IMPLEMENTAZIONE DI UN SISTEMA INFORMATIVO PER LA REDAZIONE DEL CATASTO DELLE STRADE CON APPLICAZIONE SUL COMUNE DI LUMEZZANE

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UNIVERSITÀ DI PISA

Dipartimento di Ingegneria dell’Energia, dei Sistemi, del

Territorio e delle Costruzioni

Facoltà di Ingegneria Idraulica dei Trasporti e del Territorio

Curriculum Trasporti e Territorio

IMPLEMENTAZIONE DI UN SISTEMA

INFORMATIVO PER LA REDAZIONE DEL

CATASTO DELLE STRADE CON

APPLICAZIONE SUL COMUNE DI

LUMEZZANE

Relatori

Candidato

Prof. Ing. Massimo Losa

Federico Marchetti

Ing. Lorenzo Maraia

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Ringraziamenti

Un ringraziamento doveroso va alla società AVR S.p.A. in particolare nelle persone dell’Ing. Lorenzo Maraia e dell’Ing. Leonardo Graziani per la grande disponibilità e per avermi messo a disposizione i dati e tutti gli strumenti necessari per portare a compimento la presente Tesi.

Un ringraziamento particolare va anche al Prof. Ing. Massimo Losa per aver organizzato la tipologia di Tesi che desideravo e per i preziosi consigli durante i ricevimenti.

Un grande grazie va alla mia famiglia per il sostegno e tutti i sacrifici fatti per darmi la possibilità di raggiungere questo obbiettivo. Grazie poi alla mia ragazza Nadia perché con la sua presenza costante mi ha trasmesso quella serenità e fiducia necessarie per portare a compimento questo percorso. Ringrazio poi i miei due compagni di avventura universitaria, Angelo e Timothy, perché insieme a loro ogni ostacolo sembrava più facile da superare e tutti i miei amici di Diecimo e del Dinamo Dezza per i momenti di svago e spensieratezza che dopo tanto studio sono proprio necessari.

Grazie mille anche a chi non c’è più ma oggi sarebbe stata la persona più felice sulla terra, anche più di me.

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Indice

1. Introduzione……….. Pag. 4

2. Normativa di riferimento……….. Pag. 5 2.1. Contenuti minimi del Catasto delle Strade……… Pag. 7

3. Cenni sui sistemi informativi………... Pag. 18 3.1. Definizione e principali funzioni………... Pag. 18 3.2. Il modello Raster……… Pag. 19 3.3. Il modello Vettoriale……….. Pag. 20

4. Modalità di acquisizione dei dati……….. Pag. 21 4.1. Metodi di rilievo……… Pag. 29 5. Fasi del post processing……… Pag. 30 5.1. Il database……….. Pag. 30 5.2. Creazione degli assi………... Pag. 40 5.3. Censimento……… Pag. 40 5.4 Validazione e restituzione dei dati……….. Pag. 49 6. Confronto tra il D.M. del 2001 ed il sistema realizzato……… Pag. 54 7. Implementazioni al Catasto Stradale……… Pag. 63 8. Modello di decadimento prestazionale della segnaletica orizzontale……... Pag. 64

8.1. Principali funzioni e caratteristiche della segnaletica

Orizzontale……… Pag. 65 8.2. Materiali utilizzati e metodi di applicazione……….. Pag. 69 8.3. Parametri di riferimento e normativa………. Pag. 81 8.4. Strumento e modalità di esecuzione delle prove……… Pag. 86 8.5. Modelli esistenti in letteratura………... Pag. 88 8.6. Dati e loro elaborazioni……….. Pag. 94

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9. Valutazione economica su pitture e termoplastico………... Pag. 102

Conclusioni………... Pag. 111

Riferimenti bibliografici………... Pag. 115

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1. Introduzione

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1. Introduzione

Il Catasto delle strade rappresenta l'inventario di tutte le strade a uso pubblico presenti sul territorio nazionale ed ha come primo obiettivo la definizione della consistenza della rete stradale nazionale in modo compatibile ed integrabile con i Catasti dei terreni e dei fabbricati.

