FACOLTÀ DI INGEGNERIA DI COMO

POLITECNICO DI MILANO FACOLTÀ DI INGEGNERIA DI COMO Diploma Universitario in Ingegneria Informatica e Automatica Tesi di Diploma: LOCALIZZAZIONE DI IMPIANTI DI VIDEOSORVEGLIANZA AMBIENTALE Tutor Universitario: Prof. Giorgio Guariso Tutor Aziendale: Sig.a Floriana Beretta Autori: Matteo PEDRAZZANI matr. 800209 Gianluca SCIOCCO matr. 800263 Anno Accademico 1999-2000

Sommario SOMMARIO PREFAZIONE 1 PARTE 1 2 1 Gli incendi boschivi 3 1.1 Il fattore predisponente 3 1.2 Le cause degli incendi boschivi 5 1.3 Programmazione alla lotta degli incendi boschivi 6 1.4 Gli impianti di monitoraggio 7 2 Aspetti generali del progetto 9 2.1 Trattazione della tesi 9 2.2 Analisi dei problemi 10 2.3 Ambiente di sviluppo 10 2.4 2.4. Layers di mappa 12 2.5. 2.5. Parametri richiesti dal programma per l apertura mappe 13 2.6. 2.6 Caratteristiche tecniche della telecamera utilizzata 15 2.7 Funzionamento del sistema 17 2.8 Prestazioni del sistema 26 PARTE 2 27 3. Calcolo dell area visualizzata 28 3.1 Considerazioni generali 28 3.2 Identificazione delle coordinate di posizionamento 29 3.3 Processo di disegno linee 31 3.3.1 Direzione dell asse orizzontale della telecamera 31 3.3.2 Lunghezza delle linee 32 3.3.3 Definizione del numero di linee 32 3.3.4 Algoritmo di tracciamento linee 34 3.4 Processo per il calcolo di visibilità 36 3.4.1. Identificazione degli shape intersecanti le linee 36 3.4.2. Calcolo della distanza e ordinamento degli shape 37 3.4.3. Verifica di visibilità 39 3.4.4. Processo di catalogazione degli shape 45 I

Sommario 3.5 Processo di calcolo dell area totale coperta 48 3.5.1. Caso con singola telecamera 48 3.5.2 Caso con più telecamere 49 3.6 Processo di eliminazione delle telecamere 51 3.6.1. Caso con singola telecamera 51 3.6.2. Caso con più telecamere 53 3.7 Processo di colorazione 54 3.7.1. Eventi AFTER e BEFORE TrackingLayer 54 3.7.2. Colorazione degli shape 57 PARTE 3 59 4. Funzionalità offerte dal programma.60 4.1 Interfaccia grafica 60 4.2 Gestione dei layers 63 4.2.1 Caricamento multiplo 64 4.2.2 Gestione di visibilità dei layers 65 4.2.3 Gestione dell ordinamento dei layers 66 4.2.4 Gestione grafica del Map Control 66 4.3 Funzione di identificazione degli shape 69 4.4 Setting delle caratteristiche della telecamera 71 4.5 Funzione di visualizzazione dati 75 4.6 Stampa e salvataggio dati 77 4.6.1 Funzione di stampa dati 77 4.6.2 Funzione di salvataggio dati 78 5. Conclusioni 81 6. Bibliografia 83 7 Ringraziamenti 85 II

Prefazione Prefazione Questo lavoro descrive l attività di progettazione e sviluppo che ha permesso la realizzazione di un applicativo per la simulazione di operazioni di monitoraggio su un qualsiasi territorio, al fine di effettuare il rilevamento degli incendi boschivi. Il contenuto della relazione spazia dall analisi del problema alla descrizione dell interfaccia del programma e del suo algoritmo di applicazione. Per quanto riguarda la forma in cui la tesi è svolta, si possono distinguere tre livelli di comprensione. Un primo livello consiste nella semplice esposizione del problema e delle soluzioni adottate, descritte attraverso una simulazione, supportata dalla grafica, del funzionamento dell applicativo sviluppato. È questa la Parte 1. La Parte 2 della relazione entra maggiormente nel dettaglio, andando a descrivere l algoritmo su cui l applicativo sviluppato si basa. Infine nella Parte 3 della relazione si procede alla descrizione delle funzionalità proprie del programma, offerte all utente per una più agevole consultazione. Il lavoro si conclude poi con alcune considerazioni generali su pregi e difetti del programma realizzato e con alcuni suggerimenti su possibili migliorie applicabili all algoritmo in esame. Matteo Pedrazzani Gianluca Sciocco 1

