Mag Giu TERRITORIO LBS · 2016, con l’istituzione, tra l’altro, del tema Smart City SOLUTIONS...

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2016

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Rom

a

La prima rivista italiana di geomatica e geografia intelligente

Spatial

Survey

of urban

environmentS

Mag/Giu 2016 anno XX N°3

INFORMAZIONE GEOGRAFICA

3D

CATASTO

RILIEVO TOPOGRAFIA

FOTOGRAMMETRIA

GNSS

BIMCAD

REMOTE SENSING

CARTOGRAFIA

GIS

WEBGIS

SPAZIO

AMBIENTEURBANISTICA

BENI CULTURALI

EDILIZIA

SMART CITY

LiDAR

NETWORKS

TERRITORIO

Validazione geometricadi immagini satellitari

Sistema informativo integrato sulle trasformazioni urbane di Venezia

Sopra e sottosuolo con GIS 3D/4D

LBS

UAV

GEOmediaINTERGEOSpecial

http://www.geomediaonline.it

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Smart cities e geoinformationindustry a INTERGEO

The cities of the future will be digital. This is why INTERGEO is fully committed to smart cities as the major topic of 2016, as can be seen with the placement of Smart City SOLUTIONS as a theme and exhibition

platform at INTERGEO, coupled with panel discussions, lots of exhibitors and conference slots.

With his keynote speech on the opportunities and challenges facing the geoinformation industry, Nigel Clifford promises a brilliant start to the opening day of the conference. As Chief Executive Officer of the British Ordnance Survey – probably the longest-established surveying authority in the world – Clifford will be

describing how the Ordnance Survey has reinvented itself many times and is now setting new standards as a customer-oriented service provider for private and business customers. He believes that the geoindustry has an

exciting future ahead of it and will be crucial for society.

Following on from Clifford, Bryn Fosburgh will guide his audience through the cities of the future. As Vice President, Geospatial, Civil Engineering & Construction, Buildings Industry at Trimble Navigation Ltd., he

knows about the technological must-haves that will help prepare cities for their role as smart cities.

Le città del futuro saranno digitali. Questo è il motivo per cui INTERGEO introduce le smart cities come uno degli argomenti chiave del 2016, con l’istituzione, tra l’altro, del tema Smart City SOLUTIONS come piattaforma espositiva e

argomento clou della Conferenza.

Le opportunità e le possibilità dell’industria della geoinformazione, saranno oggetto della keynote di apertura di Nigel Clifford, CEO della British Ordnance Survey (probabilmente la più antica autorità

geodetica del mondo) il quale descriverà come tale istituzione, corrispondente al nostro IGM, ha saputo reinventarsi più volte ed è ora orientata alla realizzazione di nuovi standards proponendosi come

fornitore e service-provider per clienti privati e business.

Dalle costruzioni digitali alla Smart City, è invece il tema di Bryn Fosburg che guiderà la sua audience alle città del futuro. In qualità di Vice Presidente del dipartimento Geospatial, Civil Engineering & Construction, Building Industry di Trimble Navigation Ltd., Bryn ha una grande esperienza sulle

tecnologie del futuro che non dovremo mancare, elementi chiave che ci aiuteranno a preparare le città per il loro nuovo ruolo come smart cities.

Le smart city dunque saranno il tema caldo di questa edizione di INTERGEO ad Amburgo. E l’essere intelligente di una città con tessuto storico, come quelle italiane ed europee, in genere è abbastanza complesso. La chiave del successo è nell’utilizzare le informazioni geospaziali in modo

intelligente e consono a impianti urbani sviluppatisi nel tempo, seguendo le necessità di un rapporto dell’uomo con il suo contesto che si è sviluppato secondo altri schemi, sicuramente diversi da quelli

attuali. Per rendere i nostri tessuti storici in Città Intelligenti, serviranno tecnologie adeguate e adattate agli impianti storici, per questo sono stati lanciati finanziamenti in Italia per oltre 3,5 miliardi di euro. Auguriamoci che costituiscano un buon inizio nella direzione dell’intelligenza geospaziale urbana.

Buona lettura,Renzo Carlucci

in queSto numero...

geomediaonl ine . i t

GEOmedia, bimestrale, è la prima rivista italiana di geomatica. Da 20 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.

In copertina un'immagine satellitare dal satellite IKONOS

presa il 15 settembre 2004, con risoluzione 0.8 metri.

Nell'immagine sono apprezzabili le TADCO (Tabuk Agricultural Development Company) Farm,

una delle più grandi aziende agricole del Medio Oriente, Tabuk,

Arabia Saudita.

LE RUBRICHE

50 AGENDA

protocollo operativo

per la validazione geometrica di immagini

Satellitari ad alta riSoluzione

di Mattia Crespi, riCCardo de

paulis, FranCesCo pellegri, paola

Capaldo, FranCesCa FratarCangeli,

rossana gini, andrea nasCetti,

FederiCa selva

10

6

report

focuS

giS 3d/4d per le reti tecnologiche SottoSuolo (e SopraSuolo)di andrea deiana

mezzo Secolo fa, a vareSedi attilio selvini

40

viSu.il SiStema

informativo integrato

Sulle traSformazioni

urbane di veneziadi alessandra Ferrighi

Nello sfondo l’immagine satellitare “Deserto Iraniano” del programma Copernicus Sentinel-2A (22 February

2016), riprocessata da ESA. Credits: ESA

44

http://geomediaonline.it

DirettoreRENZO CARLUCCI, [email protected]

Comitato editorialeVyron Antoniou, Fabrizio Bernardini, Mario Caporale, Luigi Colombo, Mattia Crespi, Luigi Di Prinzio, Michele Dussi, Michele Fasolo, Flavio Lupia, Beniamino Murgante, Aldo Riggio, Mauro Salvemini, Domenico Santarsiero, Attilio Selvini, Donato Tufillaro

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RedazioneVALERIO CARLUCCI, GIANLUCA PITITTO, [email protected]

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MediaGEO soc. coop.Via Palestro, 95 00185 RomaTel. 06.62279612 - Fax. [email protected]

ISSN 1128-8132Reg. Trib. di Roma N° 243/2003 del 14.05.03

Stampa: SPADAMEDIA srlVIA DEL LAVORO 31, 00043 CIAMPINO (ROMA)Editore: mediaGEO soc. coop.

Condizioni di abbonamentoLa quota annuale di abbonamento alla rivista è di € 45,00.Il prezzo di ciascun fascicolo compreso nell’abbonamento è di € 9,00. Il prezzo di ciascun fascicolo arretrato è di € 12,00. I prezzi indicati si intendono Iva inclusa. L’editore, al fine di garantire la continuità del servizio, in mancanza di esplicita revoca, da comunicarsi in forma scritta entro il trimestre seguente alla scadenza dell’abbonamento, si riserva di inviare il periodico anche per il periodo successivo. La disdetta non è comunque valida se l’abbonato non è in regola con i pagamenti. Il rifiuto o la restituzione dei fascicoli della Rivista non costituiscono disdetta dell’abbonamento a nessun effetto. I fascicoli non pervenuti possono essere richiesti dall’abbonato non oltre 20 giorni dopo la ricezione del numero successivo. 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.

Numero chiuso in redazione il 25 agosto 2016.

Science & Technology Communication

Science & Technology Communication

una pubblicazione

INSERZIONISTI

Welcome to the zeb revolution

By stuart Cadge

a Survey from uav in critical

areaS: the advantageS of technology in

areaS With

complex terrain

By Zaira Baglione

32

Study and development of a giS for fire-fighting activitieS baSed on inSpire directive By

andrea Maria lingua, MarCo

piras, Maria angela MusCi,

FranCesCa noardo, nives

grasso, vittorio verda

28

15 INTERGEOspecial issue

Spatial Survey of urban

environmentS

By luigi ColoMBo and

BarBara Marana 16

3D TARGET 52

AerRobotix 31

Epsilon 9

Esri 37

Flytop 49

Geocart 35

Intergeo 38

Italdron 26

Leica Geosystems 27

ME.S.A 33

Planetek 14

Remtech 39

Sinergis 51

Sistemi territoriali 21

Teorema 50

Topcon 43

Trimble 2

Smart

city

neWS36

22

http://www.mediageo.it

6 GEOmedia n°3-2016

FOCUS

A partire dalle immagini satellitari, è ormai possibile generare

prodotti cartografici (ortofoto) della superficie terrestre, gestibili all’interno di software GIS e atti a costituire basi cartografiche di sistemi informativi territoriali. Tali ortofoto possono essere utili anche per aggiornare database cartografici e verificare la correttezza dei dati eterogenei che li popolano.

In tale prospettiva, risulta essenziale conoscere la qualità e l’affidabilità delle ortofoto impiegate come riferimento. I software commerciali attualmente disponibili permettono di effettuare l’ortorettifica di immagini satellitari, ma non forniscono in modo facile e rigoroso indicazioni inerenti alla qualità delle ortofoto ottenute.Il plug-in SIGE (Satellite Imaging Geometry

Enhancement), implementato nel software ENVI e composto da due differenti tool, nasce dalla collaborazione tra Exelis Visual Information Solutions ed Eni SpA - Ente Nazionale Idrocarburi, con il supporto scientifico del gruppo di ricerca dell’area di Geodesia e Geomatica dell’Università di Roma “La Sapienza”. Lo scopo di tale plug-in è quello di guidare l’utente nella scelta dell’immagine satellitare più

Nel corso degli ultimi

anni, la crescente

disponibilità di scene

acquisite da satelliti

ad alta risoluzione

spaziale (come GeoEye-1,

WorldView-1 e 2 o

Pleiades-1A e 1B) ha

aperto nuovi scenari di

applicazioni realizzabili

a scala medio-piccola,

avvicinando così il

Telerilevamento alla

Fotogrammetria.

Protocollo operativo per la

validazione geometrica di immagini

satellitari ad alta risoluzione

di Mattia Crespi,

Riccardo De Paulis,

Francesco Pellegri, Paola

Capaldo, Francesca

Fratarcangeli, Rossana

Gini, Andrea Nascetti,

Federica Selva

Crediti Satellite Imaging Corporation

FOCUS

GEOmedia n°3-2016 7

adeguata per le esigenze di progetto e di fornire la stima dell’accuratezza planimetrica di un’ortofoto, tramite l’indice statistico CE90 (Errore Circolare al 90% di probabilità) (Brovelli et al., 2012).

SIGE-SensorModelIl tool SIGE-SensorModel supporta l’utente nella selezione di immagini satellitari ad alta risoluzione (ottiche e SAR), da cui è possibile generare ortofoto con una prestabilita accuratezza di progetto. SIGE-SensorModel necessita l’inserimento di alcuni parametri che descrivano le esigenze di progetto e fornisce, come risultato, la lista dei prodotti in grado di soddisfarle. Tali parametri sono il contenuto spettrale (pancromatico, multispettrale, ecc.) e la risoluzione spaziale dell’immagine di partenza, nonchè l’accuratezza di progetto dell’ortofoto da generare. Di default, l’algoritmo implementato ipotizza che l’utente usi, in fase di ortorettifica, il GlobalDEM SRTM (Shuttle Radar Topography Mission): selezionando l’area di interesse, l’algoritmo stima in automatico un valore di accuratezza da associare al DEM, sulla base della morfologia del terreno (Crespi et al., 2015). Nel caso in cui l’utente intenda invece impiegare un DEM ad alta risoluzione, è necessario inserirne manualmente l’accuratezza. L’output di SIGE-SensorModel è l’elenco di tutti i prodotti in grado di generare un’ortofoto che soddisfi le esigenze di progetto espresse: in particolare, per ognuno di essi è riportato l’ angolo massimo di off-nadir con cui è possibile acquisire l’immagine, affinchè l’accuratezza di progetto prestabilita sia rispettata.

SIGE-GeoCodingIl secondo tool, SIGE-GeoCoding, supporta l’utente nel processo di ortorettifica di un’immagine satellitare ottica, stimando l’accuratezza planimetrica dell’ortofoto (CE90

SIGE) prima che questa

venga generata. All’utente è richiesto di importare il dato satellitare e fornire indicazioni sul DEM che intende utilizzare, scegliendo tra: il GlobalDEM disponibile in ENVI (GMTED2010), un DEM a propria dispozione (inserendo manualmente l’accuratezza) o il GlobalDEM SRTM. Quest’ultimo viene scaricato e la sua accuratezza viene automaticamente calcolata, sulla base della morfologia

del terreno (Crespi et al., 2015). Infine, è necessario indicare se si utilizzano o meno Ground Control Points (GCP) in fase di ortorettifica, specificandone numero e accuratezza. A questo punto, il tool è in grado di fornire la stima del valore di CE90 dell’ortofoto che verrà generata con tali dati di partenza. Tutte le informazioni relative al processo di ortorettifica (incluso il CE90SIGE

) sono riassunte in un file testuale di report, che

Crediti Satellite Imaging Corporation.

Crediti Satellite Imaging Corporation.


FOCUS

SIGE-GeoCoding produce dopo aver ortorettificato l’immagine satellitare.Il plug-in SIGE è stato testato con numerose immagini satellitari ottiche ad alta risoluzione fornite da Eni), acquisite da diversi sensori (IKONOS, GeoEye-1, WorldView1 e 2, QuickBird, SPOT 5) su aree di interesse con morfologia differente. Esse sono state ortorettificate con SIGE-GeoCoding in ENVI 5.1 e 5.2 (Exelis VIS), usando

solo i Rational Polynomial Coefficients (RPC) forniti nei metadati o aggiungendo GCP dove possibile. Inoltre, è stato impiegato il DEM SRTM (versione 4) e, dove disponibile, un DSM generato da volo con LiDAR con cella di 70 cm. Le ortofoto sono state poi validate tramite collimazione manuale di Check Points (CP), sui cui residui sono state calcolate le statistiche ed il CE90IMG

. Tale valore è stato confrontato con il CE90

SIGE, cioè il valore fornito

dal tool prima della generazione delle ortofoto. In Tabella 1 sono riportati alcuni esempi.

Conclusioni e sviluppiI test effettuati hanno fornito valori di CE90

SIGE coerenti

con i valori CE90IMG

ottenuti collimando manualmente i CP, confermando così la bontà del modello di stima implementato. É quindi in corso di valutazione l’inserimento del plug-in SIGE nel software ENVI standard.SIGE-SensorModel consente all’utente di verificare se le immagini satellitari già a disposizione permettano di ottenere un’ortofoto con prestabilita accuratezza; in caso di acquisto, invece, aiuta a individuare i prodotti che possono generare un’ortofoto con specifiche esigenze di progetto.SIGE-GeoCoding permette di conoscere l’accuratezza di un’ortofoto prima di generarla: l’utente può così modificare gli input (immagine con minor angolo di off-nadir, DEM più accurato, GCP) per poter raggiungere le esigenze di progetto. Inoltre, tale valore di accuratezza è stimato senza bisogno di collimazione e può essere usato per correggere l’eventuale errore residuo dell’ortofoto, tramite altra cartografia o la coregistrazione ottico-ottico e ottico-SAR.