La sua nascita viene sancita dall'art. 13 comma 6 del Nuovo Codice della Strada emanato con Decreto Legislativo 30.4.1992 n. 285 il quale prevede per gli enti proprietari delle strade l’obbligo di realizzare e tenere aggiornati la cartografia, il Catasto delle Strade e le loro pertinenze secondo le modalità stabilite con apposito decreto che il Ministro delle infrastrutture e dei trasporti emana sentiti il Consiglio superiore dei lavori pubblici e il Consiglio nazionale delle ricerche.

Il Decreto Ministeriale di cui si è parlato è il D.M. del 1.6.2001 che contiene le modalità di istituzione ed aggiornamento del catasto delle strade.

L’obiettivo della tesi è quello di andare ad analizzare in maniera critica le prescrizioni di tale decreto con il fine di individuare eventuali carenze e determinare possibili implementazioni del Sistema Informativo per il Catasto delle Strade.

Il Catasto delle Strade deve infatti contenere obbligatoriamente alcuni elementi relativi alle caratteristiche geometriche delle strade e delle relative pertinenze nonché gli impianti ed i servizi permanenti connessi alle esigenze della circolazione.

Il decreto stesso prevede che tale inventario di base debba essere ampliato al fine di contenere gli elementi e le nozioni necessarie agli enti proprietari delle strade, per rispondere alle esigenze di costituzione dell’Archivio nazionale delle strade e per corrispondere alle altre richieste del Codice della Strada. A tali informazioni di base devono fare riferimento anche tutte le altre informazioni acquisibili che saranno utili per la costruzione dei Sistemi Informativi Stradali. All’interno della tesi vedremo quali sono queste possibili implementazioni (ad esempio dati di traffico, stato di conservazione delle opere d’arte, delle pavimentazioni e delle opere complementari, monitoraggi ambientali per inquinamento acustico e dell’aria, segnaletica, incidentalità ecc.).

La presente tesi contiene anche una descrizione delle fasi e modalità con cui è stato realizzato il Catasto delle Strade del comune di Lumezzane, utilizzando

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2. Normativa di riferimento

5 l’esperienza acquisita durante il tirocinio svolto alla sede di Pisa della società AVR S.p.A.

La presente tesi contiene anche un esempio di implementazione del sistema informativo del Catasto Stradale relativo alla segnaletica orizzontale della quale andremo a vedere come può essere programmata la manutenzione di tale elemento stradale, andando a realizzare un modello di decadimento prestazionale.

Infine è stata realizzata un’analisi dei costi per mettere a confronto dal punto di vista economico i due principali materiali impiegati per la segnaletica orizzontale, ovvero le pitture ed i prodotti termoplastici.

2. Normativa di riferimento

Come già accennato nell’introduzione l’istituzione del Catasto Strade è prevista dall’articolo 13, comma 6, del Decreto Legislativo 30.4.1992 n. 285, Nuovo Codice della Strada, modificato e integrato con Decreto Legislativo 10.9.1993 n. 360. Il relativo Regolamento di attuazione è stato emanato con D.P.R. 16.12.1992 n. 495, modificato con D.P.R. 16.9.1996 n.610.

L’art. 227 del Codice e l’art. 404 del regolamento disciplinano l’uso dei dispositivi di monitoraggio per il rilevamento della circolazione disponendo che gli enti proprietari delle strade indichino tempestivamente al Ministero dei lavori pubblici -Ispettorato generale per la circolazione e la sicurezza stradale- i luoghi dell'installazione ed inseriscano gli stessi nel proprio Catasto Stradale.

L’art. 225 del Codice della Strada prevede l’istituzione dell’Archivio Nazionale delle strade, presso il Ministero dei LL.PP., all’interno del quale i catasti dovrebbero convergere ma che ad oggi non è ancora stato realizzato.

Il codice con l’art. 226 ed il regolamento di attuazione con l’art. 401 prevedono che l’Archivio sarà completamente informatizzato e diviso in cinque sezioni tra loro interconnesse. I dati relativi allo stato tecnico e giuridico delle strade, con indicazioni del traffico veicolare, degli incidenti e dello stato di percorribilità e di inquinamento

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6 ambientale dovranno essere forniti dagli enti proprietari delle strade, deducendoli dai propri sistemi informativi stradali e da altre fonti.