PARTE 1 Caratteristiche generali del progetto 2

Gli incendi boschivi 1 Gli incendi boschivi 1.1 Il fattore predisponente Negli ultimi anni il problema degli incendi boschivi ha assunto dimensioni a dir poco drammatiche, tanto da destare un grido di preoccupato allarme a tutti i livelli. Nel decennio passato in Italia si sono perduti, per questa causa, più di 500 mila ettari di bosco; nè l'azione di rimboschimento e di ricostituzione boschiva sono riusciti a rimediare alle recenti devastazioni. Ogni anno, quasi a scadenze prestabilite, si ripete questo gravissimo problema, con ingentissimi danni, sia di tipo economico, sia di tipo ecologico, e solo l'azione di prevenzione e di spegnimento fa si che lo stesso, possa essere contenuto e limitato. É bene ricordare che la gravità del fenomeno investe il bosco in tutte le sue molteplici funzioni, procurando danni diretti ed indiretti. I primi, facilmente valutabili, sono rappresentati dal valore della massa legnosa; i secondi, più difficilmente stimabili, sono connessi alle funzioni "senza prezzo", quali : la difesa idrogeologica, la produzione d'ossigeno, la conservazione naturalistica, il richiamo turistico, le possibilità di lavoro per numerose categorie. L'incendio del bosco è un processo rapidissimo di decomposizione, che avviene solo in presenza del combustibile, qual è il materiale vegetale, dell'ossigeno e di una piccola quantità di calore ad alto potenziale, che determina lo sviluppo a catena del processo stesso. Lo scoppio di un incendio ha quindi una causa scatenante, la scintilla, ed una situazione che predispone questo fenomeno, rappresentata dall'aridità più o meno accentuata del suolo e della vegetazione. É fuori di dubbio che il fattore climatico e l'andamento stagionale abbiano una notevole influenza nel creare le condizioni favorevoli allo sviluppo ed alla propagazione degli 3

Gli incendi boschivi incendi boschivi, e nel caso di fulmini, anche nel determinarli direttamente, circostanza questa, però non molto frequente. Di notevole importanza è il grado di umidità della vegetazione, in particolar modo di quella erbacea del sottobosco, che varia direttamente con l'andamento stagionale. Gli incendi dei boschi, pur seguendo l'andamento climatico, non si manifestano uniformemente sul territorio: ci sono delle zone dove questo pericolo è maggiore che in altre, come l'esperienza ed i fatti, annualmente, confermano. Si vuol affermare che, a parità di condizioni climatiche e di coefficiente d'aridità, vi sono altre diverse situazioni che favoriscono lo sviluppo degli incendi nei boschi, quali: l'afflusso turistico, l'abbandono rurale delle campagne, l'attività di particolari pratiche agronomiche e pastorizie, le vendette, le speculazioni. Così, a seconda dell'ubicazione propria del bosco e del suo rapporto specifico con le situazioni accennate, si hanno delle zone più esposte al pericolo e al rischio d'incendio, rispetto ad altre, dove i fattori sociali ed umani, sono meno incidenti. Generalmente, la causa determinante l'incendio dei boschi è di origine umana, eccezion fatta per i casi dovuti ai fulmini. L'autocombustione, sovente citata a sproposito, è da ritenersi una giustificazione quanto mai semplicistica ed erronea, in quanto, nei nostri climi, non si verifica che in casi del tutto eccezionali e al più limitata ai soli fienili o discariche. Le condizioni che influenzano sia l'inizio che la prima propagazione dell'incendio, sono principalmente rappresentate: dalla quantità d'acqua che si trova nei tessuti delle piante, che può variare dal 2 al 200% nei tessuti morti, in dipendenza delle condizioni atmosferiche ed in particolar modo dell'umidità relativa dell'aria; dal vento, che oltre a favorire l'afflusso dell'ossigeno, quale comburente, determina l'avanzamento della linea del fuoco, provoca il preriscaldamento del materiale legnoso e quindi nuovi punti d'inizio e di continuazione del fuoco stesso; 4

