Open Source, Free Software e Open Format nei processi di ricerca archeologica. Atti del III Workshop (Padova, 8-9 maggio 2008)

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1 Open Source, Free Software e Open Format nei processi di ricerca archeologica Atti del III Workshop (Padova, 8-9 maggio 2008) a cura di Luca Bezzi, Denis Francisci, Piergiovanna Grossi, Damiano Lotto

2 Nota all edizione. Il layout di impaginazione è opera dei curatori; è realizzato in linguaggio LaTeX e si basa sul modello degli Atti dei precedenti Workshop Open Source, Free Software e Open Format nei processi di ricerca archeologica tenutisi a Grosseto nel 2006 e a Genova nel 2007 (quest ultimo ancora in corso di stampa). Tutti gli interventi orali ed i posters del workshop sono stati pubblicati, tranne quelli di M. Landa, M. Lorenzini e L. Sanna, F. Morando. Gli abstract in lingua inglese di E. Demetrescu, A. D Ascoli e P. Forlin sono opera dei curatori. Vista la distanza di tempo tra il convegno e la pubblicazione degli Atti e nonostante il lavoro di aggiornamento effettuato, alcuni siti internet citati nei contributi potrebbero non risultare più attivi o aver modificato il proprio indirizzo. I lavori segnalati come in corso di stampa (cds) erano ancora tali alla data del 31 maggio Il logo in copertina è opera di Luca Bezzi. La pubblicazione degli Atti è stata finanziata col contributo del Dipartimento dei Beni Culturali: archeologia, storia dell arte, del cinema e della musica dell Università degli Studi di Padova. Roma 2012, Edizioni Quasar di Severino Tognon s.r.l. via Ajaccio 41-43, I Roma qn@edizioniquasar.it ISBN: cb Il volume ed i singoli contributi degli Atti nella versione digitale sono distribuiti con licenza Creative Commons Attribuzione 3.0 Italia; ciò significa che il lettore è libero di riprodurre, distribuire, comunicare al pubblico, esporre in pubblico, rappresentare ed eseguire quest opera, di modificarla e di usarla per fini commerciali, a condizione che venga attribuita la paternità dell opera ai curatori del volume e ai singoli autori dei contributi nei modi indicati dagli stessi o da chi ha dato l opera in licenza.

3 Indice Presentazione Jacopo Bonetto, Giovanni Leonardi Introduzione Luca Bezzi, Denis Francisci, Piergiovanna Grossi, Damiano Lotto V IX 1. RELAZIONI 1 L analisi archeologica degli elevati attraverso l uso del free e open-source software Giovanni Luca Pesce 3 Reconstructing the past. Il 3D modeling nella ricerca archeologica Filippo Stanco, Davide Tanasi, Santo Privitera 17 Elementi di metodologia per le applicazioni open source e free software nella restituzione archeologica territoriale ed urbana. Il caso della Marrana di San Giovanni a Roma Emanuel Demetrescu 33 Reinterpretazione delle mappe di Google: WebGIS dinamico elementare e formati aperti con ASP e XML Gianluca Cantoro 43 Network solutions for the management and dissemination of the archaeological data Julian Bogdani, Erika Vecchietti 55 Libera circolazione di dati archeologici: il caso dello scavo di S. Vigilio di Ossana (TN) Nicoletta Pisu, Giuseppe Naponiello 69 Open Archaeology: i Fasti e la pubblicazione online Helga Di Giuseppe, Elizabeth Fentress 85