Visto l’art. 13, comma 6, del D. Lgs. 30.4.1992, n.285 il Ministero dei lavori pubblici ha emanato il D.M. n.3484 del 1.6.2001 che rappresenta il documento di riferimento per quanto riguarda le modalità di istituzione ed aggiornamento del catasto strade.

Tale decreto è composto da 10 articoli, un allegato e da 4 appendici. Esso è diretto a tutti gli Enti proprietari delle strade di uso pubblico e cioè:

 l’ANAS e le Società Concessionarie per le autostrade di interesse nazionale;

 l’ANAS per le altre strade di interesse nazionale;

 le Regioni per le strade regionali;

 le Province per le strade provinciali;

 i Comuni per le strade comunali sia urbane che extraurbane;

Tale D.M. prevede che il Catasto delle Strade sia organizzato secondo un’architettura hardware di tipo client/server con possibilità di collegamento in rete allo scopo di poter essere consultato da parte di terzi. L’architettura software è basata su un database di tipo relazionale, strutturata secondo le specifiche contenute nell’Allegato del decreto, e su di un sistema GIS (Geographic Information System) che consenta di rappresentare la cartografia del territorio ed il grafo della rete stradale, di selezionare i singoli elementi stradali e di visualizzare gli attributi contenuti nella banca dati.

Il decreto stabilisce anche la tempistica entro cui le diverse strade debbano essere accatastate in base alla diversa classe amministrativa di appartenenza. Le priorità previste sono le seguenti:

 autostrade e strade di interesse nazionale : entro due anni dall’entrata in vigore del decreto;

 strade regionali : entro tre anni dall’entrata in vigore del decreto;

 strade provinciali e comunali extraurbane con larghezza pavimentata non inferiore a metri 5,50: entro quattro anni dall’entrata in vigore del decreto;

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 altre strade comunali extraurbane con larghezza pavimentata inferiore a metri 5,50 e strade urbane pavimentate: entro cinque anni dall’entrata in vigore del decreto. [1]

Per queste ultime, in una prima fase, il rilevamento può essere limitato agli attributi globali degli elementi stradali, alle giunzioni ed alle aree di traffico che consentono di definire il grafo della rete, come indicato nell’Allegato al decreto.

Tali tempi non sono stati rispettati per diverse ragioni tra le quali il mancato rifinanziamento del Piano Nazionale della Sicurezza Stradale che a partire dal 2004 ha ridoto le risorse economiche disponibili e la mancata realizzazione dell’Archivio Generale Strade all’interno del quale i Catasti dovevano convergere. [12]

Ad oggi la maggior parte delle regioni del nord ha provveduto a realizzare il Catasto Stradale per le strade di propria competenza. Anche le regioni del centro e del sud stanno procedendo in tale direzione ma in genere sono ad uno stadio di avanzamento minore.

A livello comunale si sta procedendo più a rilento, questo per la non perfetta idoneità del D.M. del 2001 a descrivere correttamente le strade urbane mentre è più adatto per quelle extraurbane. Anche l’elevata estensione delle strade comunali ha probabilmente inciso negativamente. Attualmente però molti comuni si stanno attivando per realizzare il proprio Catasto Stradale in occasione della stipula dei contratti di Global Service, strumento attuativo di una gestione programmata della manutenzione del patrimonio immobiliare pubblico, tramite interventi preventivi (e non più solo in situazioni di emergenza) nonché verifiche periodiche e pianificate. Molti comuni hanno infatti inserito nel capitolato di gara il servizio di censimento e di gestione del sistema informativo territoriale (S.I.T.) come è avvenuto nel caso del comune di Lumezzane, in altri casi tale servizio viene offerto come miglioria dall’impresa partecipante alla gara di appalto.

2.1. Contenuti minimi del Catasto delle Strade

Gli elementi da rilevare, le quali caratteristiche saranno da inserire nel Catasto delle Strade, vengono rappresentati sottoforma di grafo. Un grafo viene definito come l’insieme costituito dall’unione di altri due insiemi, un insieme N di elementi detti nodi

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8 ed un insieme L di coppie di nodi appartenenti a N. Il grafo viene utilizzato per raffigurare la realtà fisica. I nodi dell’insieme N possono rappresentare punti fisici di un terreno o diversi componenti fisici di un sistema o le attività di quest’ultimo. Un arco sta invece a rappresentare l’esistenza di una relazione di qualsiasi tipo tra la coppia di nodi che lo individua. Ad esempio se due nodi riproducono i punti di un terreno, un arco che li congiunge va a rappresentare una strada che li unisce.

