GeoAfrica2009 Instructions to Authors

Una rete di Servizi Tecnologici al servizio di uno Stato
Autore Giuliana Barulli, AASS, [email protected]
Co-Autore: Luca Canarezza, AASS, [email protected]
Co-Autore Michele Taddei, Eco Titan Engineering s.r.l., [email protected]
Abstract
L'esigenza di rappresentare graficamente gli oggetti del mondo reale è fondamentale per tutte
quelle realtà che si confrontano in un territorio: enti governativi, imprese, enti di gestione dei servizi ed
agenzie di controllo. La Repubblica di San Marino, è partita dalle classiche rappresentazioni
cartografiche cartacee evolvendo oggi in una piattaforma che integra nello stesso database tutte le
informazioni urbanistiche, catastali, morfologiche e soprattutto lo spettro delle reti tecnologiche a servizio
dell'intero paese. Una sfida resa possibile da strumenti in grado di velocizzare l'acquisizione del dato con
accuratezza soddisfacente, e rendendo fruibile agli addetti ai lavori tutte le informazioni geografiche di
interesse.
1 – INTRODUZIONE
L’Azienda Autonoma di Stato per i Servizi Pubblici (AASS) gestisce l’acquedotto, gasdotto,
elettrodotto, fognature, rifiuti e telecomunicazioni della Repubblica di San Marino. In questo contesto è
stato possibile realizzare uno stretto legame tra Urbanistica, Catasto e Reti Tecnologiche utilizzando un
unico Sistema Informativo Territoriale.
ESRI raccoglie in un unico database tutte le informazioni relative ai vari Enti pubblici
sammarinesi e li distribuisce attraverso un portale Web. Il GIS è un contenitore in cui si rinvengono le
mappe catastali, i piani urbanistici e le reti tecnologiche, gestione risorse ambientali, viabilità, forze
dell’ordine, dipartimento prevenzione ambientale e pronto soccorso.
L’Azienda Autonoma di Stato per i Servizi Pubblici si prefigge, nell’ambito delle proprie politiche
aziendali, lo sviluppo e l’implementazione di un sistema informativo che permetta di ottimizzare le attività
relative alla progettazione, gestione e controllo dei servizi, la diffusione dell’informatizzazione delle
attività aziendali in settori nuovi come il sistema cartografico delle reti tecnologiche, mantenendo e
ampliando il patrimonio informativo oggi a disposizione, nonché il rafforzamento della capacità di
gestione del territorio.
L’attuale obiettivo dell’Azienda è quello di informatizzare le nuove attività aziendali che si sono
sviluppate in tempi recenti, in particolare nel settore della rete fognaria e delle telecomunicazioni
finalizzato alla posa della fibra ottica, aggiornando il patrimonio informativo esistente. Lo scopo è quello
di rafforzare le capacità di governo, programmazione e gestione del territorio, la pianificazione di nuovi
interventi, e favorire lo scambio ed il flusso di informazioni tra Enti diversi.
2 – L’ESIGENZA
L’Azienda ha intrapreso il lavoro di rilevazione delle proprie reti tecnologiche fin dalla sua
fondazione nell’anno 1981.
I primi strumenti di rilievo consistevano nei racconti dei manovali e capi-cantieri che negli anni
precedenti avevano eseguito i lavori. Successivamente, il foglio del rilievo inizia a riempirsi con misure
effettuate direttamente in cantiere sulle dorsali principali. Siamo nel pieno della metanizzazione degli
anni ’80.
In seguito giunge in ausilio la rivoluzione del disegno automatico, tramite CAD, che porta la carta
all’interno di un computer, così passando dal bianco e nero al colore del plotter a penne (8 colori);
ancora strutturati secondo polilinee e blocchi e non mediante un vero e proprio DataBase. Con i primi
GIS e le prime work-station arriva la parte alfa-numerica per giungere via via nel corso degli anni
all’attuale sistema ESRI, nostro partner per il GIS.
Inizialmente l’AASS nasce per progettare, costruire e gestire la rete dell’acquedotto e del
metanodotto; successivamente si aggiunge la rete elettrica e recentemente la rete dei reflui e la fibra
ottica (senza considerare altri settori quali i rifiuti solidi urbani ed i trasporti pubblici).