4 IV INDICE Libertà di accesso, ricerca e riserva di pubblicazione nelle scoperte archeologiche Maddalena Mazzoleni, Zeno Baldo 95 Trasparenza, circolazione e diritto intellettuale per il dato archeologico: un possibile modello dalle licenze Open Source Augusto Palombini, Andrea Schiappelli 101 L accessibilità all Informazione Territoriale: i programmi regionali e le iniziative nazionali ed europee Maurizio De Gennaro, Luca Zennaro POSTER 115 Mura Bastia. Anastilosi informatica della torre di Onigo (Pederobba, Treviso) Vladimiro Achilli, Alessandro Bezzi, Denis Bragagnolo, Massimo Fabris, Matteo Frassine 117 Journal of Intercultural and Interdisciplinary Archaeology. JIIA Eprints Repository: un esperienza OAI-PMH per l archeologia Antonella D Ascoli 127 Montegrotto Terme. Spatial analysis dei reperti mobili applicata alle superfici d uso della capanna pienomedievale (sec. XI-XII): metodologia e risultati Paolo Forlin 135 Roma città aperta. Virtual Rome e il paesaggio archeologico di Roma sul web Luigi Calori, Carlo Camporesi, Andrea Negri, Augusto Palombini, Sofia Pescarin 141 Sistema GIS e strumentazione tradizionale: una soluzione possibile Massimo Dadà, Giuseppe Naponiello 147 Arc-Team s.n.c. open research (sharing results) Alessandro Bezzi, Luca Bezzi, Rupert Gietl 159 Il WebGIS territoriale e di scavo di Montegrotto Terme (Padova) Piergiovanna Grossi, Francesco Pirotti 171 Flessibilità della scelta Open Source in archeologia: i casi di Villa di Villa (TV) e Fondo Paviani (VR) Damiano Lotto 183 Documentazione di scavo in open source: il caso di Montebelluna (TV) Denis Francisci 187

5 1 RELAZIONI

6 Elementi di metodologia per le applicazioni open source e free software nella restituzione archeologica territoriale ed urbana. Il caso della Marrana di San Giovanni a Roma Emanuel Demetrescu Sommario. Nell ambito delle indagini archeologiche preliminari alla costruzione della nuova linea metro C a Roma, si è resa necessaria la creazione di un modello digitale tridimensionale per comprendere su larga scala le estensioni del bacino archeologico urbano. Il modello si articola in una unica banca dati aperta elaborata quasi esclusivamente tramite software free ed open source. Abstract. During the archaeological investigations connected with the construction of the new C metro line in Rome, we had to create a three-dimensional model, in order to understand the real size of the urban archaeological record. This model is connected with a single database, which was elaborated almost completely with free and open source software. 1. Il caso di studio La porzione di territorio oggetto di indagine coincide con il tratto extramuraneo tra Porta Asinaria e Porta Metronia, caratterizzato dal passaggio, fino alla prima metà del 900, della via d acqua detta Marrana di San Giovanni ed attualmente occupato dal quartiere Appio 1. Questa zona conosce due momenti di forte cambiamento: la costruzione delle Mura Aureliane 2 alla fine del III sec. d.c. e la chiusura della valle della Marrana 3 nel periodo in previsione della costruzione del quartiere Appio. Le mura e il corso d acqua sono i fossili guida che caratterizzano il paesaggio dall antichità fino alla moderna urbanizzazione: per il loro forte impatto territoriale e la persistenza nel tempo essi impongono le dinamiche di utilizzo e riutilizzo di questo settore extramuraneo. In questa sede si vogliono formalizzare gli elementi di metodologia impiegati in questo caso di studio per l utilizzo di software free ed open source nei processi di a) acquisizione dati, b) rielaborazione/ricostruzione e c) restituzione dell area oggetto d indagine. Parsifal, Società Cooperativa di Archeologia. 1 L area di estende per una lunghezza di ca 2 km per 500 m di larghezza. 2 Per un rilievo schematico ed una introduzione storico-topografica delle Mura Aureliane nel tratto compreso nello studio si veda Mancini Per lo studio della Marrana di S. Giovanni vi sono due testi che risalgono a quando essa era ancora attiva: Lais 1913 e Lais 1920; da ultimo si veda Becchetti 1974 e Motta 1986.