Un grafo non ha componenti quantitative ma rappresenta unicamente relazioni geometriche.

Un arco (i,j) è detto orientato o direzionale se le coppie di nodi sono orientate cioè la coppia (i,j) è differente dalla coppia (j,i). Un grafo può contenere archi orientati e archi non orientati. Se un grafo possiede solo archi orientati si dice a sua volta orientato. I grafi impiegati per rappresentare i sistemi di trasporto sono sempre orientati.

Per individuare in modo completo un grafo è necessario conoscere gli elementi dell’insieme N e le coppie di N che costituiscono l’insieme L.

Il modo più immediato di rappresentare un grafo è per via grafica nella quale i nodi sono individuati con un cerchio contrassegnato da un numero e gli archi da segmenti che connettono le varie coppie di nodi costituenti l’insieme L. I segmenti contrassegnati da una sola freccia individuano un solo arco unidirezionale tra due nodi, quelli senza freccia stanno ad indicare un collegamento bidirezionale, cioè la presenza di due archi fra una coppia di nodi, una per ciascuna direzione.

Fig. 2.1.1: Rappresentazione grafica di un grafo[4]

La normativa indica i nodi con il nome giunzioni definendole come il punto di intersezione degli assi di due elementi stradali. La giunzione è quindi una entità puntuale ed è rappresentata in termini geometrici da una terna di coordinate. Le proprietà delle giunzioni vengono rappresentate tramite degli attributi globali, quelli previsti dalla norma sono:

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 Denominazione Ufficiale

 Denominazione Convenzionale

 Tipo di giunzione (giunzione ordinaria, mini-rotatoria, biforcazione, attraversamento ferroviario a raso, attraversamento di confine)

Si va ad osservare che per giunzione ordinaria si intende un’intersezione generica tra elementi stradali come un incrocio a raso generico, semaforizzato o meno, una rotatoria o intersezione dotata o meno di isole spartitraffico.

Per mini-rotatorie si intende invece quelle che vengono progettate al solo fine di far ridurre la velocità ai veicoli, sono quindi rotatorie di piccole dimensioni (raggio < 10 m).

Si ha una biforcazione quando una medesima strada si suddivide in due. In alcuni casi si preferisce però usare al posto della biforcazione una giunzione ordinaria in quanto il punto di divisione può considerarsi l’intersezione di tre elementi stradali, quello del tratto iniziale unico e i due dei tronchi che da esso si dipartono.

Le regole per l’identificazione delle giunzioni con alcuni esempi di rappresentazione di intersezioni sono riportati nell’Appendice 2 del D.M. del 2001.

Il criterio indicato per la rappresentazione delle intersezioni è ad esempio il seguente:

In un primo caso se le aree individuate dal prolungamento dei margini delle piattaforme non si sovrappongono allora vanno considerate due intersezioni separate.

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10 Nel caso in cui invece le aree individuate dal prolungamento dei margini della piattaforma si sovrappongono allora va considerata una sola intersezione.

Fig. 2.1.3: Caso 2: Una sola intersezioni e legenda [2]

Il D.M. 1.6.2001 prescrive come entità anche l’area di traffico definendola un elemento semplice, rappresentante un’area all’interno della quale avvengono movimenti di veicoli. Spesso però l’area di traffico non viene utilizzata nella creazione dei catasti stradali ma si preferisce rappresentare i flussi che avvengono su di esse mediante più elementi stradali e giunzioni che risultano essere più facili da modellare e gestire all’interno dei grafi stradali associati al catasto.

Ad ogni modo gli attributi, di tipo globale, che vanno a descrivere le aree di traffico sono:

 Tipo di area di traffico (ad esempio parcheggio, parcheggio multipiano, piazza con flussi di traffico non definiti, altro tipo di area)

Gli archi sono invece detti elementi stradali e sono definiti come entità lineare delimitata da due giunzioni, individuato da un insieme ordinato di punti. Rappresenta, in genere, l’asse di un tratto di strada a singola carreggiata.