Crediti: Satellite Image Corporation

sensoregsd[m]

angolo

oFF-nadir [°]tipologia

areadeM

Ce90iMg

[m]Ce90

sige

[m]

WorldView-2 (RPC) 0,54 22,80 Montuosa SRTM 8,12 11,03

IKONOS (GCP) 0,81 2,15 Montuosa LiDAR 1,57 1,54

GeoEye-1 (RPC) 0,51 26,66 Pianeggiante SRTM 3,65 5,93

WorldView-1 (RPC) 0,62 27,60 Pianeggiante SRTM 5,93 6,92

Tab. 1 - Alcuni risultati dei test effettuati, con confronto tra CE90IMG e CE90SIGE (ortofoto pancromatiche)

FOCUS


BIBLIOGRAFIABrovelli A., Cina A., Crespi M., Lingua A., Manzino A., (2012), "Ortoimmagini e modelli altimetrici a grande scala", Linee Guida, CISIS - Centro Interregionale di Coordinamento e documentazio-ne per le informazioni territoriali.Crespi M., De Paulis R., Pellegri F., Capaldo P., Fratarcangeli F., Nascetti A., Gini R., Selva F., (2015), "Mapping with high resolu-tion optical and SAR imagery for oil & gas exploration: potentia-lities and problems", IGARSS 2015, 26-31 Luglio 2015, Milano, Italia.

ABSTRACTIn recent years, the increasing availability of scenes captured by high-spa-tial resolution satellites (such as GeoEye-1, WorldView-1 and Pleiades-2 or 1A and 1B) has opened new application scenarios realizable to a little-mid scale, bringing the Remote Sensing more near to Photogrammetry.Starting from satellite images, it is now possible to generate map products (ortho) of the earth's surface, manageable within GIS software and suita-ble to constitute base maps of geographic information systems.

PAROLE CHIAVETelerilevamento; Fotogrammetria; immagini satellitari; ortofoto; ENVI; SIGE-GeoCoding; SIGE-Sensor-Model

AUTOREMattia Crespi, [email protected] Riccardo De Paulis, [email protected] Pellegri, [email protected] Capaldo, [email protected] Fratarcangeli, [email protected] Gini, [email protected] Nascetti, [email protected] Selva, federica,[email protected]

Università di Roma "La Sapienza",DICEA, via Eudossiana 18, 00184 Roma

Eni SpA,Upstream and Technical ServicesDivision, P.zza E. Vanoni 1, 20097San Donato Milanese (MI)

Exelis Visual Information Solutions Italia, Centro Colleoni - Palazzo Pegaso 3, 20864 Agrate Brianza (MB)

NOTA REDAZIONEQuesto lavoro è stato presentato alla 19° Conferenza ASI-TA 2015 (Lecco). Si ringrazia la segreteria organizzativa per la cortesia e la disponibilità dimostrata e si augura la migliore riuscita per la 20° Conferenza ASITA 2016 (Ca-gliari 8-910 novembre 2016).

mailto:[email protected]

http://www.epsilon-italia.it


FOCUS

Gli interventi di ma-nutenzione delle reti tecnologiche sottosuo-

lo apportati massimamente su strade urbane, utilizzano oggi una mappatura bidimensionale, spesso cartacea e non ancora digitalizzata; la carenza di infor-mazione precisa e 3D comporta costi aggiuntivi in quanto spes-so gli operatori si trovano loro malgrado ad intervenire alla cieca, spesso andando incontro all’interruzione di altre reti e/o all’aumento dei costi stessi di intervento, con conseguenti incremento di tempo di realizzo dello stesso intervento, materia-li e mezzi movimentati, traffico indotto, ecc..La conoscenza precisa delle reti,

pur costituendo un investi-mento notevole, è in grado di restituire in breve tempo l’inve-stimento richiesto e costituire infine un guadagno in termini di tempo e denaro.

Tecnologie per la mappa-tura in 3D del sottosuoloLa mappatura in 3D delle reti può essere effettuata con varie tecnologie: stazioni totali, laser scan, fotografia digitale, GPS (Global Positioning System) dif-ferenziale/RTK centimetrico, GPR (Ground Penetrating Ra-dar), ED (Electromagnetic De-tection), CCTV (Closed Circuit TeleVision).Non indaghiamo le diverse soluzioni in questo articolo ed

ognuna di esse necessiterebbe evidentemente di una trattazio-ne maggiormente approfondita. Quello che consta al nostro obiettivo è che il dato acquisito in 3D, in vario modo e grado di fiducia, può andare a popo-lare un GIS 3D.

La piattaforma GIS 3D/4D by SkylineSkyline è una casa produttrice di software GIS 3D, specia-lizzata sul settore da oltre 15 anni e conosciuta in tutto il mondo per le verticalizzazioni operate in vari settori: difesa ed intelligence, protezione civile e sicurezza, estrazioni minerarie e piping, pianificazione urbana, utilities e trasporti, telecomu-

Le organizzazioni che gestiscono

le reti tecnologiche del sottosuolo

richiedono, con forza sempre

maggiore, sistemi informativi

adeguati al corso dei tempi e sono

ormai diverse le case produttrici di

software/hardware che propongono

soluzioni per la mappatura. In questo

lavoro si illustra la soluzione GIS

3D/4D proposta da Skyline per la

visualizzazione delle reti e per la

loro interrogazione: una procedura

semplificata per la visualizzazione ed

una leggermente più complessa per

l'interrogazione dei dati alfanumerici.

di Andrea Deiana

GIS 3D/4D per le reti tecnologichesottosuolo (e soprasuolo)

Fig. 1 - Distribuzione di acquedotto e fognatura nel centro di Livorno (dati ASA spa e Comune di Livorno, elaborazione GeoInfoLab in ambiente 3D GIS by Skyline).

FOCUS


nicazioni, ambiente e cultura, geoportali.La piattaforma attuale è artico-lata in 3 componenti principali:

TerraBuilder (il costruttore), a partire da ortofoto e mo-delli del terreno, consente la creazione di un globo 3D navigabile su coordina-te angolari (EPSG:4326), prodotto nel formato pro-prietario MPT e utilizza-bile dagli altri componenti della filiera (il server ed il client). Costituisce parte di questo modulo anche il nuovo binomio PhotoMesh & CityBuilder: rispettiva-mente utili alla generazione automatica di mesh 3D a partire da foto oblique ed all’integrazione delle mesh 3D con i dati alfanumerici di features poligonali con attributi con produzione di 3DML (3D Mesh Layer).TerraGate (il server strea-

mer), disponibile in diversi tagli di utenti concorrenti, è capace di erogare, in si-multanea, diverse porzioni di diverse mappe a diversi utenti, attraverso tecnologie streaming particolarmente performanti. Costituisce parte del modulo anche SFS (Spatial Framework Servi-ces), capace di erogare in streaming i 3DML, raster e features via protocolli OGC compliant: WFS, WMS, WMTS, CSW).il TerraExplorer (il client

di visualizzazione/interro-gazione) è lo strumento, disponibile nelle versioni Pro (l’ambiente di authoring completo di ogni strumen-to disponibile e deputato all’integrazione di tutti gli oggetti ed alla pubblicazio-ne dei progetti 3D per Win-dows, Android e iPhone), Plus (ambiente intermedio,

consente di importare e gestire oggetti e layer ma non di pubblicare) e Viewer (scarico gratuito per Win-dows, Android e iPhone) di visualizzazione ed analisi di tutti gli oggetti integrabili su GIS 3D: globo 3D, layer GIS (vettoriali, raster, eleva-zione), OSM Layers (vetto-riali e/o raster), BIM layers, 3D Mesh Layer (3DML), labels, immagini, video (proiettabili sul terreno oppure su 3DML oppure su superficie verticale), pri-mitive 2D, primitive 3D, oggetti 3D (statici, animati, dinamici), nuvole di punti (anche con gestione di RGB e intensità), GPS, etc..

Ottimizzazione di dati 2,5DSono a tutt’oggi davvero rari i casi italiani in cui siano di-sponibili datasets 3D di reti sottosuolo, mentre è invece abbastanza comune per le utili-ties avere un dataware house in 2D con solo alcuni datasets in 2,5D, ovvero sempre in 2D ma con un attributo di quota: tipi-camente avviene per nodi e/o pozzetti. In questo caso è possi-bile ottimizzare il dato disponi-bile fino all’ottenimento di uno shapefile di polilinee 3D, che rappresenta il punto di parten-

za per le importazioni di piping nell’ambiente 3D by Skyline. L’ottimizzazione su ambienti GIS di comune utilizzo può passare per il trasferimento (ad esempio via spatial join) dell’at-tributo di quota di oggetti puntuali (nodi, pozzetti, etc.) alle tabelle di polilinee 2D e quindi per la trasformazione in shapefile 3D attraverso l’utilizzo di attributi: nel caso delle po-lilinee (che è la forma con cui vengono maggiormente descrit-te le reti sottosuolo) è necessa-rio fornire 2 attributi di quota che verranno utilizzati per la trasformazione in polilinee quotate, spesso oblique (con 2 diverse quote agli estremi).

Dalla polilinea 3D al pip-ing: procedura semplifi-cata per la visualizzazione di pipelinesDopo aver importato lo shapefi-le lineare 3D (utilizzando l’op-zione All Features, che consi-dera l’intero listato di features), lo si include all’interno di una cartella nell’Info Tree (albero dei contenuti) generalmente posta sulla sinistra della GUI.Quindi si richiama lo strumen-to Pipe Lines Tool del Terra-Explorer Pro, richiamabile dal menù Tools del nastro superiore della GUI.

GIS 3D/4D per le reti tecnologichesottosuolo (e soprasuolo)

Fig. 2 - Architettura della soluzione SkylineGlobe Enterprise e suoi componenti.


FOCUS

Basta indicare il raggio in metri ed il colore (di default il modo di creazione è streaming e la distanza di visibilità è posta a 5000 metri: in genere può andar bene lasciare questi set-taggi), quindi selezionare la cartella che contiene lo shapefile 3D di interesse e poi cliccare sull’icona Selected Group.L’applicazione genera quindi una cartella contenente diversi tipi di oggetti puntuali: cilin-dri, sfere, connettori. E’ stata operata una trasformazione del-le linee in cilindri 3D orientati (tutti con lo stesso diametro però …) e dei nodi in sfere (tutte con lo stesso diametro …) e corti cilindri maggiorati (tutti con lo stesso diametro …) ed orientati.

Spatial join con i geodatasets 2D: procedura avanzata per l’interrogazione di pipelinesQuesta procedura è simile alla precedente e leggermen-

te più lunga, ma consente di interrogare gli attributi della rete direttamente con un click nell’ambiente 3D.Dopo aver importato lo shapefi-le lineare 3D (sempre utilizzan-do l’opzione All Features, che considera l’intero listato di fe-atures), lo si include all’interno di una nuova cartella nell’Info Tree.Quindi si utilizza lo strumento Pipe Lines Tool del TerraExplorer Pro, stavolta modificando la modalità di creazione da strea-ming in entire, e, selezionata la cartella che contiene lo shapefile 3D di interesse, e si deve clicca-re sull’icona Selected Group. In questo caso l’applicazione genera però allo stesso modo un nuovo shapefile puntuale: ad ogni punto viene associato un cilindro (linea), una sfera (nodo) oppure un corto cilin-dro maggiorato ed orientato (nodo). Tutti questi oggetti vengono legati a un punto di

posizionamento secondo le coor-dinate XYZ e quindi ruotati nei 3 assi (yaw, pitch, roll): ciascun oggetto finito può essere mappato sul globo con questi 6 parametri, eventualmente integrati con un parametro moltiplicatore di sca-la. Lo shapefile avrà quindi una tabella attributi con i parametri di rotazione e con indicazione della singola entità rappresenta-ta (cilindro=linea, sfera=nodo, connettore=nodo).Successivamente è possibile, su ambienti GIS di comune utiliz-zo, operare ancora una spatial join tra questo shapefile puntale 3D e lo shapefile di polilinee 3D per trasferire al primo gli attributi alfanumerici del se-condo.Quindi, sempre in ambiente TerraExplorer Pro, importiamo

il nuovo shapefile puntuale (eventualmente anche in mo-dalità streaming, che utilizza solo gli oggetti del layer richie-sti a schermo, con notevole riparmio di risorse e maggiore performance grafica) utilizzan-dolo come posizionamento di oggetti 3D, collocando cilindri lunghi (linee) e corti (collettori) e sfere (collettori). Utilizziamo

Fig. 3 - Utilizzo del Pipe Lines Tool in TerraExplorer Pro

Fig. 4 - Tabella prodotta con indicazione di angoli, tipolo-gia, diametro e lunghezza.

Fig. 5 - Tabella integrata con spatial join.

FOCUS


quindi gli attributi della tabella per collocare e dimensionare correttamente gli oggetti. Infine attiviamo per il layer importato la funzionalità che consente di visualizzare gli attributi quando l’oggetto viene cliccato: appari-ranno quindi tutti gli attributi di interesse selezionati per la spatial join. Con questa proce-dura può essere replicata per tutte le tipologie di reti: acqua, fogna, gas, luce, telecomunica-zioni, etc.. Il GIS 3D by Skyli-ne, grazie alle sue procedure di streaming, è infatti l’ambiente ottimale per visualizzare un va-sto numero di oggetti.

Ulteriori oggetti mappabiliOltre le condutture, le reti sottosuolo sono composte da oggetti che vengono replicati più volte, ovviamente in località differenti. Utilizzando il mec-canismo dell’integrazione di uno shapefile 3D puntuale con attributi relativi alla tipologia, all’inclinazione ed eventual-mente alla rappresentazione grafica 3D (ad es.: con modelli Collada DAE, 3DS, FLT, X, cloud point, …), è possibile mappare le reti con grande dettaglio ed accuratezza ed ugualmente agganciarci tutti gli attributi di interesse.Underground Mode attiva (vi-sione delle reti dal sottosuolo).

Integrazione con il mondo subaereoL’ambiente GIS 3D by Skyline offre la possibilità di integrare facilmente dati sottosuolo e so-vrasuolo.

Distribuzione delleinformazioni GIS 3DI progetti 3D GIS by Skyline possono essere pubblicati onli-ne e/o offline, per la fruizione su piattaforme Windows, An-droid e iPhone.

Fig. 7 - Power Lines Tools in TerraExplorer Pro, per la visualizzazione di reti elettriche sovrasuolo.

Fig. 6 - Interrogazione di Pipe Lines in TerraExplorer Pro, con visualizzazione Underground Mode attiva (visione delle reti dal sottosuolo).

PAROLE CHIAVEGIS 3D/4D; sottosuolo; reti tecnologiche

ABSTRACTOrganizations managing underground networks are asking, with growing strength, upgraded information systems and we can find several software/hardware houses offering solutions for mapping these underground networks in order to visualize them. In this paper we try to show the 3D/4D GIS solu-tions by Skyline for underground networks' visualization and querying: one simply procedure for the visualization and a slightly complex one for alpha-numeric data querying.

