo del GIS nelle differenti sfaccettature di analisi della conformazione di una città. Tutta la fase iniziale di acquisizione di dati storici, che consentono di giungere a una ricostruzione delle diverse fasi evolutive che hanno interessato lo sviluppo dell’apparato urbano, ha consentito di definire una serie di mappe, in cui punti di riferimento relativi all’edificato odierno hanno permesso un loro ancoraggio e una georeferenziazione precisa in ambito territoriale. La presenza di questi dati ha però subito posto un interrogativo da cui non si poteva prescindere, comprendere la morfologia del terreno allo stadio pre-urbano per identificare le motivazioni delle scelte insediative effettuate e per individuare le modificazioni intercorse fino ad oggi. La prima esigenza che si pone quindi in un approccio di analisi diacronica evolutiva della metamorfosi di una città è la ricostruzione delle variazioni avvenute nel tempo della conformazione orografica per capire la stretta interconnessione tra territorio e sviluppo urbano, elementi che si influenzano e condizionano vicendevolmente.

Andando ad analizzare anche i reperti archeologici per giungere, lavoro tuttora in corso, a una ricostruzione delle opere principali nelle diverse epoche che possono aver avuto un maggior peso sull’evoluzione della città, quale, per esempio, il teatro romano, diventa indispensabile una interazione con un team di esperti, in parte archeologi, che determinino dimensioni, posizione e forma degli elementi, integrandoli, con rilievi attuali restituiti da esperti nelle discipline della geomatica. Si giunge infine ad un’analisi della situazione odierna in cui diviene sempre più importate il concetto di 3D City Model. Si rende indispensabile riuscire a gestire in un unico progetto tutte le informazioni relative al centro storico della città, in particolare per quanto riguarda l’edificato, organizzando accuratamente informazioni geometriche, metriche, topologiche e informative ma diventa altrettanto importante riuscire a trovare un giusto compromesso tra una spettacolarizzazione comunicativa propria delle ricostruzioni tridimensionali ed una dimensione critica che porti invece a modelli cognitivi. La fase progettuale di un lavoro di una certa entità come quello proposto richiede necessariamente che venga stabilito chiaramente lo scopo del lavoro per evitare un dispendio di tempo e di energie, definendo quindi anche quanto una modellazione tridimensionale debba essere dettagliata per essere sufficientemente di ausilio agli interventi di pianificazione. 3. La soluzione

L’utilizzo di ArcGIS 10.3 di ESRI ha fornito tutta una serie di strumenti, estensioni e capacità operative tali da riuscire ad affrontare tutte le problematiche relative all’organizzazione di un progetto completo di studio su una città storica come Urbino nelle diverse tipologie di approccio necessarie. La struttura Geodatabase (GeoDB) consente di riunire in un unico “contenitore” tutte le informazioni disponibili, diventando una sorta di grande archivio di documentazione digitale, ma sfruttando al contempo tutte le potenzialità offerte da un’organizzazione di livello superiore. Regole di topologia, sia in fase di inserimento dati come validazione e correzione, sia per le fasi di editing successive sono già un primo fondamento di una certa rilevanza se si confrontano i dati con quelli derivanti da altri strumenti di disegno, quale il CAD con la sua struttura definita “a spaghetti”, senza regole topologiche, in cui gli elementi vengono registrati indipendentemente gli uni dagli altri, non conservando l’informazione relativa ad esempio all’adiacenza tra due poligoni. Un GeoDB consente inoltre di organizzare una grande mole di informazioni tra cui è possibile inserire, in tabella degli attributi, anche un campo “raster”, che gestisce un’immagine per ogni record, ma sarebbe possibile anche creare ed associare set di immagini in raster dataset, arrivando infine alla possibilità di creazione di domini e sottotipi, definendo dei “Coded Value”, definizioni codificate per l’inserimento guidato dei valori nei vari campi attraverso menu a tendina che diminuiscono la possibilità di errori e il grado di soggettività dell’operatore. Partendo dall’utilizzo di questa struttura si è deciso di procedere quindi in due filoni applicativi separati ma integrati tra loro:

la ricostruzione storica delle varie fasi evolutive che hanno interessato il contesto urbano del centro storico di Urbino, compresi i reperti archeologici, la cinta muraria e gli assi viari, procedendo a una ricostruzione della conformazione orografica dell’area su cui la città insiste;

l’analisi dell’organizzazione urbana odierna, definita da elementi poligonali con attributi altitudinali, modellizzati tridimensionalmente secondo diversi livelli di dettaglio (LOD), in accordo con quanto previsto dallo standard CityGML, affiancata da una gestione dei prospetti derivanti da differenti tipologie di rilievo, restituiti come elementi vettoriali ma georeferenziati in ambiente tridimensionale, per diventare una sorta di “texture” interrogabile e dinamica delle componenti architettoniche presenti.