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11 Ad un elemento stradale sono associati attributi globali ed attributi segmentati. Gli attributi globali si riferiscono a tutto l’elemento stradale mentre quelli segmentati sono relativi a caratteristiche che possono variare lungo l’elemento stesso.

Gli attributi globali previsti per l’elemento stradale sono:

 Ente proprietario (Stato, Regione, Provincia, Comune, Privato)

 Codice Ente gestore

 Classifica Amministrativa (ad esempio Strade Statali, Strade Regionali, Strade Provinciali, Strade Comunali, Strade Militari, Strade private)

 Classifica Tecnico-Funzionale (A = Autostrade; B = Strade extraurbane principali; C = Strade extraurbane secondarie; D = Strade urbane di scorrimento; E = Strade urbane di quartiere; F = Strade locali)

 Lunghezza misurata (m)

 Composizione elemento stradale (carreggiata unica o strada a carreggiate separate)

 Direzione di marcia consentita

Gli ulteriori attributi relativi ad un elemento stradale sono di tipo segmentato. Essi sono descritti dai seguenti dati:

 codice del tipo di attributo, cioè un numero associato ad ogni tipo di attributo.

 ascissa curvilinea del punto di inizio di presenza dell’attributo espressa in metri.

 ascissa curvilinea del punto di fine di presenza dell’attributo espressa in metri, dove nel caso di attributo puntuale tali due ascisse coincidono.

 tipo di riferimento delle coordinate, che nel catasto è di tipo relativo cioè in cui l’origine delle coordinate coincide con l’inizio dell’elemento stradale.

 Collocazione, per specificare se l’attributo si trova solo sul lato destro (+), solo sul lato sinistro (-) o in entrambi i lati dell’elemento stradale (NULL).

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12 La sigla (NULL) è impiegata anche in tutti i casi non sia necessario specificare la collocazione.

Per rappresentare un tratto di strada con una separazione fisica che la divide in due carreggiate possiamo o utilizzare due elementi stradali distinti oppure, per carreggiate con assi paralleli e complanari e simmetriche rispetto lo spartitraffico, usare un unico elemento stradale per il quale la separazione fisica viene evidenziata sotto forma di attributi. La prima soluzione è quella generalmente utilizzata per il Catasto Stradale di Lumezzane dove la presenza dello spartitraffico viene evidenziata quando si va a censire l’evento sezione stradale su uno dei due tratti. Per la seconda modalità di procedere sono invece previsti opportuni codici (+,-) che consentono di specificare se un generico attributo si trova a destra o sinistra rispetto ciascuna carreggiata vista nel verso delle progressive crescenti. Riporto di seguito una immagine illustrante diversi tipi di elementi stradali. [3]

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13 Fig. 2.1.4: Definizione illustrativa dell’elemento stradale [3]

Gli attributi segmentati degli elementi stradali, raggruppati in entità omogenee sono:

(1) Sezione dell’elemento stradale

 Larghezza della carreggiata (cm)

 Franco (non presente, banchina, corsia di emergenza, fascia di sosta laterale o fermata, banchina + fascia di sosta laterale o fermata)

 Larghezza del franco (cm)

 Larghezza marciapiedi (cm)

 Franco in dx

 Larghezza del franco in dx (cm)

 Larghezza marciapiedi in dx (cm)

 Franco in sx

 Larghezza del franco in sx (cm)

 Larghezza marciapiedi in sx (cm)

 Tipo spartitraffico (separazione fisica non valicabile, separazione fisica valicabile, separazione con segnaletica)

 Larghezza spartitraffico (cm)

 Larghezza pista ciclabile

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14 (2) Pavimentazione della strada

 Tipologia della superficie della carreggiata (materiale sciolto, materiale legato, ad elementi)

 Pavimentazione delle banchine (non presente, parzialmente pavimentata, pavimentata)

 Tipologia della superficie delle banchine pavimentate (materiale sciolto, materiale legato, ad elementi)

(3) Corpo stradale

 Tipologia del corpo stradale (a raso, tratto in rilevato, tratto in trincea, tratto a mezza costa)

 Delimitazione (scarpata, opera di sostegno, scarpata + opera di sostegno)

 Pendenza scarpata (H/B)

 Altezza massima scarpata (cm)

 Tipologia opera di sostegno (muro di sostegno, muro di controripa, muro di sottoscarpa, altro)

