Applicazioni dei GIS nel settore cartografico, ingegneristico

I sistemi GIS nel settore ingegneristico si stanno creando una “nicchia” nell’universo dominato sino ad ora da sistemi CAD come AutoCAD, Microstation, Intergraph. Questi giganti del disegno tecnico, lontani dall’essere rimpiazzati, sono stati affiancati dai softwares GIS con il fine di poter integrare anche l’aspetto dell’analisi spaziale nei piu’ svariati settori di lavoro.
Non é un caso che queste società produttrici abbiano sviluppato estensioni GIS con lo scopo sia di possedere un sistema integrato omogeneo all’interfaccia del programma, che di evitare di passare da un software ad un’altro con i soliti problemi di compatibilità e perdita di informazioni, sebbene allo stato attuale non esistano quasi piu’ problemi del genere.
I progetti illustrati in questa pagina, sono stati sviluppati essenzialmente in collaborazione con società di Ingegneria, attive nei paesi del terzo mondo, in Africa centrale in particolare.

Cartografia della città di Inongo (Bandundu, DRC)

Scopo di questo progetto é stato quello di fornire una cartografia dettagliata della città di Inongo, situata sulle rive del lago Mai Ndombe in RDC (ex Zaire). Non esistendo allo stato attuale una copertura satellitare ad alta risoluzione della città città (la cartografia della RDC é limitata a carte a 1/200.000 risalenti in gran parte agli anni ‘60-’70 cioé durante il periodo della colonizzazione belga), abbiamo optato per compiere una serie di acquisizioni fotoaeree installando un’apparecchio fotonumerico ad alta risoluzione su un piccolo aereo (Cessna), la camera é stata collegata ad un portatile su cui é installato il programma di gestione e trattamento delle immagini ed ad un GPS (un vecchio Garmin III+ é stato piu’ che sufficiente). Quest’ultimo ha fornito

Il risultato finale é illustrato nelle figure sottostanti, a destra riporto un dettaglio della spaziocarta ottenuta. Come detto in precedenza le condizioni del tempo variabile hanno impedito di effettuare un’acquisizione “pulita” su tutta l’area, di conseguenza alcune zone presentano colori leggermente differenti a casa della presenza dell’ombra delle nuvole, problema che comunque non ha creato inconvenienti sul prodotto finale.

Cartografia della cità di Mbuji-Mayi (Kasayi - RDC)

E’ evidente che una cartografia di dettaglio di tutta la città si é resa fondamentale per poter definire con precisone le zone a maggior rischio di erosione e prevenire conseguenti rotture di condotte con possibile innesco di ulteriori fenomeni di erosione.

Un secondo progetto molto interessante, sempre per l’analisi e la protezione contro l’erosione della città di Mbuji-mayi, é stato la creazione di un modello numerico del terreno dettagliato di un settore prossimo all’aeroporto.
I dati a disposizione di partenza erano:
- un rilievo sul terreno di una grande ravina fatto tramite teodolite (in verde scuro nella parte centrale dell’immagine in basso a destra);
- una serie successione di punti acquisiti via DGPS 5trimble) compiuto dalla nostra equipe di Kinshasa (tracciati in rosso)
- i valori di altitudine estratti dal modello SRTM a 90m sulla zona.
Quest’ultimo é stato necessario per determinare l’estensione del bacino idrografico su tutta l’area.

Il problema principale che si é reso necessario risolvere é stato quello della calibrazione ed omogeneizzazione dei valori di altitudine dei vari set di dati; i valori acquisiti da teodolite erano relativi ad un punto zero arbitrario e non georiferiti. Utilizzando i valori ottenuti da DGPS, questi punti sono stati ri-calibrati ed impiegando un’estensione di ArcView (ShapeWarp, che sebbene sia vecchiotta funziona divinamente bene, ed é gratuita sul sito ESRI) georiferiti nella proiezione locale (UTM 34S wgs 1984).

In maniera analoga il modello SRTM é stato calibrato secondo l’asse Z per poter essere utilizzato come base altimetrica per le zone non coperte dai punti collezionati sul terreno.
Come base cartografica é stata utilizzata un’immagine QuickBird a risoluzione 0.6m/pixel. Da essa sono state estratte tutte quelle features topografiche utili per migliorare il livello di dettaglio del modello finale: linee di thalweg, laghi, infrastrutture, ravines.
Il processo di interpolazione é stato effettuato in ArcGIS utilizzando il modulo ANUDEM presente nell’estensione Spatial Analyst come già illustrato altrove su questo sito (vedi qui). Il risultato finale é visibile nel modello illuminato sottostante.   

Cartografia per l’installazione di piloni elettrici in katanga (DRC)

Questo progetto assai impegnativo dal punto di vista tecnico, ha richiesto una campagna di rilievo con GPS differenziale (DGPS) per l’acquisizione di tutta una serie di informazioni lungo la linea elettrica in progetto, e sviluppantesi per una lunghezza di 270Km circa.
Oltre ad acquisire tutta una serie di punti quotati, le informazioni relative alla presenza di paludi, infrastrutture, strade, linee ferroviarie, villaggi... sono state registrate ed inviate via FTP in Belgio per la compilazione di una carta topografica dettagliata lungo tutta la zona in oggetto.

I punti DGPS sono stati utilizzati per georiferire una serie di immagini satellitari ASTER ed in seguito per poter estrarre tutte le informazioni relative ai corsi d’acqua ed alle vie di accesso principali.
La creazione di un DEM a 30m di risoluzione spaziale, calibrato in elevazione grazie all’utilizzo dei punti DGPS quotati (con precisone sub-metrica), ha permesso l’ottenimento delle curve di livello ed il calcolo del profilo topografico longitudinale lungo tutto lo sviluppo della linea ellettrica.

Questo progetto, durato alcuni mesi, ha portato alla creazione di un set di 18 carte topografiche in formato A3 a scala 1:50.000, altrettanti profili topografici e tutte le features vettoriali sono state esportate e rese disponibili in formato DXF.