AUTOREAndrea [email protected]

NOTA REDAZIONEQuesto lavoro è stato presentato alla 19° Conferenza ASITA 2015 (Lecco). Si ringrazia la segreteria organizzativa per la cortesia e la disponibilità dimo-strata e si augura la migliore riuscita per la 20° Conferenza ASITA 2016 (Cagliari 8-9-10 novembre 2016).


MERCATO

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Special Supplement to GEOmedia Journal Issue n°3-2016 15

INTERGEO Special Supplement to GEOmedia Journal Issue n° 3-2016

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a Survey from uav in critical

areaS: the advantageS of technology in

areaS With

complex terrain

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Study and development of a giS for fire-fighting activitieS baSed on inSpire directive By

andrea Maria lingua, MarCo

piras, Maria angela MusCi,

FranCesCa noardo, nives

grasso, vittorio verda

28

Spatial Survey of urban

environmentS

By luigi ColoMBo and

BarBara Marana 16

Smart

city

neWS36

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16 Special Supplement to GEOmedia Journal Issue n. 3-2016

INTERGEO

The technological in-novation in survey techniques has nowa-

days led to the development of automated systems, with com-bined multi-functional sensors including laser scanning, GNSS receivers and imaging. These devices can perform on field metric operations, ranging from spatial modelling, geo-referenc-ing of objects in an assigned coordinate system, fast spatial reconstructions of interiors or exteriors and roofs, with the

related thematic information (colour, materials, decay).The automatic sensors allow to mainly collect point clouds, from the ground, from road vehicles or small remotely pi-loted aircraft (Unmanned Arial Systems). This redundant mass of data simplifies the survey process, increasing productivity for 3D modelling and derived sub-products (vector-raster), such as perspective views, eleva-tions, orthophotos, horizontal and vertical sections, thematic maps, etc.

Present technologies and techniquesPoint clouds are today the first source of spatial information (also texturized with colours or reflected energy). The clouds are generated by automated survey techniques, without contact, and represent the basis for creating the so-called Digital Surface Models.Terrestrial and air-transported laser scanning has been till now the main way to generate on-line point clouds; more recently,

the research in Computer Vision has deeply transformed imaging survey, allowing the off-line extraction of point clouds from image blocks. One speaks in this case of Dense Image Matching, referring to the software procedures which guarantee this technologic en-hancement.It is known that the point cloud collection does not occur in a deterministic form, as manual surveys (the meaningful points, only), but in a stochastic way, with the surveyed points which become the nodes of a sampling grid superimposed over the ob-jects.The grid step depends on se-lected spatial resolution, meas-urement distance, laser beam impact (normality, obliquity) and morphologic surface irregu-larities.The transition from the grid nodes to the interest points is then performed by applying lo-cal interpolation processes.Much is known and has been written these years about scan-ning systems and associated

The paper deals some experimental

benchmarks regarding urban environment

modelling. The employed techniques,

which automatically collected point clouds

and created the DSM, are terrestrial laser

scanning, with a direct GNSSRTK

geo-referencing, and UAS imagery.

by Luigi Colombo and Barbara Marana

SPATIAL SURVEY OF URBAN ENVIRONMENTS

Fig. 1 - Nadir and oblique images.

Fig. 3 - A perspective view of S. Pellegrino Terme inside the point model.


INTERGEO

procedures, much less, perhaps, about the bi-centennial imag-ing survey. This technique was indeed overcome at the end of the previous century by the advent and fast development of laser scanning and only recently it is coming back thanks to Computer Vision support and to remotely piloted aircrafts. However, this cannot be con-sidered a return to the past but rather a “back to the future” (as written by someone), because the technological scenario has now significantly changed (pro-cessing algorithms and so on).Laser technology nevertheless provides the relevant advantage (thanks to the measured station-point distance) that just one single ray has to be reflected from an object point for its 3D determination; on the contrary, imagery survey needs at least two homologous reflected rays (from different sensor locations) for each object point and some measured information on the

point model, as well.Additionally, if problems arise in laser scanning applications, regarding reflective, transparent and translucent surfaces (met-als, marble, paints, glass, etc.), also for imagery approach the surveyed objects must present a meaningful geometry and the-matic characters, such as non-uniform or not smooth and monochrome surfaces and few shadows. These conditions are necessary to allow automatic recognition of homologous points among corresponding frames: the process is performed by means of digital image correlation al-gorithms, with the support of epipolar geometry to speed up the search.The acquisition phase registers a block of photos, longitudinally and transversally overlapped ac-cording to the type of selected survey (2D or 3D) (fig. 1): aerial nadir or oblique images are collected through horizontal strips (ground survey) together with normal or oblique shoot-ings belonging to vertical strips (façade survey). The aerial carrier brings survey sensors and navigational devices (GNSS+INS) for recording real-time position and attitude of the photo-camera: this enables both autonomous flights, via pre-defined way-points, and a geo-referencing process based on GNSS-RTK or PPK techniques

(the so-called Direct Photogrammetry).Remotely piloted small aircrafts (UAS) are vertical take-off and landing carriers, with hovering functions (the so-called multi-rotorcrafts), or fixed-wing aircrafts. All systems are equipped with a stabilized platform to overcome spatial rotations produced by flight, air turbulence or wind, and can carry a payload, that is the sen-sors for survey. The UASs allow lower flight-heights, compared with manned aircrafts; so, a larger image scale is collected, with the same value of camera focal length, and higher levels of de-tail and height accuracy.Certainly, the lower flight height increases the forward motion effects on the image, re-sulting in blurring phenomena; it is possible to limit this prob-lem both by reducing the cruise speed and well combining stops, shutter time and sensitiv-ity (ISO) of the digital sensor.So, the motion blur can be kept within the pixel size of the pho-to and the relative object settle-ment inside the GSD parameter (Ground Sampling Distance).Some experiences regarding multi-sensor survey for territory documentation were recently performed at the University of Bergamo by the Geomatics group: two applications of them are described below.

Fig. 2 - Direct geo-referencing for scanning survey.

Fig. 4 - A 3D view of the point model for the ancient bridge. Fig. 5 - 3D model: a bank of the Brembo river with hotels and restaurants.


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The first experience: the multi-scale survey

of S. Pellegrino Terme This application regards the

multi-scale survey with terres-trial laser scanning realized over the urban land of S. Pellegrino Terme, a small ancient town close to Bergamo (northern Italy).Advanced laser-scanning tech-nologies were used, with a remarkable attention to the needed level of detail and with a careful look at buildings, their decorations and history. The reconstructed model was also utilized to create a virtual walk-through for land investigation. The performed survey has pointed out the original devel-opment of this settlement, de-signed for leisure and wellness, which was followed early by a gradual decadence that only new ideas and a renewed love for the site could overcome. The standards for urban model construction and management (city modelling) were pro-posed by the Open Geospatial Consortium (OGC) with the CityGML: these models are typically multi-scale 3D appli-cations, ranging from landscape simulation to urban planning, from managing calamities to safety monitoring, etc.A modelling process requires the selection of geometric enti-ties according to the chosen level of detail (LoD) and the attribution of textures for aug-menting realism. This way, the survey approach for S. Pellegrino Terme documenta-tion was established, together with the set of data to collect.It is known that laser scanning and imaging provide a dense object-point cloud, which can be geo-referenced in an assigned coordinate system. The geo-ref-erencing is performed either in-directly, through control points

(pre-marked and measured on the object) and matching proce-dures based on natural features, or directly using satellite posi-tioning and orientation devices.The localization quality is en-hanced through differential positioning techniques via Internet corrections (code or phase), transmitted from a GNSS reference networks: a few centimetre accuracy (at 95% likelihood) is guaranteed, either interactively via a RTK approach or in Post-Processing (PPK). In the described ap-plication, the GNSS reference network (NetGeo), by Topcon Positioning, was used.The direct geo-referencing, without control points and an alignment phase, is particu-larly convenient in applications

regarding large areas (requir-ing several scans) when a level of detail equal or lower than LoD2-3 (likewise the scale 1:200 or smaller) is required.Obviously, where the satellite signal is not guaranteed, due to urban obstructions, indirect or mixed geo-referencing have to be applied. Anyway, it is useful to select some check points (CP), among the control points (GCP), to assess the final accuracy of the process.Figure 2 shows the adopted scheme for capturing direct geo-referenced object points: a laser scanner was used (Faro) and two satellite receivers (Topcon), fitted with a bracket respectively over the scanner and on an ori-entation point; both the receiv-

Fig. 6 - Orthographic elevations of the Spa-buildings, extracted from the point model.

Fig. 7 - A view of the monastic complex in Albino


INTERGEO

ers, which operated in static-rapid mode, were connected via Internet to NetGeo for a fine RTK positioning in the Italian reference system (ETRF 2000). The set of direct geo-referenced scanning stations also provided a pseudo GNSS network, able to act as a geodetic support.The collected point clouds were altogether 200, with an average spatial resolution of 100 mm in the useful range (10÷350) m; the computer storage has been globally around 26 GB. S. Pellegrino Terme, a small tourist settlement today, was very fashionable last century in the world of entrepreneurial bourgeoisie. The town is lo-cated along the narrow Brembo valley (north of the city of Bergamo): famous for the heal-ing waters, it stands out in the local landscape with the undis-puted charm of its architectures and the elegance of the urban environment.Among the artistic treasures, it must be remembered the municipal Club-House (1904-1906), with two towers remi-niscent of the famous one in Monte Carlo (Principality of Monaco), and the impressive Grand Hotel (1904), along the Brembo river, with the large front full of decorations. The Grand Hotel is connected to the Club-House and the Spa buildings, located on the right bank of the river, through the bridge “Principe Umberto I”. All these structures were real-ized at the beginning of the nineteenth century in the years of Belle Époque and Art Nouveau. The terrestrial scanning survey was performed in a multi-level detail, ranging from OGC-LoD2 and OGC-LoD4, and corresponding to the scales from 1:500 to 1:100. A Faro laser scanner (Focus

X330) was utilized, with a built-in photo-camera; this scanner, characterized by a long range (around 350 m), is particularly effective for 3D survey of large territorial spaces because it al-lows a meaningful reduction of the instrumental stations needed to capture information (see figures 3, 4, 5, 6). Good results were generally obtained, despite some defi-ciencies in the building-roof documentation, thanks to the favorable hilly morphology and the large range provided by the scanning device.The roof knowledge could be better realized through an addi-tional survey from above, using UAS techniques.

The other experience: the UAS survey of the Dehonian complexThe religious complex of Dehonian fathers, is located in Albino, a small town in the val-ley of Serio, the river flowing down from the mountains sur-rounding Bergamo.This Apostolic school was built in 1910; during the years of World War II it became a kind of big ark hosting people evacuated from their homes and moved to Albino, which was considered safer from the bombing risk.In 1944 a part of the complex was occupied by the Italian mil-itary, who remained there until early 1945; during the war, the little town was bombed but the Apostolic school was luckily spared. In the following years, until 1991, the structure served as Diocesan Seminary; when this activity ceased, the complex of buildings was renovated to cre-ate a meeting point for spiritu-ality (fig. 7), still active.The imaging survey (using a hexa-copter) aimed to provide a

spatial model of the built area, including roofs, for documenta-tion and maintenance purposes. The model, with a level of detail equal to 1:200 scale, was performed by:- a nadir image coverage with horizontal (parallel) strips (fig. 8a) from heights less than 50 m, taken by a Sony photo-camera with a 14.2 MP CMOS sensor (fixed focal length of 16 mm); the image overlaps were between 80% and 60% and the carrier speed around 5 m/s.- some up and down vertical strips over the façades, with oblique images taken at a sur-face distance around 10 m (fig. 8b).It is known that an image-based survey can be performed us-ing algorithms, techniques and software ranging from those of

Fig. 8a – The flight planning for the nadir image coverage.

Fig. 8b – Vertical strips with oblique images.

Fig. 7 - A view of the monastic complex in Albino


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classical Photogrammetry to the modern ones of Computer Vision; some well-known pack-ages for imaging are shown in figure 9.The collected nadir and oblique images for the religious com-plex (fig. 10), around 400 pho-tos, were used to generate a 3D model through a dense image matching, performed inside the Swiss-made Pix4D Mapper, a software of Computer Vision.About thirty Ground Control Points, for block adjustment and geo-referencing (Italian Reference System - ETRF 2000),

were targeted over some se-lected details (on ground and roofs), measured by direct topographic methods (accuracy equal to a few centimetres) and then observed over the images. Figure 11 points out the geo-referenced orthomosaic per-formed from the set of photos and regarding the main cloister; figure 12 shows the correspond-ent 3D reconstruction through a perspective view with photo-textures.It is interesting to observe that the imaging model has resulted a bit more smoothed in com-parison with those performed through a laser scanning ap-proach.

Final remarks The described experiences have highlighted the great poten-tiality that laser scanning and UAS imagery can offer for a

multi-scale analysis of urban land. This is the result of the meaningful development now achieved in the acquisition phase, the deep ease allowed by automation and the increased reliability. The software has once more had a central role for an effective point cloud man-agement and raster-vector pro-duction. The support of GNSS-RTK technology has been useful for cloud connection (direct and automatic); besides, GNSS and INS units represents a fundamental basis for au-tonomous aerial navigation and positioning. Surely, the integra-tion between laser scanning and UAS imagery will become more and more interesting, to allow a complete photo-realistic model of urban environments; anyway, some security aspects have to be still improved in relation to air-craft standards and flights.

AcknowledgementsThe authors wish to thank the students Lorenzo Filippini, Riccardo Begnis and Daniela Piantoni, who developed their master theses in Building Engineering, and Eng. Giorgio Ubbiali of DMStrumenti for the technological support in the measurement campaign.

Fig. 9 - Software for imaging.

Fig. 10 - The set of collected nadir and horizontal images.

Fig. 11 - A geo-referenced orthomosaic for the main cloister.

Fig. 12 - A 3D view regarding the reconstructed photorealistic model of the complex.


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REFERENCESB. Bhandari, U. Oli, N. Panta, U. Pudasaini (2015) - Generation of high resolution DSM using UAV images - FIG Working Week 2015 - Sofia - May 2015L. Colombo, B. Marana (2015) - Terrestrial multi-sensor sur-vey for urban modelling - Geoinformatics, 3-2015H. Hirschmueller (2011) - Semi-Global Matching - Motivation, developments and applications - Proceedings of Photogrammetric Week 2011, Stuttgart - WichmannJ.N. Lee, K.C. Kwak (2014) - A trends analysis of image pro-cessing in Unmanned Aerial Vehicle International Journal of Computer, Information Science and Engineering, 8(2)M. Naumann, G. Grenzdoerffer (2016) - Reconstructing a church in 3D - GIM International, 2-2016R. Pacey, P. Fricker (2005) - Forward Motion Compensation (FMC) - Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, November 2005R. Szeliski (2011) - Computer Vision: Algorithms and applica-tions - Springer - New York

KEYWORDSLand documentation; point-cloud analysis; laser scanning; UAS imagery

ABSTRACTThe paper deals some experimental benchmarks regarding urban environ-ment modelling. The first application has been performed over the small thermal settlement of S. Pellegrino Terme, famous in northern Italy both for the healing waters and for its rich Art Noveau architectural decora-tions; the second test is the documentation of the religious complex of Dehonians in Albino, a little town close to Bergamo (Italy).The employed techniques, which automatically collected point clouds and created the DSM, are terrestrial laser scanning, with a direct GNSS-RTK geo-referencing, and UAS imagery.