 Altezza massima opera di sostegno (cm)

 Delimitazione in dx (scarpata, opera di sostegno, scarpata + opera di sostegno)

 Pendenza scarpata in dx (H/B)

 Altezza massima scarpata in dx (cm)

 Tipologia opera di sostegno in dx (muro di sostegno, muro di controripa, muro di sottoscarpa, altro)

 Altezza massima opera di sostegno in dx (cm)

 Delimitazione in sx(scarpata, opera di sostegno, scarpata + opera di sostegno)

 Pendenza scarpata in sx (H/B)

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 Tipologia opera di sostegno in sx (muro di sostegno, muro di controripa, muro di sottoscarpa, altro)

 Altezza massima opera di sostegno in sx (cm) (4) Ponti, viadotti e sottopassi

 Categoria (non determinata, I categoria, II categoria) (5) Gallerie e sovrappassi

 Altezza libera al centro della piattaforma (cm)

 Altezza libera sul ciglio della piattaforma (cm)

 Impianto di ventilazione (non presente, presente) (6) Cunette di margine

 Tipo di sagoma (trapezia, a L (francese), altro)

 Larghezza max cunetta (cm)

 Profondità max cunetta (cm)

 Tipo di sagoma in dx (trapezia, a L (francese), altro)

 Larghezza max cunetta in dx (cm)

 Profondità max cunetta in dx (cm)

 Tipo di sagoma in sx (trapezia, a L (francese), altro)

 Larghezza max cunetta in sx (cm)

 Profondità max cunetta in sx (cm) (7) Arginelli

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 Larghezza arginello in dx (cm)

 Larghezza arginello in sx (cm) (8) Protezione del corpo stradale

 Tipologia dell'opera (muri paramassi e antivalanghe, recinzioni, barriere frangivento, cunettone di guardia, altro)

(9) Protezione dell’ambiente circostante

 Tipologia dell'opera (opere per la mitigazione degli impatti visivi, barriere antirumore, altro)

(10) Impianti di illuminazione

 Tipo di disposizione delle lampade (disposizione laterale, disposizione assiale, altro)

(11) Piazzole di sosta

 Larghezza della parte non raccordata (cm) (12) Dispositivi di ritenuta

 Distanza minima dal margine della carreggiata (cm)

 Tipologia (barriera spartitraffico, barriera per bordo laterale, barriera per opere d'arte, barriera per punti singolari)

 Distanza minima dal margine della carreggiata in dx (cm)

 Tipologia in dx (barriera spartitraffico, barriera per bordo laterale, barriera per opere d'arte, barriera per punti singolari)

 Distanza minima dal margine della carreggiata in sx (cm)

 Tipologia in sx (barriera spartitraffico, barriera per bordo laterale, barriera per opere d'arte, barriera per punti singolari)

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17 (13) Pertinenze di servizio

 Tipologia del servizio offerto (area di servizio destinata al rifornimento e al ristoro degli utenti, area di servizio destinata a parcheggio e sosta, area di manutenzione e/o esercizio, fabbricato di manutenzione e/o esercizio, aree o postazioni destinate a funzioni di rilievo controllo e di polizia)

 Presenza di corsie di accelerazione-decelerazione (si, no)

 Superficie totale occupata in pianta (mq) (14) Opere di continuità idraulica

 Tipologia dell'opera (tombino, tombino con scivolo, altro) (15) Accessi

 Inclinazione rispetto all'asse stradale (gradi)

 Tipologia dell'accesso ( immissione di una strada privata a raso, immissione di una strada privata a livelli sfalsati, altro)

 Destinazione dell'area cui si consente l'accesso (fabbricati per abitazione, attività industriali, fondi agricoli, altro)

(16) Cippi o segnali chilometrici

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3. Cenni sui sistemi informativi

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3. Cenni sui sistemi informativi

3.1. Definizione e principali funzioni

In generale un Sistema Informativo è un insieme organizzato di procedure, risorse umane e materiali utilizzati per la raccolta, l’archiviazione, l’elaborazione e la comunicazione di informazioni necessarie ai responsabili delle decisioni per effettuare le migliori scelte possibili.