L’elemento del “dato” si fa sempre più complesso e articolato. Necessita di una accuratezza
sempre maggiore, sia nell’ individuare con esattezza i differenti sottoservizi stradali, sia nell’ attribuire al
dato una serie di "attributi" sempre più indispensabili per la successiva consultazione.
Gestire tutti i Servizi presenti sul territorio (escluso Telecom) significa rilevare con precisione
tutte le reti e servizi posate. Il fatto di essere il solo gestore risulta essere un vantaggio, ma anche,
correlativamente, un onere: chiunque scavi in strada si rivolgerà al Gestore per sapere dove siano
esattamente collocati i servizi.
Anche da ciò si comprende quanto la conoscenza delle reti sia fondamentale al fine di pianificare
nuovi investimenti e per l’esecuzione di lavori di gestione ordinaria. Solo per fare alcuni esempi, basti
pensare: alla manutenzione degli impianti (idranti, saracinesche, riduttori di pressione,…) o più
semplicemente al rinnovo delle reti obsolete o per la ricerca dei guasti. La potenzialità dei sistemi GIS è
percepibile fin dalla fase del rilievo, ma soprattutto nell'utilizzo delle informazioni per la successiva
gestione dei servizi.
Al fine di ottenere un buon dettaglio di rilievo occorre una precisione elevata (la nostra scala di
riferimento nelle rappresentazioni è 1:500, quindi molto dettagliata). La base cartografica è fornita ed
aggiornata (quasi) in tempo reale dall’Ufficio Tecnico del Catasto.
Il dover raccogliere e rappresentare questa mole di dati contemporaneamente nello stesso
ambiente è stata la nostra sfida.
3 – LA SOLUZIONE
Per l’Azienda, l’introduzione dei sistemi GNSS (comunemente detti GPS) è stato davvero un
buon passo in avanti. L’idea che un punto battuto fosse esattamente nel posto “desiderato” ha sortito un
grande cambiamento e ciò indipendentemente dalla precisione della base cartografica catastale. Il
Catasto aggiornato ci dà una grande mano per orientarci nello spazio, ma deriva da rilievi topografici
tradizionali e porta con sè tutte le sue “incertezze” La base catastale utilizza il sistema di riferimento
Cassini-Soldner.
Dovendo rilevare tutto quello che percorre la strada, praticamente ogni pozzetto diventa
(quasi) un caposaldo.
Tutto il tempo che si perdeva dietro l’interpretazione di un rilievo classico, con triangolazioni,
misure in allineamento, distanze, ecc. è ormai solo un ricordo. L’idea di dover ritornare a rifare un rilievo
per errori di misurazione non esiste (quasi) più.
Un altro vantaggio risulta essere quello di poter ritornare in poco tempo sui nostri manufatti e
sulle nostre reti, esattamente nello stesso posto in cui sono stati rilevati. Ad esempio, è in costante
aumento l’uso delle tamponatrici che ci permettono di fare impatti sulle reti in carico (acqua o gas) ma
“semina” lungo la rete una serie infinita di manicotti interrati e difficilmente rintracciabili senza un rilievo
satellitare.
Nei centri storici risulta piuttosto agile produrre un rilievo di tipo tradizionale. Di contro, in aperta
campagna, ove non vi sono punti di riferimento certi, il rilievo e la posa della rete fognaria risulta piuttosto
complesso. Solo qualche anno fa, il rilevatore avrebbe passato molti minuti (se non ore) per posizionare
la condotta con teodoliti o distanziometri. Oggi, con l’arrivo dei sistemi GNSS sicuramente occorre molto
meno tempo.
Il tempo risparmiato e la precisione raggiunta è un importante e fondamentale traguardo.
4 – IL CAMBIAMENTO
Quando sembrava di aver raggiunto il massimo livello di integrazione tra il rilievo e i dati, è
arrivato MobileMatrix.