AUTHORLuigi [email protected]

Barbara Marana [email protected] of Bergamo DISA - Geomatics GroupDalmine (Italy)

Fig. 11 - A geo-referenced orthomosaic for the main cloister.

http://www.sister.it

http://www.sister.it



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The surveying industry has witnessed rapid changes in the last

few years - the increased use of mobile surveying devices and the utilisation of LiDAR technology (Light Detection And Ranging) to produce 3-di-mensional point clouds of the survey subject are two such ex-amples. Another major shift is the mapping of indoor spaces, utilising technology that does not rely on GPS. Leading the fore in all of these technologies is GeoSLAM, a young, vibrant technology company based in the UK.

GeoSLAM specialises in the manufacture and supply of indoor, handheld mobile sur-veying units; the ZEB1 and the new ZEB-REVO, launched in March 2016.

Strong BeginningsGeoSLAM was founded in 2012 as a joint venture between CSIRO (Australia’s National Science Agency and the inven-tors of WiFi) and 3D Laser Mapping (a leading global pro-vider of 3D LIDAR solutions). Coming from such strong pedi-gree has allowed GeoSLAM to grow rapidly in both range and scope, currently incorporating a global distribution network of 35 agents across 6 continents. GeoSLAM launched their first mobile scanner, the ZEB1, in Q4 of 2013. With its spring-mounted head and nodding movement, the ZEB1 quickly

gained notoriety and popular-ity. Early adopters were amazed by the speed of scanning, the ease of use and the quality of the results. Data process-ing was also a simple process – customers simply ‘drag and drop’ their raw datasets onto an online Uploader, in order to register and process their scan. In a matter of minutes, fully-registered 3D point clouds were obtained. However, GeoSLAM did not rest on their laurels. The tech-nology industry moves quickly, and GeoSLAM knew that a second, more sophisticated solution was required. ZEB1 customers spoke of their desire for a truly-mobile scanner – one that wasn’t just handheld. They also wanted a fuller, more even point cloud that the 40Hz ZEB1 could produce. When the customers spoke, GeoSLAM listened.

The REVOlution BeginsIn March 2016, the ZEB-REVO was launched. Featuring an in-built motor to create 360o rotation, the REVO can, like the ZEB1, be handheld. However, it can also be mount-ed onto an extending pole, fastened to a backpack, secured to a trolley or vehicle, even strapped to a UAV for aerial surveys.

In this article we will introduce

the ZEB-REVO, and the attributes

that make this a unique piece

of surveying hardware. We will

discuss how the ZEB-REVO is

shaking up the surveying market,

and will look at a number of

industry applications in which the

ZEB-REVO is making a difference.

by Stuart Cadge

Fig. 1 - The ZEB-REVO in action – handheld, pole-mounted, backpack-mounted – a truly versatile tool.

Welcome to the ZEB REVOlution

Fig. 2 - Comparison of ZEB1 data (left) and ZEB-REVO data (right) Image courtesy of Opti-cal Survey Equipment.


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Fig. 3 - Building surveys (such as this family-sized home) are completed in minutes, not hours, with the ZEB-REVO.

The autonomous motion of the motorised scan head opens up a world of new applications for this clever little scanner. Little being the operative word; weighing just over 4kg (includ-ing the backpack) and with the scanner head measuring 9 x 11 x 29cm, this is a surveying tool that is truly mobile. It’s not just the outside that has evolved – inside the scan-ner head is a powerful yet safe (Class 1 Eye safe) 100Hz laser – making an impressive 100 rota-tions/second. The unit collects the same number of points per second as the ZEB1 – 43,200. So what’s the advantage of this faster speed?The increased scan speed (over 2.5 times faster than the ZEB1) means that the collected data points are spread out more evenly over a greater number of scan lines - giving the appear-ance of smoother, cleaner and less noisy datasets. More impor-tantly, this even distribution of points allows the world-beating SLAM algorithm to work bet-ter. The SLAM algorithm works by dividing the scanned surface into sectors, and identifying points within each sector. If a sector is devoid of points, then it cannot be included in the algorithm. So, by having a more even distribution of points, the SLAM algorithm can build a fuller, more complete point cloud.The difference is clear to see. Compare the two images below of the same elevation. The view on the left is ZEB1 data, which

is characterised by a striated, lined appearance. There are a few gaps, especially higher up the elevation where the scan lines have hit the elevation at a more acute angle. The right hand view is the same elevation captured with a ZEB-REVO. The point cloud is cleaner and the points are more evenly distributed – cre-ating a much more ‘complete’ looking point cloud. Not only does this provide better results, it also supplies the user with vitally important confidence in the kit.

Versatility in ActionThe upshot of these technologi-cal advances is the sheer num-ber of new applications and industries that are now open to scanning with the ZEB-REVO. Whether it is simply improv-ing an existing workflow of the ZEB1 (i.e. stockpile surveys and building scans) or opening up brand new uses (i.e. man-hole and suspended ceilings, utility trenches) versatility is the word for the ZEB-REVO. A number of these new and im-

proved applications are featured below.

Building SurveysBuilding surveys have long been the ‘bread and butter’ work of the ZEB1 – the simplicity, ease of use, highly mobile nature of the unit lends it perfectly to multi-level, indoor structures. The ZEB-REVO has simply improved and built upon this success. The increased scan speed creates a fuller, more complete point cloud, reducing the number of areas with low coverage. The ability to rapidly unscrew the handle and attach an extending pole allows the user to reach into spaces that may not other-wise have been available – into loft spaces, suspended ceilings, even to ‘poke’ the unit out of windows in order to obtain overlaps with the building ex-terior.

Underground MappingAnother staple of the ZEB1, underground mapping includes both mine and cave surveys. Similarly to buildings, under-

Fig. 4 - The ZEB-RE-VO in action – hand-held, pole-mounted, backpack-mounted – a truly versatile tool.

Welcome to the ZEB REVOlution


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ground is the perfect environment for ZEB

systems, being devoid of GPS, totally enclosed, and

often with many unique fea-tures for the SLAM algorithm to work with. Not only have ZEB systems been proven to in-crease survey quality and detail (over traditional survey meth-ods), they have also slashed sur-vey times by a factor of 3. A major advantage of the ZEB-REVO in these environments is safety – and the ability for the REVO to access areas that hu-man users cannot. The autono-mous nature of the ZEB-REVO allows the unit to be attached to a remote-controlled trolley system and sent into areas that are either too small to access, or that are hazardous to health. The image shows the ZEB-REVO head mounted onto the front of a remote-controlled trolley in a mine. The datalog-ger sits just behind the head in the body of the trolley. The trolley was sent into a restricted area of the mine that was inac-cessible to people, allowed to scan, and returned to its start-ing position.

StockpilesAnother area of application where both the ZEB1 and ZEB-REVO excel. With these mobile scanning units, stock-piles of all varieties can be sur-veyed in a matter of minutes. The survey data can then be easily imported into a variety of third party software packages,

where volumetric calculations can be carried out in minutes.The advantages of the REVO in this application are complete coverage and continuous scan-ning. A potential pitfall of using the ZEB1 for stockpile scan-ning was the chance that areas would be missed, especially the very top of the pile. It is not advisable to walk on the stock-pile for obvious safety reasons. Therefore, a pole-mounted ZEB-REVO can be utilised to ensure that complete coverage of the stockpile is obtained, allowing for a complete point cloud model, and therefore, a more accurate volume calcula-tion. The second major ad-vantage is the ability to simply wall-mount the unit. For many stockpile applications (and par-ticularly for indoor stockpiles), continuous analysis of the stockpile is required. With a re-motely operated, wall-mounted unit, this is now a reality. It is simply a case for the unit to be switched on when a survey is required, and the autonomous motion will carry out the scan. The 360o vertical by 270o hori-zontal field of view (i.e. just a 90o blind spot to the rear) en-sures that no parts of the pile are missed..

MarineA rather newer application for the ZEB systems is in the world of marine surveying. Anybody who has been on a marine ves-sel will know that space is at a premium; this is even more so

when it comes to submarine vessels. A number of marine authorities and businesses have a require-ment to accurately but rapidly survey their stock, either for the purposes of creating 2-di-mensional blueprints, or for the creation of 3-dimensional, fully interactive models. Both the ZEB1 and the ZEB-REVO can be rapidly deployed in a marine environment, and used to create a 3-dimensional point cloud of these hugely complex environments.

ForestryThought that ZEB units were for indoor use only? Think again. The ZEB1 and ZEB-REVO work best in ‘enclosed’ environments – not necessarily just indoor ones. A typical for-est will naturally be considered to be an ‘enclosed’ environment by the unit, as the tree canopy creates a natural ‘ceiling’. Coupled with the proliferation of unique features that a forest holds, and it can be seen that forests are the perfect environ-ment for ZEB scanners.Over the summer of 2016, a number of different forestry studies are being carried out using the ZEB-REVO scanner. The first of these studies, car-ried out by the Geography de-partment of University College London (UCL), focussed on measuring small deformations in the ground topography of a mechanically-harvested area of forestry.

Fig. 6 - Cross section through the engine room of a marine ves-sel captured with the ZEB-REVO.

Fig. 5 - Stockpile scanning is madesimple with the pole-mounted ZEB-REVO.


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From the data collected, the team were able to create a cm-accurate digital elevation model (DEM) spanning 100s of square metres. This data is then being used to measure the outputs of methane (CH

4) from these areas

of felled forestry. Another study, conducted in relation with the University of Leicester, involves the map-ping of varying forestry habitats across the UK. The aim of this study is to make comparisons between different forestry habi-tats across the UK, and also to combine the data captured with the handheld ZEB-REVO with data captured from above, using spaceborne-rader and UAV-based imagery. On a simpler note, both ZEB units can be utilised to rapidly and accurately scan an area of forestry, to obtain the point cloud data, and to make cuts or sections in the data at certain heights. One such important height is the breast height di-ameter (BHD), which is a mea-surement taken at 4.5 foot from the ground. This measurement is then used to create an esti-

mate for the biomass of the area of forestry in question.

Security and Contingency MappingA final and possibly unex-pected use for both ZEB units is in the ever-growing realm of security. In an increasingly uncertain world, governments, police forces, security agencies and indeed even companies are increasingly security-conscious and are turning to new technol-ogies to increase their security. ZEB1 units have been in use by a number of police forces since their launch in 2013. Their speed, ease of use and high mobility make them the perfect tool for capturing the details of a crime scene, accident scene, or for mapping a building or site of interest. In the case where speed is of the essence (for ex-ample, after a RTC on a major road) the ZEB unit can be de-ployed in seconds, with a scan complete in a few minutes. This allows for a fully 3 dimensional image, accurate to within a few centimetres, to be gained. The development of the au-

tonomous ZEB-REVO has obvious benefits in these areas. In the case of a crime scene, the pole-mounted ZEB-REVO may be deployed, to ensure that areas of interest are not touched or disturbed.Where there is a risk to human health (for example, a bomb threat, or an unsecure build-ing), the REVO can be trolley mounted (as in mining) and sent in alone to scan the area of interest. It is our prediction that the realms of security and recon-naissance, there will be increas-ing demand for this type of rapid, mobile, versatile survey-ing tools.

The FutureSo what does the future hold for GeoSLAM? In a rap-idly growing, rapidly chang-ing industry, standing still is quite simply not an option. GeoSLAM will continue to respond to new challenges, new technological developments, and to identify new areas of ap-plication. Be sure to pay atten-tion to forthcoming GeoSLAM announcements, to hear more about these highly exciting de-velopments in the pipeline.

KEYWORDSGeoSLAM; ZEB-REVO; scan

ABSTRACTGeoSLAM is a manufacturer and sup-plier of handheld, 3D mobile mapping systems. Founded in 2012 andheadquartered in the UK, GeoSLAM now has a global distribution network of 35 distributors across six continents.

AUTHORStuart Cadge,Pre Sales Engineer at GeoSLAMFor more information, please visit [email protected]

Fig. 7 - 3D data of a vehicle captured with the ZEB-REVO in minutes. The suspicious package is high-lighted red.

Fig. 8 - Point cloud data of an area of forestry with a section taken at BHD height for bio-mass calculation.


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The activities connected to the forest-fire fight-ing could be essentially

divided in three parts: before, during and after the fire.In these activities, the most complex are the monitoring and management of at-risk fire zones and fire-fighting procedures es-pecially for large fires (> 40ha). In the case of “big fire”, which are fires with a very large exten-sion, the main problem is the coordination between the hu-man resources (ground, marine and air) which work to fight the fires. This aspect is more

critical when the fire is across the boundary, because there is not a European protocol for interventions and each country has different procedures and CONOPS (concept of opera-tions). Thus becomes clear the complex reality that competent authorities must handle in such emergencies (Andrews and Ro-thermel 1982; Bovio 1993; Teie 2005). The AF3 project (Advanced For-est Fire Fighting) is part of the 7th Framework Program and it is focused on the prevention and the management of big forest-

fires through the development of innovative techniques. The AF3 purpose is to improve the efficiency of fire-fighting opera-tions in progress and the protec-tion of human lives and heritage by developing innovative tech-nologies to ensure the integra-tion between existing and new systems. Furthermore, the AF3 project aims to increase inter-operability among firefighting supports (Chuvieco et al 2010). The project defines a unique control center devoted to coor-dinate all activities, from moni-toring to the intervention on field. Among the technological aspects, the project provides the design of an SDI platform (Spa-tial Data Infrastructure) which is essentially based on a GIS (Geographic Information Sys-tem). In the following sections, GIS model proposed for a part of the system will be described. This GIS is structured according to INSPIRE ( Infrastructure for Spatial Information in Europe) Directive.

In the past years, the European Union has

invested in the development of the INSPIRE

Directive to support environmental policies

and actually EU is currently working on

developing "ad hoc" infrastructures for the

safe management of forests and fires.

by Andrea Maria Lingua, Marco Piras, Maria Angela Musci, Francesca

Noardo, Nives Grasso, Vittorio Verda

Study and development of

a GIS for fire-fighting activities

based on INSPIRE directive

Fig. 1 – External model definition.

Fig. 2 Steps to create AF3 Database in PostgreSQL and Q-GIS.


