RICERCA ITALIANA     

Applicazioni di metodologie innovative di rilevamento dati per Sistemi Informativi Stradali di aree urbane e industriali e agricole in evoluzione.

Università degli Studi di Trieste

Abstract

I metodi di rilevamento dati per Sistemi Informativi Stradali sono ben noti e sperimentati in aree extraurbane, per le strade statali, regionali, provinciali. Invece i risultati di rilevamenti in zone urbane, industriali e agricole sono scarsi o nulli, se non per gli attraversamenti delle suddette strade.
D'altro canto queste zone sono quelle nelle quali si ha un più alto impatto socio-economico, sia in termini di incidentalità, sia di degrado ambientale, sia di monitoraggio di trasformazioni, delocalizzazioni o rilocalizzazioni, con problemi spesso di riqualificazione e riuso; questi ultimi possono rendere inadeguate le reti di trasporto esistenti.
Infine, in caso di interruzione delle arterie principali, il traffico spesso fluisce per le strade delle aree suddette, con intasamenti e impatti ambientali intollerabili.
Queste considerazioni si applicano anche ai territori in via di sviluppo, quali, per esempio, quelli balcanici, sui quali pottrebbe nel prossimo futuro accendersi l'attenzione dell' Europa, anche per le attività di rilocalizzazione ivi, di industrie occidentali alla ricerca di costi minori, oltre che per i forti flussi turistici in certe aree.
Quindi la conoscenza delle caratteristiche delle reti stradali in aree urbane, industriali e agricole è di grande importanza, mentre i metodi di rilevamento ad alta produttività (MMS, Mobile Mapping Systems) sono attualmente più adatti alle zone extraurbane.
Il miglioramento della produttività dei MMS in tali zone, e al contempo l'acquisizione di dati non stradistici, quali facciate e indicazioni commerciali, si può ottenere attrezzando gli MMS con ulteriori sensori quali Laser Scanner mono e biassiale e integrando i sistemi di posizionamento GPS e GLONASS con il sistema europeo EGNOS, i cui segnali vengano diffusi non solo attraverso i satelliti geostazionari ma anche via Internet. In alcuni casi il rilevamento dovrà essere effettuato con precisione centimetrica ed allora si dovrà fare uso di correzioni differenziali e RTK con Master virtuali o comunque diffuse via Internet. Infine la componente fotogrammetrica andrà raffinata.
Accanto al rilevamento terrestre verrà impiegato anche il telerilevamento satellitare a risoluzione metrica, da cui estrarre rapidamente il reticolo degli assi stradali.
Il presente progetto si basa sulla esperienza delle unità di ricerca partecipanti e trova appoggio nella acquisizione di esperienze maturate in ambito Geografico, che appunto hanno suggerito le tematiche della delocalizzazione e rilocalizzazione industriale come pure quelle delle reti stradli in zone agricole molto produttive.
Si ritiene pertanto che il progetto abbia un forte impatto socio-economico e le aree che verranno selezionate per i test, avranno questa funzione di servire da prototipo, dando valore aggiunto a tutta la attività del rilevamento delle strade promossa dal Ministero LLPP prima e Infrastrutture e Trasporti ora. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giorgio MANZONI Università degli Studi di TRIESTE

Obiettivo del Programma di Ricerca

Così come la cartografia tecnica regionale numerica, iniziata alla fine degli anni '60 e conclusa appena in questi giorni, è stata un grande progetto strategico che ha impegnato una generazione, un sistema informativo stradale, europeo, può essere considerato un nuovo obiettivo strategico di respiro generazionale , al servizio dello sviluppo armonico di qualsiasi area e dell'aumento della sicurezza stradale.
La ricerca intende applicare i prodotti ed i risultati di ricerche condotte anche come progetti COFIN nel campo dei Sistemi Informativi Stradali, SIS, in Italia; le applicazioni riguarderanno SIS a supporto delle decisioni su importanti problemi di reti infrastrutturali in associazione alla delocalizzazione e rilocalizzazione industriale da Ovest a Est, alla congestione dei trasporti nelle aree urbane e agricole ad alta produttività.
Verranno impiegati i veicoli rilevatori di strade, Mobile Mapping System, delle Unità aderenti al progetto ed i metodi di estrazione di cartografia stradale da immagini telerilevate. Queste attività sono conformi alla esigenza degli Enti proprietari e gestori delle strade italiane di eseguire il rilevamento di parametri geometrici ed altro e di immettere i dati in un sistema informativo, tra l'altro adeguandosi a norme europee.

Siccome gli MMS attuali sono stati progettati per i rilievi di strade extraurbane, allora vi si dovranno intrurre innovazioni per renderli adatti al rilevamento in zone urbane, industriali e agricole, con strade strette fra edifici. Quindi ai sistemi di posizionamento satellitare e inerziale, e alle telecamere digitali, si aggiungeranno il sistema di navigazione europeo EGNOS e, appena disponibile sperimentalmente, quello GALILEO; inoltre verranno impiegati Laser Scanner monoassiali e 3D, particolarmente validi per il rilevamento delle intersezioni.