7 34 ELEMENTI DI METODOLOGIA Fig. 1. Vista da dirigibile del costruendo quartiere Appio. Fig. 2. Vista aerea del quartiere Appio ultimato. 2. La pipe-line archeologica nel progetto Marrana Nel tentativo di comprendere l evoluzione paesaggistica e stratigrafica della porzione di territorio in esame, il lavoro si è svolto in più fasi 4 : raccolta in una banca dati di tutte le informazioni disponibili e creazione di una piattaforma GIS di lavoro; elaborazione dei dati (fasi edilizie, presenze-assenze, dati piano-altimetrici); restituzione multidimensionale del paesaggio dell area di studio nelle varie epoche. 4 Il lavoro è stato svolto da chi scrive e dal Dott. Sergio Fontana in seno alla Parsifal, Società Cooperativa di Archeologia nel 2007 per conto di Metro C s.p.a. e con la supervisione della Soprintendenza Archeologica, Dott.ssa Rossella Rea.

8 LA PIPE-LINE ARCHEOLOGICA NEL PROGETTO MARRANA 35 La raccolta dei dati (ovvero la creazione del modello empirico). Nella prima fase di lavoro sono state raccolte diverse categorie di dati e sono state integrate nel database: Fonti documentarie: spoglio bibliografico; cartografia storica (dal 500); (aero)fotografia (dall 800); rilievi piano-altimetrici. Dati archeologici: saggi Metro C; archivio S.A.R. Carotaggi: studi preliminari Metro C. Come si può vedere nello schema alla fig. 3 il punto di partenza è il modello reale, vale a dire l ammontare dei dati archeologici potenzialmente disponibili sotto terra, dati certamente impossibili da conoscere nella loro interezza (per motivi pratici). Ciò che è possibile estrapolare, attraverso la raccolta dei dati è un modello empirico vale a dire un campionamento del potenziale archeologico. Questo è fortemente influenzato dalla presenza e dalla densità di indagini sul territorio e dai criteri e dalle tecnologie di raccolta delle informazioni 5. Fig. 3. Dalla raccolta del dato alla restituzione archeologica. Il metodo di lavoro ha prediletto la raccolta del maggior numero possibile di informazioni considerando la seconda parte dello studio (la formazione del suddetto modello di integrazione) come un indagine esplorativa dei dati seguendo 5 Una banca dati archeologica può essere anche interpretata come un modello dei dati, distinto dall oggetto reale archeologico (conosciuto, per ovvi motivi, solo in piccola parte). Shanks e Tilley in un celebre libro sulla teoria e la pratica della ricostruzione archeologica (cfr. Shanks, Tilley 1987, p. 110) concludono che i dati sono un appropriazione teorica della testimonianza archeologica : è l oggetto teorico e non quello reale con cui gli archeologi hanno a che fare.

9 36 ELEMENTI DI METODOLOGIA le indicazioni teoriche proprie dell approccio post-processuale 6. L inserimento dati è stato fatto tramite il software open source OpenJUMP (v. 1.2). Questo applicativo si distingue per la chiarezza dell interfaccia utente, la quantità di strumenti di editing (snap, strumenti di selezione, ecc.) e la capacità di leggere e scrivere il formato DXF. La rielaborazione dei dati ovvero la creazione del modello di integrazione. A partire dal modello empirico ed attraverso metodi quantitativi ed esplicite ipotesi storiche è possibile ottenere un modello di integrazione che si esprime in una banca dati distinta da quella ottenuta con la raccolta dei dati ed in cui trovano posto tutte le informazioni derivabili dal dato archeologico grezzo di partenza. La restituzione archeologica. Dall unione dei due modelli deriva il modello restitutivo o restituzione archeologica. La restituzione non è propriamente una banca dati (che altrimenti sarebbe una ripetizione dei modelli precedenti di cui è composta) bensì tutto l insieme di arrangiamenti multimediali con cui aprire la banca dati verso l esterno: qui trovano posto gli elaborati cartacei e digitali (planimetrie, sezioni, filmati...) fino ad un ambiente simulato esplorabile in cui gli oggetti hanno attributi multidimensionali: tre dimensioni spaziali, una dimensione temporale, variabili ambientali, attributi specifici, ecc. La scelta di questa pipe-line di lavoro, e di conseguenza la scelta di separare i dati di prima mano (modello empirico) da quelli da essi derivati (modello di integrazione), permette di distinguere nettamente il grado di affidabilità del dato e permette inoltre in qualunque momento di aggiungere informazioni nel primo modello (nuove scoperte sul campo) o nel secondo (nuove vie di esplorare i dati o nuove teorie ricostruttive da rappresentare) e, seguendo procedure di lavoro normate, di aggiornare agevolmente l ambiente simulato (restituzione). Il problema della risoluzione del GIS. Il database ottenuto, poiché raggruppa dati raccolti in tempi, criteri e tecnologie diverse, presenta informazioni disomogenee per quanto riguarda: accuratezza del dato: maggiore o minore a seconda dell accuratezza della sua raccolta ma anche e soprattutto del supporto con cui viene tramandato (ad esempio carotaggi provenienti da dati d archivio ed a suo tempo posizionati su planimetrie ad alta scala di riduzione avranno un grado di accuratezza topografica minore di quelli il cui boccaforo è stato rilevato con strumentazione di precisione); omogeneità di indagine: questioni pratiche possono comportare la presenza di porzioni di territorio a maggiore o minore densità di indagine (ad esempio zone in cui non è stato possibile praticare dei carotaggi o in cui la lettura degli stessi non ha rilevato sufficienti informazioni); densità di ritrovamento: è influenzata principalmente dalla suddetta omogeneità di indagine (zone fittamente indagate con carotaggi o saggi possono comportare una più alta definizione morfologica del paesaggio in una determinata epoca). 6 Per gli orizzonti teorici sulla raccolta del dato archeologico nella temperie post-processuale si veda Turkle 1995 e, da ultimo, Lock 2003, p. 13.