Gli incendi boschivi dalla quantità, dimensioni, disposizioni dei materiali combustibili, i quali, se sottili e non pressati, offrono maggiore superficie esterna all'ossigeno comburente; Le condizioni favorevoli per l'inizio dell'incendio nel bosco, si verificano, più frequentemente, in presenza di copertura morta disseccata, con soprassuoli giovani. Le differenti condizioni meteorologiche: regime pluviometrico, dominanza dei venti, unitamente alle diverse tipologie forestali, al loro governo e trattamento, influenzano la frequenza stagionale degli incendi. 1.2 Le cause degli incendi boschivi II fuoco mostra nelle foreste e nei boschi, ed in numerose località del mondo, una presenza ricorrente anno dopo anno, con un'intensità devastatrice in continua ascesa. Oggi non vi è paesaggio naturale e vegetale che non sia stato modellato più o meno intensamente dal fuoco. II clima e l'andamento stagionale giocano un ruolo fondamentale nel predisporre una situazione di favore allo scoppio dell'incendio, per cui, periodi di non pioggia e di alte temperature, determinano condizioni di estrema pericolosità e quando in luglio ed agosto ad altitudini comprese sino ai 700 m.s.l.m. la vegetazione erbacea è secca, il potenziale combustibile aumenta considerevolmente; viceversa, in pieno rigoglio vegetativo, l'innesco del fuoco è difficile. Non vi è dubbio che la causa prima degli incendi boschivi vada ricercata essenzialmente nell'alto grado di depauperamento e di forte spopolamento delle zone dell'alta collina e della montagna. Un simile evento ha determinato nel tempo l'abbandono di tutte quelle pratiche agronomiche e selvicolturali che di contro in passato venivano effettuate nelle campagne e nei boschi, con il risultato di rendere il bosco meno soggetto nei confronti del fuoco. I diradamenti, le ripuliture, il pascolo disciplinato, eventuali colture ed in alcuni casi 5

Gli incendi boschivi anche il fuoco controllato, facevano sì che il sottobosco non fornisse esca e nel contempo, la presenza attiva dell'agricoltore e del pastore era garanzia e sicurezza per un rapido intervento anche qualora l'incendio scoppiasse. Così, anche quando gli agricoltori, involontariamente potevano essere causa dell'incendio, essi stessi provvedevano a spegnerlo direttamente; ciò era possibile grazie alla cospicua presenza demografica nelle zone di campagna, oggi di contro, fortemente diminuita ed invecchiata. La situazione è ora cambiata, tanto che le operazioni selvicolturali tradizionali sono molto trascurate; e pratiche agronomiche e pastorali, nelle quali si fa uso anche del fuoco, oggi assumono, per i boschi limitrofi ai campi ed ai pascoli, un pericolo costante, poiché l'esodo da tali zone, in particolare quello giovanile, è stato massiccio. Ma, se questa è la ragione prima di certi tipi d'incendio, non diverse sono le considerazioni da fare per quanto concerne l'incendio boschivo determinato dalla presenza di altri potenziali utenti. Anche tali casi riguardano l'uso del territorio, così carente di strutture e di servizi atti ad assicurarne il mantenimento, dal punto di vista fisico ed economico, in funzione dell'uso e non dell'abuso più intenso. Una correlazione interessante è quella degli incendi boschivi con la circolazione veicolare. Infatti, si vede che ad un progressivo aumento degli autoveicoli circolanti e dello sviluppo viario, aumentano in progressione gli incendi boschivi. E dal rilevamento dei punti d'innesco del fuoco si evidenzia come moltissimi incendi abbiano inizio dal bordo di strade ed autostrade. 1.3 Programmazione alla lotta agli incendi boschivi La dislocazione dei mezzi terrestri ed aerei per la migliore difesa del boschi dal fuoco viene fatta in funzione della differente vulnerabilità delle aree boschive. Nelle cartine che seguono sono riportate le superfici ricoperte da boschi e le zone a 6

