La struttura morfologica del sito nell’antichità: il modello tridimensionale del terreno come strumento per la redazione della carta di rischio archeologico

La progettazione e la creazione del Sistema Informativo Geografico della carta archeologica di Cividale ha, come si e’ detto, due scopi principali: da una parte mettere a punto uno strumento di conoscenza del patrimonio archeologico, finalizzato agli studi storici-topografici ed urbanistici su

Forum Iulii, dall’altra fornire un sistema che consenta di individuare e valutare i settori della città

che possono presentare livelli di rischio archeologico, cioè di ritrovamento di resti archeologici al di sotto dei piani di calpestio e d’uso attuale del suolo urbano. a questo scopo un dato determinante è costituito dalla preventiva conoscenza non solo delle zone urbane che potrebbero restituire elementi della stratificazione antica, ma soprattutto delle loro profondità.

L’acquisizione dei dati relativi all’andamento altimetrico dei resti archeologici noti è stata molto problematica: le notizie desumibili dalla bibliografia e dal materiale d’archivio inedito in possesso del Museo Archeologico sono frammentarie e disomogenee. I primi scavi effettuati in città risalgono al 1800, ad opera del della Torre che, pur avendo fornito una ricca documentazione grafica e testuale delle indagini condotte, tralascia il più delle volte i dati relativi alle quote, oppure le indica in modo approssimativo “alla profondità di due uomini”, “ a due metri e un palmo circa”. ne consegue che informazioni di questo genere sono difficilmente utilizzabili.

Nei resoconti degli scavi successivi, a partire dagli anni ’50 del secolo scorso, vengono riportate, talvolta, indicazioni più precise, ma si tratta per lo più di quote relative, cioè riferite al piano di calpestio contemporaneo all’esecuzione delle indagini, mai assolute sul livello del mare; solo negli ultimi interventi stratigrafici i livelli archeologici sono stati pozionati in quota assoluta nel corso delle operazioni di rilievo con stazione totale.

Pertanto, non è stato possibile recuperare le quote di tutti i resti archeologici finora individuati in area urbana (fig. 46).

Fig. 46. La carta archeologica di Cividale in CAD con l’indicazione, in blu, degli scavi di cui è stato possibile recuperare le informazioni relative alla quota.

I dati recuperati sono stati indicati in pianta in rapporto alla evidenza archeologica.

Successivamente si è passati alla costruzione di un modello tridimensionale del tessuto urbano attuale da utilizzare in sovrapposizione ad un secondo modello tridimensionale relativo all’andamento altimetrico della città antica, che permettesse di valutare le variazioni di quota intervenute.

Per tutte le elaborazioni effettuate è stata utilizzata la Carta Tecnica Regionale, con eccezione delle sezioni, per le quali si è fatto uso della carta catastale: la CTR è corredata di

quote riferite sia al piano di calpestio che alla gronda degli edifici, mentre il Catastale, con coordinate compatibili con la CTR, è stato realizzato a quota zero. Per le sezioni è stato utilizzato il Catastale in coordinate Cassini – Soldner in quanto la resa tridimensionale dell’ingombro degli edifici è decisamente migliore che nella CTR⁵⁰.

L’idea di poter sovrapporre lo strato attuale all’antico per evidenziare lo scarto di quota era sembrata utile ed importante per visualizzare le modifiche avvenute nel corso dei secoli alla morfologia della città e anche come strumento per individuare e monitorare le aree a maggior rischio archeologico all’interno del tessuto urbano.

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Nel Catasto sono indicati anche gli spioventi dei tetti e gli edifici sono realizzati con maggiore accuratezza che nella Carta Tecnica Regionale.

Il primo modello creato è stato un DEM⁵¹, un modello digitale del terreno estrapolato da un TIN (Triangulated Irregular Network)⁵², costruito sulla base dei dati altimetrici ricavati dalla CTR. Il primo passaggio ha comportato l’eliminazione di tutte le informazioni superflue, creando una carta in formato *.dwg che contenesse solo i punti quotati e le eventuali curve di livello (fig. 47).

Fig. 47. I punti quotati e le curve di livello relativi alla città di Cividale del Friuli e ad una porzione del suo territorio.

Dopo aver esportato in ArcMap il file e aver creato due shape file relativi ai due tipi di dati altimetrici si è proceduto alla creazione del TIN utilizzando le informazioni contenute nel campo “Z” sia dei punti che delle linee e dando come impostazione “soft line” per creare linee meno spigolose (fig. 48 – 49).

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Un DEM è una rappresentazione tridimensionale della superficie topografica o del terreno 52

Un TIN è un’elaborazione vettoriale tridimensionale del terreno formata da nodi e linee irregolarmente distribuiti aventi le coordinate x, y e z e che vengono organizzati in una rete di triangoli.

