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Premessa
Uno degli scopi del progetto "TRANSISMIC" è stato quello di mettere a punto una procedura basata sulla elaborazione di una grande quantità di dati ottenuti da una campagna di rilievo speditiva.
Una impostazione di questo tipo richiedeva l'utilizzo di strumenti informatici in grado di gestire, elaborare e restituire sotto forma di mappe la mole di dati di tipo territoriale raccolti; per questo motivo il lavoro è stato impostato sull'utilizzo di sistemi GISIS (Geographic Information System) già a partire dalla fase del rilievo.
Secondo quanto previsto dal progetto il lavoro è stato svolto nei due centri storici di Grottammare (Italia) e Gjirokastra (Albania); la estrema diversità delle due situazioni ha condizionato il modo di operare nei due casi.
Infatti nel caso di Grottammare le dimensioni contenute del centro storico (poco più di 100 edifici rilevati contro oltre 900 di Gjirokastra), lo stato di manutenzione generalmente buono degli edifici, la disponibilità di una gran quantità di informazioni tecniche reperibili presso gli uffici comunali, ecc., hanno reso il lavoro certamente più agevole.
Di contro il centro storico di Gjirokastra con una estensione di circa 120 ha, la presenza di oltre 1000 edifici con tipologie edilizie del tutto particolari, una situazione orografica accidentata, una viabilità complessa, ecc. ha rappresentato in qualche modo la situazione opposta e ben più difficile da affrontare.
Il lavoro svolto a Grottammare, in particolare nella fase di acquisizione dei dati, è stato quindi orientato soprattutto alla formazione delle squadre di rilevatori e alla messa a punto e verifica di tutte le modalità operative che poi sarebbero state applicate a Gjirokastra.
Entrambi i centri storici sono dotati di un piano di recupero realizzato in anni recenti e redatto utilizzando tecnologie GIS; è stato quindi possibile accedere in maniera diretta ai contenuti di questi piani di recupero per integrare le banche dati di "TRANSISMIC" con quelle informazioni che potevano ritenersi ancora valide ed utilizzabili per gli scopi del progetto.

Il rilievo

La necessità di rilevare una consistente base di dati relativi ad oggetti aventi una "componente spaziale", localizzabili cioè sul territorio attraverso la loro posizione, ha trovato un valido supporto nell'uso di alcune tecnologie GIS ormai consolidate.
In particolare, l'uso di tecnologia GPS (Global Positioning System) combinato con l'uso di software GIS e computer palmari ha consentito, direttamente sul campo, di collezionare i dati richiesti verificandone immediatamente la validità per quanto riguarda il loro posizionamento.
L'utilizzo del GPS è da ritenersi fondamentale per agevolare l'orientamento sul territorio dei rilevatori.
I dati raccolti, inoltre, sono stati salvati direttamente in formato Shape file, e questo ha consentito di evitare la conversione di formati o il passaggio dal cartaceo al numerico, riducendo significativamente i tempi, i costi e gli errori tipici di queste attività.
Per il rilievo sul campo sono stati utilizzati 4 computer palmari dotati di GPS, sui quali è stato installato un software specifico e la base cartografrica aerofotogrammetrica in scala 1:2.000 nel sistema di proiezione Gauss-Krugher.
Il compito dei rilevatori è stato quello di individuare ciascun edificio sulla base cartografica (omogeneo per tipologia e caratteristiche costruttive) attraverso l'inserimento di un elemento puntuale e la successiva compilazione delle informazioni alfanumeriche descrittive richieste.
Gli edifici considerati potevano configurarsi sia come fabbricati isolati che come parte di complessi edilizi (schiera o aggregato urbano); in quest'ultimo caso i rilevatori provvedevano anche ad individuare, delimitandola sulla base cartografica, la corretta estensione di quella che poteva considerarsi una unità strutturalmente omogenea per la quale compilare la scheda di rilevazione.
Per l'inserimento delle componenti alfanumeriche descrittive è stata creata una specifica interfaccia al fine di agevolare i rilevatori nell'immissione dei dati, attraverso l'organizzazione delle variabili in classi omogenee e l'utilizzo di liste predefinite di valori.
Il rilievo delle informazioni degli edifici è stato inoltre integrato dalla documentazione fotografica realizzata con fotocamere digitali; utilizzando un sistema di codici è stato possibile associare un numero variabile di foto a ciascun edificio.
Al termine del rilievo giornaliero i dati acquisiti dalle quattro squadre di rilevatori sono stati scaricati nel sistema GIS della centrale operativa e verificati dai tecnici sia come geometria sia come attributi associati e le eventuali anomalie riscontrate segnalate ai rilevatori per la successiva correzione.
Grazie alla metodologia ed all'avanzata tecnologia utilizzata, le quattro squadre di rilevatori hanno acquisito, nel caso del centro storico di Gjirokastra, tutti i dati richiesti (circa 78.000 variabili) per l'intero territorio d'interesse (922 schede di edifici).
La tecnologia GIS è stata anche utilizzata a supporto delle indagini geologiche che sono state eseguite sul territorio; infatti sempre attraverso l'uso del palmare con dispositivo GPS e software dedicato sono stati riportati sulla base cartografica i siti nei quali sono state eseguite le varie prove ed indagini.