In Figura 1 un breve schema mostra i passaggi svolti e riuniti in un unico modello applicativo. Tutte le informazioni alfanumeriche e geometriche, cartografie, mappe tematiche, carte storiche, ortofoto, disegni, vengono associati a una corretta georeferenziazione e integrati a comporre un unico progetto che tende a descrivere la trasformazione della città e del territorio, sino a una dettagliata visione di insieme della situazione attuale, per divenire fruibili e interrogabili. Il progetto GIS è interamente georeferenziato in Monte_Mario_Italy_2 (WKID: 3004; Authority: EPS; Projection: Transverse_Mercator; False_Easting: 2520000,0; False_Northing: 0,0; Central_Meridian: 15,0; Scale_Factor: 0,9996; Latitude_Of_Origin: 0,0; Linear Unit: Meter (1,0)), in accordo con i dati forniti dall’amministrazione comunale.

Figura 1. Schema dell’organizzazione generale del progetto, dall’inserimento di tutti i dati di input, all’elaborazione di tutta la ricostruzione storica delle varie fasi evolutive che hanno interessato la città, con definizione della conformazione orografica pre-urbana e odierna, sino all’analisi della struttura urbana attuale, con modellazione 3D associata a un completo database informativo e a prospetti vettoriali georeferenziati che aumentano il livello di dettaglio del modello per singole unità architettoniche di particolare interesse.

3.1. Le trasformazioni storiche legate al disegno della città Le modificazioni delle cinte murarie, dell’andamento degli assi viari e il posizionamento dei reperti archeologici, rappresentati in cartografie storiche individuate tramite punti di riferimento degli edifici odierni, sono stati tutti gestiti tramite GIS, partendo da un’accurata georeferenziazione delle piante e passando a una digitalizzazione dei principali elementi di interesse come feature class poligonali. Le trasformazioni subite principalmente dai sistemi fortificati vengono così posti in risalto dalla gestione in Overlay ed analizzate in modo da poter avere un immediato riscontro delle modificazioni intercorse e ottenere dati quantitativi e statistici. La città di Urbino, probabilmente già occupata dai Galli Senoni fino al 285 a.C. cominciò la sua vera strutturazione urbana con l’avvento dei romani, che scelsero questa collina, denominata “poggio”, per la presenza di sorgenti d’acqua sulla sommità e per la posizione strategica del territorio, alla sommità di un ripido colle isolato, di difficile accesso, spartiacque tra le vallate del Foglia (Pisaurus) a nord e del Metauro (Metaurus) a sud. Le caratteristiche fisiche del sito hanno sicuramente influenzato la struttura difensiva dell’originario abitato urbano, la cinta muraria, che viene costruita sul margine del pianoro naturale seguendo la linea costituita dal “ciglio tattico” della scarpata sottostante, delimitando un’estensione areale di 39.914 mq. All’interno delle mura reperti archeologici indicano la presenza di due grandi edifici, il teatro e una cisterna, strutture isolate di un edificio termale ed alcune abitazioni. Le ricostruzioni sono state effettuate a partire dai reperti archeologici e su documentazione storico-archeologica e iconografica (Luni e Ermeti, 2001, Luni, 1993; Luni, 1985). In seguito la città si espanse, durante il periodo medievale, principalmente verso Nord, seguendo la via che usciva dalla porta che risaliva la collina settentrionale e in minor misura verso ovest e verso est. La nuova conformazione della città, divenuta intanto Comune e passata al dominio dei Montefeltro, vede la nascita di una nuova cinta