Gli incendi boschivi rischio d'incendio valutate diversamente a seconda del periodo estivo o di fine inverno. Tale ultima diversificazione è particolarmente importante perché si è visto ed analizzato come esistano due situazioni di particolare propensione al fuoco, in relazione ai fattori climatici. Tale rappresentazione cartografica è particolarmente utile per la dislocazione dei velivoli utilizzati nella lotta al fuoco. 1.4 Gli impianti di monitoraggio L'emergenza incendi verificatasi negli ultimi anni ha posto la necessità di adottare specifiche misure di salvaguardia degli ambienti naturali dal fuoco. Gli impianti di monitoraggio fanno parte di provvedimenti di carattere preventivo e di potenziamento dei sistemi di allarme e difesa, che costituiscono il proseguimento di una strategia di miglioramento dell'efficienza delle strutture preposte alla prevenzione e lotta degli incendi boschivi. Gli impianti di teleavvistamento realizzati dallo Stato, dalle Regioni o dalle Amministrazioni locali, sono in continuo sviluppo. 7

Gli incendi boschivi Dal 1986 è in funzione presso il Centro Operativo Antincendi Boschivo di Sabaudia un impianto di telecontrollo forestale operante nel Parco Nazionale del Circeo. Si tratta di un sistema ottico articolato in postazioni periferiche e in una sala operativa di comando e controllo che garantisce un servizio continuo nelle 24 ore. Dal 1989 è in funzione nell'isola di Caprera un sistema automatico di telerilevameto dei focolai di incendio operante nell'infrarosso e nel visibile, denominato B.S.D.S. I sistemi organici di monitoraggio elettronico sono concepiti per essere utilizzati in una rete telematica modulare e gerarchica, che partendo dai punti periferici di avvistamento (PPA) e passando per i Centri Operativi Locali e Provinciali (COL e COP), arriva fino ai Centri di Controllo Regionale (COR), in cui è prevista l interfaccia del sistema con la Protezione Civile. I punti di avvistamento comprendono un sensore all'infrarosso, una unità di telerilevamento, una stazione automatica per la rilevazione dei dati meteorologici, apparecchiature hardware e software per lo scambio delle informazioni con i Centri Operativi Locali ed un sistema di controllo e diagnostica. Il lavoro svolto in questo progetto si colloca proprio in quest ottica. Esso è frutto della collaborazione esistente tra il centro ricerche Alessandro Volta ed il Politecnico di Como. Inoltre, il sistema informativo che consente la gestione centralizzata di tutti i dispositivi di rilevamento degli incendi è stato tratto dal lavoro svolto da Marcello Viganò, ed illustrato nella tesina intitolata: Monitoraggio degli incendi boschivi da postazione remota attraverso connessioni geografiche basate su IP. 8

