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Scadenze e attività connesse con il catasto strade Andrea Demozzi CEN TC226 Road Equipments Giovanni Righetti DE-RERUM NATURA Srl, Pesaro L istituzione e l aggiornamento del catasto strade resta ancora un traguardo molto lontano per molti Enti gestori. Gli autori, nel ricordare le attività previste dal normativa in vigore, riassumono le tecniche di rilievo oggi presenti sul mercato, con particolare riferimento a quella dei sistemi integrati, una nuova metodologia in grado di integrare il rilievo Laser aero-trasportato ad un filmato georeferenziato ed ad un rilievo terrestre. 1 Il Nuovo Codice della Strada è stato emanato con Decreto Legislativo 30.4.1992 n. 285, modificato con Decreto Legislativo 10.9.1993 n. 360. Il relativo Regolamento di attuazione è stato emanato con DPR 16.12.1992 n. 495, modificato con DPR 16.9.1996 n. 610. 2 pubblicato sulla GU n. 5 del 7-1-2002 - Suppl. Ord. N.6. 13, comma 6, del Nuovo Codice della Strada L art. 1 obbliga gli enti proprietari delle strade a istituire e tenere aggiornati la cartografia, il catasto delle strade e le loro pertinenze, secondo le modalità stabilite con apposito decreto dal Ministero dei Lavori Pubblici. Tali modalità sono state normate dal Decreto Ministeriale 1 giugno 2001 2, contenente in allegato le istruzioni tecniche per l istituzione e l aggiornamento del catasto delle strade. L entrata in vigore di questo decreto (con la pubblicazione in GU) ha reso operativo a tutti gli effetti l obbligo previsto dal Codice, secondo uno scadenziario che può essere riassunto come in tab. 1. Il Catasto delle strade rappresenta l inventario di tutte le strade ad uso pubblico presenti sul territorio nazionale, con l'obiettivo primario di definire la consistenza della rete stradale nazionale in modo compatibile ed integrabile (in una prospettiva a medio-lungo termine) con i Catasti dei terreni e dei fabbricati. L art. 226 del Nuovo Codice (commi da 1 a 3) ed il regolamento di attuazione (art. 401) danno ulteriori precisazioni su come debba essere realizzato l archivio e sui suoi contenuti. In sintesi, il Catasto deve contenere dati relativi a: stato tecnico e giuridico delle strade traffico veicolare incidenti e stato di percorribilità inquinamento acustico e atmosferico impianti e servizi permanenti connessi alle esigenze della circolazione Tutte le informazioni devono essere riportate in un sistema informatico di interrogazione, gestione ed aggiornamento, secondo una banca dati standard organizzata fondamentalmente come descritto in tab. 2. METODOLOGIE DI RILIEVO Il decreto citato fissa delle precisioni e delle tolleranze a cui attenersi strettamente nella costituzione del catasto strade. Tra queste si ricordano: la precisione della quota geoidica (o ortometrica) rispetto al riferimento altimetrico nazionale deve essere migliore di 5.0 metri, mentre la precisione relativa deve essere tale che l errore massimo nella pendenza sia dello 1%, ovvero deve essere migliore di 10 centimetri se calcolata fra punti distanti meno di 10 metri; l errore massimo nella pendenza trasversale va contenuto nel 1/100, oppure 0.5 gradi centesimali; l errore nella misura della larghezza della strada (carreggiata e franco) va contenuto nella misura massima assoluta di 10 centimetri. La misura deve essere fornita ad ogni variazione di larghezza della strada superiore alla precisione indicata e non deve essere necessariamente fornita in corrispondenza di ogni punto dell asse stradale. La necessità di rispettare le precisioni imposte dal decreto ha determinato, negli ultimi anni, lo sviluppo di tecniche e tecnologie di rilievo innovative, in grado di coniugare precisione ed adattabilità alle diverse esigenze e/o situazioni che si possano presentare. Di seguito si illustrano brevemente le diverse modalità di rilievo oggi presenti sul mercato nazionale ed internazionale. 80 LE STRADE 11/2005