Fig. 48. La creazione del TIN dagli shape file ricavati dalla carta tecnica: punti quotati e curve di livello.

Fig. 49. Il TIN della città di Cividale e di una porzione di territorio. La localizzazione dell’area urbana è facilmente individuabile al centro, lungo il corso del fiume: si vede bene la forma ovoidale del centro cittadino.

Dal TIN, mediante il comando “Convert TIN to Raster”nella Toolbar 3D Analyst, è stato creato il DEM (fig. 50 - 51)

Fig. 50. Il comando “Convert TIN to Raster” per creare il DEM.

Fig. 51. Il DEM della città di Cividale e di una porzione del suo territorio; indicata con la freccia l’area del centro urbano.

I modelli creati non hanno dato risultati interessanti per gli scopi previsti: le variazioni di quota della città moderna, poco sensibili, non sono apprezzabili visivamente in un modello tridimensionale come il DEM.

Le uniche informazioni interessanti riguardano le pendenze del fiume Natisone e il territorio circostante la città, dove la presenza di pendenze maggiori permette di visualizzare le differenze di quota; l’unica informazione che si deduce osservando il DEM è che la città si trova su un pianoro rialzato rispetto al terreno circostante, dato interessante per studiare il luogo di fondazione della colonia romana, posta a controllo del fiume e su di una leggera altura che ne permettesse una maggiore difesa, sommata a quella fornita dalla cinta muraria..

Si è passati allora alla creazione di un microrilievo con il software Surfer, che permette di costruire modelli tridimensionali sulla base di punti e linee quotate: il risultato, però, non ha dato esiti migliori rispetto ai primi due modelli creati (fig. 52).

Fig. 52. Il microrilievo creato in Surfer. Sul modello 3D è stata sovrapposta la carta archeologica per visualizzare la localizzazione degli elementi archeologici nel territorio. Il cerchio rosso evidenzia l’errore relativo alla mancanza di quote nella CTR.

Nella figura si nota che la città in alcuni punti sembra “sprofondare”: se il dato è corretto per le sponde del fiume, è totalmente errato per la parte del centro che dal ponte sul Natisone arriva a piazza Duomo (evidenziata in figura). Questa anomalia è dovuta a “buchi di quota” presenti nella CTR, cioè aree in cui non sono indicati i punti quotati: per questo motivo anche questo modello non può essere utilizzato.

Un secondo problema relativo all’impossibilità di utilizzare queste elaborazioni per lo scopo prefissato è quello della visibilità: in tutti e tre i modelli è difficile creare una trasparenza tale da poter rendere visibile la superficie relativa alle evidenze archeologiche.

Con il fallimento degli strumenti ArcGIS e di Surfer, si è passati all’utilizzo dei software Autodesk, e cioè Autocad 2006, Map 2002 e Architectural Desktop 2006. Con quest’ultimo sono state create alcune mesh, cioè superfici, relative sia alla CTR che al Catastale (figg. 53 – 55)

Fig. 54. La mesh costruita in base ai punti quotati del Catasto in coordinate Cassini – Soldner con vestizione (render).

A

B

Fig. 55. La mesh costruita con le quote dei resti archeologici in possesso posizionata sotto al Catastale in coordinate Gauss – Boaga che come detto non ha dati altimetrici. Si nota che lo scarto di quota non è apprezzabile se non con la visione frontale (B), che perde però le informazioni della totale superficie archeologica.

Tutte le elaborazioni prodotte non hanno fornito un risultato apprezzabile: il TIN, il DEM e il microrilievo possono fornire elementi utili allo studio degli elementi geomorfologici soprattutto in contesti territoriali estesi e con variazioni di quota rilevanti, mentre perdono di significato per zone prive di apprezzabili dislivelli.

Le elaborazioni in CAD sono sembrate maggiormente significative in quanto permettono una visibilità maggiore, ma comunque non rendono in modo determinante l’idea delle variazioni di quota tra la città moderna e l’eventuale andamento morfologico della città antica. L’unico modello che può essere utilizzato è quello relativo alla sovrapposizione tra il catastale a quota zero e la

mesh relativa alle quote archeologiche: anche se le informazioni sono relative, in quanto la città

moderna non è fornita di quote reali, il modello consente, comunque, di osservare le variazioni di quota tra moderno e antico.

Un’ulteriore problema relativo alla costruzione di un modello così impostato è dato dal fatto che le quote dei resti archeologici sono molto varie tra loro (da 0,70 a 3,00 metri circa) e non molto dissimili da quelle della città moderna: un salto di quota così piccolo tra antico e moderno è decisamente difficile da visualizzare in un modello tridimensionale.