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GIS and fire-fighting: a brief description of theEuropean scenarioCurrently, in Europe there are already several GIS useful for de-cision support at different stages of fire management. However, the opportunity to have both updated or real-time data, and a complete and consistent in-formation, is often missing. Es-pecially it is difficult to have an actual data interoperability with the existing available technolo-gies. In most cases, the informa-tion collected in the GIS are in-complete and they concern only one phase of the overall man-agement process. There are, in-deed, systems used, exclusively, for prediction or for planning or emergency control. In this way, a lot of information is lost. How-ever, this historical information could be helpful to make more comprehensive the tool for deci-sion support. Furthermore, it lacks a central system to register distribution and availability of resources in risk periods, stand-ardized systems for fires registry and systematic registration sys-tems of firefighting operations. Finally, the metadata of the ob-served maps are not always avail-able and the data validity is im-possible to be determined.For example, in Europe, Web-GIS known as EFFIS (European Forest Fire Information System http://forest.jrc.ec.europa.eu/ef-fis/) was developed by the JRC (Joint Research Centre). This GeoDB, still under construc-tion, records only the data re-lated to fire risk analysis and the occurred fires in Europe.

Description of the GIS in AF3 In order to propose an innova-tive GIS platform devoted to support the big forest fires man-agement, the following activities must be considered: forecast-ing, monitoring, planning, ac-

tive fight and post-fire practices. Nowadays, the modern system is not designed for a specific end-user and it stands out for its ver-satility. However, it is possible to establish different authorization for different users and method of use.In order to realize the dedicated GIS for AF3, the traditional modelling process was followed. As well known, needs to pass from the complexity of the real-ity to a formal schema describ-ing entities and tools used in fire-fighting operations.

External ModelThe first step was the develop-ment of an external model. In this model, the useful informa-tion could be gathered in three categories of objects: the compe-tent authorities (command), the objects to be protected (terri-tory), the event and the ignition point (fire and hotspot) (Figure 1). In the case of AF3, there is only one control center that handles local operations centers, the terrestrial and aerial troops. The command center (command center) is the national control center. Local operations centers (operating center) are in charge to monitor and to fill register of the fire cadaster and the mission re-port. Instead, the teams (operat-ing team) take care of active fight on the field.

Conceptual andLogical Model(INSPIRE oriented)Next steps are the definition of conceptual and logical mod-els. Therefore, these stages con-sist in identification of entities, attributes, definition of relation-ships between the entities and the data formats. The INSPIRE directive, thus, provides funda-mentals for completely defining the information layers closely related to the land description (e.g. digital terrain model and digital surface model), the event progression (e.g. time) and me-teorological data (e.g. wind direction and speed, tempera-ture, humidity). This European specification has a general na-ture, which needs to be suitably extended for adapting to the specific application. Some “ad hoc” entities are added in order to consider the data related to the command chain, fuel model and forest types definition (Bur-gan et al, 1998; Baskets 1999 Baskets 2002; Han Shuting et al 1987).Currently, it is necessary to highlight that in Italy, as in Eu-rope, a systematic survey and monitoring of the forests are missing. Moreover, standardized methodology for the prepara-tion of suitable fuel models does not exist.

Fig. 3 – Flow-chart of alarm trigger.


INTERGEO

Considering these as-pects, an approximation on the fuel models has

been done. In particular, in Italy, the only achieved result is

a regional classification of forest types, but it cannot be consid-ered equally valid for the calcu-lation of the danger indexes. The development of this issue would improve our capacity of fire fore-casting and, consequently, in the fire-fighting management.

Internal ModelOpen source platforms were chosen to implement the da-tabase. Specifically, PgAdmin III were used to manage the database PosgreSQL with its spatial extension PostGIS and the graphical interface. This software allows the creation of tables and relationships, the implementation of triggers and queries, the realization of views for users and different uses and finally the semi-automatic in-put of data. This system is not equipped with a graphical inter-face to visualize the spatial data, therefore a connection with Q-GIS was realized.Thus, the pro-cedure of GeoDB implementa-tion follows the steps shown in Figure 2.A peculiarity of the internal model was the trigger, which is an “ad hoc” procedure for the automatic manipulation (inser-tion, modification and deletion) of information related to a trig-gering event (Perry 1990). To complete the automatic man-agement of the entire system, a large number of triggers must be implemented. Below as ex-ample, it has been described the "trigger" that starts when fire alarm is activated.In this specific case, when the alarm is recorded in the system, the program executes the proce-dure schematically shown in the flow-chart in Figure 3.

Case of study (Sardinia)

DataIn order to test the GIS func-tionalities, a specific test site has been selected. In particular, a database related to South part of the Sardinia (close to Cagliari) has been considered. Therefore, defined a specific area, all fundamental data have been collected, where the most important information are the state of the forests, fuel mod-els, water resource localization, roads and technological net-works, command center, op-erational centers, teams, mete-orological data, hotspots, alarm have been inserted.Using these information layers, which are suitably designed and compiled, using QGIS, it was possible to realize an example

of a query on the system. Since the alarm is activated (Figure 4 - left), the trigger is able to au-tomatically calculate the com-petent command center, the nearest operating center, with the adapted number of men and assets. Finally, in real- time, data of the team and its location can be displayed (Figure 4 - right). On the field, the team will be monitored and managed by the command center, by means of the automatic registration of their coordinates (Figure 5), measuring in real time the team position.

ConclusionThe developed GIS model de-scribes only a part of the “fire prevention and management system” provided by the AF3 project, but its complexity is

Fig. 4 – Example of query: hotspot and operating centre localization (left) and operating team localization (right).

Fig. 5 – Ex-ample of query and trigger visualization. Real time team positioning on the field.


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quite evident. Especially, it underlines that it is difficult (in some case almost impossible), to define exactly some enti-ties (e.g. Fuel model or fuel moisture). Moreo-ver, an unique European procedure does not exist, therefore it is very com-plicated to define the CONOPS and a system with a single command center. The proposed model shows that also the open source platforms allow to realize a complex SDI structure. The triggering system for the automatic procedures allows to add value to SDI, because it makes the system real-time responsive.

AcknowledgementsThe authors would like to thank the CVVFF of Cagliari for their avail-ability and data sharing. Furthermore they thank Dr. Raffaella Marzano from University of To-rino for her help about fuel model and forest type and Dr. Cesti for his availability.

REFERENCESAndrews, P.L.and Rothermel R.C. (1982), Charts for interpreting wildland fire behaviour characteristics. USDA For. Serv. Gen. Tech. Rep. INT-131.Bovio G., (1993), Comportamento degli incendi boschivi estinguibili con attacco diretto. Monti e Boschi, 4: 19-24.Burgan, R.E., Klaver, R.W. & Klaver, JM. (1998), Fuel Models and Fire Potential from Satellite and Surface Observations, Internatio-nal Journal of WiIdIand Fire, 8: 159-170.Cesti G., Cesti C. (1999), Antincendio Boschivo. Manuale operativo per l’equipaggio dell’autobotte. Musumeci, Quart, Aosta, vol 2.Cesti G., (2002), Tipologie e comportamenti particolari del fuoco: risvolti nelle operazioni di estinzione, Il fuoco in foresta: ecologia e controllo. Atti del XXXIX Corso di Cultura in Ecologia. Università degli Studi di Padova, Regione del Veneto, Centro Studi per l’Ambiente Alpino, S. Vito di Cadore, 2-6 settembre 2002: 77-116.Perry, D. G. (1990), Wildland Firefighting: Fire Behavior, Tactics, and Command, ed. Donald G. Perry. Teie, W. C. (2005), Firefighter’s Handbook on Wildland Firefighting, 3nd ed. Deer Valley. Chuvieco, E. et al., (2010). Development of a framework for fire risk assessment using remote sensing and geographic information system technologies.Han Shuting, Han Yibin, Jin Jizhong, Zhou Wei (1987), The method for calculating forest fire behaviour index, Heilongjiang Forest Protection Institute, Harbin, China, 77-82.http://www.s3lab.polito.it/progetti/progetti_in_corso/af3 (08/10/2014)http://forest.jrc.ec.europa.eu/effis/ (08/10/2014)http://www.isotc211.org/ (06/11/2014)http://inspire.ec.europa.eu/index.cfm/pageid/2 (03/11/2014)http://www.postgresql.org (05/05/2015)

KEYWORDSINSPIRE directive; fire fighting; GIS

ABSTRACTAccording to the Annual Fire Report 2013 (European Commission-Joint Research Centre, 2014), there have been 873 forest fires in Europe, in 2013, for a total of 340559 ha of territory. A comparison of this data to that of the previous years, highlights that, when the intended goal is that of preserving the environment and saving human lives, the importance of the correct management of forest fires can not be underestimated. In the past years, the European Union has invested in the development of the INSPIRE Directive (Infrastructure for Spatial Information in Europe) to support environmental policies. Furthermore, the EU is currently working on developing "ad hoc" infrastructures for the safe management of forests and fires. The AF3 EU project (Advanced Forest Fire Fighting), financed by the FP7, addresses the issue of developing innovative tools to handle all stages of forest fires. The project develops a single control center for the coordination of monitoring, manoeuvring, and post-fire operations. The SDI platform (Spatial Data Infrastructure) represents another component which was designed in the context of this project. It is based on a GIS (Geographic Information System) which is able to efficiently integrate multi-modal data. Following an analysis of the state of the art of information systems for forest fire-fighting, and in light of the end-user requirements analyzed within the AF3 project, we propose a geo-topographic database based on the INSPIRE Directive and developed on open-source platforms, which provides interoperability of the data and allows forecasting and monitoring of high-risk areas, decision making, damage estimation, and post-fire management.

AUTHORAndrea Maria Lingua Marco Piras, Maria Angela Musci, Francesca Noardo, Nives Grasso, Vittorio Verda

Politecnico di Torino - Dipartimento di Ingegneria dell'ambiente,del territorio e delle infrastrutture (DIATI)

Vittorio VerdaPolitecnico di Torino - DIpartimento di Energia (DENERG)

EDITORS NOTEThis work has been presented at the 19th Conference ASITA 2015 (Lecco). We would like to thank the organizing secretary for the courtesy and his availability and wishes the best outcome for the 20th Conference ASITA 2016 (Cagliari 8-9-10 November 2016).

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The aerial photography have had a great revolu-tion with the advent

of the UAV technology that actually has allowed to over-come the objective problems of the access to the information. Especially for the territories with a complex topography, the use of drones is an advantage in terms of speed, cost reduc-tion and achievement of high quality results. The applications of the proximity remote sens-ing in critical areas are a lot and involve many areas: from geology to engineering, from surveillance to environmental monitoring, civil protection, archeology and more.In particular it is recommend-ed, for several reasons, the use of fixed-wing models for the survey of medium-high exten-sion surfaces. Meanwhile, this type of APR provides a greater flying range than the multi-

copter models (which generally have shorter range, considering also the take-off and landing operations), in fact with a single flight it is possible to cover areas of several kilometers and obtain uniform images, then with a very appreciable qualitative out-put; in addition the control of the flight parameters is efficient and it is possible to resists to the adverse environmental condi-tions, supporting wind gusts of up to 60 km/h. The fixed-wing aircraft, in general, are perfect for the applications in geology and archaeological surveys. Two interesting experiences, related respectively to the geological and cultural heritage area, are described below by Gabriele Santiccioli, FlyTop president and member of the Provincial Board of Surveyors and Surveyors Graduates of Rome.Certainly a very growing sec-tor is the quarries monitoring

through precise mapping ac-tivities to accurately control the excavations, to know exactly the amount of material removed and prevent any movement of materials and the risk of land-slides. A proof of the quality of the remote control systems for this type of professional ap-plication is given by Gabriele Santiccioli, president of FlyTop, through a project carried out in a mining quarry in the north of Italy. "We enthusiastically accepted the engagement by the responsible Authority for the exploitation of a quarry in Emilia Romagna - says the president Santiccioli - because it meant for us to win a chal-lenge. This experimentation yook place in an extremely mountainous area, undoubtedly challenging under the aeronau-tical profile. We used a fixed-wing aircraft, FlyGeo24Mpx, a unique drone in its category

The tale of two experiences in the geological and cultural heritage area through the use of fixed-wing drones.

Innovation and high quality of the data returned from an aero-photogrammetric survey as support to the activities of

the different professionals. From the survey phase to the post-production all the precautions to obtain images with a

very good resolution and solve obstacles for the mapping of areas not easily accessible such as quarries.

A survey from

UAV in critical

areas: the

advantages of

technology in

areas with

complex terrain

by Zaira Baglione


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equipped with technology to fly at a fixed altitude. Generally this type of critical reconnais-sance is carried out with a multirotor drone, but the fixed wing flexibility allowed us to successfully conclude the mis-sion. The conditions were not easy, considering the extension of the area to be analysed, about 95 hectares, and the difference in height of 360 meters be-tween the top and the valley of the quarry. However, with a sin-gle flight, we have acquired in 25 minutes nearly five hundred pictures with a resolution of 2.5 cm per pixel ". With regard to the mining activity in the quar-ries it must be said that both private interests, relating to companies that hold the region-al authorizations, both public are involved at the same time, considering that some of them represent a heritage that should

be used in an intelligent manner and preserve the environment. The UAV is a good instrument from many points of view: it allows to rationalize the ex-cavation areas on the basis

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of what is known from the restitution of photos

and the subsequent study and post-processing; they

provide information relating to the amount of material re-moved and, finally, they are the only possible solution to reach critical areas that may only be known with the conventional aerial photogrammetry systems and with inevitable higher costs. "In order to plan the operation we referred to a regional tech-nical map (CTR) - continues Santiccioli - and we decided to set a fixed altitude of 130 meters. Through some control points on the ground we made 12 strips with an overlap of 70 percent between each photo, acquiring one frame every 25 meters. We got a 3D model of the quarry, a cloud of points, the DTM and DSM from the restitution and we processed all the photogrammetric data with a special software characterized by a very high level of metric accuracy. We can say that this result satisfied the client and FlyTop, that realized the work."The application of the UAV technology has grown signifi-cantly also for the cultural her-itage sector, not only for moni-toring and documentation, but especially for the discovery activities. With the partnership started between the University of Salento and FlyTop an archaeological survey was car-ried out in the Veio Park area, a few kilometers from Rome, in an area between the towns of Formello and Isola Farnese. Gabriele Santiccioli together with Professor of ancient topog-raphy Giuseppe Ceraudo de-scribes the survey done with the fixed wing UAV FlyGeo24Mpx that led to the identification of ancient Etruscan and Roman settlements, in particular the remains of structures of build-

ings and streets. The discovery comes from a research project that the University of Salento leads for over ten years and had a deci-sive result last year following the mission that led to the discovery of a city system of Etruscan and Roman eras. The area covered by the flight (about forty hectares) was overflown with a fixed-wing drone equipped with a 24Mpx digital camera with single focal length lens. The operation involved the town of Archi di Pontecchio and was carried out in compliance with ENAC specifications. The flight has enabled to acquire images of the highest quality, almost two hundred pictures with a resolution of 1.7 cm per pixel, geo-referenced and complete of 3 parameters of translation and rotation. Through the captured frames there was a validation of what were until now only hypotheses; observing from the sky the differentiated growth of vegetation, in fact, it has been recognized part of the ancient Etruscan city of Veio. About the accuracy of aerial photogrammetric data Gabriele Santiccioli says: "Our company has always been committed to combine innovation and inte-gration, so we have used all the instruments that the surveyor has, arriving until the produc-tion of maps of high technical quality in few hours. We have obtained a cloud of points, a 3D model, the DTM and DSM

from the elaborate digital im-ages in order to know better the morphology of the land. Considering the future scenari-os, I do not exclude that shortly the application of thermal and multispectral sensors will enter in the archaeological sector or at least one study focused on the result that could be achieved".The aero-photogrammetric proximity survey with the use of an APR represents an ar-chaeological survey interesting landscape, as well as a real and accessible system for the study of preliminary research. Later, with subsequent investigations and excavations, it will be able to determine more accurately the reference period and other more detailed informations. The survey done in the quarry and the result of Veio demon-strate how the remote sensing of proximity through RPAS is ad-vantageous in terms of time and costs, especially for particularly extended areas of inspection or not easily accessible.