Aspetti generali del progetto 2 Aspetti generali del progetto 2.1 Trattazione della tesi Come conseguenza delle considerazioni e delle analisi effettuate nel capitolo precedente, è evidente che gli strumenti più adatti ed efficaci per contrastare il fenomeno degli incendi siano la prevenzione ed una più accurata sorveglianza delle zone boschive a maggior pericolo. Infatti, soltanto attraverso un rilevamento tempestivo degli incendi, o di possibili focolai, si è in grado di garantire un rapido intervento degli organi preposti allo spegnimento. Da queste considerazioni nasce l idea di un monitoraggio delle zone boschive a bassa densità demografica, attraverso un insieme di telecamere a circuito chiuso, posizionate lungo il territorio in esame in punti di osservazione strategici. Partendo dal presupposto che esista già un sistema di tipo informativo preposto alla gestione centralizzata di tali telecamere, lo scopo principale del progetto consiste nel fornire all utente uno strumento informatico che permetta di effettuare una simulazione, sulla mappa di un territorio, del posizionamento dei dispositivi utili alla telesorveglianza della zona. Tale strumento permette all utente di verificare la percentuale di area visibile del territorio, in modo da poter stabilire la miglior dislocazione del sistema. Il programma sviluppato, oltre a fornire le funzionalità sopra descritte, dev essere in grado di offrire all utente una serie di dati utili, quali: l area del territorio sotto osservazione, la percentuale di area coperta dalle telecamere ed un indice di qualità che fornisce un indicazione dell efficienza del monitoraggio. Tramite l archiviazione dei valori rilevati nel corso di precedenti simulazioni, l utente ha la possibilità di fare un raffronto tra i dati, in modo da poter scegliere il miglior posizionamento possibile dei dispositivi di monitoraggio; cioè, quello che offre il migliore rapporto tra area coperta e numero di telecamere. In conclusione quindi, lo scopo principale dell applicativo sviluppato, è quello di fornire 9

Aspetti generali del progetto ai responsabili della sorveglianza del territorio, uno strumento informatico che eviti ilgravoso compito di dover effettuare fisicamente le prove necessarie per poter stabilire il miglior posizionamento del sistema di telerilevamento. 2.2 Analisi dei problemi La realizzazione del progetto di monitoraggio ha comportato l analisi di una serie di problematiche, emerse nel corso dello sviluppo del progetto stesso. Le tecniche utilizzate per la risoluzione di tutte queste problematiche vanno a comporre le diverse parti dell algoritmo sviluppato in questo progetto. Questi sono stati i principali problemi affrontati: 1 Definizione della struttura della mappa territoriale in esame, affinché in essa siano contenuti tutti i dati necessari per il corretto svolgimento dell'algoritmo; 2 Determinazione e visualizzazione dell area vista da ogni singola telecamera; 3 Identificazione dell area totale di territorio localizzata evitando di sommare più volte le stesse zone visualizzate dalle telecamere, precedentemente inserite nella mappa; 4 Definizione e calcolo di un indice di qualità che permetta all utente di definire il grado di ottimizzazione del posizionamento del sistema di telerilevamento; Ognuno di questi punti verrà illustrato in maniera più dettagliata nel prosieguo dell esposizione dell applicativo realizzato. 2.3 Ambiente di sviluppo Il progetto è stato sviluppato in un ambiente Windows NT 4.0 con l ausilio del programma Microsoft Visual Basic 6.0 in combinazione con l utilizzo della libreria MapObjects TM 1.1, una collezione di funzioni GIS (Geographic Information System) 10