Quindi un SIS con le caratteristiche delle strade (posizione dell'asse, larghezza, pendenze, curvature) verrà costruito e ad esso verranno associate informazioni sugli edifici e sul loro uso, grazie alle immagini digitali correntemente registrate con le telecamere di bordo. <<<

Risultati parziali attesi

I risultati attesi sono di grande interesse per il valore aggiunto che essi porteranno alla metologia di rilevamento con Mobile Mapping System, MMS: si tratta di definire delle aree campione nelle quali effettuare la costruzione del Sistema Informativo Infrastrutture, sulla base di criteri socio-economici.
Poichè almeno parte di tali aree saranno in zone urbane o commerciali o industriali, allora la metodologia di rilevamento delle infrastrutture viarie dovrà essere adattata da una origine per strade extraurbane e limitati passaggi in zone urbane, ad specifiche condizioni ambientali nelle quali la disponbilità del rilevamento satellitare può risultare ridotta. Inoltre, l'equipaggiamento fotogrammetrico dovrà essere adattato al rilevamento di facciate, di scritte commerciali ed altre sulle medesime.
Pertanto i risultati attesi, di una adeguata raccolta dei dati, significheranno una adeguata capacità degli MMS a rilevarli.I risultati attesi sono quelli tecnologici indicati nel punto 2.3:
-conferma della funzionalità del veicolo rilevatore dell' Unità di Trieste;
-miglioramento delle prestazioni del suddetto con l'impiego di algoritmi fotogrammetrici messi a punto dall'unità di Milano;
-messa a punto di un veicolo rilevatore da parte dell'Unità di Pisa con impiego di laser scanner 3D; applicazione a questa metodologia di algoritmi per scanner 3D in movimento curati dall'Unità di Brescia;
Integrazione dei sistemi di posizionamento satellitare con quelli di bordo di veicoli, da parte dell'Unità di Brescia;
-affidabilità dei sistemi di posizionamento assistito da dati collaterali diffusi via Internet;
-impianto sperimentale di un sistema GIS stradale con dati rilevati da cartografia esistente, da parte dell'Unità di Torino. <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Un Sistema Informativo Stradale è a supporto di fondamentali decisioni nel campo dello sviluppo di un Paese o di parti di esso e specificatamente nel settore delle infrastrutture viarie. L'Italia si sta ponendo in una posizione primaria in questo settore, con la istituzione del Catasto delle Strade (Ministro dei Lavori Pubblici, decreto del 1/6/2001) , che è in corso di esecuzione sperimentale in alcune Province. Su questo tema il sistema universitario italiano ha dato un essenziale contributo nel definire le norme che gli Enti chiamati a dotarsi di Catasto delle Strade dovranno seguire. Per esempio, l'Università di Trieste e quella di Pisa, fin dal 1994, hanno sviluppato alcune ricerche sui metodi di rilevamento ad alta produttività, come applicazione di studi ed esperienze sui metodi cinematici di posizionamento satellitare. All'inizio del 1996, il Ministero del Lavori Pubblici affidò all'Università di Trieste il compito di seguire l'esecuzione di una sperimentazione voluta dal Ministero stesso. Al contempo proseguivano le sperimentazioni anche in collaborazione internazionale, in particolare con Atenei dell'area centro europea nel quadro della Iniziativa Centro Europea, INCE/CEI, alla quale aderiscono ora 17 Paesi, Italia inclusa.
La presente proposta di ricerca si inquadra dunque in progetti decisi fra i governi europei, secondo lo schema che va sotto il nome di TEN, Trans European Networks, per i quali esistono anche anche problemi di sviluppo sostenibile, affrontabili solo attraverso un Sistema Informativo Stradale.
In più, e questa è la caratteristica di questo progetto, un Sistema Informativo Stradale, è base essenziale per salvaguardare l'ambiente con particolare nelle zone agricole e il riuso turistico di pregevoli edifici ivi abbandonati. Inoltre esso risulta essenziale allo studio e pianificazione di un fenomeno di grandissima importanza sociale ed economica che è la delocalizzazione delle industrie italiane del Nord Est ed alla loro rilocalizzazione nell'Est Europa, con immaginabili forti problemi nella circolazione stradale e notevole pericolo per gli utenti.
Infine, le innovazioni tecniche che si intendono adottare sui veicoli posseduti dalle Unità aderenti al progetto, saranno adatte al rilievo di Comuni ed in generale di zone urbane, sulle quali c'è al momento poca o nulla esperienza.
Le Università italiane sono ormai pronte ad affrontare le problematiche cartografiche e SIS, sia sul territorio nazionale, come sta avvenendo in alcune Province, sia all'estero. Esse hanno messo a punto gli strumenti, i veicoli rilevatori(),(), (), e le metodologie di analisi dei dati, inclusi quelli dei satelliti di telerilevamento ad alta definizione, per realizzare cartografia e SIS. Naturalmente, le Università hanno il compito sopratutto di trasferire le loro conoscenze a PMI , capaci più delle Università stesse, di eseguire SISTEMATICAMENTE i rilevamenti e costruire tale cartografia e SIS, in vaste aree o fasce, sulle quali deve accentrarsi la ottimizzazione progettuale delle infrastrutture.
In ciò le Università hanno la capacità di trasferire innovazione, anche per migliorare la competitività delle PMI, innovazione che attualmente consiste sia nella completezza del rilevamento, mediante integrazione fra GPS, INS, Laser scanning, Fotogrammetria terrestre digitale, Telerilevamento, che nella possibilità di gestire i rilevatori in tempo reale, da un centro di controllo e raccolta dati e confronto con quelli in archivio. Questa possibilità, che fa uso delle tecniche ICT più avanzate, wireless, UMTS , Globalstar eccetera, si renderà particolarmente utile nella fase di raccolta dati più dettagliati, per esempio di strade secondarie, che per la loro inadeguatezza non sono percorse dal traffico internazionale, ma che con opere di ingegneria potrebbero migliorare la rete infrastrutturale e portare sviluppo.
Inoltre, con sensori addizionali di CO e Polveri Sottili poste sugli MMS, le Unità di questo progetto sono in grado di rilevare l'inquinamento atmosferico lungo le strade. <<<