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SAGA GIS

Visualizzatore di mappe GIS, inclusi i rilievi 3D realizzati tramite LiDAR, con analisi...

Esiste una tecnologia poco nota al grande pubblico chiamata LiDAR. Questa permette di realizzare una mappa tridimensionale di un'area geografica semplicemente sorvolandola con un elicottero, utilizzando degli impulsi laser. Questi impulsi, nello spettro infrarosso, hanno il vantaggio di poter garantire una precisione notevole, in genere fino a 2 metri. Significa che ogni oggetto con almeno un lato maggiore di 2 metri viene rilevato in 3D: le persone sono troppo piccole e quindi risultano invisibili, ma i binari del treno, i sentieri montani, i torrenti e anche i manufatti antichi sono visibili. Inoltre, questo laser può mappare lo strato di pietra, ignorando la vegetazione che lo ricopre anche se molto folta. Alcune regioni italiane hanno provveduto a mappare il loro territorio sfruttando questa tecnologia, perché hanno capito che può rivelarsi utilissima per prevedere con una buona affidabilità il rischio geologico e mettere in atto le strategie più efficaci per il contenimento dei danni in caso di catastrofi naturali. Questi modelli tridimensionali sono ora pubblicamente disponibili tramite il sito del Ministero dell'ambiente ed alcuni sono anche pubblicati sul portale internazionale FreeGIS Data .

Ovviamente, questa tecnologia interessa molto anche i privati cittadini: è un buon modo per conoscere a fondo il proprio territorio, è un eccellente esempio di open data, ma anche perché può essere una base di partenza per tutti gli appassionati di geologia o ricerca storica. Molti archeologi, professionisti e non, hanno imparato ad apprezzare il LiDAR perché siccome questi modelli mostrano il terreno senza la vegetazione, si possono identificare oggetti e costruzioni perdute da secoli: castellieri, trincee militari e antiche abitazioni. Prima di girare le montagne con un metal detector è certamente consigliabile consultare un modello realizzato tramite LiDAR per capire dove si possano trovare i reperti più interessanti. Ma con quale programma si possono visualizzare i rilievi LiDAR? Ce ne sono diversi, ma quasi nessuno è completo quanto SAGA .


SAGA è un programma modulare. Per cominciare dobbiamo scorrere l'elenco dei moduli disponibili, scegliendo quello relativo all'importazione del tipo di file con cui sono stati realizzati i rilievi LiDAR in nostro possesso: uno dei più comuni è il formato LAS . La finestra di importazione permette di scegliere anche quali parametri importare: il number of the return è importante perché ogni materiale restituisce un impulso diverso, quindi conoscendo il numero degli impulsi restituiti si possono distinguere gli strati di pietra dalla terra superficiale e dalla vegetazione.


A prescindere dal formato del file importato, si dovrebbe ottenere una nuvola di punti, visualizzata dall'alto con falsi colori per distinguere a colpo d'occhio le variazioni del terreno. Il risultato si trova nella scheda Data/point cloud/01 .


La nuvola di punti disponibile al momento è scomoda: per poter essere manipolata facilmente deve essere trasformata in una griglia. Per farlo è necessario l'apposito modulo reperibile nell'elenco come Modules/Shapes - point clouds/Point Cloud to Grid . La finestra di impostazioni del modulo chiede di specificare dal menu a discesa il nome della nuvola di punti da trasformare in griglia.


È possibile decidere anche quali parametri della nuvola di punti si vogliano conservare, oltre alla posizione dei singoli punti. Per esempio, il number of returns . La soluzione migliore è probabilmente mantenere tutti i parametri, scegliendo la voce all attributes . Poi si può premere il pulsante Okay


La trasformazione della nuvola di punti in una griglia è una operazione che può richiedere qualche minuto: è importante non interagire troppo con il programma durante questa operazione, altrimenti si rischia di saturare le risorse del computer e mandare in crash SAGA. Ottenuta la griglia, si può cominciare a lavorarci sopra.


Per esempio, si può utilizzare il modulo Modules/terrain analisys - lightining/analitycal hillshading per estrapolare dalla griglia un modello tridimensionale. Il punto di partenza deve essere la griglia appena ottenuta e la sua elevation dovrebbe essere l'asse contrassegnato dalla lettera Z , che rappresenta l'altitudine di ogni punto rilevato dal LiDAR.


I dati Azimuth e Declination permettono di specificare la posizione del Sole, per poter illuminare in modo realistico il modello. Sembra un dettaglio poco importante, ma non lo è: con i raggi del Sole perpendicolari all'orizzonte i pendii del terreno non sono evidenti, mentre con i raggi del Sole radenti anche le piccole buche diventano visibili.


Andando nel diagramma ad albero presente nella scheda Tree si dovrebbe veder apparire la voce Analytical hillshading . Cliccandoci sopra viene visualizzato il modello tridimensionale visto dall'alto, e per vederlo in 3D basta cliccare sul menu Map/Show 3D-View .


Prima di visualizzare il modello navigabile in 3D, si apre una nuova finestra di impostazioni che permette di scegliere i dettagli del grafico. La questione più importante è la risoluzione, indicata nel parametro resolution . Con una risoluzione troppo alta si rischia di bloccare il programma, o quanto meno renderlo tanto lento da essere inutilizzabile. D'altro canto, con una risoluzione troppo bassa non si vedrebbero i dettagli, e una scansione LiDAR ha di solito un'eccellente precisione che andrebbe quindi sprecata. Un valore pari a 200 dovrebbe essere un buon compromesso per la maggioranza dei modelli.


In un'apposita scheda del visualizzatore, si apre la vista 3D del modello, navigabile tramite i pulsanti a forma di freccia presenti nell'interfaccia di SAGA, sotto ai menu. Per migliorare la visualizzazione del modello si può cliccare sul menu 3D-View/Interpolated colors in modo che il programma cerchi di calcolare colore e posizione dei punti assenti per ottenere un'immagine continua.


Naturalmente, SAGA è un programma progettato non solo per la semplice visualizzazione, ma anche per lo studio dei modelli tridimensionali: tramite esso è possibile, per esempio, identificare automaticamente i pozzi o le falde presenti in una porzione di territorio, ed applicare dei modelli previsionali per valutare il rischio di esondazione dei fiumi o della propagazione degli incendi.