Italia in 3D

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Come lo facciamo

Come trasformiamo le carte tecniche delle Regioni in un modello 3D: da dove vengono edifici, terreno e strade, come ricostruiamo i tetti e quali controlli facciamo. Serve a capire quanto fidarsi del modello: che cosa è misurato e che cosa è ricostruito.

In breve

Partiamo dalla cartografia tecnica ufficiale della Regione (il DBT o la carta tecnica): per ogni edificio dà la sagoma e le quote del piede e della gronda, o l'altezza. Aggiungiamo il terreno, i tetti e i nomi; poi controlliamo il risultato e lo pubblichiamo come pagina 3D e come file per CAD e GIS. Ogni regione ha la sua cartografia, con contenuti e date diversi: sono nelle fonti dei dati. Per un comune servono pochi minuti di calcolo; il tempo vero è nei controlli.

1. Confine e volumi

Il confine comunale è quello ufficiale dell'ISTAT. Dentro il confine prendiamo dalla cartografia regionale tutti i volumi: sagoma, quote o altezza e, dove la carta li indica, tipo di edificio (chiesa, torre, campanile…) e uso. La scala va da 1:2000 a 1:10000 e la data del rilievo dipende dalla regione, dagli anni '90 al 2020: non è lo stato attuale dei luoghi, e ogni scheda dice quanti volumi vengono da ciascun anno.

Alcuni volumi hanno solo la pianta, senza quote (negli aggiornamenti più recenti, o fuori dai centri abitati in Sicilia): diamo loro il piede dal terreno e l'altezza mediana dei volumi vicini, e la scheda li segnala come stimati. In Piemonte l'altezza è calcolata dal rilievo laser, in Emilia-Romagna è l'altezza media che la Regione dà per ogni volume (misurata nel 2008 o fornita dal Comune): in tutte e due il piede viene dal modello del terreno. In Liguria la carta dà la quota in gronda di ogni edificio e il piede viene dal terreno della carta stessa, sul lato a valle; nello Spezzino e nel Genovesato, dove c'è il DB Geotopografico 2017, il piede viene dai punti quotati al piede degli edifici. In Trentino le altezze del tetto di ogni edificio sono misurate dal rilievo laser provinciale; in Alto Adige le ricaviamo noi dal modello di superficie della Provincia (0,5 m) dentro ogni sagoma, e così in Sardegna dal modello degli edifici del rilievo laser regionale (1 m, costa 2008 e centri urbani 2013).

2. Terreno

Il terreno è una superficie di triangoli (TIN) costruita dalle curve di livello (ogni 5 o 10 m, secondo la carta), dai punti quotati, dalle linee di impluvio e dai bordi delle strade, quando la carta li dà in 3D. In Lombardia, in Piemonte, in Emilia-Romagna e in Trentino-Alto Adige, dove le curve mancano, sono poche o hanno limiti di scarico, le ricaviamo dal modello digitale del terreno (DTM) regionale o provinciale (5 m, in Trentino dal rilievo laser a 0,5 m), corretto con i punti quotati dove ci sono. Scartiamo i punti che stanno su coperture o viadotti. Per misurarne la qualità rifacciamo la superficie senza una parte dei punti quotati e la confrontiamo con quelli: l'errore mediano va da pochi centimetri a circa un metro, secondo il comune, e la scheda ne dà il valore.

Su un pendio il terreno a valle è più basso del piede indicato dalla carta: lì il volume scende fino al terreno, così la facciata a valle risulta più alta, com'è nella realtà.

3. Tetti

La cartografia non descrive i tetti: li ricostruiamo, e ogni edificio dichiara come (tetti ricostruiti). Per ogni volume, in quest'ordine:

  1. Tipo di edificio. Campanili a piramide, torri a terrazza, chiese a capanna sulla navata.
  2. LiDAR. Dove c'è un rilievo laser (quello del Ministero dell'Ambiente, voli 2008-2014, o quelli regionali della Toscana, 2021, e del Friuli Venezia Giulia, 2018-20), confrontiamo i punti misurati con le forme possibili (piano, capanna, padiglione, una falda) e teniamo quella che li spiega meglio, con la sua pendenza.
  3. Regola di forma. Altrove la forma viene dalla pianta: capanna se è allungata, padiglione se è raccolta, piano se è piccola; pendenza di 18°, tipica dei tetti in coppi.