RILIEVI LASER A SCANSIONE DA STRUMENTAZIONE TERRESTRE I tradizionali strumenti topografici ottici professionali e i relativi EDM associati ( Electronic Data Management ), consentono il raggiungimento dei margini d errore stabiliti nel decreto, ma presentano costi, tempi di realizzazione e difficoltà logistiche assai elevate. Per quanto riguarda i metodi fotogrammetrici classici, invece, si ritiene molto difficile rispettare soprattutto il criterio che impone una precisione relativa migliore di 10 cm tra punti distanti meno di 10 metri, a meno di particolari accorgimenti in fase di pianificazione, di esecuzione del volo e di foto-restituzione, con conseguente forte appesantimento delle attività e dei costi. MISURE GPS CINEMATICHE Una metodologia piuttosto diffusa è quella definita rilievo dinamico, che viene realizzato mediante la combinazione di: un GPS ( Global Positioning System ), un sensore inerziale IMU ( Inertial Measurement Units ), una o più videocamere digitali, di un odometro e/o un giroscopio (in alcuni casi). Le diverse entità del catasto vengono desunte mediante foto-interpretazione dei frame registrati dalla videocamera, geo-referenziato in coordinate assolute (generalmente Gauss-Boaga) dalla combinazione del sistema GPS con il sistema IMU. SISTEMI INTEGRATI Attualmente si sta affermando nel settore una novità tecnica molto interessante: la metodologia dei sistemi integrati, che integrano il rilievo Laser Scanner aero-trasportato ad un filmato georeferenziato ed ad un rilievo terrestre. In estrema sintesi, le attività di tale metodologia possono essere riassunte come segue: 1. rilievo mediante ripresa con telecamera digitale; le riprese sono effettuate da autoveicolo, con il tramite di una o più telecamere digitali collegate ad un PC portatile appositamente munito di GPS; 2. rilievo topografico, mediante velivolo equipaggiato con Laser Scanner ad alta frequenza, associato ad un sistema inerziale di navigazione e ad un sistema differenziale, e contestuale acquisizione di immagini fotografiche digitali ad alta definizione; 3. elaborazione del modello digitale del terreno e successiva sovrapposizione delle ortofoto digitali; 4. fotointerpretazione tramite digitalizzazione a video degli elementi richiesti dal Decreto. 5. rilievo a terra. La combinazione delle due metodologie classiche (fotogrammetrica e dinamica) in un unica metodologia integrata, permette di ottimizzare il livello di precisione dei rilievi necessario per ottenere la piena rispondenza alle specifiche ministeriali. Consideriamo più nel dettaglio le fasi sopra riportate, relative a questa metodologia fortemente innovativa. TAB.1 SCADENZE PREVISTE DAL DM 01.06.2001 PER LA COSTITUZIONE DEL CATASTO STRADE ENTE PROPRIETARIO O GESTORE ANNO ANNO ANNO ANNO gen-04 gen-05 gen-06 gen-07 AUTOSTRADE STRADE DI INTERESSE NAZIONALE STRADE REGIONALI STRADE PROVINCIALI STRADE COMUNALI ETRAURBANE * STRADE COMUNALI ** * con larghezza pavimentata non inferiore a m 5,5 ** strade urbane pavimentate TAB.2 ELENCO DELLE INFORMAZIONI DA RIPORTARE NEL CATASTO STRADE ATTRIBUTI ENTITÀ DI INTERESSE DEFINIZIONE GLOBALI* SEGMENTATI** GIUNZIONE AREA DI TRAFFICO Punto di intersezione degli assi di due elementi stradali Area all interno della quale avvengono movimenti di veicoli. - ordinaria - mini-rotatoria - biforcazione - attraversamento ferroviario a raso - attraversamento di confine - parcheggio - parcheggio multipiano - piazza con flussi di traffico non definiti - altro tipo di area ELEMENTO STRADALE Entità lineare delimitata da due giunzioni (= asse di un tratto di strada a singola carreggiata) * gli attributi globali si riferiscono a tutto l elemento stradale ** gli attributi segmentati sono relativi a caratteristiche che possono variare lungo l elemento - Ente proprietario - Classifica Amministrativa - Classifica Tecnico-Funzionale - Lunghezza misurata - Composizione elemento stradale - Direzione di marcia consentita - Sezione dell elemento stradale - Pavimentazione della strada - Corpo stradale - Ponti, viadotti e sottopassi - Gallerie e sovrappassi - Cunette di margine - Arginelli - Protezione del corpo stradale - Protezione dell ambiente circostante - Impianti di illuminazione - Piazzole di sosta - Dispositivi di ritenuta - Pertinenze di servizio - Opere di continuità idraulica - Accessi - Cippi o segnali chilometrici 11/2005 LE STRADE 81
1 DEM DERIVATO DAL PRIMO IMPULSO 2 DEM DEL SOLO GROUND 3 Fase 1 La ripresa con telecamera digitale permette di controllare o individuare gli eventuali particolari non visibili in fotogrammetria e agevola la pianificazione del volo di rilievo, fornendo: coordinate WGS84 (World Geodetic System 1984) del tracciato stradale, informazioni sul tipo di vegetazione a bordo strada, ombreggiature particolari. Successivamente, l esame dei fotogrammi permette la misura verticale di alcuni elementi, oltre che la conoscenza di alcune loro caratteristiche costruttive. Fase 2 Nella fase di acquisizione con sistema Laser Scanner da velivolo, si opera assicurando una risoluzione topografica pari almeno a 2-5 punti al m 2. Unitamente alla scansione del territorio mediante impulsi laser, vengono acquisite immagini fotografiche digitali