Il Sistema Informativo Territoriale (SIT) è invece un sistema basato su un insieme di software, hardware, dati, procedure, attraverso il quale vengono raccolte, gestite, elaborate e distribuite le informazioni territoriali. Per informazione territoriale si intende un’informazione riferita in maniera univoca ad un punto della superficie terrestre. Il ricorso ai Sistemi Informativi Territoriali è ormai indispensabile per affrontare in termini moderni la gestione del territorio. Le informazioni che vengono fornite da un SIT servono per sfruttare nella maniera più razionale possibile le risorse a disposizione.

La peculiarità dei Sistemi Informativi Territoriali rispetto a quelli in generale è proprio il fatto che i dati trattati sono dati spaziali georeferenziati. Per informazione georeferenziata si intende che ogni elemento o evento si riferisce ad una ben precisa posizione della superficie terrestre. Questa particolarità fa di esso un potente strumento utilizzabile da molteplici utenti per pianificare gli eventi, prevedere evoluzioni e definire strategie di gestione territoriale.

Questa tecnologia risulta molto utile per realizzare il Catasto Stradale proprio perché ci da la possibilità di andare a collocare nella giusta posizione, e quindi successivamente di individuare, gli eventi che ci interessano (ed esempio un palo dell’illuminazione, un cartello stradale, uno stallo destinato ai disabili una piazzola di sosta ecc.) utilizzando un determinato sistema di riferimento, potendo associare a ciascun evento anche informazioni che lo caratterizzano.

Il SIT è quindi una base di dati di informazioni che forniscono una descrizione semplificata e digitale di aspetti e caratteristiche di porzioni della superficie terrestre. I dati memorizzati in un SIT sono entità a cui vengono associati oltre ai propri attributi tradizionali (alfanumerici, multimediali) anche gli attributi per la localizzazione spaziale delle entità stesse.

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19 Da un punto di vista informatico, un GIS va visto come uno strumento che consente da un lato di gestire tutti i dati raccolti, dall'altro di trasformare tali dati attraverso procedure di elaborazione e metodi di analisi, per ricavare nuove informazioni più semplici da capire per tutti. La tecnologia GIS integra in un unico ambiente le operazioni legate all’uso di database (input, interrogazioni, analisi statistiche) con i benefici derivati dalla visualizzazione di mappe e dall’ analisi geografica. Opportunamente gestite le informazioni contenute in un GIS portano alla realizzazione di mappe tematiche relative ai molteplici aspetti del territorio (mappe catastali, carte geoambientali, carte tecniche regionali, ecc.).

Andando a realizzare il Catasto delle Strade si va a creare proprio un sistema informativo dove le informazioni che troviamo sono quelle relative alle entità che vengono rilevate e censite con la peculiarità di essere ben collocate sul terreno. I dati vengono infatti restituiti in ambiente GIS e possiamo scegliere se visualizzare tutte le informazioni o selezionare quelle relativi agli eventi che interessano. [11]

I metodi più utilizzati per la rappresentazione dei dati sono due, il modello Raster ed il modello Vettoriale.

3.2. Il modello Raster

È un’immagine costituita dall’insieme di celle o pixel distribuite su righe e colonne. Il territorio da rappresentare, ricadente nel’area di studio, viene quindi scomposto in porzioni areali elementari georeferenziati regolari di dimensioni tipicamente piccole e regolari di forma quadrata. Ad ogni pixel viene associato un attributo che definisce le caratteristiche dell’elemento rappresentato che sono considerate omogenee e costanti all’interno di ogni singola cella. Ad esempio in un modello digitale di elevazione (DEM) ai pixel è associato il valore della quota sul livello del mare in quel punto.

La variabilità degli attributi sul territorio viene evidenziata con mappe nel quale il colore della cella (in corrispondenza biunivoca con un valore numerico) rappresenta il punteggio ottenuto dalla singola cella nei confronti dell’attributo in esame.

La struttura raster è utile per descrivere elementi continui nello spazio.

Alcuni esempi di dati raster sono le fotografie aeree le immagini da satelliti le rasterizzazioni dei dati vettoriali e le scannerizzazioni di foto.

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20 Fig. 3.2.1: Esempio di dato raster: ortofoto della città di Pisa.

3.3. Il modello Vettoriale

I dati vettoriali sono costituiti da una componente spaziale e da una componente tabellare, univocamente collegate. La componente spaziale è costituita dalle primitive geometriche ovvero punti, linee e poligoni.