Aspetti generali del progetto messe a punto dalla ESRI (Environmental System Research Institute) e consistente in un OLE Control (Object Linking and Embedding) ed un insieme di più di trenta oggetti OLE programmabili. Le funzioni di tipo GIS sono un insieme di strumenti informatici creati e concepiti per la gestione, l analisi e lo studio di eventi e fenomeni che caratterizzano un territorio geografico. Il GIS consente il collegamento delle entità grafiche che compongono la cartografia, con le corrispondenti informazioni presenti in archivio. Queste ultime diventano di fatto attributi di tali entità grafiche, in modo tale che, dall'archivio territoriale, possano essere ricavate informazioni sulla localizzazione dei dati. Quindi, mediante la correlazione sopraccitata, le funzioni GIS sono in grado di aiutare l operatore a pianificare, a distinguere e ad evidenziare una parte di comprensorio che, in base alle sue caratteristiche morfologiche o agli oggetti ad esso connessi, si differenzia da un'altra parte simile ma non uguale. Con un sistema GIS è possibile sia interrogare la mappa per conoscere gli attributi degli oggetti individuati, sia effettuare l'operazione opposta; interrogare, cioè, il database rispetto ai campi e visualizzare di conseguenza dove si trovano gli oggetti territoriali che corrispondono alla ricerca effettuata. Gli sviluppatori possono utilizzare la libreria MapObjects nel loro usuale ambiente di sviluppo per creare semplici applicazioni GIS o per aggiungere particolari funzionalità ad applicazioni già esistenti. L'architettura di integrazione software oggi più diffusa e supportata prende il nome di OLE controls. Gli OLE controls sono essenzialmente dei comandi personalizzati che possono essere utilizzati per aggiungere, in modo molto semplice, funzionalità anche complesse e specifiche all interno di una qualsiasi applicazione per Windows; tale applicazione risulterà essere, quindi, un contenitore di tipo OLE. Esempi di contenitori OLE sono: Microsoft Visual Basic, Delphi, Microsoft Access, Microsoft Visual C++ e molti altri. L OLE Control contenuto nella libreria MapObjects prende il nome di Map Control. 11

Aspetti generali del progetto Quest ultimo inserisce direttamente, in molti ambienti standard di sviluppo, tutte le funzioni necessarie a manipolare le mappe per mezzo delle "proprietà" e dei "metodi" che controllano la loro apparenza, il loro comportamento e le interazioni con gli altri oggetti. 2.4 Layers di mappa I dati geografici presi in considerazione dal programma in esame sono descritti e organizzati attraverso diversi strati chiamati layers ciascuno dei quali rappresenta una singola tematica, rispetto alla quale una certa regione spaziale viene descritta (es. viabilità, mappa delle altitudini, confini particellari, mappa degli usi del suolo). In questo modo, l utente può lavorare selettivamente con una classe specifica di caratteristiche. Si potrebbe per esempio esporre un immagine presa da un satellite nella quale strade e fiumi vengono rappresentati in layers differenti. Esistono due forme base di layers denominate rispettivamente raster e vettoriale. I 12

Aspetti generali del progetto layers di tipo raster (ImageLayer) descrivono una certa regione spaziale suddividendola in celle (pixel) organizzate in matrici, aventi un certo orientamento geografico e una origine in un punto di coordinate definite. La dimensione del lato della cella è variabile secondo le esigenze del tema da rappresentare. A ciascuna cella è associata un informazione numerica o alfanumerica (attributo), che definisce la modalità o il valore assunto nella cella dal tema territoriale rappresentato. I piani descrittivi di tipo raster sono adatti per definire variabili territoriali che mutano in modo continuo (altitudine, pendenza, piovosità, provvigione), ma è spesso utile ridurre alla rappresentazione in formato raster (rasterizzazione) anche variabili territoriali che cambiano in modo discreto nella regione spaziale considerata (es: tipo di proprietà, viabilità ecc.). Ciò consente di attuare analisi e classificazioni di una cella (e quindi dell intero territorio), in funzione dei valori che assumono i diversi temi attraverso i quali la cella è stata descritta nei rispettivi layers raster. I layers vettoriali (MapLayer) sono invece utili per descrivere distinti oggetti presenti nel territorio (questi elementi possono essere punti, linee o superfici). Nel formato vettoriale, ogni oggetto viene descritto da una serie di coppie di coordinate per ognuno dei punti cospicui, che concorrono a configurarne con sufficiente dettaglio la forma. Nella rappresentazione grafica dell oggetto, questi punti vengono congiunti con una spezzata. 2.5 Parametri richiesti dal programma per l apertura mappe Il programma in esame è stato realizzato per supportare due tipi diversi di file: file shape e file image. Per un esecuzione corretta dell algoritmo di visibilità, è comunque necessario l utilizzo di un file shape con rappresentazione di tipo poligonale e con struttura a griglia, in quanto, solo quest ultima configurazione consente di avere tutte le informazioni necessarie per il calcolo dell area visualizzata da ogni telecamera posizionata sulla mappa. Ogni mappa di tipo shape è formata dalla combinazione di tre file, diversi tra loro: 13