Leica MobileMatriX è una soluzione software per l’elaborazione interattiva, la visualizzazione e la
manutenzione dei dati di indagine direttamente sul campo. Leica MobileMatriX, è basato sulla tecnologia
ArcGIS di ESRI, è stato sviluppato per trovare un punto di contatto nel flusso dei dati di campo e quelli
d’ufficio. E’ stato progettato specificamente per le esigenze dei rilevatori nella raccolta dati e per i
professionisti
Un singolo operatore dell’Azienda, esce in cantiere con tutte le mappe di cui necessita, caricate
interamente sul tablet. In qualunque luogo del territorio della Repubblica di San Marino esso si trovi, ha
la possibilità di vedere e modificare le reti tecnologiche, senza doversi preoccupare di recuperare alcun
cartiglio o planimetria. La base catastale è continuamente aggiornata ed è di grande aiuto per la corretta
definizione dei confini di proprietà o dei limiti stradali dove poter scavare. Tutte le reti tecnologiche
esistenti (di nostra conoscenza) sono caricate nel tablet; quando il tecnico si sposta lungo le strade, ha
l’esatta situazione di cosa trova sotto ai suoi piedi: è il ricevitore Leica che pensa a portare l’operatore sul
punto esatto. Ovviamente ogni elemento può essere interrogato al fine di conoscere le sue
caratteristiche (tipologia di rete, diametro, materiale, anno di posa, …). Si può scegliere di vedere la
nuvola dei punti del modello digitale del terreno (DTM), oppure di vedere il piano regolatore, oppure
vedere il rilievo aerofotogrammetrico, ecc.
Ma questo non è ancora abbastanza.
La vera rivoluzione è la funzione di MobileMatrix di trasformare direttamente un punto con
coordinate in un elemento nel database. Disegnare direttamente in cantiere ciò che si vede è la vera
rivoluzione.
Con i sistemi satellitari e MobileMatrix è risultato molto più semplice anche progettare. Ogni
progetto classico di Autocad che ha come tema un intervento stradale (marciapiedi, rotatorie,
attraversamenti pedonali,…) una volta caricato sul tablet risulta poi molto semplice “riprodurlo”
direttamente in loco. Uno dei problemi incontrati è l’inquadramento del catasto nel sistema di coordinate
Cassini-Soldner che è stato risolto mediante l’ausili del software Leica che esegue una conversione in
tempo reale da UTM-WGS84 direttamente nello strumento.
Ad esempio, l’AASS in San Marino, nella zona di Canepa, ha progettato una trivellazione con
tecnologia no-dig. Una volta definito il tracciato, nel tablet è stato riportato il progetto, sul terreno è stato
picchettato il tracciato ed infine è stato eseguito lo scavo in brevissimo tempo.
Un altro grande vantaggio del MobileMatrix è la possibilità di distribuire i dati di ArcGIS ad altri
enti o Studi Privati, e soprattutto la possibilità di appaltare parte del rilievo a progettisti esterni con il
grande vantaggio di mantenere la struttura dei Dati e la qualità del rilievo con gli stessi standard.
In particolare nel settore fognario l’AASS si avvale della collaborazione di uno studio di
Ingegneria, Eco Titan Engineering s.r.l., che è rappresentata dall’Amministratore Michele Taddei (a cui
cedo la parola)
La mia attività è stata appaltata nel 2009 e prevede la digitalizzazione del sistema fognario per la
Repubblica di San Marino. In particolare, la richiesta è stata quella di eseguire il rilievo topografico,
idraulico, oltre che la restituzione numerica e grafica in ambiente Autocad ed ArcGIS ESRI della rete
fognaria in base all’informatizzazione della rete di gestione dell’ Azienda Autonoma di Stato per i Servizi
Pubblici (fognatura nera, bianca e mista).
Brevemente Il rilievo è suddiviso in tre step: pianificazione, rilievo in campo,
implementazione e completamento GIS.
Abbiamo operato fin dal 2009 con ricevitori GNSS normali e nel 2015 abbiamo investito
acquistando un nuovo ricevitore della Leica GS14, Tablet Motion e software Mobile Matrix.
Ora tutto il rilievo in campo avviene in modalità più agile e rapida mediante ricevitori Leica e
piattaforma software Mobile Matrix.
Ciò che ha indotto questo cambiamento è stata la necessità di contenere i costi e di
conseguenza i tempi di esecuzione. La mappatura fognaria che stiamo eseguendo nello specifico per
l’Azienda Autonoma di San Marino riguarda la ricostruzione di linee, le quote altimetriche di scorrimento,
la misurazione dei tubi e delle tipologie di materiali utilizzati ed infine lo stato di manutenzione
documentato con fotografie del pozzetto.