Un ulteriore prova è stata fatta creando, in base ai punti quotati della Carta Tecnica, un modello 3D della città moderna sotto cui si sono successivamente posizionati gli scavi effettuati sotto il

Palazzo dei Provveditori, ora sede del Museo Archeologico Nazionale: qui sono presenti due aree archeologiche di periodi differenti, entrambe rilevate con stazione totale, quindi con quote assolute e precise. a si lessa d e in

Fig. 56. Il 3D della Carta Tecnica. I colori indicano diverse tipologie di edifici: in marrone chiaro sono perimetrati gli isolati maggiormente rappresentativi della città ( le divisioni interne sono state congelate per facilitare la visualizzazione); in marrone più scuro gli edifici lungo la scarpata del fiume; in verde giardini e piazze; in grigio gli edifici di culto, in blu le curve di livello lungo il fiume e il suo bordo; in rosso gli isolati con resti archeologici quotati sottostanti.

Il primo scavo ha messo in evidenza strutture tardo antiche probabilmente riutilizzate in epoc medievale, di cui abbiamo evidenza nella parte nord ovest dello scavo stesso; il secondo, invece, riferisce ad un grande edificio sicuramente di età medievale, posizionato negli scantinati del Museo, le cui fasi sono ancora oggetto di studio.

Quest’area è stata presa in considerazione sia perché fornita di punti e quote ottenuti tramite rilievo con stazione totale, e quindi certi e precisi, sia perché permette una lettura stratigrafica comp relativa a tutte le fasi di vita e di trasformazione della città.

L’area ovest della città è quella che maggiormente ha dato informazioni relative alla dislocazione degli edifici appartenenti al periodo longobardo e quindi sembrava interessante approfondire il discorso relativo alle quote e alla morfologia antica mettendo a confronto resti appartenenti a epoche diverse. Si deve tener presente che ad incidere sulla differenza di quota è anche la configurazione naturale del terreno che in quel punto della città scende gradualmente, ma questo elemento è stato comunque considerato importante in quanto permette di osservare che anch antico la morfologia del terreno seguiva la stessa declinazione (fig. 56 – 57).

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A

Fig. 57. Due visualizzazioniI da angolazione diversa dei punti battuti con stazione totale relativi ai due scavi sotto il palazzo dei Provveditori. Con questo ingrandimento è possibile apprezzare la differenza di quota sia in senso Est – Ovest (A) che Nord – Sud (B) tra i due settori di indagine che attesta le variazioni altimetriche di questo comparto della città antica.

Operazione preliminare per la creazione del modello e’ stata la pulizia della carta tecnica da tutti gli elementi inutili per la modellazione, per esempio le linee elettriche, i riempimenti degli edifici, i simboli indicanti la funzione degli edifici stessi (come le croci per le chiese etc.).

Successivamente la carta tecnica è stata tagliata, mediante il comando “trim”, evidenziando con un rettangolo l’area di interesse, tagliando le linee che intersecavano il rettangolo, per evitare di cancellare elementi importanti, e poi eliminando tutto il resto, in modo tale da ottenere una carta contenente tutte le informazioni necessarie ma al contempo non troppo pesante e soprattutto di facile consultazione.

I layers tenuti in considerazione sono quelli relativi alla quota del piano di calpestio (i punti blu), i perimetrali degli edifici, quotati al livello di gronda, gli alberi, i gradini o i marciapiedi dove indicati, fontane e monumenti, chiese con campanili (fig. 58).

B

Fig. 58. Nell’immagine A è indicato il rettangolo usato per evidenziare l’area di interesse e per tagliare i limiti della carta ce fuoriuscivano dall’area selezionata. L’immagine B indica la Carta Tecnica tagliata e spogliata dei layers superflui,utilizzata come carta di base per la successiva elaborazione 3D.

Dalla carta così creata si è passati alla vera e propria elaborazione tridimensionale, partendo dalle informazioni altimetriche della stessa Carta Tecnica: è stata sottratta alla quota di gronda degli edifici la quota di spiccato, in modo da ottenere l’altezza dell’edificio da terra alla gronda. Successivamente i limiti perimetrali degli edifici sono stati ricalcati con una polilinea a cui è stata attribuita la quota relativa alla gronda dell’isolato in questione (fig. 59). L’ultimo passaggio è stato quello di creare un solido tramite il comando “extrude – estrudi” fornendo come altezza il risultato della differenza tra le due quote (fig.60).