Aspetti generali del progetto Il file principale con estensione shp, contenente la geometria degli shape; Il file di indirizzamento, con estensione shx, nel quale un indice sequenziale associa il database al file contenente la geometria degli shape; Il file Dbase, con estensione dbf, contenente la tabella con i dati relativi ad ogni shape; Esistono tre tipi diversi di rappresentazione della morfologia del territorio descritti dagli shape e sono: Rappresentazione puntiforme, nella quale i punti sono associati ad un record del Dbase della mappa, contenente semplicemente la posizione espressa mediante coordinate cartesiane X e Y; Rappresentazione lineare, nella quale queste ultime consistono in singole o multiple polilinee che possono essere connesse tra loro, ove una polilinea è un insieme di vertici ordinati. Ogni arco risulta essere associato ad uno dei record contenuti nel Dbase della mappa; Rappresentazione poligonale, contenente uno o più anelli, dove un anello è una linea chiusa che non si interseca con se stessa. L ordinamento direzionale di tali anelli determina quali di questi ultimi sono considerati aree interne di un poligono. Ogni poligono è associato ad un record del Dbase della mappa; 14

Aspetti generali del progetto Le dimensioni dei poligoni costituenti la mappa, possono essere variate, ma ciò può influire sulle prestazioni dell algoritmo stesso; infatti, esiste una relazione inversamente proporzionale tra la precisione dell algoritmo e la sua velocità di esecuzione. Più il poligono è di dimensioni ridotte e più il tempo di esecuzione del programma aumenterà. Nel caso in esame, si è provveduto a convertire la mappa delle Alpi Lepontine in una griglia di poligoni aventi lato di lunghezza 100 metri, ottenendo come risultato un ragionevole compromesso tra precisione e velocità di esecuzione. 2.6 Caratteristiche tecniche della telecamera utilizzata Nello sviluppo del progetto, si è supposto di utilizzare telecamere del tipo EVI-D31 sviluppato dalla Robosoft Service Robotics; questi dispositivi presentano, come caratteristiche principali, un alta velocità di movimento e un ampia panoramica di visione. Caratteristiche tecniche più specifiche di questa telecamera sono qui di seguito riportate: Sensore d immagine : 1/3"IT color CCD; Pixels effentivi : 752(H) x 585(V); Risoluzione oriz. : > 450 linee TV; Risoluzione vert. : > 400 linee TV; Video S/N : > 48 db; Lente : 12 x Zoom f=5.4 to 64.8mm F1.8-2.7; Angolo di visione oriz. : ± 48.8 (wide) to ± 4.3 (tele); 15

Aspetti generali del progetto Angolo di visione vert. : ± 37.6 (wide) to ± 3.3 (tele); Aggiustamento focus : autofocus; focus manuale; Range di illuminazione : 7 lux to 100 000 lux; White Balance : TTL Autotracciamento; fixed 3200K, 5600K ; one push; Otturatore elettronico : CCD; autotturatore; chiusura da 1/60 sec. A 1/10.000sec.; Panoramica/inclinamento elettrico : assemblamento su camera; Angolo di panoramica (pan) : ±100 (1760 step ; 0.113 /step); Velocità di panoramica : max 79.4 /sec; min 2.8 /sec; Angolo di inclinazione (tilt) : ± 25 (660 steps; 0.083 /step); Velocità di inclinazione : max 50 /sec; min 2.1 /sec; Funzioni speciali incluse : Autotracking programmabile; Pan/tilt (AT); Rilevatore movimento programmabile; (MD); Display time/date; Video Outputs : Y: VS1.0Vp-p sync negative; C: Burst 0.300Vp-p; VBS: 1.0Vp-p composite; Controllo collegamento seriale : RS-232C, 9600 BPS, 8 bits, no parità, lunghezza massima del cavo 15 metri; Controllo infrarossi remoto : ± 60, max distanza orizz. 7m.; ±30, max distanza verticale 7m.; Backup di memoria : 3 mesi, dopo 8-10 ore il tempo di caricamento; Potenza Rechiesta : DC da 12 a 14V, 1A; Potenza assorbita : 8.4 W nominali; Temperatura di lavoro : 0 to + 40 C; MTBF : 42792 ore; 16