Le banche dati GIS

La creazione delle banche dati GIS è iniziata con la riconversione da formato CAD a ShapeFile/GeoDataBase della base aerofotogrammetrica e la successiva verifica della topologia degli elementi (verifica della chiusura di elementi areali, continuità di elementi lineari).
L'immissione dei dati del rilievo sul livello informativo degli edifici ha comportato un accurato editing dei poligoni in quanto, in fase di rilievo aerofotogrammetrico sono visibili (e quindi cartografate) le sole discontinuità in quota o le suddivisioni delle falde dei tetti che non sempre coincidono con i corpi di fabbrica tipologicamente e strutturalmente omogenei come erano stati individuati dai rilevatori.
L'editing dei poligoni degli edifici è stato quindi realizzato sulla base delle variazioni evidenziate nei dati acquisiti dal rilievo. Per una migliore lettura georeferenziata del rilievo e per le successive operazioni di elaborazione, le informazioni riferite agli elementi puntuali sono state associate agli edifici rappresentati come elementi poligonali (attraverso funzioni di Overlay).
Questa prima associazione delle informazioni del rilievo ai poligoni rappresentanti gli edifici ha consentito la produzione delle prime carte tematiche, cioè di report grafici in cui ciascun edificio è tematizzato sulla base di una determinata variabile, rendendo di fatto di facile leggibilità la distribuzione geografica delle variabili o dei fenomeni oggetto di analisi.
La banca dati è stata poi integrata sia nel caso di Grottammare che di Gjirokastra attraverso una serie di informazioni derivate dai rispettivi Piani di Recupero, in particolare per quanto riguarda la rilevanza storico architettonica degli edifici e le caratteristiche delle infrastrutture stradali; da verifiche effettuate i dati così ottenuti sono risultati ancora validi non essendo intervenuti in questi ultimi anni variazioni di rilievo.
Un'altra serie di dati è stata ottenuta da elaborazioni sulle basi cartografiche disponibili: in particolare dal modello tridimensionale sono state realizzate carte della pendenza del terreno, tratte informazioni sulla pendenza delle livellette stradali, sulla presenza di terrapieni e muri di sostegno in prossimità delle infrastrutture stradali, ecc.
Infine completano la banca dati gli strati informativi relativi agli aspetti geologici derivati dall'interpretazione dei rilievi e delle indagini eseguite che hanno condotto alla redazione di una serie di carte tematiche (geologica, geomorfologica, litotecnica, delle categorie dei terreni, degli elementi amplificativi sismici) dalle quali si è pervenuto alla valutazione dei livelli di pericolosità sismica.

