Presentazione del progetto: 'Sperimentazione di tecniche GPS-GIS per la gestione e la fruizione dei dati relativi a siti archeologici'

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1 Progetto ArcheoSatMed: Network ICT con Sistemi Satellitari per il miglioramento della conoscenza e della fruizione culturale delle aree archeologiche mediterranee Presentazione del progetto: 'Sperimentazione di tecniche GPS-GIS per la gestione e la fruizione dei dati relativi a siti archeologici' FIRB 2003 D.D Ric 12 dicembre 2003

2 Unità di Ricerca Università degli Studi di Palermo L Unità di Ricerca, coordinata dal prof. Benedetto Villa, si compone di ricercatori che afferiscono al Laboratorio GIS e a quello di Geomatica del Dipartimento di Rappresentazione dell Università di Palermo. Le attività previste per lo sviluppo del progetto saranno condotte in collaborazione con l Unità di ricerca dell Università di Catania, coordinata dal prof. Mussumeci, composta da ricercatori afferenti al Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale.

3 Programma delle attività 1. Elaborazione di una metodologia di indagine finalizzata all individuazione di potenziali siti archeologici attraverso l integrazione di tecniche di interpretazione di immagini iperspettrali (classificazione automatica di oggetti) e analisi con sistemi GIS dei principi insediativi (possibilità di approvvigionamento idrico, viabilità storica, esposizione, pendenze) 2. Definizione di procedure per il rilevamento satellitare differenziale e relativo, con ricevitori a basso costo e di immediata integrazione in strutture GIS 3. Progetto e realizzazione di una guida multimediale GIS, operante su computer palmare con PocketGPS, per la navigazione reale e virtuale di un sito archeologico anche attraverso la connessione ad un server remoto

4 1.1 - Mappe di potenzialità archeologica L interpretazione di riprese aeree e satellitari con le tecniche del telerilevamento permette di individuare aree oggetto di possibile ritrovamento di emergenze archeologiche. Le analisi con sistemi GIS dei principi insediativi (possibilità di approvvigionamento idrico, viabilità storica, esposizione, pendenze) permettono anch esse di redigere delle mappe di possibili insediamenti antichi. L applicazione delle tecniche di map algebra sulle mappe generate con i sistemi prima descritti consente di ridurre il campo di indagine a zone più ristrette, individuando quelle per le quali è maggiore la probabilità di ritrovamento archeologico (mappe di potenzialità archeologica). Una prima sperimentazione è stata condotta sull area circostante la Villa Romana del Casale a Piazza Armerina (Enna). Il sito prescelto per una successiva sperimentazione è quello di Morgantina (Enna).

5 1.2 - L analisi di queste immagini Iperspettrali (MIVIS), in particolare delle bande relative all infrarosso termico, ha permesso di individuare zone caratterizzate da anomalie riconducibili alla possibile presenza di reperti archeologici.

6 1.3 - Per questa area sono state raccolte informazioni sulla viabilità storica, sulla morfologia del terreno e sulla presenza di possibili fonti di approvvigionamento idrico Q I = K D Viabilità storica Carta della possibilità di approvvigionamento Carta delle pendenze

7 1.4 - Le tre carte prodotte con l analisi GIS sono state incrociate ed è stata ottenuta la carta dei possibili insediamenti archeologici in cui i pixel con Digital Number più elevato corrispondono a zone con maggiore probabilità di presenza di reperti archeologici

8 Flusso dei dati Rilievo e studio in situ GPS DATI Rappresentazione GIS, CAD

9 Procedura per il rilievo di aree archeologiche con tecniche GPS-GIS su pocketpc Rilievo del sito con l uso di strumenti avanzati GPS Ortofoto, cartografia numerica Raccolta delle informazioni Implementazione del sistema informativo territoriale Integrazione con ipotesi di ricostruzione Definizione della struttura dati strutturazione dei contenuti in formato GML Creazione livelli informativi Modelli 3D Nuovi livelli informativi

10 Fase 2 del progetto Test su differenti ricevitori GPS a basso costo e sistemi di posizionamento INDOOR Aree aperte analisi delle caratteristiche del segnale Aree alberate Canyon urbani Aree INDOOR verifica delle possibilità di miglioramento dell accuratezza posizionale real-time definizione di procedure di rilievo GPS e trasferimento dei dati al server