Aspetti generali del progetto Dimensioni (Larg.x Alt. x Pro.) : 141.8x108.9x163.4 mm; Peso : 1200 grammi; Accessori si supporto : adattatore per AC, comando remoto infrarossi; cavo AV; 2.7 Funzionamento del sistema Per meglio rendere l idea delle potenzialità del software sviluppato, verrà ora presentato qui di seguito un esempio concreto di funzionamento del programma, attraverso una simulazione, in cui si procederà all inserimento di una telecamera nella mappa territoriale delle Alpi Lepontine. È da notare che se la mappa in esame non presenta le caratteristiche richieste dall applicativo ed elencate nel paragrafo 2.5 di questa esposizione, i comandi ed i pulsanti presenti sull interfaccia non saranno azionabili da parte dell utente; sicuramente ciò costituisce un fattore rilevante che vincola l'utente nell utilizzo del programma stesso. All avvio del sistema, viene visualizzata a video una finestra denominata Start, attraverso la quale l utente ha la possibilità o di uscire subito dall applicativo premendo il pulsante Exit, o di entrare effettivamente nel programma premendo il pulsante Start. Figura 2.1 Finestra di Start 17

Aspetti generali del progetto Il programma si presenterà inizialmente con l interfaccia mostrata nella figura sottostante: Figura 2.2 Finestra di Interfaccia Il caricamento delle mappe avviene grazie alla pressione del pulsante denominato Map Layers che comporta la visualizzazione, nell angolo in basso a destra, della finestra denominata Map Contents. È a questa finestra, infatti, che viene affidato il compito della gestione dei layers visualizzati nell interfaccia del sistema, come tra l altro verrà esaminato più in dettaglio nel paragrafo 4.2 di questa esposizione. 18

Aspetti generali del progetto Figura 2.3 Visualizzazione della finestra Map Contents Premendo il comando Add file, comparirà una finestra di dialogo chiamata Select file for new layer ; grazie a questa, l'utente ha la possibilità di ricercare e selezionare la mappa che comparirà a video. Figura 2.4 Finestra di caricamento dei Layers 19

Aspetti generali del progetto Da notare che i file selezionabili da questa finestra saranno solo quelli con estensione shp, per quanto concerne le mappe territoriali, e quelli con estensione bmp e/o tif per quanto riguarda il caricamento di immagini. Figura 2.5 Mappa delle Alpi Lepontine Sulla mappa visualizzata è possibile effettuare operazioni quali Zoom, Zoom In, Zoom Out, Pan e Initialize, sia grazie ai rispettivi comandi presenti sulla barra dei menu e sulla barra dei comandi dell interfaccia, sia grazie al menu di scelta rapida visualizzabile con la pressione del tasto destro del mouse. Figura 2.6 Menu di scelta rapida 20

Aspetti generali del progetto L utente ha, anche, la possibilità di individuare quali sono le caratteristiche, contenute nel Dbase associato al file shape, per ogni singolo elemento costituente la griglia di mappa. Selezionando il pulsante denominato Identify e cliccando su una zona della mappa, si accede alla finestra Identify resoults nella quale vengono mostrate le seguenti informazioni: altezza, area, perimetro ed identificativo della porzione di territorio selezionato dal puntatore del mouse. Figura 2.7 Visualizzazione della finestra Identify resoults Cliccando sul pulsante denominato Camera Characteristics è possibile inoltre andare ad influire direttamente sulle caratteristiche della telecamera, prima che questa sia inserita nel territorio; queste caratteristiche sono: 21