muraria che inglobava la prima e che connetteva la città romana con il crinale settentrionale, arrivando a ricoprire 77.886 mq di superficie. Il periodo della Signoria che seguì, è quello che maggiormente determina l’influenza antropica sulla conformazione orografica del territorio. L’avvento di Federico di Montefeltro determinò il sorgere di complessi monumentali, quali il Duomo, l’Arcivescovado e soprattutto Palazzo Ducale, per la cui costruzione si resero necessari ampi sbancamenti di terreno ammucchiati oltre le mura, per colmare l’ampio fossato Valbona, sbarrato con la costruzione del grandioso muro con archi e contrafforti di Francesco di Giorgio Martini, il Risciolo. Si riempì così quello che diventerà il piazzale del Mercatale che diventerà il principale punto di accesso e di scambi per la città. Questa è l’area che registra sicuramente la massima trasformazione ambientale, anche se non risulta troppo rilevante come estensione, 12.528 mq. Le mura invece continuano ad espandersi soprattutto verso NE, di circa 67.593 mq e SO, con un’estensione di 87.593 mq, modificandosi con la costruzione delle stalle (l’attuale Data) e della rampa elicoidale (il torrione), punto di collegamento tra il piazzale e Palazzo Ducale. Altre modifiche alle mura avvennero in un secondo periodo della Signoria, soprattutto per motivi di difesa applicando nuove tecniche difensive, con la costruzione della fortezza Albornoz e il completamento dei bastioni, arrivando al tracciato che corrisponde praticamente all’attuale conformazione che giunge a un’estensione dell’area murata di 21.191 mq (Figura 2).

Figura 2. L’evoluzione del sistema fortificato viene evidenziata dall’overlay in un progetto GIS, definendo le aree di estensione e le analisi statistiche per le diverse fasi storiche. Dalla definizione storica e archeologica si è passati alla ricostruzione dell’orografia originaria del sito. Sono stati organizzati nel sistema una serie di dati di input per ottenere tutte le informazioni di base necessarie alle successive elaborazioni, tra cui due carte tecniche a scala 1:1000, in formato DWG, fornite dal Comune, che riportano tutti gli elementi che compongono il centro di Urbino e le zone attigue, sia come tessuto urbano (edifici, strade, muri ecc..) sia come caratteristiche territoriali (isoipse esterne al centro urbano, punti quotati, delimitazioni di aree boschive ecc.). Queste carte descrivono il tessuto urbano al terreno e in gronda e la prima in particolare, restituisce tutti gli elementi utili per definire la morfologia al piano campagna. A loro integrazione la CTR, Carta Tecnica Regionale, a scala 1:10000, e le carte tematiche geologiche e geomorfologiche, acquisite dal progetto CARG, sempre a scala 1:10000 in formato raster, sono state la base per l’inquadramento dei principali punti di focus per partire con la ricostruzione geomorfologica. Per la descrizione storica sono state importate e georeferenziate diverse cartografie con le evoluzioni dell’apparato urbano nei differenti periodi storici e mappe di ricostruzione in formato raster.

Le polyline dei diversi layer dei dati in formato DWG sono state trasformate in shapefile, sono state estratte le isoipse e tutti i punti contenenti informazioni sulle quote. Particolare attenzione è stata posta al controllo altimetrico tramite la tabella degli attributi dove l’Editor di ArcMap ha consentito di eliminare alcuni record che non avevano quota o con quote errate e di ridisegnare manualmente linee mancanti. Ovviamente in questa fase è stato necessario l’approccio di un geologo esperto. Isoipse e punti quotati della mappa con planimetria al terreno 1:1000 sono state la base di partenza, integrate da informazioni di controllo della CTR e carte storiche, per la definizione di una feature class completa di isoipse che ridefinisse, con equidistanza 1 metro, tutta l’orografia del centro storico di Urbino in epoca pre-urbana, da cui è stato ricavato un TIN, base morfologica per una rappresentazione tridimensionale. È stato creato anche un TIN della situazione odierna per consentire un confronto (Figura 3) e da poter utilizzare nelle successive fasi come base per i modelli 3D dell’apparato urbano.