10 LA PIPE-LINE ARCHEOLOGICA NEL PROGETTO MARRANA 37 Le informazioni vettoriali contenute nella banca dati riportano la fonte da cui provengono e quindi il grado di accuratezza del posizionamento topografico 7. Per quanto concerne invece il versante raster della banca dati è stato necessario scegliere una risoluzione di lavoro. Si tratta di un operazione importante e piuttosto delicata in quanto essa sarà la risoluzione dei modelli piano-altimetrici tridimensionali che si andranno ad ottenere. Per fare questo è stato necessario estrapolare il valore più alto di precisione topografica presente all interno della banca dati: nel nostro caso, considerando la finalità di restituzione topografica su larga scala, i metodi di posizionamento con stazione totale (agganciati tuttavia a planimetrie catastali non sempre precisissime), la grande mole di dati d archivio e soprattutto valutando l inevitabile compressione dei carotaggi durante la perforazione si è stimata la risoluzione raster in m 0.4 nelle tre coordinate x, y e z Rielaborazione La produzione dei modelli piano-altimetrici. A partire dai dati altimetrici desunti dai carotaggi 8, dalla cartografia storica 9, da dati d archivio e da saggi stratigrafici è stato possibile creare una planimetria dei punti quota disponibili nelle varie fasi storiche. Fig. 4. Schema dei modelli piano-altimetrici. Come si può vedere nella figura 4, il paesaggio storico scomparso meglio documentato è quello del 1906 (vale a dire prima della chiusura della valle della 7 L esplicitazione del grado di accuratezza del dato è fondamentale in quanto la grafica vettoriale non esprime, da sola, l incertezza del posizionamento, ed anzi, rischia di confondere ritrovamenti rilevati con strumentazione di precisione con esempi-limite, non così rari, di rilievi fatti a mano e ricollocati in planimetria a distanza di decenni basandosi sul solo numero civico della via. 8 Ogni carotaggio restituisce la quota dell interfaccia superiore di uno strato/fase storica: ad esempio le quote tardo antiche si riferiscono al limite superiore degli interri tardoantichi. 9 Roma possiede delle buone coperture piano-altimetriche come quella ITM 1875/76 (curve di livello a 5 m) o l ottimo rilievo di Edmondo Saintjust Di Teulada del 1908 (vedi Di Teulada 1908). Quest ultimo ci mostra una Roma fortemente diversa dall attuale, soprattutto nelle zone che ancora non erano urbanizzate agli inizi del XX sec.

