Utilizzazione della cartografia numerica per la formazione di Sistemi Informativi Territoriali

  
 
 
 
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metodologie, con cui un database può essere concepito, e alle funzionalità 
che un modello dati object-oriented può offrire. Una panoramica sui nuovi 
studi inerenti la terza dimensione e l’importanza del dato temporale 
completano il secondo capitolo. 
La possibilità di interscambio dei database disponibili senza perdita 
d’informazioni è probabilmente l’argomento maggiormente discusso nei 
convegni internazionali. Nel terzo capitolo viene dato ampio spazio alle 
varie modalità di comunicazione dei dati ed alle iniziative internazionali di 
standardizzazione e si definiscono i concetti relativi alla qualità, ai 
metadata ed all’aggiornamento dei database. 
Il quarto capitolo analizza le principali problematiche legate alla 
implementazione della cartografia in un sistema informativo: dalle 
operazioni di editing all’articolazione della codifica degli elementi, dalle 
specifiche tecniche di restituzione ai controlli  delle incongruenze logiche e 
geometriche in fase di collaudo, attraverso la descrizione di software 
appositi come il DXF Manager. Importante è, inoltre, il problema della 
generalizzazione e dello sfoltimento dei dati, al fine di realizzare GIS 
multiscala.  
Infine, nel quinto capitolo si affrontano i problemi pratici connessi 
all’utilizzo di una cartografia numerica per la realizzazione di un sistema 
informativo. Diverse sono, infatti, le difficoltà trovate nel fare interagire i 
software prettamente CAD con le logiche di strutturazione dei dati di un 
ambiente GIS. 
  
 
 
 
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Capitolo 1 
LA CARTOGRAFIA NUMERICA 
 
1.1 Caratteristiche della cartografia numerica 
Il concetto di cartografia si è andato evolvendo nel corso della storia e, 
senza perdere la sua funzione essenziale di veicolo d’informazioni, assume 
oggi un nuovo significato, avvalendosi delle potenzialità offerte dalle 
moderne tecnologie. In sintesi, la cartografia si può definire come la 
rappresentazione selettiva, simbolica ed in scala di alcuni fenomeni del 
mondo reale sul piano di rappresentazione della carta (Amadio, 1996) . Lo 
sviluppo di studi sulla raccolta, l’utilizzo e la gestione delle informazioni 
geografiche, ha prodotto un nuovo modo di considerare l’informazione 
geografica: dalla scienza cartografica, nata come scienza della 
comunicazione tra persone mediante la carta, si è giunti alla coniazione del 
termine geomatica ossia sinergia tra le mapping sciences in cui la 
formalizzazione e la gestione della conoscenza avviene attraverso tecniche 
multimediali coordinate dall’elaboratore elettronico. 
La cartografia numerica consiste in una raccolta d’informazioni 
riguardanti la rappresentazione del territorio analizzabile attraverso un 
opportuno linguaggio d’interrogazione (Selvini et al., 1999). Tale 
definizione distingue la cartografia numerica dalla cartografia automatica, 
un insieme di procedimenti operativi d’ausilio alla produzione cartografica, 
consistente nel tracciamento automatico delle mappe, e finalizzata, invece, 
alla sola visualizzazione dei dati. In quanto strumento d’informazione la 
cartografia numerica deve rispondere ai requisiti classici dell’informazione 
  
 
 