Figura 3. La ricostruzione dell’orografia originaria del sito ha portato alla creazione di un TIN dell’andamento della morfologia del terreno in epoca pre-urbana che, a confronto con il TIN odierno mostra le modificazioni intercorse, particolarmente nella zona del Mercatale con il riempimento e la chiusura di una parte della gola Valbona. 3.2. 3D City Model e gestione dei prospetti come “texture” La planimetria degli edifici del centro storico con le quote in gronda è servita come base informativa per la definizione di una feature class completa e accurata, geometricamente e topologicamente corretta, corredata da un completo database che permette di creare modelli tridimensionali di vario livello di dettaglio, a seconda delle aree di interesse. Nel parlare di Modelli della Città 3D, ci si riferisce infatti normalmente al termine LOD (Level of Detail), basati su uno standard CityGML, GML3 dell’Open Geospatial Consortium che definisce gli aspetti geometrici, topologici e semantici degli elementi urbani. Sono previsti 5 LOD, da una rappresentazione di minor dettaglio al LOD0 fino a una più spinta al LOD4. Secondo l’organizzazione definita da Köninger nel 1998, la principale modellazione effettuata sugli edifici di maggior interesse può essere associata a un LOD2 con metodo “contour”, mentre per gli altri ci si è fermati a un LOD2(1) “outline”. Per procedere ad effettuare le varie fasi di modellazione il lavoro maggiore è stato quello di sistemazione delle quote. Si creano infatti degli errori inevitabili nel passaggio da feature lineari a poligonali nel riconoscimento automatico degli attributi di elevazione tra due edifici adiacenti, delineati da un’unica linea, che avrà però le quote di quello più alto. Un’abitazione a fianco di una chiesa si troverà quindi con un lato del proprio perimetro con quote molto più alte rispetto alla realtà. Questi errori possono essere modificati tramite le Sketch Properties, in Editor, definendo i corretti valori di Z per ogni vertice. Si definiscono anche le linee intermedie dei tetti per arrivare a una modellazione

degli edifici che rappresenti anche i tetti. I poligoni così creati sono stati associati a un database informativo in cui sono state riportate tutte le caratteristiche definite dal P.R.G. (Piano Regolatore Generale, trasposizione su base catastale numerica e aggiornamento P.R.G., variante 2012), tra cui tipologia degli edifici, periodo storico, classificazione, destinazione d’uso, modalità d’intervento e trasformazioni morfologiche del centro storico, affiancate da un nome identificativo, preso dalla planimetria prodotta dall’Assessorato al Turismo del Comune di Urbino e da un’immagine, inserita nell’apposito campo in formato Raster del GeoDB, presa da Google Earth. In questo modo si potrà avere un’immagine complessiva della città suddivisa per singole rappresentazioni informative. Tutte le informazioni sono inserite attraverso la creazione di appositi domini e menu a tendina. La definizione tridimensionale degli edifici avviene poi in ambiente ArcScene. I poligoni importati si porranno automaticamente alle altezze definite da ogni vertice al loro interno. Avendo il TIN come base morfologica di riferimento si provvede a fornire le informazioni altitudinali “al terreno” prendendole dal TIN tramite lo strumento “Add Surface Information” e si procede poi con un’operazione di estrusione in cui si assegna l’altezza da cui estrudere utilizzando le informazioni ai tetti dei poligoni, mentre si indica di porre la base dell’estrusione alla Z minima del TIN in quell’area. Si possono poi calcolare i volumi tramite “Polygon Volume”, che calcola il volume tra il poligono e la superficie TIN di riferimento, mentre i blocchi tridimensionali creati possono essere selezionati ed esportati, andando a creare dei file Multipatch (Layer 3D to Feature Class). In questo modo tutti i dati metrici, geometrici e informativi vengono raggruppati e restituiti tridimensionalmente, assieme a tutti gli altri input, ortofoto, cartografie di base, mappe tematiche, tutti i layer di ricostruzione storica, i TIN ecc., creando un sistema facilmente interrogabile e gestibile (Figura 4).

Figura 4. I 3D City Model creati per il centro storico di Urbino possono essere assimilati a un LOD2 e sono associati a un esteso database informativo facilmente interrogabile e gestiti assieme a tutti gli altri dati di input. Il livello di dettaglio dei modelli viene aumentato dall’integrazione di una componente fondamentale nello studio e analisi approfondita di elementi architettonici di interesse, i prospetti. Sono stati utilizzati degli elaborati in alzato restituiti da operazioni di rilievo laser scanner a scala 1:50 e derivanti dal piano del colore a scala 1:100. Si procede gestendo gli elementi vettoriali in un progetto non georeferenziato, ma impostato con unità di misura in metri, in cui il piano XY del WorkSpace viene utilizzato come fosse un ipotetico piano XZ. Le feature vengono traslate fino a giungere a una linea creata appositamente che deve definire la base altitudinale. Il prospetto di un palazzo con quota al terreno 430 m, verrà spostato fino a far coincidere gli elementi a terra con la linea che definisce la quota 430, per poter poi utilizzare le informazioni lungo