11 38 ELEMENTI DI METODOLOGIA Marrana) in quanto esiste un rilievo piano altimetrico dell epoca con curve di livello ad un metro 10. L orizzonte del 1906 è stato identificato però anche da scavi e da carotaggi compiuti di recente. Dal confronto fra le misurazioni attuali e il rilievo dei Francesi ci si è accorti che lo scarto era quasi sempre inferiore al metro (la risoluzione delle curve di livello) per cui ci si è resi conto sia della bontà del rilievo piano altimetrico del 1906 ma, viceversa, anche del fatto che è possibile apprezzare le quote di vita di una determinata epoca su un area estesa grazie ai soli dati provenienti da scavi/trincee e dai carotaggi. Per questo motivo si è deciso di procedere cronologicamente a ritroso e produrre dei modelli interpolati per la fase romana tardo antica e per l orizzonte non antropico 11 (cfr. figg. 5 e 6) che è stato possibile far interagire con le strutture edilizie note da scavi e da fonti d archivio. Questa tecnica, di robusto impatto conoscitivo del rischio storico-archeologico, necessita però di importanti accorgimenti metodologici. L interpolazione dei punti quota perde infatti la sua efficacia al di fuori del poligono che racchiude la zona in cui sono effettivamente i dati. Per ovviare a questo inconveniente è necessario contestualizzare l effettiva copertura planimetrica di queste informazioni. Sono stati quindi tracciati degli areali, uno per ogni fase cronologica e sono stati usati per circoscrivere le zone in cui elaborare i modelli. In particolare si è fatto uso dell algoritmo di interpolazione di punti quota regularized spline with tension con il comando v.surf.rst contenuto nel software GIS open source GRASS. Una volta ottenuti dei modelli piano-altimetrici di massima, si sono aggiunti i dati paleoambientali 12. Restituzione. La fase di restituzione grafica dei dati raccolti e rielaborati si è tradotta nella composizione di planimetrie, sezioni e viste 3D dei modelli di elevazione del suolo. Queste ultime in particolare sono state ottenute direttamente dal taglio dei modelli sovrapposti delle varie fasi (attuale, 1906, tardo-antico, non antropico). 3. La scelta del software free ed open source Quando il progetto Marrana è stato approntato si è deciso di far uso in maniera massiccia di software free ed open source e i motivi della scelta sono stati principalmente due. Il primo è stato l aspetto economico: gestire il dato archeologico contemporaneamente tramite CAD, GIS e 3D è, sul piano economico, molto impegnativo. Il secondo aspetto è il rapporto stringente tra la metodologia di lavoro e la tecnologia impiegata. Tutti i prodotti umani sono fortemente influenzati dai processi produttivi cioè dalla strumentazione impiegata. Se si pensa alle prime planimetrie puntuali archeologiche di Roma del XVI secolo e le si confronta con l attuale interpretazione delle foto aeree si rende evidente la differenza nei 10 Vedi nota n Per orizzonte non antropico (anche detto geologico) si intende tutta quella stratigrafia che, scendendo col carotaggio, non restituisce più tracce archeologiche 12 Per l aggiunta delle linee dell idrografia al modello piano-altimetrico (tenendo conto della pendenza necessaria alla via d acqua per scorrere) e per ottenere nuovi punti quota per reinterpolare il nuovo modello si è fatto uso del modulo di GRASS r.carve. Per la produzione delle textures del suolo si è fatto uso di L3DTS della Bundysoft, un software commerciale capace di interfacciarsi alla piattaforma open source wxenviro (usato in fase di restituzione, cfr. cap. 2.1).

12 LA SCELTA DEL SOFTWARE FREE ED OPEN SOURCE 39 Fig. 5. Modello tecnico probabilistico della fase non antropica con sovrapposizione delle Mura Aureliane. Fig. 6. Modello tecnico probabilistico della fase romana tardo-antica.