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The aero-photogrammetric proximity survey with the UAV use represents an interesting vision of the archaeological survey, as well as a concrete and ac-cessible system for the study of preliminary researches. Later, with subsequent investigations and excava-tions, it will be able to de-termine more accurately the reference period and other more detailed information. Both the survey done in the quarry and the Veio result demonstrate how the remote sensing of proxim-ity through the use of on UAV is useful in terms of time and costs, especially for particularly large areas of inspection or not easily accessible.

KEYWORDSUAV; cultural he-ritage; survey; aero-photogrammetry

ABSTRACTThe tale of two ex-periences in the geo-logical and cultural heritage area through the use of fixed-wing drones. Innovation and high quality of the data returned from an aero-photo-grammetric survey as support to the ac-tivities of the different professionals. From the survey phase to the post-production all the precautions to obtain images with a very good resolution and solve obstacles for the mapping of areas not easily accessible such as quarries.

AUTHORZaira [email protected] manager Flytop

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Sun, water and hydromethane: possible op-

tions for the en-ergy future of the

Smart CitiesThe Italian engineering com-pany Geocart S.p.A. (www.ge-ocart.net), in the context of the

urban planning according to the "Smart Cities" approach, has focused its attention on the search for new solutions for the production of energy from re-newable sources and resources and the development of inno-vative techniques for the moni-toring of energy efficiency.The final objectives of the study are threefold:

1. mapping of potential hy-droelectric productivity from mini and micro-hydro plants;

2. study on the feasibility of op-timal hydromethane genera-tion from renewable sources;

3. analysis of the efficient use of solar resource on an urban scale.

In addition to the estimation of the potential productivity of hydropower, the objective of the study is to understand the feasibility of optimal hy-dromethane generation from renewable sources and its use for public transport in urban areas or high environmental value areas. The activity aims to respond to market needs: the various existing technolo-gies for hydrogen storage are not fully satisfactory in terms of efficiency, convenience and affordability. A fundamental aspect of the activity is the gen-eration of hydrogen-methane mixtures having a maximum hydrogen content of 30% by volume, easier to use than pure hydrogen: in fact, the hy-

dromethane can be used in a normal natural gas engine.For the analysis of the solar potential of the urban area, the research is based on 3D map-ping of city buildings, as a fur-ther instrument of knowledge, including for policy makers, of the effective potential use of solar resource on building patrimony, and as a policy in-strument for the planning of new construction areas. In this context, particular attention is paid to the study of the energy exchanges of the urban area and the so-called urban heat islands.

www.geocartspa.it

(Source: Geocart)

Location-based data and services enabling a geosmartcityAny smart-city implementation leveraging location-based data and services is undoubtedly reaching faster its sustainability aims. The EU co-funded project GeoSmartCity is contributing to this, establishing a cross-plat-form, re-usable and open hub in which different categories of users can discover and access in-teroperable geographic informa-tion, by means of generic-pur-

pose as well as specialized servi-ces based on open standards.The GeoSmartCity approach is applied in two different urban contexts (the Green-Energy sce-nario, to support the implemen-tation of sustainable energy po-licies ,and the Underground sce-nario, to support the integrated management of underground utility infrastructures) and te-sted by 11 pilots, consisting of cities/regions from 8 different Member States.The underlying layer of the

overall GeoSmartCity architec-ture consists of interoperable georeferenced and semantically reach spatial datasets, which have been harmonized accor-ding to common data models which extend INSPIRE appli-cation schemas on Buildings and Utilities & Governmental Services and have been made discoverable and accessible by means of OGC webservices.

http://www.epsilon-italia.it/IT(Source: Epsilon Italia)

Leica Pegasus BackpackThe Leica Pegasus:Backpack is an award-winning wearable re-ality capture sensor platform. A highly ergonomic design com-bines five cameras offering fully calibrated 360 degrees view and two LiDAR profilers with an ultra-light carbon fibre chassis. It enables extensive and efficient indoor or outdoor documenta-tion at a level of accuracy that is authoritative and professional.This unique mobile mapping solution is designed for rapid

and regular reality capture. It is completely portable, enabling it to be checked in as luggage on a flight. The Pegasus:Backpack is designed to act a sensor plat-form with our standard external trigger and sync port outputs. BIM – map indoors, outdoors, underground, anywhereThe Pegasus:Backpack makes progressive professional BIM documentation a reality. It syn-chronises imagery and point cloud data, therefore assuring a complete documentation of a building for full life cycle management. By using SLAM (Simultaneous Localisation and Mapping) technology and a high precision IMU, it en-sures accurate positioning with GNSS outages.Industrial training – reality-

based information for fast response Knowing and under-standing a landscape before rushing into emergency situa-tions can save lives. Document any site in 3D models and images for fast, safe and effi-cient response. Combined with Autodesk, Intergraph and other software, reality-based indus-trial training is enhanced with the most accurate and current data sets. Safety & security – in-formed decisions in emergency situationsThe Pegasus:Backpack helps you to make better and faster decisions in emergency situa-tions due to access to more ac-curate data. Evacuation plans and route mapping benefit from clear and detailed images and point clouds that alert au-

thorities to any changes. Access densely populated areas, provid-ing accurate and current map-ping to give city authorities a clearer and deeper understand-ing of the situation. Natural disaster response – min-imise damage and save livesFor the first time, responders to natural disasters can capture disaster area data in 3D on foot. Faster response times translate into lives saved and damage minimised. Capture the critical data needed to make faster and better informed decisions that increases chances of survival and reconstruction.Contact us for more informa-tion or to request a demo.

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REPORT

La Provincia di Varese è mia coetanea, essendo stata costituita con

Regio Decreto del gennaio 1927. Io sono nato verso la fine di quell’anno, a Somma Lombardo, nel castello Visconti: Somma era nella storia per diversi motivi, fra cui le due misure della base geodetica (la prima nel 1788, la seconda nel 1878, (1)) e la nascita dell’aviazione italiana sul campo di Malpensa, allora per almeno due terzi giacente sul territorio comunale (2). E fu proprio a Varese, nel maggio del 1965, che la Società Italiana di Topografia e Fotogrammetria, scelse di tenere il suo decimo convegno nazionale. Dirigeva allora la Società il suo terzo presidente, Ermenegildo Santoni, dopo la scomparsa repentina del fondatore, Giovanni Boaga e quella del suo successore, Umberto Nistri. La proposta di Varese venne fatta da due varesini di spicco, Sergio Donnini, professore di topografia al “Carlo Dell’Acqua” di Legnano e Antonio Caggiano, geometra e dottore in scienze statistiche e attuariali: venne accolta per

acclamazione dai soci della SIFET.Il consiglio direttivo in carica, su proposta di Mariano Cunietti, stabilì il tema: il collaudo dei rilievi fotogrammetrici, e incaricò della relazione ufficiale Cunietti e il sottoscritto, allora assistente volontario presso l’Istituto di Geodesia e Topografia del Politecnico di Milano.Qualche decennio più tardi, la Penisola era letteralmente sommersa da capitolati d’appalto e da verbali di collaudo relativi alla costruzione di carte tecniche, sia comunali che regionali, di fattura, impostazione, contenuto fra i più vari e spesso contrastanti fra di loro. Era morta infatti la Commissione Geodetica Italiana, per marchiano errore dei governi e del parlamento allora in carica.E non è che oggi, mezzo secolo più avanti, la situazione sia migliorata: “la discordia regnava nel campo d’Agramante”, vien da dire con l’Ariosto.Ma nel 1965, anno felice e nel sentore del “miracolo economico”, le carte tecniche, solo comunali (le Regioni

verranno poco dopo) erano ancora in numero modesto, e di regole ve ne erano davvero poche. Il Catasto e l’Istituto Geografico Militare avevano i loro capitolati, i loro collaudatori interni; ma per Comuni, Comprensori, Provincie e Comunità montane ci si affidava al “buon cuore” (spesso non al buon senso) delle aziende aerofotogrammetriche (ancora poche e piuttosto brave) e di collaudatori non sempre al corrente di quel che andava fatto. Chi scrive era allora assessore ai lavori pubblici del suo comune; un paio d’anni prima aveva affidato per appalto la redazione della carta al duemila della zona interna, e al cinquemila dell’intero territorio (3.200 ettari, buona parte di Malpensa compresa) alla IRTA di Milano, una della allora quattro storiche aziende italiane del settore. Per sua indicazione, la giunta aveva affidato il collaudo in corso d’opera al professor Mariano Cunietti, che aveva assolto il suo compito con la perizia, la diligenza e l’acume che gli erano soliti. Ecco allora che il convegno SIFET di

Memorie del Professore sul X Convegno della SIFET organizzato da

Donnini e Caggiano, che si tenne nella maestosa Villa Recalcati,

alla presenza (a quel tempo, inconsueta) del Sottosegretario alle

Finanze On. Cesare Bensi, del Presidente del Consiglio Nazionale

degli Ingegneri, il varesino Sergio Brusa Pasqué. E la soppressione

della Commissione Geodetica Italiana.

di Attilio Selvini

MEZZO SECOLO FA, A VARESE

Fig. 1 - Il benvenuto dell’amministrazione provinciale.


REPORT

Varese era atteso come punto di partenza autorevole, atto a indicare la via maestra per i lavori di cartografia tecnica dell’ avvenire. A quel tempo i molti e futuri ordinari e associati di topografia che oggi affollano le Università italiane, avevano i calzoni corti e qualcheduno di loro doveva addirittura ancor nascere. Di ordinari allora ve ne erano solo tre: in ordine alfabetico, Ballarin a Pisa, Dore a Bologna, Solaini a Milano. Una decina erano gli incaricati su e giù per la Penisola. Altri tempi, ai quali e per molte ragioni va il mio rimpianto. Ma veniamo al tema. Organizzato magistralmente da Donnini e Caggiano, con un pochino d’aiuto di chi ora scrive, il X Convegno della SIFET si aprì nella maestosa Villa Recalcati, sede della Prefettura e della Provincia, alla presenza (a quel tempo, inconsueta) del Sottosegretario alle Finanze On. Cesare Bensi, del Presidente del Consiglio Nazionale degli Ingegneri, il varesino Sergio Brusa Pasqué, e delle autorità provinciali e comunali. In Fig. 1 dà il benvenuto ai partecipanti l’avvocato Virginio Bonomi, presidente della Provincia; ai suoi lati l’onorevole Bensi e il sottoscritto.Nella figura 2 è il presidente della Società, Ermenegildo Santoni a ringraziare e nel contempo ad aprire il convegno. Gli sono a lato Cesare Bensi e il professor Carlo Trombetti dell’IGM. Come era d’uso nei convegni SIFET, non mancarono le gite sociali, fra le quali quella in battello sul lago di Lugano e la visita al castello Visconti di Somma; in figura 3 i convegnisti nell’ingresso della parte marchionale del castello, con Santoni accompagnato dal sommese consigliere provinciale Rodolfo Vanelli.

Le relazioni vennero tenute nei locali dell’Ippodromo di Varese; un ricevimento d’onore venne offerto dal Comune, nella magnifica sala del Palazzo estense, che aveva visto le feste di Francesco III d’Este. In Fig. 4 si vedono Santoni, e ai suoi lati Solaini e Selvini nel giardino della villa comunale, mentre in Fig. 5 il presidente del Consiglio Nazionale degli Ingegneri Sergio Brusa Pasqué, saluta l’Intendente di Finanza dottor Visco.La relazione ufficiale congiunta di Cunietti e Selvini (3) suscitò interesse, e fu seguita da una serie di chiarimenti e discussioni varie: il tutto è riportato nel Bollettino della SIFET in (4). Nella figura 6 i due relatori.Per il Catasto tenne un’ottima relazione l’ispettore generale erariale Enrico Vitelli, che illustrò le note operazioni definite dalla Direzione Generale; per le imprese, parlò l’ingegner Giampiero Le Divelec della EIRA fiorentina, altra azienda storica italiana; li si vede entrambi in figura 7-Va ricordato che il convegno era stato preceduto da quattro articoli a firma di Cunietti e Selvini sul quotidiano locale “La Prealpina”; articoli che avevano suscitato molto interesse così come dimostrano le “lettere” dei lettori giunte al giornale (5).Dato il successo ottenuto dal convegno di Varese, si sarebbe potuto pensare che le indicazioni fornite sia dalla relazione ufficiale che da quelle invitate, avrebbero potuto servire di base per i lavori di cartografia aerofotogrammetrica del prossimo successivo futuro. La relazione ufficiale venne anche pubblicata fra le opere dell’Istituto diretto dal

professor Solaini; di fatto essa servì di base per i suggerimenti che la Commissione Geodetica Italiana approvò poco dopo, anche in vista della nascita delle Regioni e della possibilità che ne seguisse una “carta tecnica regionale” in scala 1:5000 uniforme ed estesa a tutto il Paese, un poco sulla scia della “Deutsche Grundkarte” (6). Ma le cose andarono per tutt’al-tra via, a perenne disdoro di una intera classe politica. Con decreto del 20 marzo 1975, la Commissione Geodetica Ita-liana, fondata il 3 febbraio del 1880, e della quale gli ultimi tre presidenti furono in ordine Emanuele Soler, Gino Cassinis e Antonio Marussi (7) venne di-chiarata “ente inutile” (!), quin-di soppressa con decreto del 4 luglio 1977.

Fig. 2 - Da sinistra, Selvini, Bonomi, Bensi, Santoni, Trombetti.

Fig. 3 - In primo piano a destra, Santoni e Vanelli.A sinistra, Caggiano.