A

B

Fig. 59. In giallo è evidenziata la polilinea digitalizzata ricalcando il limite dell’isolato. Nella figura A si nota la differenza tra la polilinea disegnata e i solidi già creati. Nella figura B si può vedere, sulla stringa di comando in basso, l’uso del comando “extrude” che permette di creare un solido dalla polilinea disegnata.

n costruzione in base ai calcoli tivo poiché per creare i solidi si è ti dati numeri positivi il perimetro

i condotti al di sotto del Museo ecnica, pur avendo indicazioni lettura (fig. 61); si è pensato, che permettesse di osservare nte alla presenza dei resti archeologici, per

la dei ritrovamenti antichi.

Fig.61. La Carta Tecnica ruotata in 3D: le informazioni altimetriche sono difficili da individuare e non è possibile apprezzare le differenze di quota.

Fig. 60. Nella stringa di comando è visibile l’altezza che viene attribuita al solido i effettuati sulla differenza di quota tra edificio e piano di calpestio. Il numero è nega partiti dalla quota degli edifici e si è dovuti scendere fino al piano; se fossero sta degli edifici sarebbe stato preso come quota base per il solido.

La carta così creata è stata sovrapposta alla pianta dei due scav Archeologico, di cui si possiedono le quote assolute. La Carta T altimetriche, vista in rotazione tridimensionale è di difficilissima quindi, di semplificare la visualizzazione, elaborando una carta l’ingombro spaziale degli isolati moderni unitame

Naturalmente questo strumento è ottimale quando si posseggono i dati topografici e altimetrici assoluti, mentre il margine di errore e di inesattezza aumenta in rapporto alla imprecisione e alla relativita’ delle informazioni.

A completamento della documentazione grafica sono state impostate quattro sezioni/prospetto orientate due nord – sud e due est – ovest; esse vanno ad interessare la parte meridionale del centro storico, quella che presenta una distribuzione più interessante dei rinvenimenti archeologici e un profilo geomorfologico significativo visto la presenza del fiume Natisone (fig. 62).

Fig.62. L’area del centro città interessata dal passaggio delle quattro sezioni.

La restituzione grafica comprende gli alzati degli edifici moderni visti in sezione e in prospetto, alcune caratterizzazioni grafiche utili al riconoscimento del profilo urbano e il piano di calpestio attuale; a quest’ultimo sono stati riferiti i valori altimetrici e topografici dei resti archeologici situati sulla direttrice delle singole sezioni. La distribuzione topografica dei rinvenimenti archeologici ha fatto sì che questi siano stati inseriti nelle sezioni con delle proiezioni sulla verticale delle stesse, in modo tale da ottenere dei confronti di valori altimetrici significativi. La restituzione grafica così ottenuta ha permesso di apprezzare la differenza di quota tra il piano di calpestio attuale e i livelli antichi documentati e, poiché gran parte dei resti archeologici possono essere datati ad un ristretto arco cronologico (I – II sec. d.C.), è stato possibile proporre una ricostruzione del livello di calpestio riferibile genericamente al primo periodo imperiale fig. 63).

A

B

B

Fig.63. Sezione nord – sud (fig. A) e sezione est – ovest (fig. B). In grigio chiaro gli edifici in secondo piano, in grigio più scuro quelli sullo sfondo, più lontani ma visibili in altezza dal punto di vista della sezione.

Le linee di sezione sono state tracciate in rapporto alla maggiore concentrazione di elementi archeologici con precise indicazioni altimetriche.

Si è scelto di creare un “reticolo” di sezioni, con incroci ad angolo retto, per permettere la copertura dell’intera area interessata daI ritrovamenti archeologici quotati: l’elaborazione di un sistema di sezioni si è rivelato molto utile per visualizzare e valutare le variazioni di quota: pur essendo suscettibile di errori (± 5 cm), dato che le informazioni a disposizione si riferiscono, come più volte detto, a quote relative, l’informazione che si ricava dalla lettura è comunque di

fondamentale importanza perché permette, con uno scarto massimo di circa 10 cm, di avere un’idea precisa della localizzazione e della profondità degli strati archeologici.

Alla luce di tutte le elaborazioni fatte, lo strumento che risulta essere più utile per una città come Cividale è quello delle sezioni che permettono una lettura immediata della differenza di quota oltre che un posizionamento preciso. Per ovviare alla non visibilità in pianta è stato creato un reticolo che permette di avere tutte le informazioni necessarie su estensione in orizzontale ed in verticale dei resti archeologico conosciuti. Il lavoro così impostato risulta importantissimo sia per lo studio della città e della morfologia antica sia come strumento per gli Enti Comunali preposti all’amministrazione cittadina: i file risultano essere una base fondamentale per una carta di rischio e di tutela archeologica, fornendo dati relativi a quote e localizzazione e soprattutto permettendone una facile visualizzazione, offrendo dati di lettura e di interpretazione immediata per gli addetti ai lavori e per i profani in campo archeologico.