11 FASE CONGIUNTA ATTIVITA GRUPPI RICERCA DI CATANIA E PALERMO: Sistemi GPS a basso costo e trasmissione correzione differenziale posizionamento real time del visitatore positivi i primi test di posizionamento differenziale (in post processing) utilizzando alcuni ricevitori palmari con i quali è possibile acquisire la portante L1 (in collab. CT e PA) si proseguirà testando le tecnologie disponibili per il posizionamento real time e per il trasferimento del dato posizionale al sistema di navigazione su pocket PC. Modelli di vulnerabilità da applicare ai singoli manufatti e al sito archeologico di Morgantina rispetto agli scenari temibili di pericolosità sismica e idrogeologica analisi di rischio (SIT specializzato) già condotte numerose esperienze per la definizione e implementazione di modelli di valutazione del rischio in ambiente GIS [casi studio: provincia di Catania (produzione di cartografia tematica relativa agli spostamenti attesi in superficie a seguito di sisma e analisi del rischio sismico delle infrastrutture stradali); territorio di Enna (rischio idrogeologico e accessibilità alla città); provincia di Siracusa (rischio idrogeologico e di esondazione)]. si proseguirà analizzando le pecualirità di un sito archeologico e dei manufatti in esso presenti (caso studio di Morgantina) in relazione alla pericolodità sismica e idrogeologica del territorio, cercando di definire modelli di rischio e metodologie di impiego delle funzionalità GIS generalizzabili ed esportabili

12 Fase 3.1 Contributo unità di Torino Realizzazione di Web-GIS struttura e formato delle informazioni definizione interfaccia grafica del portale Realizzazione di un browser per la visualizzazione di file GML trasferibilità dell informazione (modalità e tecniche di trasmissione)

13 Fase 3.2 Progetto di applicazione multimediale per computer palmare analisi delle prestazioni di applicazioni multimediali per PoketPC definizione delle funzionalità realizzazione di applicazioni multimediali con inserimento di algoritmi per il miglioramento dell accuratezza posizionale connessione a PoketGPS

14 GPS già utilizzati Ulteriore sperimentazione sull utilizzo di GPS low-cost EM-TACS CruxII BTGPS Holux GPSlim 236 TomTom Wireless GPS (9821X) Magellan Sport Track Map

15 Test su diverse tipologie di aree Sono state individuate alcune tipologie di aree che simulano differenti strutture di siti archeologici (aree aperte, aree alberate, canyon urbani, ecc.) Percorsi in zona alberata Percorsi fra edifici bassi Percorsi in area libera

16 Progetto di una applicazione per computer palmare Consente: di interfacciarsi al ricevitore GPS BlueTooth per ricevere i dati ad esso inviati, quali la posizione e configurazione dei satelliti, i parametri VDOP e GDOP di memorizzare in file di log le frasi NMEA ricevute al fine di eventuali post-elaborazioni Dopo avere caricato una carta georiferita, l'applicazione multimediale consente: di navigare su di essa in tempo reale sfruttando la localizzazione del sistema GPS, di ricevere informazioni testuali sull area in cui ci si trova, collegandosi ad un database spaziale di ricevere informazioni audio o video in modalità automatica (non appena si entra in una determinata area) o su richiesta dell utente

17 Applicazione di algoritmi per il miglioramento dell accuratezza posizionale La guida multimediale può essere utilizzata in due modalità: navigazione libera o navigazione su percorso prestabilito. Al fine di rendere possibile la navigazione su un percorso prestabilito è stata inserita nell applicazione una sub-routine che consente, tramite opportuni algoritmi di dead reckoning, di agganciare la propria posizione al tratto di percorso più vicino. Schema dell algoritmo Problemi di posizionamento rispetto al percorso

18 Utilizzo del GML Ulteriore oggetto di sperimentazione dovrebbe essere la creazione di un modulo aggiuntivo per l importazione di feature GML, al fine di permettere l assunzione delle informazioni GIS da un server remoto. (La versione GML 3 consente di dotare gli oggetti di semplice strutturazione topologica; ad esempio è possibile attribuire un verso ai vari tratti di percorso, migliorando la gestione dei dati). Sito archeologico di Solunto: percorsi con un proprio verso