04 aprile 2008

Lo strano caso dell'Emilia Romagna


Hai mai sentito parlare di UTMR o di UTM-RER?

Mi sono imbattuto in questa sigla preparando dei dati in vista del seminario che terrò a Bologna il 9 aprile. Leggi qui per i dettagli se vuoi partecipare.

Le prime tre lettere della sigla UTM-RER probabilmente ti ricordano qualcosa, se ti sei mai occupato di cartografia e sistemi di coordinate.
UTM, infatti, significa Universal Transverse of Mercator e sta ad indicare il sistema di coordinate sviluppato dalla NATO dopo la seconda guerra mondiale, per muovere navi, aerei e truppe in tutto il mondo in modo univoco. Puoi leggere qui un'ottima scheda su Wikipedia in lingua inglese.

In cartografia l'utilizzo di un sistema di coordinate è fondamentale, ed UTM è tra i più diffusi anche in Italia, ma ha un problema: suddivide il territorio nazionale in 4 o meglio 5 fusi differenti (per un pelo la punta estrema della Puglia ricade nel quinto), con i conseguenti problemi di imprecisione quando si deve utilizzare cartografia a cavallo tra due fusi diversi.


Suddivisione del territorio italiano nel sistema UTM (fonte: Wikipedia.org)

Per questo motivo, e per poter avere un sistema di coordinate nazionale, venne in seguito sviluppato il cosiddetto Gauss-Boaga, dal nome del noto fisico, matematico ed astronomo tedesco del XIX^ secolo, e da quello dell'allora direttore dell'Istituto Geografico Militare (IGM) italiano.

Anche questo sistema, purtroppo, non riesce ad utilizzare un unico fuso per tutto il territorio nazionale e per motivi di precisione lo divide in due soli fusi, Est ed Ovest, in base al meridiano posto a 12°.
Inizialmente utilizzò l'Ellissoide Internazionale 1924, proposto da Hayford nel 1909, passante per il vertice geodetico di Roma Monte Mario, ma più tardi venne modificato per utilizzare l'European Datum 1950, ED50. In pratica l'ellissoide di riferimento è rimasto quello di Hayford, ma il suo orientamento rispetto alla superficie terrestre è cambiato leggermente utilizzando come nuovo riferimento un vertice a Potsdam, nei pressi di Bonn.
Infine va notato che questi ultimi anni invece si sta sempre di più adottando il datum WGS84, derivante dalle osservazioni dei satelliti e quindi molto più preciso.


Carl Friedrich Gauss e Giovanni Boaga

E veniamo allora allo strano caso ;-) dell'Emilia Romagna.

Stiamo parliamo della regione che è forse tra le più avanzate in Italia nel campo cartografico e GIS, ma è sfortunata perchè vede il proprio territorio diviso in due parti sia dal sistema UTM che da Gauss-Boaga. E' probabilmente per questo motivo che ha deciso di adottare un proprio sistema di coordinate, derivato da UTM con Datum ED50, chiamato appunto UTM* o UTM-R o UTM-RER, che sta a significare UTM Regione Emilia Romagna.

In sostanza, come ho dedotto da alcune ricerche sul Web, come per esempio qui, la cartografia viene proiettata tutta nel sistema UTM con Datum ED50 nel fuso 32 nord, anche la parte che invece dovrebbe stare nel fuso 33, ed in più vengono sottratti 4.000.000 metri sull'ordinata (ovvero l'asse Y).

Tutto quanto ho scritto finora mi ha pemresso finalmente di utilizzare in AutoCAD Map 3D dati geografici che ho ricevuto in questo particolare sistema di coordinate.
Quando li ho caricati la prima volta, infatti, non riuscivo a sovrapporli alle altre cartografie in Gauss-Boaga o UTM. Anche usando le notevoli potenzialità di Map 3D nel trasformare le cartografie tra sistemi di coordinate diversi, non conoscendo il sistema adottato mi ritrovavo i dati ovunque tranne che nel posto giusto.

A questo punto, lo so, ci vorrebbe un articolo dedicato a spiegare come effettuare queste trasformazioni con Map 3D. Ti prometto che me ne occuperò al più presto, per ora fammi spiegare in che modo è possibile utilizzare correttamente le cartografie UTM-RER.

AutoCAD Map 3D, infatti, contiene già centinaia di sistemi di coordinate predefiniti, tra i quali naturalmente sia UTM che Gauss-Boaga, ma il bello è che permette di crearne altri personalizzati, e quindi permette di affrontare questo caso particolare dell'Emilia Romagna.

Bene, partiamo.

Una volta avviato AutoCAD Map 3D e scelta l'area di lavoro Map Classic, dal menu seleziona il comando Map > Strumenti > Definisci sistema di coordinate.