Poi i tetti si raccordano: volumi vicini con la gronda alla stessa altezza (entro 60 cm) prendono un solo tetto continuo; un volume addossato a uno più alto ha il tetto che sale verso il muro del vicino.

Il LiDAR non copre tutto: di ogni comune ne arriva in genere una parte, a volte niente. Per questo i tetti sono un modello plausibile, non un rilievo: le pendenze misurate stanno per lo più fra 11° e 29°.

4. Strade e nomi

Le strade sono i bordi delle carreggiate e dei percorsi pedonali della cartografia regionale, con le loro quote; le gallerie sono tratteggiate. I nomi di luoghi e vie vengono da OpenStreetMap: teniamo monumenti, piazze, porte e servizi, agganciati all'edificio giusto, e le vie lungo il loro percorso. Da OpenStreetMap vengono anche i numeri civici che la ricerca del viewer usa per portare la freccia su un indirizzo: in alcuni comuni ci sono quasi tutti, in altri pochi o nessuno, e allora la ricerca porta alla via.

5. Controlli

Un esempio: Erice

15.583 volumi: nei centri dalla carta tecnica 1:2000 della Regione Siciliana (volo 2003, altezze misurate), fuori dalla carta 1:10000 del 2012-13, dove 1.475 altezze sono stimate dai volumi vicini. Tetti: 2.934 calcolati insieme ai volumi vicini, 1.318 dal tipo di edificio (chiese, campanili, torri), 11.331 dalla regola di forma; nessuno dal LiDAR, perché sul paese le tessere del Ministero non sono distribuite. Terreno: errore mediano 0,27 m, nove punti su dieci entro 0,97 m. I numeri di ogni comune sono nella sua scheda, nella pagina degli esempi.

Nel browser

Il viewer disegna il modello al tratto con le linee nascoste rimosse, calcolate dalla scheda grafica. Le ombre usano la posizione del sole con una formula astronomica (errore sotto 0,1°) e tengono conto della convergenza del meridiano. L'export dei file per CAD e GIS taglia il modello sull'area scelta e lo scrive in coordinate reali, nel fuso UTM del comune (EPSG:25833 o 25832).

Le ombre tengono conto anche degli alberi, dove il LiDAR del Ministero c'è: l'altezza delle chiome è la differenza fra il DSM (la prima superficie colpita dal laser) e il DTM (il terreno nudo), fuori dagli edifici; ogni cima è un albero, e la superficie della sua chioma ne dà il raggio. Scartiamo gli «oggetti alti» che il laser non attraversa, perché sono tettoie o edifici nuovi, non chiome. Nei comuni teniamo gli alberi entro 60 m da un edificio, quelli che fanno ombra su case e giardini. Alberi piantati o abbattuti dopo il volo non ci sono.

Misure, profili del terreno, stampa in scala, note e il link che riapre una vista si fanno tutti nel browser, sul modello già caricato: niente passa dai nostri server.

La pre-selezione CLE

Per la CLE confrontiamo l'altezza di ogni edificio con la larghezza della strada di emergenza davanti (più l'eventuale arretramento della facciata), e con la distanza dalle aree di emergenza. Gli edifici più alti della strada sono interferenti; quelli al limite, entro le tolleranze, da verificare. Provata sui comuni che hanno già un'analisi CLE pubblicata: a Roviano ritrova l'88% degli edifici interferenti (97% con quelli da verificare), a Nemi il 79% (96%). Restano fuori soprattutto gli edifici costruiti dopo il rilievo. È una bozza da completare in SoftCLE e verificare in sito.

Le vie e le aree su cui fare il confronto non le sceglie il calcolo: sono il sistema di emergenza del piano di protezione civile del Comune. Le prendiamo dall'analisi CLE pubblicata sul portale Web-MS CLE, se c'è; altrimenti le fornisce chi acquista, caricando i file nel pannello d'acquisto.

Che cosa non è

Un modello di contesto, non un rilievo: niente facciate, aperture né interni, nessun valore legale. Serve per analizzare, progettare in via preliminare e comunicare; non sostituisce il sopralluogo né le verifiche di un tecnico. Vedi anche le fonti dei dati.

Altre risorse: Guida al viewer · Fonti dei dati · Domande frequenti · Glossario · Mappa degli esempi.