13 40 ELEMENTI DI METODOLOGIA dati disponibili alla ricerca; lo studio del mondo antico si è sempre organizzato intorno ai dati empirici disponibili: prima le fonti letterarie, poi piano piano ci si è spostati sull epigrafia e ancora sui manufatti che riportavano una qualche scritta per poi scendere in dettaglio verso l attuale scienza archeologica. Organizzare la ricerca intorno ai dati implica la nascita di una metodologia di lavoro. L architettura della banca dati è modulare e i dati archeologici sono suddivisi contemporaneamente secondo la loro rappresentazione digitale (punti, linee, poligoni) e secondo categorie archeologiche (cronologia, tipologia). Questa divisione dei dati è fondamentale e permette di lavorare con software diversi utilizzando le informazioni come fossero degli ingredienti con cui assemblare le restituzioni (sezioni, planimetrie, viste 3D e ambienti vr realtime). Ogni software impiegato gestisce una parte dei dati, li rielabora e produce nuove informazioni che confluiscono nella banca dati. Questo approccio necessita di formati che possano essere letti da ogni software e viceversa di applicativi capaci di leggere i medesimi formati senza dover operare troppe trasformazioni (spesso pericolose per l integrità dei dati). Far convivere degli universi digitali che hanno regole concrete, principi generali e persino consuetudini diverse come il CAD, il GIS ed il 3D è da sola una questione di metodo piuttosto imbarazzante e le software houses risolvono questi delicati passaggi con catene di formati proprietari che obbligano di frequente l utente a ridursi ai soli strumenti di rielaborazione digitale che ruotano intorno ad essi. Il software proprietario spinge di conseguenza verso un approccio centralizzato alla banca dati multimediale perché in molti casi non permette di spezzettare il record archeologico secondo la pipe-line del progetto di ricerca (fattore molto importante nel momento in cui si lavora in gruppo). Fig. 7. Software open e closed utilizzati nel progetto Marrana.

14 BIBLIOGRAFIA Adozione del software open e free in ambito archeologico professionale L esperienza maturata sul campo nell utilizzo dei FOSS porta ad alcune brevi considerazioni: i software aperti sono nettamente superiori ai software proprietari in termini di versatilità/qualità/prezzo per il versante web publishing, il closed software presenta al momento attuale migliori e più versatili soluzioni per la gestione in scala nota delle tavole dedicate alla stampa e infine l utilizzo diffuso di software presso committenti e progettisti non implica necessariamente l adozione di formati chiusi ma richiede la capacità di convertire tali formati all occorrenza. In effetti è proprio quest ultimo il tradizionale scoglio nell adozione dei FOSS in ambito archeologico professionale. Nella figura 7 sono raccolti gli applicativi impiegati nello studio; come si può notare i software proprietari impiegati sono legati alla sfera dei CAD ed ai relativi formati proprietari che attualmente sono uno standard de facto con cui l archeologo si deve confrontare per far interagire la piattaforma dei dati con le planimetrie e i profili delle opere pubbliche. Si auspica che in futuro, a prescindere dalla nascita di un software CAD open, vi sia una maggiore integrazione dei formati aperti su questo versante. Bibliografia Becchetti P. 1974, La marrana dell acqua Mariana, in Arrigo G., Parboni P. (a cura di), Le acque di Roma: dalle scaturigini attraversando l urbe al mare, Roma, pp Di Teulada E. (a cura di) 1908, P.R.G.1908, Relazione presentata al Consiglio Comunale di Roma, Roma. Lais F. 1913, Il rivo dell acqua Mariana, Grottaferrata. Lais F. 1920, Il rivo dell acqua Mariana, seconda edizione riveduta ed ampliata, Grottaferrata. Lock G. 2003, Using computers in archaeology. Towards virtual pasts, London and New York. Mancini R. 2001, Le mura aureliane di Roma: atlante di un palinsesto murario, Roma. Motta R. 1986, La decadenza degli acquedotti antichi e la conduzione dell Acqua Mariana, in Il Trionfo dell Acqua. Acque e Acquedotti a Roma, IV sec. a.c. XX sec. (Catalogo della Mostra), Roma, pp Shanks M., Tilley C. 1987, Re-constructing Archaeology. Theory and Practice, Cambridge. Turkle S. 1995, Life on the Screen. Identity in the Age of the Internet, New York.