 
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cartografica quali la congruenza, la leggibilità e la veridicità, ma non deve 
essere confusa con la semplice traduzione in ambiente numerico della 
cartografia tradizionale. Compito del cartografo è quello di fornire il 
maggior numero di informazioni senza indurre l’utente ad errate 
interpretazioni: la carta, a parità di fittezza di informazioni è tanto più 
efficace quanto minore è il tempo necessario per decodificare i messaggi in 
essa contenuti. Solo un lavoro d’équipe di esperti, in cui collaborano 
cartografi e informatici, può portare alla realizzazione di una cartografia 
numerica ben strutturata, ben leggibile e, quindi, utile. Devono essere 
rispettate, pertanto, le regole di una vera e propria grammatica grafica 
finalizzata alla creazione di piani di lettura estremamente utili all’utente: 
contrasti di colore e simbologia standardizzata sono solo alcuni degli 
elementi che permettono al lettore di stabilire delle corrispondenze spaziali 
e giungere ad un’esplorazione completa ed univoca della carta.  
La cartografia numerica può essere definita come un archivio di 
coordinate che contiene in forma implicita la sua visualizzazione sotto 
forma di disegno e consente di effettuare elaborazioni basate su logiche 
programmate: all’osservazione diretta di una visualizzazione del disegno da 
parte dell’uomo si affianca la possibilità d’analisi del calcolatore 
elettronico. Aumentano, così, le potenzialità della cartografia numerica 
consentendo operazioni complesse su grandi quantità di dati, caratteristica 
alla base dei SIT (Sistemi Informativi Territoriali).  
Una delle caratteristiche principali della cartografia numerica è che i dati 
sono georeferenziati, ossia esattamente collocati nello spazio (sia in 
planimetria che in altimetria) in un preciso sistema di riferimento, e non più 
afflitti da elementi di soggettività tipici del supporto cartaceo, sia in fase di 
disegno che in fase di misura.  
  
 
 
 
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1.2 Produzione di una cartografia numerica 
I moderni stereorestitutori analitici sono provvisti di un’interfaccia che 
trasferisce le coordinate risultanti dall’esplorazione stereoscopica ad una 
routine di grafica automatica CAD (Computer Aided Design), in modo da 
memorizzare in opportuni file la cartografia che diviene, appunto, 
cartografia numerica.  
 
Figura 1.1 – Esempio di stereorestitutore analitico con videografico in azione 
 
Si ritiene, invece, che ricorrere alla digitalizzazione di carte esistenti 
(cartografia numerica digitalizzata) sia la modalità meno raccomandabile in 
quanto si rischia di digitalizzare anche gli elementi d’incertezza tipici del 
supporto cartaceo (Selvini, 1996); costruendo una nuova cartografia, 
  
 
 
 
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invece, si ha un prodotto totalmente diverso e ben diversamente affidabile, 
utilizzabile e spendibile. 
 In fase di restituzione gli elementi acquisiti vengono archiviati in files 
corrispondenti alle tre primitive geometriche: 
- punti, che rappresentano oggetti descritti da una coppia di 
coordinate; 
- linee (o segmenti), rappresentate da un insieme di punti 
connessi (es. una strada); più segmenti possono costituire archi, 
spezzate o polilinee aperte; 
- aree, poligoni o polilinee chiuse, in cui il primo e l’ultimo 
vertice coincidono. 
 
Figura 1.2 – Evidenziazione della polilinea corrispondente ad un edificio 
 
  
 
 
 
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Ad ogni oggetto presente sulla carta deve essere associato un elemento 
d’identificazione: attraverso l’uso di codici numerici ed alfanumerici si 
procede all’operazione di codifica di tutte le informazioni presenti sulla 
carta.  
Nella cartografia numerica oggi va diffondendosi la tendenza alla 
programmazione “object oriented”, ossia non considerare più 
separatamente oggetti e operazioni che si effettuano sugli oggetti ma 
stabilire, nella definizione stessa degli oggetti, tutte le operazioni di cui 
questi sono suscettibili. Non si avranno più entità geometriche cui attribuire 
di volta in volta attributi diversi, ma entità autoconsistenti, che hanno, insiti 
nella loro definizione, gli attributi ad esse propri e tutte le operazioni su di 
esse eseguibili. 
L’operazione di editing consiste nell’effettuare una serie di operazioni di 
controllo, dalla ricostruzione delle congruenze geometriche e semantiche 
degli elementi, alle aggregazioni di elementi in entità, e si conclude con 
l’introduzione della toponomastica e la vestizione della carta. Tale fase è 
decisiva ai fini dell’efficacia di una carta: le possibilità di elaborazione 
offerte dalla cartografia numerica nascono proprio da una corretta ed 
approfondita analisi sui contenuti logici e formali. La fase di editing, 
quindi, assume una notevole importanza economica (20- 30% del costo 
totale della carta) e deve altresì rispettare i requisiti grafici per i plottaggi.    
Nei database informatizzati il contenuto informativo non è più limitato 
in termini di qualità e dovizia di dettagli sugli oggetti descritti, 
dall’impossibilità di poterli disegnare sulla carta. Nel supporto 
informatizzato si possono immagazzinare le informazioni con l’accuratezza 
(accuracy) massima (a grande scala) consentita dalle metodologie di 
acquisizione e, tramite un’operazione di selezione, si possono scegliere gli 
  