REPORT

Da allora è successo di tutto. Questa povera Italia, certa-mente ben lontana dall’essere “una d’arme, di lingua, d’altare, di memorie, di sangue e di cor” così come se l’era immaginata il Manzoni, nel mezzo secolo pas-sato dal convegno di Varese ha prodotto carte tecniche d’ogni tipo e aspetto, con scale, tagli e forme tra le più varie, persino con stampa a colori coi fondi della benemerita “Cassa per il Mezzogiorno”. La “Deutsche Grundkarte” al cinquemila, ben vigilata dalla Deutsche Geodäti-sche Kommission è la stessa dal Baltico alle Alpi bavaresi. Da noi si sono visti capitolati e bandi degni delle “grida”

manzoniane (8) e collaudi di due paginette scarse, redatte da chi non sapeva nemmeno quel che faceva. Governi e Regioni, amministrazioni locali o meno e magistrati “l’un contro l’altro armati”, sono sempre stati ben lontani dal pensare al ripristino di una struttura che portasse all’unificazio-ne della cartografia nazio-nale. Abbiamo assistito imperterriti a ribassi d’a-sta, che fuori dai nostri confini avrebbero visto l’immediato intervento di polizia e magistratura. Poi tutto si è fermato. Delle decine di imprese cartografiche sorte nella notte come funghi nei tempi belli in cui le am-ministrazioni spendevano e spandevano, ne sono rima-ste ben poche, che “tirano a campa’ ” fra le mille difficoltà offerte da capitolati talvolta indecifrabili e che vorrebbero contenere e conciliare tutto di tutto, salvo che occuparsi della incertezza metrica del restituito. E il catasto gioca ancora con il “puzzle” dei milioni di tipi di frazionamento da assemblare in una improbabile nuova car-ta (o “banca dati”) omogenea e perfetta. Speriamo che non accada quel che successe nel 1777, allorché l’imperiale e

regio governo viennese volle tentare di produrre, riducendo il catasto Teresiano privo di inquadramento geodetico, una omogenea carta militare a scala ben minore (9).

Fig. 4 - A palazzo Estense.

Fig. 5 - A Villa d’Este: in centro, Brusa Pasqué e Visco. A sinistra, Pasquale Zabattini dell’IRTA, a destra in secondo piano i professori Inghilleri e Astori.

Fig. 6 - Attilio Selvini e Mariano Cunietti.

Fig. 7 - Giampiero Le Divelec e Enrico Vitelli.

BIBLIOGRAFIA(1)Selvini, A., Dell’Acqua D., Parente C. Dalla cascina Malpensa a Malpensa 2000; Rivista del Dipartimento del Territorio, Roma n.2/1999.(2) Selvini, A. La base geodetica di Somma fra cro-naca e storia, Rivista del Catasto e dei SS.TT.EE. Roma, n. 1/1984.(3)Cunietti, M., Selvini,A. Il collaudo dei rilie-vi fotogrammetrici, Bollettino SIFET, Milano, n.3/1965.(4)Selvini, A. La discussione sul tema principale del X Convegno Nazionale SIFET. Bollettino SIFET, Milano n. 3/1965.(5)Cunietti, M., Selvini, A. Che cos’é la Foto-grammetria, La Prealpina, quotidiano, Varese, nn. 6/13/20/27, Marzo 1965.(6)Selvini, A. Per una carta topografica fon-damentale d’Italia, n.10/68. Le Strade, Milano, n°10/1968(7)Selvini, A. Appunti per una storia della topografia in Italia nel ventesimo secolo. Maggioli ed., Rimini, 2013.

(8)Selvini, A. Bandi, capitolati e altro. Rivista del Dipartimento del Territorio, Roma, n°2/2008(9)Bezoari, G., Selvini,A.Controllo con metodo satel-litare della storica Base geodetica di Somma. Rivista del Dipartimento del Territorio, Roma, n.2/1995.

PAROLE CHIAVESIFET; Commissione Geodetica Italiana; storia

ABSTRACTMemories of Professor of the X Congress of SIFET, organized by Donnini and Caggiano, held in the ma-jestic Villa Recalcati, to the presence (at that time, unu-sual) of Undersecretary for Finance Cesare Bensi, the President of the National Council of Engineers, Basso Sergio Brusa Pasqué, and the suppression of the Italian Geodetic Commission.

AUTOREAttilio [email protected]à Presidente della siFet

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Fig. 6 - Attilio Selvini e Mariano Cunietti.

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REPORT

di Alessandra Ferrighi

VISU. Il sistema informativo integrato

sulle trasformazioni urbane di Venezia

Nell’era digitale gli sto-rici dell’architettura e della città stanno ab-

bracciando l’informatica come strumento per fare ricerca. Le nuove tecnologie offrono più

efficaci strumenti di indagine e di interpretazione, di sintesi e di comunicazione, dei più tradi-zionali metodi di studio. Tra le tecnologie disponibili quelle più adatte a studiare i fenomeni ur-bani ci sono i GIS per le analisi spazio-temporali, i modelli 3D e gli strumenti multimediali per la diffusione dei risultati. Lo studio della città nasce dall’interpreta-zione delle fonti documentarie e dalle relazioni che si ottengono intrecciando più fenomeni. Raccogliere in una banca dati alfanumerica le informazioni contenute nei documenti, in modo strutturato e relazionale, consente allo studioso di riordi-narle, di valorizzarle attraverso la produzione di carte tematiche, comunicando in modo più efficace gli esiti delle proprie ricerche.

Fig. 1 – Schema re-

lazionale del sistema VISU

(Ferrighi).

Studiare e comprendere i fenomeni legati

alle trasformazioni delle città significa

mettere in relazione dati di diversa

natura. Organizzare le diverse fonti in

database nasce dalla necessità di creare

nuove relazioni e intrecci tra le stesse.

Visualizzare con il GIS la cartografia storica

consente di leggere le trasformazioni

nello spazio e nel tempo grazie alla

georeferenziazione, comparazione e

successivo editing delle modifiche occorse.

Per mettere a sistema queste esigenze è

stato creato VISU, il sistema informativo

sviluppato per studiare le dinamiche delle

trasformazioni di Venezia e

della sua Laguna.

La città di Venezia dalle Fotografie aeree. Crediti: Università Iuav di Venezia - Archivio Pro-getti, Fondo Egle Renata Trincanato, 2.Attività scientifica/5/048, n. 052151.


REPORT

Per mettere in connessione i dati provenienti dalle fonti documen-tarie ai luoghi o agli edifici della città, legandoli alle trasformazio-ni urbane, già da qualche tempo il gruppo di ricerca Visualizing Venice (VV) sta lavorando alla creazione di un sistema informa-tivo (Ferrighi, 2014). La ricerca VV si è sviluppata nell’arco degli ultimi anni e ha visto la parteci-pazione di tre università (Duke University, NC-USA; Università Iuav di Venezia e Università de-gli Studi di Padova) e di nume-rosi giovani ricercatori, afferenti alle stesse, che hanno dapprima strutturato le banche dati in ver-sioni β fino a raggiungere la vali-dazione del sistema informativo integrato VISU.Durante il primo anno, in fase sperimentale, è stata creata una banca dati (DBT1) con Access di Microsoft, in back-end e front-end, senza alcun collegamento ai dati geografici, ridisegnati con Autocad per le principali fasi storiche. Successivamente è stato adottato FileMaker Pro e FileMaker Server, perché in uso allo Iuav, sempre per la banca dati (DBT2), facendo migrare i

precedenti record provenienti da Access e implementandone di nuovi, relativi a nuove aree studio (definite Cantieri). I dati geografici sono stati lavorati con ArcMap 10.1, in versione demo, senza alcun collegamento al DBT2 per problemi di versioni dei software che non dialoga-vano con l’ODBC, se non in locale.Il sistema informativo integra-to VISU, oggetto del presente lavoro, rappresenta un punto d’arrivo dopo le sperimentazio-ni dei primi anni di ricerca. La creazione di VISU sta consentendo ai ricercatori di im-plementare le fonti documentarie online, di condivi-derle al gruppo di ricerca, di collegare le stesse fonti agli oggetti geografici, grazie all’integra-zione nel sistema dei due ambienti di lavoro, il DB SQL Server trami-te la connessione al GeoDB.

Il dati del sistema VISULa strutturazione e l’organizza-zione dei dati provenienti dalla ricerca documentaria e archivi-stica ha comportato una prima analisi funzionale delle possibili relazioni tra questi, articolandoli intorno a due tipologie di dati: da un lato i dati alfanumerici derivanti dalle fonti e dall’altra i dati geografici dei luoghi da in-dagare. In ciascuna basi di dati, sia alfanumerica (Entity DB) che geografica (Entity GeoDB), le tabelle sono costituite da campi che individuano le categorie di informazioni contenute nelle fonti. Ogni tabella è messa in relazione con altre, legando le informazioni in rapporti univoci (Figura 1). Le due componenti (DB e GeoDB), integrate attraverso un unico sistema, sono risultate necessarie perché con la prima si raccolgono dati documentari sulle trasformazioni, come ad esempio quando è stata realizzata una strada, aperto un canale o sopraelevato un edificio; con la seconda si visualizzano le trasfor-mazioni andandole a editare mo-dificando gli shape file e gli attri-buti relativi. Grazie all’intreccio delle informazioni e al lavoro continuo tra l’implementazione del DB e l’editing nel GeoDB si

Fig. 2 – Alcune fasi legate alle trasformazioni dell’isola di S. Lucia, contrassegnata dal perimetro rosso, dopo la realizzazione della stazione ferroviaria.

Fig. 3 – Schema del flusso delle attività nel sistema VISU (Ferrighi).


REPORT

ottengono le mappe tematiche sulle trasformazioni (Figura 2) e nello stesso tempo le relazioni tra fonti documentarie e luoghi delle trasformazioni.

Le fonti documentarie e la banca dati alfanumerica (DB)Il sistema è stato pensato per rac-cogliere dati, come detto, dalle fonti documentarie, utili allo studio delle trasformazioni, di-vise in due macro categorie: pri-marie quando fanno riferimento a documenti contemporanei o prossimi agli eventi in esso contenuti; secondarie quando il rapporto con le fonti è mediato dall’interpretazione di un terzo. A loro volta le fonti raccolte sono testuali o iconografiche, cioè possono essere descrittive attraverso l’uso della parola o l’u-so dell’immagine.Il focus della raccolta dei dati origina nella tabella principale DB_Sources (Figura 1): in essa sono contenute le informazioni più rilevanti rispetto a un evento descritto nel documento che andrà a costituire un record nel DB. I contenuti del documento vengono frammentati e collocati nei rispettivi campi: dall’autore del documento, al soggetto, alle trasformazioni descritte. Alla tabella principale sono collega-te altre tabelle secondarie che danno conto della collocazione archivistica (DB_Collection) o bibliografica della fonte (DB_Bibliography); della datazione rispetto a criteri di date certe o presunte. Oltre a queste sono state create altre tabelle alfanu-meriche secondarie, come quella relativa alle persone, sia naturali che giuridiche (DB_Natural/LegalPersons), per le persone o gli enti che vengono citati nella fonte, in modo tale da creare un’anagrafe e poter mettere in relazione gli eventi con gli attori.In particolare, per evitare ridon-danze di dati o errori d’imple-

mentazione, sia per la collocazio-ne archivistica che per la scheda bibliografica, sono state create 1) una tabella solo per gli archivi, ovvero una tabella contenente le informazioni legate a quell’archi-vio, alla sede, all’acronimo, ecc.; 2) una tabella solo per le infor-mazioni bibliografiche, rispetto a un criterio di catalogazione che seguisse standard catalografici bibliografici. In questo modo, nel dover collocare la fonte rispetto a un archivio, si deve scegliere nell’elenco degli archivi, se già esistente, oppure compi-lare la scheda seguendo i criteri prestabiliti. Lo stesso vale per il collegamento alla fonte biblio-grafica. Per evitare di inserire più volte lo stesso libro si è preferito predisporre una tabella solo per tali fonti e avere la possibilità di selezionarne una da un elenco bibliografico predisposto ad hoc.Mentre per la datazione della fonte, certa o presunta come già accennato, è stata costruita una tabella che ha consentito di trac-ciare il dato attraverso il formato giorno/mese/anno o il formato secolo e frazione di secolo spe-cificando se la datazione è certa (ovvero dichiarata nella fonte), presunta (quando non si ha alcuna certezza), o dedotta (da relazioni con altri documenti in relazione cronologica).

La banca dati geografica(GeoDB)La banca dati geografica è sta-ta costruita partendo da dati esistenti, ricavati dalle carte tecniche comunali o regionali. Dalla cartografia attuale sono stati individuati e selezionati solo gli strati relativi agli edifici, alle unità di volume, alle strade, ai corsi d’acqua, a canali e isole nel caso specifico lagunare, ovvero sono stati scelti tutti quegli strati attraverso i quali si sono potute tracciare le modifiche geografi-che e localizzare le informazioni

provenienti dal DB alfanumerico (Figura 1). Gli strati possono contenere og-getti puntuali, lineari o poligo-nali, e questo dipende dalla scala di osservazione. Una città può essere rappresentata da un punto se osservata alla scala territoriale, oppure da una moltitudine di layers corrispondenti agli strati che la connotano, dal perimetro dell’area del municipio, alle stra-de che la attraversano, ecc. Con i layers, opportunamente sele-zionati, si è costruito il GeoDB contenente le entità geografiche. Il GeoDB ha come caratteristica principale l’aggiunta di due attri-buti relativi alla datazione, start ed end, pensati ad hoc rispetto ai dati d’origine. Questi due nuovi attributi aggiungono la quarta dimensione al GeoDB, ovvero la dimensione temporale che trac-cia, layers su layers e oggetto su oggetto le trasformazioni, datan-dole con le informazioni che de-rivano dalle fonti documentarie. Questa particolare caratteristica del GeoDB lo ha distinto da tutte le altre banche dati geogra-fiche: aggiungere la dimensione temporale significa visualizzare, tramite lo strumento della time-line, le trasformazioni nel tem-po, come meglio si descriverà più avanti.

Il sistema integratoLa necessità di integrare le tec-nologie Esri con il DB, la banca dati alfanumerica, è derivata dall’esigenza di mettere in rela-zione le fonti, testuali e icono-grafiche, ai luoghi della città e agli edifici trasformati, così come già detto. Il DB e il GeoDB hanno potuto dialogare attra-verso le componenti di ArcGis Server, utilizzando come chiavi di ricerca e selezione alcuni degli attributi presenti nel GeoDB, come la datazione e il nome del Cantiere. La complessità dei dati e delle relazioni derivanti dalle


REPORT

fonti documentarie ha spinto verso un’applicazione web con dati residenti in una banca dati relazionale SQL Server.La struttura dei dati così orga-nizzata ha consentito di mettere in relazione le entità del DB e quelle del GeoDB. Durante il processo si è trattato di compiere continui passaggi da una banca dati all’altra, come quando una fonte documenta un evento - ad esempio, un edificio viene ampliato con la costruzione di un portico su strada - si devo-no compilare i record relativi a quell’evento nel DB e andare a modificare in pianta gli shape coinvolti nel GeoDB, relativi a quell’edificio e alle unità di volume interessate, ma anche gli altri layers geograficamente contigui, come gli spazi aperti, le strade, ecc., collegando tutti i dati (Figura 3). Le tecnologie Esri sono state utilizzate in VV per lo studio delle trasformazioni urbane attraverso 1) la creazione dei GeoDB da ArcCatalog, 2) la georeferenziazione della carto-grafia storica con ArMap insie-me 3) all’editing per disegnare le modifiche da apportare ai luoghi fisici trasformati nel tempo, 4) la visualizzazione dei tematismi e, infine, 5) la modellazione 3D, generata da ArcScene, e rimodel-lata con software dedicati al di-segno 3D e alla renderizzazione. Lo strumento Georeferencing di ArcMap è stato utilizzato in via preliminare per studiare le trasformazioni nel tempo grazie all’interpretazione derivante dalla georeferenziazione della cartografia storica. Questa è stata indagata per confronto allo stato attuale, andando a ritroso nel tempo, ridisegnando con lo strumento di Editing ogni singolo cambiamento spaziale e contestualmente segnalando negli attributi temporali l’inizio e la fine delle azioni legate alle trasformazioni.