a colori ad alta definizione con l ausilio di fotocamera digitale installata a bordo del velivolo Gli impulsi laser vengono diretti verso uno specchio oscillante che riflette gli stessi in senso ortogonale alla direzione di avanzamento dell aeromobile. La scansione del terreno deriva dalla combinazione dei due movimenti, quello di oscillazione dello specchio e quello di avanzamento del veicolo. Il raggio laser una volta colpito il suolo viene riflesso; parte dell energia incidente sul terreno, perciò, ritorna verso lo specchio, che convoglia il segnale luminoso al sistema di rilevamento. Dal tempo impiegato dalla luce a percorrere il tragitto punto di emissione-riflessione-ricezione si determina la distanza fra lo specchio e il punto di rilievo al suolo. L intero sistema è montato rigidamente sull aeromobile, la cui posizione viene determinata mediante soluzione GPS (Global Position System). Il calcolo della traiettoria del sistema avviene mediante misure GPS differenziali cinematiche, utilizzando almeno una stazione fissa posizionata su di un punto noto entro 25 km dall area del rilievo. Inoltre, i dati di posizione vengono integrati con quelli inerziali. Alla traiettoria GPS vengono pertanto associati i dati di orientamento del sistema ed accelerometrici ottenuti dall unità di misura inerziale (IMU). L IMU è costituita da una terna di giroscopi al laser che consentono una precisione di 0.02 gradi in rollio e beccheggio e 0.04 gradi in imbardata/direzione. La traiettoria viene calcolata ogni 50 millisecondi. Dall integrazione dei dati inerziali con i dati di posizione istantanea dello specchio si ottiene la posizione nello spazio dei punti di rilievo, che saranno perciò riferiti al sistema geodetico in cui opera il GPS (WGS84). Fase 3 In un secondo momento i singoli valori puntuali, costituenti un piano quotato, vengono elaborati e confron- 82 LE STRADE 11/2005
4 5 tati fra loro o loro sottoinsiemi omogenei mediante applicazione di algoritmi di classificazione. La classificazione è un operazione indispensabile per poter ottenere dati omogenei, riferiti a specifiche classi che abbiano un significato reale, ovvero corrispondente ad elementi fisici presenti al suolo. Dall insieme dei punti a terra si genera una maglia di triangoli irregolari che costituisce il modello digitale del terreno, tecnicamente chiamato DTM. Aquesto si associa punto a punto l immagine digitale fotografica acquisita dal velivolo. La definizione delle immagini fotografiche è uguale o superiore ai 10 cm/pixel (figg. 1, 2 e 3). 6 Fase 4 Sulla base delle ortofoto e del DTM si procede alla fase di restituzione degli attributi segmentati ( caratteristiche che possono variare lungo l elemento stradale, secondo la definizione contenuta nel Decreto), mediante foto-interpretazione e digitalizzazione a video. In sintesi, si associa ad ogni differente elemento strutturale e funzionale un simbolo grafico che ne identifica univocamente la posizione sull area territoriale (fig. 4). Fase 5 Il rilievo a terra viene effettuato con due finalità principali: controllo, raccolta dati relativi a geometrie e caratteristiche tecniche degli elementi. In questa fase, perciò, si prevede il rilievo degli elementi non acquisibili tramite il rilievo aereo o comunque non foto-interpretabili, quali ad esempio: i parcheggi multipiano, la direzione marcia consentita, il tipo di spartitraffico, la tipologia della pavimentazione stradale, le gallerie ed i sovrappassi, le cunette di margine, i cippi chilometrici, la cartellonistica per le affissioni pubblicitarie, i passi carrai, la segnaletica stradale verticale, etc. PUBBLICAZIONE IN INTERNET DELL ARCHIVIO DATI Si ritiene auspicabile che il sistema, a prescindere dalle modalità di rilievo, preveda comunque la pubblicazione in Internet dell archivio dati integrato, reso eventualmente accessibile da remoto tramite autenticazione, sia con finalità di aggiornamento e manutenzione dei dati sia semplicemente per consultazione ed elaborazione degli stessi dati-alfanumerici, digitali e vettoriali (figg. 5 e 6). In questo modo il sistema potrebbe già costituire la base informativa in risposta alle richieste del recente D.Lgs. 19 agosto 2005 n. 195, relativo all attuazione della direttiva 2003/4/CE sull accesso del pubblico all informazione ambientale. In prospettiva, perciò, si potrà accedere alla ricerca, alla consultazione e all acquisizione di informazioni, sia per gli Enti che per i cittadini, consentendo l interazione con l utente pubblico/privato in accesso controllato. 11/2005 LE STRADE 83