Le analisi

Una volta completata la banca dati GIS con tutti gli elementi raccolti si è proceduto alla loro elaborazione attraverso i modelli matematici ed i vari algoritmi messi a punto dagli specialisti dei vari settori.
Tutto il processo di elaborazione è stato implementato all'interno del GIS utilizzando funzioni avanzate di calcolo.
Tutte le matrici e gli algoritmi di calcolo sono stati sviluppati in codice Visual Basic in modo da automatizzare l'esecuzione dell'intero processo di elaborazione.
Questo ha consentito anche la messa a punto di tutto il processo che poteva essere eseguito in maniera automatica, modificando i parametri utilizzati nei modelli matematici applicati, verificandone immediatamente i risultati non solo dal punto di vista numerico ma anche della distribuzione spaziale visualizzata sulla cartografia di base.
Dalla elaborazione dei livelli informativi derivati dalle indagini geologiche ed in particolare dagli elementi di amplificazione sismica sono state ottenute quattro classi di pericolosità sismica.
Anche questa operazione è stata condotta utilizzando le funzionalità degli strumenti GIS; infatti per ognuno degli elementi considerati è stata definita una zona d'influenza ed è stato assegnato un peso in funzione dell'amplificazione prodotta.
Dalla sovrapposizione di questi elementi (attraverso una operazione di "Union") si sono ottenute una serie di aree caratterizzate da un indice di pericolosità sulla base del quale la zona del centro storico è stata classificata in quattro livelli.
La classe di pericolosità ottenuta è stata quindi assegnata agli edifici in funzione della loro posizione anche in questo caso utilizzando le funzioni di Overlay.
Una serie di elaborazioni è stata eseguita sui dati rilevati per gli edifici che hanno portato alla determinazione della vulnerabilità degli stessi.
Per pervenire a questo risultato è stata costruita nella banca dati GIS una apposita tabella nella quale attraverso istruzioni in codice VBA sono state eseguite le elaborazioni richieste; in particolare sono stati considerati sette parametri il cui valore è stato determinato attraverso la combinazione dei dati della scheda di rilievo mediante apposite matrici.
Ognuno dei sette parametri contribuisce in misura diversa, attraverso l'attribuzione di un peso, alla determinazione di un indice di vulnerabilità definito speditivo.
Questo valore viene poi calibrato attraverso un fattore, specifico del singolo edifico, determinato sulla base delle risultanze dell'analisi di maggior dettaglio eseguita su un campione di edifici rilevati in maniera non speditiva (scheda di 2° livello).
Si perviene quindi ad un indice di vulnerabilità finale sulla base del quale gli edifici sono stati classificati in quattro classi.
Per quanto riguarda invece l'esposizione, due sono gli aspetti considerati; il primo è quello della popolazione coinvolta in un evento sismico determinata, in mancanza di dati anagrafici, sulla base del volume, della destinazione e del livello d'uso degli edifici mentre il secondo, trattandosi di un centro storico, è stato quello della rilevanza storico - architettonica degli edifici desunta dalla classificazione del Piano di Recupero.
Sono stati individuati anche gli edifici definiti strategici quali le sedi delle varie Autorità e gli edifici pubblici in genere.
Un'altra serie di elaborazioni ha invece riguardato la vulnerabilità delle infrastrutture stradali considerando una vulnerabilità diretta, ovvero determinata dalle caratteristiche intrinseche del tratto di strada (larghezza, pendenza, tipo di pavimentazione, stato di manutenzione) ed una indotta ovvero dovuta alla presenza di elementi incombenti sulla strada e che in caso di sisma possono determinarne la non agibilità (sono stati valutati gli effetti del ribaltamento delle facciate degli edifici, la possibilità di smottamenti in presenza di terrapieni ed opere di contenimento, ecc.).
Dal punto di vista della banca dati GIS la viabilità è stata rappresentata graficamente come elemento areale, suddivisa in tronchi omogenei a cui sono stati assegnati come attributi i parametri di vulnerabilità diretta ed indotta; sulla base di questi parametri si è ottenuta la classificazione dei vari tratti stradali.

La sintesi

Dagli elementi di analisi si è pervenuti al dato sintetico delle classi di rischio degli edifici ottenuto combinando opportunamente i dati di pericolosità geologica, vulnerabilità ed esposizione.
La concentrazione di edifici ad alto rischio valutata insieme ai tratti più vulnerabili della viabilità evidenziano una serie di criticità sulle quali proporre interventi che consentono, una volta realizzati, di ridurre complessivamente il rischio sismico del centro storico.

Gli elaborati prodotti

Tutti i risultati del lavoro effettuato, oltre che nei tradizionali elaborati in forma cartacea, sono stati pubblicati su supporto DVD; in particolare le mappe prodotte sono visualizzabili in maniera interattiva come pure è consultabile l'intera banca dati GIS attraverso un software, distribuito nel DVD insieme ai dati.
Per il software si è scelto un visualizzatore di mappe e banche dati GIS scaricabile da internet e il cui utilizzo è assolutamente gratuito. Per la pubblicazione del lavoro è stato attivato anche un portale Web-Gis (www\TRANSISMIC.org) all'interno del quale è possibile trovare ogni informazione relativa al progetto, tutti gli elaborati prodotti e soprattutto accedere in maniera dinamica ed interattiva alle mappe ed alla banca dati GIS.

Le basi cartografiche

La costruzione di una banca dati GIS non può prescindere dalla disponibilità di una opportuna base cartografica digitale.
Pertanto nell'ambito del progetto si è anche provveduto alla realizzazione di una nuova cartografia del territorio comunale di Gjirokastra.
Le cartografie utilizzate sono state realizzate dalla società Aertecno di Grottammare.
In particolare sono state realizzate una cartografia aerofotogrammetrica numerica ed un ortofotopiano digitale a colori, in scala 1:2.000, estese al Centro Urbano per una superficie di circa 600 ettari, e limitata al solo centro storico un ortofotopiano digitale a colori in scala 1:500 per una superficie di circa 140 ha.

Bruno Bonifazi - Roberto Capancioni

 

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