Figura 1.
Figura 2.
Il laboratorio di Geo-Archeometria e Geofisica Sperimentale (GAGS) è una struttura di sviluppo tecnologico e supporto trasversale che nasce dalla ricerca e per la ricerca; costituisce, inoltre, un importante ausilio per la didattica e la divulgazione scientifica grazie ai suoi prodotti ad alto contenuto illustrativo, interattivo e immersivi. Le attività del laboratorio sono in connessione con le attività consolidate di telerilevamento ottico e RADAR e di cartografia digitale con l'utilizzo di tecniche quali la Geodesia, la Geofisica e i Sistemi Informativi Territoriali (GIS).
Si occupa di cercare, progettare e implementare soluzioni tecnologiche per l'acquisizione di dati multidisciplinari utilizzando sensoristica, acquisitori, e vettori di trasporto di varie tipologie e del tipo UAV (campionamento gas, acque, fanghi in ambito vulcanologico, aeromagnetismo, rover terrestri, catamarani sotto costa e nei laghi, ecc...). Il laboratorio GAGS si occupa inoltre di analizzare ed integrare questi dati acquisiti grazie a mezzi di calcolo e stoccaggio e ai software specializzati di cui dispone.
La Geomatica è la disciplina che si occupa di “Ambientometria” per acquisire, modellizzare, interpretare, elaborare, archiviare e divulgare informazioni georeferenziate. Si tratta quindi di una disciplina che si occupa della gestione automatizzata dell’informazione relativa al territorio. La Geomatica risponde all’esigenza di trattare in modo interdisciplinare e interoperabile grandi quantità di dati e di informazioni da questi derivate, di natura e caratteristiche diverse, rilevati con una crescente molteplicità di procedure e che devono essere necessariamente organizzati, elaborati, gestiti, rappresentati in cartografie digitali e numeriche e utilizzati in tempi brevi per una corretta rappresentazione e una buona conoscenza della situazione territoriale.
Sono molte le discipline e le tecniche che contribuiscono alla Geomatica:
- l’informatica, intesa come scienza della rappresentazione e dell’elaborazione dell’informazione applicabile attraverso lo sviluppo di strumenti tecnologici (hardware) e di metodi, modelli, algoritmi e sistemi (software), Database;
- la cartografia, in quanto descrizione della forma e delle dimensioni della Terra e dei suoi particolari, naturali e artificiali, mediante la rappresentazione grafica o numerica di zone più o meno ampie della superficie terrestre secondo regole prefissate;
- la geodesia, come scienza che studia la forma e le dimensioni della Terra per definire la superficie di riferimento nella sua forma completa (geoide) e nella sua forma semplificata (ellissoide), e il suo campo gravitazionale esterno in funzione del tempo;
- la topografia, nata con la geodesia e in essa inserita, che consiste nell’insieme delle procedure per il rilievo diretto del territorio;
- la fotogrammetria, come scienza che determina la posizione e le forme degli oggetti a partire da misure eseguite su immagini fotografiche degli oggetti stessi; usando fotografia convenzionale e fotografia a bordo di strumentazione in movimento come Droni, UAV, barche con pilotata programmabile, ROV sottomarini ecc..
- il telerilevamento, in quanto acquisizione a distanza di dati riguardanti il territorio e l’ambiente, nonché insieme di metodi e di tecniche per la loro successiva elaborazione e interpretazione;
- la scansione laser, per l’individuazione di oggetti e la misurazione della loro distanza mediante l’uso di radiazione luminosa coerente in un intervallo di lunghezze d’onda ottiche dello spettro elettromagnetico (0,3÷15 μm), si possono ricostituire in 3D le strutture scansionate e osservare e misurare i minimi dettagli di discontinuità (fratture, alterazioni, differenze di rugosità ecc…);
- il posizionamento satellitare, che consente la determinazione della posizione tridimensionale di oggetti anche in movimento nello spazio e nel tempo su tutto il globo terrestre, in qualsiasi condizione meteorologica e in modo continuo;
- i Sistemi Informativi Territoriali (SIT) o Geographic Information Systems (GIS), potenti insiemi di strumenti in grado di accogliere, memorizzare, richiamare, trasformare, rappresentare ed elaborare dati georiferiti; ad essi si associano i sistemi di supporto alle decisioni (DSS, Decision Support Systems), costituiti da sistemi informativi molto sofisticati, in grado di creare un certo numero di scenari evolutivi attraverso la modellizzazione della realtà e di offrire quindi a chi deve prendere decisioni la possibilità di scelta tra varie soluzioni possibili; i sistemi esperti, strumenti in grado di imitare i processi cognitivi compiuti dagli esperti e la loro abilità a gestire la complessità di una situazione reale mediante processi interdipendenti di astrazione, generalizzazione e approssimazione; i web GIS, sistemi in rete per la divulgazione di dati geografici immagazzinati su macchine dedicate alla memorizzazione delle banche di dati, secondo architetture di rete anche molto complesse; l’ontologia, o specificazione di una concettualità, cioè la descrizione di concetti e relazioni che possono esistere per un elemento o tra elementi di un gruppo, o entità, o classe, dove la concettualizzazione è un’astratta visione semplificata del mondo che si desidera rappresentare per un certo scopo.
Alcuni problemi (su scala globale e locale) nei quali la Geomatica ha un ruolo determinante sono, ad esempio, i seguenti:
- studio della forma della Terra e del suo campo di gravità;
- definizione e realizzazione del sistema di riferimento globale;
- studio della circolazione delle correnti oceaniche;
- studio della geodinamica globale;
- produzione di cartografie 2D e 3D (modelli digitali del terreno e modelli 3D di oggetti multiscala);
- monitoraggio del territorio per rischi idrogeologici (fenomeni di dissesto e di subsidenza);
- monitoraggio di strutture e infrastrutture;
- censimento e monitoraggio di siti di interesse ambientale, architettonico, artistico e archeologico;
- monitoraggio e studio del livello del mare;
- monitoraggio dei laghi.
Alla Geomatica applicata e Ambientometria, è stata affiancata e sviluppata un’attività di sismologia sperimentale applicata al monitoraggio dei beni culturali. Con un ingente numero di accelerometri e velocimetri viene creato un array per caratterizzare in una prima fase il sottosuolo che accoglie le strutture da studiare. Con la stessa strumentazione vengono posizionati i sensori con una configurazione spaziale predefinita per studiare il trasferimento dell’energia dal suolo verso le strutture architettoniche e identificare le zone di debolezza dell’edificio, stabilendone le risposte in frequenza. Questa attività si avvale di tutti i prodotti della Geomatica per creare modelli 3D delle strutture per effettuare modellazioni della distribuzione dei danni potenziali sugli edifici.
Figura 3.
Figura 4.