l’asse Y come fossero altimetriche e poter ricavare l’elevazione relativa per i vari vertici della feature. Viene applicato un apposito strumento creato con Model Builder che procede a un’operazione di split ai vertici, aggiunta di nuovi campi in cui calcolare le coordinate geometriche Y d’inizio e fine di ogni spezzata, che vanno a definire le altezze per la trasformazione delle feature in 3D. Gli elementi lineari vengono trasformati in poligoni e viene associato un completo database con tutte le informazioni sui materiali costitutivi, cause e tipologie di degrado, interventi di restauro, tutte le informazioni necessarie per una completa lettura e interpretazione dell’oggetto che permettano di individuare le criticità presenti e pianificare possibili soluzioni. Gli elementi poligonali informativi così costituiti possono già essere la base per una serie di analisi quali-quantitative e geostatistiche, attraverso il calcolo di percentuali, medie, mediane, grafici, il tutto aiutato dai vari strumenti di ArcGIS oppure attraverso l’utilizzo di un’estensione chiamata Patch Analyst, che definisce indici spaziali e di forma basati su operazioni di Pattern Recognition. I prospetti completi vengono infine georeferenziati per un loro corretto posizionamento geodetico. Si trattano come se fossero visti dall’alto in pianta, a formare quindi una linea spessa. Si attribuiscono Control Points alla base e alla sommità dell’alzato, sulla parte destra e su quella sinistra, posizionandoli a destinazione quasi coincidenti a due a due, proprio come sarebbero visti in pianta. Si procede in una sessione di Editor attraverso Spatial Adjustment, andando poi tramite ArcCatalog a definire il sistema geodetico di riferimento corretto in cui viene georeferenziato il layer. Gli alzati appariranno in pianta come linee posizionate correttamente geograficamente ma per una loro visione tridimensionale si passa in ArcScene. Qui appariranno posizionati lungo la parete a cui si riferiscono, in overlay ai modelli volumetrici 3D, andando a creare una sorta di “texture”, però vettoriale, interrogabile e con tutte le caratteristiche di una cartografia dinamica (Figura 5).

Figura 5. La Chiesa di San Francesco visualizzata nella sua volumetria attraverso un modello 3D a cui si associano prospetti derivanti da rilievi laser scanner e dal piano colore, correttamente georeferenziati e completi di tutte le informazioni per una lettura ed interpretazione dell’oggetto nei sui diversi dettagli. Tutte le informazioni e i dati di input e gli elaborati creati sono stati infine corredati di Metadati, secondo lo standard previsto dalla direttiva INSPIRE, per cui ArcMap ha già standard preimpostati di inserimento delle informazioni in ArcCatalog.

4. Il cambiamento Uno strumento versatile e potente come ArcGIS di ESRI si è dimostrato un ausilio eccezionale nella gestione e sviluppo di un progetto di studio, analisi, archiviazione, elaborazione, previsionale e di

management riguardante le caratteristiche principali e le criticità tipiche di un centro storico come Urbino. Ovviamente lo sviluppo di un progetto di tale portata richiede, come requisito fondamentale, la presenza e disponibilità di dati di buona qualità e la partecipazione di un team di esperti che si integri per definire un quadro completo dello stato attuale e passato del centro urbano analizzato. Da queste premesse si definiscono poi, in questo lavoro, una serie di linee guida su come affrontare un lavoro complesso e omogeneo, focalizzato sull’utilizzo del GIS come strumento che funga da anello di giunzione tra le diverse strumentazioni informatiche e le varie discipline messe a confronto. Lo studio delle trasformazioni dell’immagine urbana e ambientale in analisi diacroniche, associato ad un’analisi e gestione di dettaglio dell’organizzazione urbana odierna, sfruttando le caratteristiche 3D in maniera oculata e mirata ad un determinato risultato, portano a una visione d’insieme della città nelle sue connotazioni più profonde, anche se ovviamente un lavoro del genere potrà essere ulteriormente ampliato e approfondito, considerato in progress, vista la complessità del caso studio.

Riferimenti

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