Nella finestra Gestione Sistema di Coordinate Globali scegli la categoria Italy ed il sistema di coordinate Italy using UTM32N with Europe 1950 datum.


La finestra Gestione Sistema di Coordinate Globali

Andrai a modificare questo sistema per crearne uno che si adegui allo standard dell'Emilia Romagna, quindi premi il bottone Modifica.

Prima di tutto, nella scheda Generale, devi modificare il campo Codice.
Tutti gli altri campi, infatti, non potranno essere modificati finché non avrai assegnato un nuovo codice, per evitare di cambiare, senza volerlo, i sistemi di coordinate già esistenti.
Battezza quindi il nostro sistema come ITALY-U32-RER.
Modifica anche la descrizione, perchè sarà quella che ti verrà mostrata quando vorrai assegnare il sistema alla cartografia.


Finestra Modifica Sistema di Coordinate Globali - scheda generale

Nella stessa finestra passa alla scheda Posizione, dove devi inserire la falsa coordinata -4000000 nel campo Coordinata Nord



A questo punto ti basta premere il bottone OK ed il sistema è salvato nell'elenco di Map 3D.
Ricordati il codice che hai assegnato al tuo nuovo sistema di coordinate personalizzato, perchè ti sarà utile.

Ora ti resta ora solamente di aprire la cartografia che sai essere inquadrata nel sistema UTM-RER ed assegnare al suo DWG il sistema che hai appena creato.

Dal menu di AutoCAD Map 3D scegli Map > Strumenti > Assegna Sistema di Coordinate Globale.
Scrivi nel campo Codice il nuovo codice che hai appena creato: ITALY-U32-RER.
Premi il tasto TAB sulla tastiera per verificare che il codice venga riconosciuto: ti comparirà, sotto la descrizione che hai assegnato.



Salva il disegno ed il gioco è fatto!

Da questo momento con AutoCAD Map 3D potrai sovrapporre questa cartografia alle altre che utilizzano UTM e Gauss-Boaga. Per farlo, naturalmente, dovrai associare la cartografia ad un disegno vuoto ed usare gli strumenti di query. Ma di questo, come promesso, ti scriverò più avanti.

Nota infine che quando i tuoi colleghi che usano AutoCAD Map 3D riceveranno i tuoi DWG con questo nuovo sistema di coordinate assegnato, Map 3D lo noterà subito e chiederà se aggiungere il nuovo sistema al suo elenco.
In questo modo la tua cartografia avrà sempre il sistema di coordinate giusto, ed il tuo collega potrà assegnarlo anche alla sua cartografia.

Un ringraziamento
per il prezioso contributo all'architetto Marco de Leonibus, tecnico del nostro ottimo rivenditore di Bologna CIC (Compagnia Italiana Computer) .

Se vuoi approfondire questi e altri argomenti dal vivo, sarò a Bologna il 9 aprile: leggi qui per i dettagli

Buon divertimento con la cartografia dell'Emilia Romagna!
GimmiGIS

8 commenti:

O ha detto...

Wowwwwwwwwwwww

Giuseppe ha detto...

Buongiorno a tutti...

Proprio a proposito di sistemi di riferimento, ho letto, in un commento di questo utilissimo Blog, che è possibile lavorare direttamente all'interno di Map 3D 2008 con il sistema catastale Cassini-Soldner, a patto di conoscere il relativo centro di emanazione (o origine) dei disegni in possesso. Bene ci ho provato, dovendo lavorare con fogli appartenenti a comuni diversi, dunque con origini diverse, ma senza successo. O meglio: riesco ad definire un sistema personalizzato utilizzando l'ellissoide di Bessel 1941 (sistema non geodetico) e impostando la proiezione di Cassini con Latitudine e Meridiano relativi all'origine nel sistema WGS84, lasciando a 0 la falsa orgine. Controllando poi con "Traccia sistemi di coordinate" e incrociando i dati con Google Earth, i valori sono precisi, più di ogni mia aspettativa, ma le coordinate Nord ed Est sono invertite! Come posso risolvere questo piccolo grande problema?
Invertire le coordinate a priori sarebbe inutile perchè renderebbe il disegno inutilizzabile, cioè restitirebbe il simmetrico rispetto all'origine catastale...

P.S.: Ho anche provato dei convertitori esterni ma senza buoni risultati...anche perchè i file da convertire sono Shapefile...

Grazie anticipatamente!

GimmiGis ha detto...

Ciao Giuseppe,

Hai messo il dito nella piaga: i sistemi di riferimento Cassini Soldner sono una brutta gatta da pelare per tutti.

Non tanto perchè Map 3D non possa gestirli, ma perchè spesso è difficile trovare i parametri di QUEL sistema (infatti Cassini Soldner non è un sistema solo ma centinaia). E poi bisogna saper costruire il sistema personalizzato.