Per noi è importante la rapidità nella esecuzione e la precisione del rilievo. Per questo
motivo ad ogni missione in campo l’operatore viene preparato ed informato sulla zona da mappare:
campi agricoli, agglomerati urbani, zone industriali, centri urbani. San Marino presenta tutte queste
casistiche oltre al fatto che la ricezione telefonica all’inizio del 2009 non risultava affidabile come quella
di oggi e quindi si rischiava di dover ricorrere al rilievo classico. Per questo motivo si cerca di pianificare
le missioni negli orari e nelle stagioni con la maggior copertura satellitare (skyplot). Fatto questo siamo
sicuri che sul posto possiamo eseguire il lavoro.
Oggi avere una soluzione completa di ricevitore Leica e software Mobile Matrix in campo per noi
significa portare la workstation dell’ufficio in campo. L’operatore quando è in campo accende il ricevitore
e lancia il software della ESRI in cui è installato l’applicativo: Mobile Matrix ed in 5 minuti è operativo. A
questo punto la vera differenza è lavorare con il ricevitore Leica su mappa catastale e usufruire di tutte le
feature necessarie al topografo (ossia curve di livello, ortofoto, linee dei sottoservizi, vecchi rilievi).
Ricordo che il nostro è un rilievo di tipo “speditivo” che si basa su uno stato di fatto rilevato in
loco con tutte le difficoltà date dalle condizioni ambientali al contorno con particolare riferimento al
traffico veicolare. In queste circostanze, il tempo massimo di rilievo riservato ad ogni pozzetto varia dai
10 ai 15 minuti, per cui è importate che tutto proceda nel migliore dei modi. Ciò che ho notato di Mobile
Matrix è che ci si dimentica a volte che lo si sta utilizzando, perché fondamentalmente l’interfaccia è
quella di ESRI, i comandi pure ma ho il pieno controllo sulla ricezione e qualità di segnale comprovato
dal fatto che il puntatore mi indica sulla cartografia il punto in cui mi trovo.
E’ importante configurare bene il ricevitore e pianificare le uscite, dopo di che il sistema risulta
molto rapido nel trovare il FIX ed è veramente affidabile anche con limitati CUT OFF.
La squadra in campo è composta ora da un minimo di 2 ad un massimo di 5 operatori inclusi gli
operatori idraulici e gli addetti alla sicurezza stradale.
Tornando in Studio il topografo trasferisce il Data Base “giornaliero” di ESRI su server e
sincronizza i dati con il database “completo”.
Il lavoro è ora completo al 30%, con la garanzia che i punti battuti sono esatti e che non esiste
più la necessità di tornare in campo per ulteriori riscontri, come purtroppo accadeva sovente in
precedenza.
A fronte di un minor numero di operatori sul campo, si produce dunque un rilievo nettamente più
preciso in termini di minor tempo e costi di gestione che calano grazie alla conoscenza della rete ed ad
una migliore progettazione.
In conclusione, l’obbiettivo è quello di completare velocemente ed efficacemente l’attività di
digitalizzazione dell’intera rete fognaria sammarinese e di consegnare alla Azienda Autonoma di Stato
della Repubblica di San Marino entro fine 2016 inizi 2017 il lavoro completo.
Ringrazio per l’attenzione.
RINGRAZIAMENTI
Vogliamo qui ringraziare Leica Geosystems, per aver invitato l’Azienda dei Servizi a partecipare
a questo evento ESRI, in particolare nella persona di Giuliano Gallerini e di tutto il suo staff.
Un ringraziamento particolare alla Segreteria di Stato per il Turismo e i Rapporti col l’AASS che
ha collaborato con Noi per partecipare a questo evento e soprattutto un grazie per aver sostenuto in
questi anni l’Azienda di crescere verso l’innovazione e la tecnologia.
Infine un grazie a tutti coloro che hanno collaborato alla stesura di questo documento: i co-autori
Luca Canarezza e Michele Taddei e tutti quelli che hanno apportato il loro prezioso contributo.