 
 
 
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oggetti che si intende trattare (analizzare, vedere sul monitor o plottare su 
carta). 
 Il concetto di scala, con la cartografia numerica, si trasforma: la quantità 
d’informazione per unità di superficie non è più vincolata dai limiti della 
rappresentazione grafica. Ciò nonostante, il fattore di scala resta un 
parametro caratterizzante, poiché, nella mutuata dizione di scala nominale, 
resta l’unico indicatore significativo del grado di dettaglio e della 
precisione della carta. Si deve tener presente che le procedure di 
costruzione della carta danno ad essa un contenuto metrico ben definito; 
esiste quindi un massimo rapporto di scala con cui si possa riprodurre una 
carta mediante plotter in modo tale che essa abbia la stessa precisione 
qualitativa e metrica di una carta tradizionale avente la stessa scala. Il 
database geografico non ha scala, in quanto nel computer non vi sono le 
limitazioni imposte dal disegno sulla carta, e solamente nel momento della 
restituzione su un supporto fisico viene fissato il rapporto numerico tra la 
rappresentazione la dimensione reale (Motta, 1997). E’ anche vero che le 
cartografie numeriche non hanno necessariamente una rappresentazione 
grafica e, quindi, non hanno ontologicamente una scala di 
rappresentazione. Si sarebbe portati a pensare che con l’uso del computer il 
concetto di scala perde significato e si dovrebbe parlare di livello di 
risoluzione, ma è altrettanto vero che i dati disponibili nel database sono 
pur sempre limitati e adeguati per rappresentazioni cartografiche fino ad 
una certa scala al di là della quale ci si può trovare con carenza 
d’informazioni. Al graficismo si è sostituito l’equivalente virtuale, ossia 
quello che si otterrebbe graficamente plottando la cartografia alla scala 
nominale prevista. Non è una soluzione di compromesso ma una necessità 
dettata dalle modalità di produzione cartografica con metodo 
aerofotogrammetrici: la precisione è funzione della scala media del 
  
 
 
 
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fotogramma e di una serie di parametri legati alla fase di ripresa aerea 
(Coianiz et al., 2001). Messa da parte l’illusione di costruire, con la 
cartografia numerica, un modello della realtà in scala 1:1, bisogna definire 
quale sia la dimensione minima dell’entità rappresentabile: eventuali zoom 
possono consentire di leggere non di più, ma semplicemente meglio, le 
informazioni riprodotte (Galetto, 1989). Esistono, invece, studi su algoritmi 
di generalizzazione che permettono, sfoltendo la quantità di punti, linee e 
dati, di ricavare in maniera automatica, da carte alle grandi scale, carte a 
scale minori. Una riduzione di scala, però, significa non solo 
semplificazione della geometria ma anche nella codifica delle diverse 
entità; sorgono problemi legati alla correttezza logica e topologica, alla 
definizione di come le entità debbano trasformarsi, privilegiando le entità 
più importanti per significato o per estensione. La generalizzazione, quindi, 
non può essere implementata in modo automatico ma richiede un oneroso 
lavoro di codifica differenziata per ogni elemento.   
Altro problema da risolvere in fase di editing è quello relativo alla terza 
dimensione: la possibilità, ad esempio, di inserire all’interno di elementi 
lineari punti che rappresentano cambi di quota non è supportata da tutti i 
software (figura 1.3). 
Sarebbe auspicabile, inoltre, non fermarsi alla rappresentazione 
minimale che prevede la quota al piede dei manufatti, ma sfruttare le 
possibilità di immagazzinamento dati fornendo anche il loro sviluppo in 
altezza. Diventerà sempre più consueto, infatti, non pensare più il territorio 
in termini di planimetria e altimetria, ma in termini di modello solido 
(Spalla, 1990).