Sei sicuro di aver introdotto tutti i parametri in modo corretto?

So che molti hanno fatto esperienze di questo genere, ma io purtroppo non ti posso aiutare nei dettagli.

Se qualcuno vuole condividere queste informazioni batta un colpo!

GimmiGIS

Giuseppe ha detto...

Grazie della risposta

Sono riuscito a venire a capo del problema...

Dopo aver definito il nuovo sistema di riferimento come detto nel commento precedente (a patto di sapere le coordinate in WGS84 dell'origine; personalmente le ho trovate nella banca dati sul sito www.fiduciali.it), bisogna effetuare un cambio di UCS ruotandolo di 90° attorno all'asse z e di 180° attorno ad x (da riga di comando: _ucs ;_z 90; _ucs; _x 180). In questo modo ho potuto sovrapporre allo shapefile catastale altre cartografie in sistemi di riferimento diversi (IGM in UTM, ortofoto in Gauss-Boaga, Google Earth in WGS84) con risultati discreti in termini di precisione, a patto di utilizzare come sistema di riferimento globale, quello di origine delle carte aggiunte, in modo da evitare di convertire entrambe le mappe in sistemi diversi, con relativa perdita di precisione. Spero di essere stato utile a chi ha bisogno di usare cartografie catastali in Map 3D...

Buon divertimento a tutti!

GimmiGis ha detto...

Grazie a te, Giuseppe!

Penso che queste informazioni siano molto utili.

Un altro articolo che può interessare su questo argomento l'ho pubblicato il 7 dicembre 2007:

http://map3d.blogspot.com/2007/12/da-gauss-cassini-e-viceversa.html

GimmiGIS

GimmiGis ha detto...

PS per Giuseppe,

Se vuoi contattarmi per email, utilizzando il link che trovi nella colonna di destra del Blog sotto "parliamone", possiamo approfondire la questione, che mi interessa molto

Ti aspetto
GimmiGIS

Ellebi ha detto...

Devo convertire delle mappe catastali dal sistema Cassini-Soldner a quello Gauss-Boaga fuso est. Ho provato ad utilizzare direttamente le funzionalità di Map, creando un nuovo sistema di coordinate Cassini-Soldner. In letteratura ho reperito le coordinate geografiche dell'origine catastale (nel mio caso Pordenone; coordinate del centro del sistema catastale riferite a Bessel con longitudine da Genova). Ho scelto quindi Bessel 1841 orientato a Genova come ellissoide e un sistema di tipo non geodetico, inserendo tutti i parametri richiesti da Map (ho sommato alla longitudine dell'origine da Genova la longitudine di Genova rispetto a Greenwich) . Non ho compilato i campi falsa origine. Ho testato quindi la qualità della georeferenziazione proiettando una mappa catastale sopra un foglio CTR in G. B. fuso est (utilizzando Monte Mario Italy/Zone 2). La mappa catastale risulta spostata di circa 20 m verso ovest e di circa 50 m verso nord. Questo errore può dipendere dalla falsa origine non impostata? E' un errore inevitabile? Quali sono, secondo voi, i corretti parametri da usare per costruire un sistema Cassini-Soldner in Map? Nel blog leggo che un utente ha provato a impostare le coordinate dell'origine catastale in WGS84, ottenendo buoni risultati. Ho provato anch'io, ma il risultato è peggiore che con Bessel orientato a Genova.
Grazie per l'attenzione e per le eventuali risposte.

GimmiGis ha detto...

Ciao Ellebi,

Sono appena tornato dal Campo Tecnico Autodesk di Parigi dove mi sono confrontato con diversi tecnici rispetto al problema eterno di Cassini-Soldner.
Abbiamo esaminato anche il caso di Giuseppe (vedi i suoi commenti) che è stato così gentile da fornire un esempio.

Nel suo caso i risultati sono buoni, ma ha dovuto ruotare l'UCS perchè si è ritrovato la X invertita con la Y.

Come puoi vedere dal suo commento, ha utilizzato l'elissoide di Bessel, non geodetico, non ha compilato la falsa origine ed ha indicato, ovviamente, la proiezione di Cassini.

Quindi l'unico punto da verificare nel tuo caso è la precisione dell'origine catastale. Hai verificato se esiste sul sito www.fiduciali.it?

Altrimenti puoi sempre provare ad effettuare una trasformazione a foglio di gomma ricavando i 4 punti necessari sul sito di cui ho parlato nella pagina:

http://map3d.blogspot.com/2007/12/da-gauss-cassini-e-viceversa.html

Se l'errore resta elevato, allora c'è da temere che stia alla fonte.

Teniamo aperto il dibattito, confrontandoci su questo argomento penso che riusciremo ad arrivare a risultati utili...
GimmiGIS