L’implementazione del sistema VISUIl modello dei dati (sia alfa-numerico DB che geografico GeoDB), l’analisi funzionale di questo, il diagramma delle ta-belle con le relazioni e i relativi attributi sono stati gestiti con Microsoft Visio. In seguito si è proceduto parallelamente lavo-rando sia sul piano del DB che su quello del GeoDB: da un lato

progettando le GUI dall’altro organizzando il GeoDB di De-fault e le viste.Per il DB sono stati decisi i privilegi di accesso degli utenti creando tre diverse tipologie e alcune regole condivise dal grup-po di ricerca. Tre le categorie: 1) Admin - l’amministratore del sistema con tutti i privilegi, dall’abilitare nuovi utenti, pre-dispone le schede Cantiere, al

Fig. 4 – Maschera per l’inserimento delle risorse documentarie.


REPORT

verificare i contenuti di ciascuna scheda creata dai singoli ricerca-tori; 2) User – compilatori delle schede che possono scrivere e modificare i loro record, vedere quelle degli altri ricercatori del Cantiere, ma non modificarle (al fine di rendere responsabile ciascun ricercatore della propria implementazione); 3) Guest – il ricercatore che può vedere i dati di Cantiere in Cantiere, ma che non può modificare nulla. Nell’organizzare le banche dati si è scelto di continuare a lavorare per aree studio (Cantieri) e di filtrare l’inserimento e la visualiz-zazione dei dati attraverso questo criterio. Per cui ogni ricercatore può avere il controllo solo su i dati relativi al suo progetto di ricerca. Terminata questa fase preliminare si è sviluppata l’in-terfaccia utente (GUI). I compo-nenti sono stati limitati a quelli necessari per la navigazione e all’implementazione dei dati, gli eventi sono stati invece predi-sposti in relazione alle azioni che ciascun utente poteva compiere e alle azioni che collegavano, attra-verso le viste, i dati del DB con quelli del GeoDB, per consentire l’estrazione solo delle informa-zioni da collegare al record.Ogni maschera corrisponde a una tabella del modello dei dati alfanumerici. La maschera per l’inserimento delle risorse do-cumentarie (Sources) è quella più complessa, sia perché ha molti campi, sia perché è col-legata con tutte le altre tabelle in relazioni del tipo uno-a uno o uno-a molti (Figura 4). Nella compilazione, solo per alcuni campi si è offerta la possibilità dell’auto-completamento del te-sto al fine di evitare al data-entry di riscrivere sempre la stessa cosa o di scriverla in modi diversi. Alcuni campi sono stati resi obbligatori per la creazione del record, come il tipo di fonte, se testuale o iconografica, e il titolo

della fonte. Mentre altri campi, come la datazione, sono stati necessari alla creazione del filtro per il collegamento alla banca dati geografica. Ovvero, si posso-no collegare record a un oggetto solo se nella tabella delle viste, create dal GeoDB di default, sono stati compilati gli attributi del Cantiere con la stessa stringa di testo che identifica il Cantiere nel DB. Ad esempio, se alcuni edifici appartengono al Cantiere “ScuoleGrandi”, tutti gli edifici di quella tipologia avranno com-pilato l’attributo cantiere con la stringa “ScuoleGrandi”.Da questa maschera possono essere collegati record di altre tabelle (Collection e Biblio-graphy), qualora già presenti, oppure aprire la relativa ma-schera d’implementazione e aggiungere nuovi record e poi attribuirli alla scheda della risor-sa documentaria. A questi vanno aggiunti anche i dati della tabella People (relazione uno-a molti) che consentono di collegare la persona (sia fisica che legale) ci-tata nel documento, garantendo la compilazione dell’anagrafica delle persone. Per cui, è possibi-le vedere in quali documenti è citato un personaggio determi-nandone il ruolo, ad esempio in qualità di proprietario di bene o in qualità di decisore di una tra-sformazione legata a quel bene.Contestualmente sono sta-te tracciate le trasformazioni urbane nelle aree di ciascun cantiere. Il GeoDB di default è stato ‘versionato’, ovvero sono state create tante versioni quanti sono i ricercatori che studiano quelle aree urbane, e, tramite un processo ormai sperimentato e validato dal gruppo di ricerca, si è proceduto all’editing delle trasformazioni (Ferrighi 2013, Ferrighi 2014, Ferrighi 2015). Ogni oggetto geografico è stato ridisegnato sulla base della geo-referenziazione della cartografia

storica, sull’interpretazione del dato che ne risulta, e successiva-mente compilata la tabella con i relativi attributi temporali.Questa procedura ha consentito la relazione delle fonti storiche con gli oggetti geografici, quali edifici o spazi pubblici, ad esem-pio. Spazio e tempo sono uniti in una nuova relazione attraverso le fonti documentarie che danno testimonianza degli eventi che appartenerono alla storia di quei luoghi.

ConclusioniLe aree individuate all’interno della città (Cantieri) sono legate a filoni di ricerca del gruppo VV, queste hanno prodotto ‘a macchia di leopardo’ gli studi sulle trasformazioni della città di Venezia e della sua Laguna. Il sistema VISU è stato implemen-tato con i dati legati a queste aree, ma è da considerarsi aperto tant’è che nel GeoDB sono state inserite aree geografiche molto più ampie del confine ammi-nistrativo di Venezia, come la città di Padova, altre del veneto e del Friuli perché collegate a una ricerca sulla storia degli Ebrei durante il dominio della Serenissima (nel 2016 si celebre-ranno i 500 anni dall’istituzione del primo ghetto in Italia).La versatilità del sistema con-sente, infatti, di implementare qualsiasi dato documentario purché lo si possa collegare ad oggetti geografici. Questi vanno cercati nelle forme di shape file e integrati nel GeoDB esistente, dopo che le relative tabelle sono state rese consistenti alle altre di analoga natura.La fase successiva prevederà dei test con ArcGis online per la visualizzazione delle fonti archi-vistiche tramite la cartografia digitale. Il tentativo sarà quello di utilizzare il web-GIS per in-terrogare la banca dati e fare altre e nuove considerazioni sulla den-


REPORT

sità dei documenti in alcuni momenti storici piuttosto che in alcuni luoghi della città; oppure consentirà di vedere dove hanno operato alcune Magistrature o ma-estranze in città, creando tematismi ad hoc.

RingraziamentiLa presente ricerca è stata possibile grazie al finanzia-mento della Regione del Ve-neto. La Giunta Regionale con Delibera n. 1083 del 28 giugno 2013 ha finan-ziato il progetto “VISU - Visualizzare lo spazio urbano” presentato in data 29 aprile 2013 (prot. n. 179208) dalla prof. Dona-tella Calabi dell’Università Iuav di Venezia (http://bur.regione.veneto.it/BurvServi-ces/Pubblica/DettaglioDgr.aspx?id=252883).Il laboratorio VISU, costi-tuitosi grazie allo stesso fi-nanziamento, è formato da assegnisti di ricerca (Chiara Di Stefano, Cristiano Guarneri, Elisa Bastianel-lo, Gianmario Guidarelli, Ludovica Galeazzo, Mar-tina Massaro) che hanno collaborato alla validazione

del Sistema VISU, i cui responsabili scientifici sono i professori Donatella Ca-labi, Francesca Castellani, Francesco Guerra e Guido Zucconi. Il coordinamento del gruppo è stato affidato ad Alessandra Ferrighi.Il Sistema VISU è stato sviluppato dalla società Fine Tuning Consulenza Inte-grata srl (www.finetuning.it) con il supporto di Pmax Soluzioni Informatiche di Paolo Massussi (Roma) per la parte di sviluppo legata ad ArcGis. Il Server e lo spazio Server sono stati messi a disposizione da Ci-neca per lo Iuav. Francesco Contò e Mauro Calderan del Sistema dei Laboratori dello Iuav hanno seguito la parte relativa alle licenze Esri e al server. Il Sistema VISU è parte integrante della ricerca in-ternazionale Visualizing Ve-nice (visualizingvenice.org) istituita tra la Duke Univer-sity (NC-USA), l’Università degli Studi di Padova e l’U-niversità Iuav di Venezia.

BIBLIOGRAFIAFerrighi, A. (2012). Visualizing Venice. New technologies for urban history, Giornale Iuav, 123.Ferrighi, A. (2013). Visualizing Venice: A Series of Case Studies and a Museum on the Arsenale’s virtual history. In Calabi, D. (Ed), Built City, designed City, Virtual City. The Museum of the City. Rome, IT: CROMA, Roma Tre.Ferrighi, A (2013). Un HGIS per lo studio delle trasformazioni urbane: Venezia come caso studio. 14a Conferenza italiana Utenti Esri, Roma, http://www.esriitalia.it/test/images/Atti_14aConferenza/Lavori/Alessandra_Ferrighi.pdf.Ferrighi, A (2013). Città, Spazio e Tempo. L’applicazione di un HGIS per la storia urbana. In Cerasoli, M. (Ed), Città e territorio virtuale, Libro degli abstract, Roma, IT: Università degli Studi di Roma Tre.Ferrighi, A (2014). La storia della città attraverso le ICT. In Tamborrino, R. and Zucconi, G. (Ed), Lo spazio narrabile. Scritti di storia della città in onore di Donatella Calabi. Macerata, IT: Quodlibet Studio.Galeazzo, L. and Pedron, M. (2014). Dinamiche di trasformazione urbana: l’insula dell’Accademia a Venezia tra ricostruzione storica e percezione visiva. In Buccaro, A. and De Seta, C., Città mediterranee in trasformazione. Identità e immagine del paesaggio urbano tra Sette e Novecento. Napoli, IT: Edizione Scientifiche Italiane.Ferrighi, A. (2015). Cities Over Space and Time: Historical GIS for Urban History. In Brusaporci, S. (Ed), Emerging Digital Tools for Architectural Surveying, Modeling, and Representation. Hershey, USA: IGI Global.Ferrighi, A. (2015). Urban history through new technologies.Visualizing Venice, a pilot project. In Tamborrino, R., Digital Urban History. Telling the History of the City at the

age of the ICT Revolution. Roma, IT: CROMA, Roma Tre.

PAROLE CHIAVEStoria urbana; Venezia; Sistema Informativo

ABSTRACTStudying and understanding the phenomena connected with the transforma-tions of a city means correlating widely different data. Organising the sources into databases is a way to address the need to create new relationships and inter-connections between them. Visualising historic cartography with GIS makes it possible to read the transformations in time and space, thanks to the georefer-encing, comparison and subsequent editing of the changes that have occurred.VISU, the information system used to study the dynamics of the transforma-tions of Venice and its Lagoon, was developed to address these needs. VISU was perfected using several technologies, including the alphanumeric da-tabase created with DB SQL Server, and the geographic one created with Arc-GIS Desktop. In fact there are two integrated platforms: the browser, where the sources are accessed and linked to the geographical objects; the GIS, in the version created by the Default GeoDB, where the transformations are edited and the time attributes of the shapes are compiled, to be used as filters to load the DB Geolayer tables. This system makes it possible to link geographical data (shapefile of a building) with data (texts and images associated with said build-ing), which are in turn linked to the bibliographical or archival sources.

AUTOREAlessandra [email protected]à Iuav di Venezia

http://www.flytop.it

29-30 settembre 2016EUROGEO 2016Malaga (Spain) www.geoforall.it/kawfk

30 settembre 2016 Notte europea dei ricercatoriFrascatiwww.geoforall.it/kaykd

30 settembre - 1 ottobre 2016 Dronitaly The Pro&Fun Drone ShowModena Fierewww.geoforall.it/kxuu4

4-6 ottobre 2016 TECHNOLOGY for ALL 2016Romawww.geoforall.it/kawfa

7-9 ottobre 2016 Hackathon Open Data con partner tecnologico IBMRavennawww.geoforall.it/k9hk8

7 - 9 ottobre 2016 ArcheoFOSS 2016Cagliariwww.geoforall.it/k9dp3

11-13 ottobre INTERGEO 2016Hamburg (Germania)www.geoforall.it/kaxhh

12-14 ottobre 2016 Open Source Geospatial Research Education Symposium #OGRS2016Perugiawww.geoforall.it/kauka

14-15 ottobre 2016Age of Drones Expo PostponedHamburg (Germany)www.geoforall.it/kxkw6

17-18 Ottobre LainateSmart Mobility WorldMilanowww.geoforall.it/k9u4q

19-21 ottobre 2016 GEOMETOC Workshop: Geospatial, Hydrometerological and GNSS

Prague, Czech Republicwww.geoforall.it/kaxhc

20-21 ottobre 20165th International FIG 3D Cadastre WorkshopAtene (Grecia)www.geoforall.it/kaxq9

20-21 ottobre 201611th 3D Geoinfo ConferenceAtene (Grecia)www.geoforall.it/kaxqw

25-26 ottobre 2016 Satellite Masters ConferenceMadrid (Spain)www.geoforall.it/k9u4h

26-30 Ottobre 2016TOPCART 2016 XI Congreso Internacional de Geomática y Ciencias de La TierraToledo (Spagna)www.geoforall.it/k3ydc

31 ottobre - 4 novembre 2016 OSTST AltimetryRochelle (France)www.geoforall.it/kxxpw

8-10 novembre 2016 XX° Conferenza ASITACagliariwww.geoforall.it/k9h4a

16-17 novembre 2016ITSNT 2016 International Technical Symposium on Navigation and TimingToulose (France)

27-28 aprile 2017 GISTAM 2017 3rd International Conference on Geographical Information Systems Theory, Applications and ManagementPorto (Portugal)www.geoforall.it/kx9wx

29 maggio - 2 giugno FIG Working week 2017Helsinki (Finlandia)www.geoforall.it/kaxhr

25 giugno-1 luglio 2017 XXX International Geodetic Student MeetingZagreb (Croatia)www.geoforall.it/kxpff

AGENDA

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FiberManager® è una verticalizzazione della suite ArcFM® di Schneider Electric, di cui Sinergis è rivenditore esclusivo in Italia. www.sinergis.it

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Mag Giu TERRITORIO LBS · 2016, con l’istituzione, tra l’altro, del tema Smart City SOLUTIONS...

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