Un punto è definito da una coppia di coordinate (x,y) o da una terna (x,y,z) nel caso di cartografia tridimensionale. I punti possono essere ad esempio monumenti, località, alberi o eventi.

Le linee sono insiemi di punti definiti da più coppie di coordinate (x,y). Possono rappresentare reti viarie, impianti o curve di livello ad esempio.

I poligoni sono un insieme definiti da più coppie di coordinate (x,y) dove il primo e l’ultimo punto hanno le stesse coordinate, quindi coincidono tra loro. Si può quindi individuare senza ambiguità una zona interna al poligono, una zona esterna ed un bordo che sarà chiuso.

La componente tabellare serve per associare a ciascuna componente spaziale i propri dati alfanumerici, cioè delle informazioni numeriche o testuali che rappresentano gli attributo. Tali tabelle vengono organizzate all’interno di un database.

I dati nelle varie tabelle sono organizzati secondo una serie di righe e colonne in cui ogni riga o record rappresenta un oggetto o dato vettoriale ( punto, linea o poligono quindi albero, tratto stradale ecc.) con una sua ben precisa collocazione spaziale. Ogni

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4. Modalità di acquisizione dei dati

21 colonna contiene invece un dato alfanumerico che ci informa su un particolare attributo (nome, tipologia, estensione,lunghezza coordinate ecc.) dell’ evento georeferenziato. Ogni tabella è la struttura portante di uno strato informativo cioè di un certo evento di interesse. Ciascun strato informativo è un insieme di elementi omogenei come ad esempio le sezioni stradali, i dispositivi di ritenuta gli alberi o i pali di illuminazione ecc. Essi ed anche gli elementi all’interno delle tabelle, essendo georeferenziati rispetto allo stesso sistema di riferimento, sono sovrapponibili uno rispetto all’altro e quindi è possibile effettuare operazioni di analisi e costruire le mappe tematiche che più ci interessano.

Il modello vettoriale è più indicato per descrivere elementi circoscritti e meno pratico per quelli che variano in modo continuo per i quali si preferisce il modello raster come visto prima.

Il modello vettoriale essendo più compatto consente un risparmio di memoria ma in definitiva si può affermare che entrambi i modelli sono validi e nessuno dei due è in grado di soppiantate l’altro.

Fig. 3.3.1: ShapeFile rappresentante Via Brescia di Lumezzane con la propria tabella attributi

4. Modalità di acquisizione dei dati

Per quanto riguarda le modalità di acquisizione dei dati e per gli elementi da rilevare il D.M. del 2001 fornisce prescrizioni rigide anche in merito alla precisione di

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22 acquisizione. Tali elementi sono gli assi stradali, il profilo longitudinale, quello trasversale, la larghezza della strada ed i cippi chilometrici.

Gli assi stradali vanno rilevati come sequenza di punti. Per ogni elemento stradale, rettifilo o curva, devono essere rilevati punti in numero sufficiente da poterne ricavare la geometria con un procedimento di minimi quadrati.

Le coordinate dei punti devono essere forniti in uno dei seguenti sistemi di riferimento:

 coordinate piane Gauss Boaga, ottenute proiettando secondo le equazioni della carta di Gauss

 quelle geografiche ellissoidiche ROMA40 sull'ellissoide Internazionale (Hayford) con orientamento Roma M. Mario

 coordinate piane UTM, ottenute proiettando, secondo le equazioni della carta di Gauss, quelle geografiche ED1950 sull'ellissoide Internazionale (Hayford) con orientamento medio europeo.

 coordinate geografiche ellissoidiche WGS84

Le coordinate WGS84 si ottengono direttamente con misurazione di tipo GPS o misto GPS+GLONASS, vincolato alla rete IGM95, oppure mediante trasformazione dalle altre coordinate sopra specificate.

Le altre coordinate, sopra specificate, si ottengono con metodi di triangolazione, trilaterazione, poligonazione, a partire da vertici ROMA40, oppure mediante trasformazione da coordinate WGS84. Le formule ed i parametri usati per le trasformazioni devono essere ben specificati. Di norma i parametri devono essere quelli inseriti nelle monografie dei vertici della rete IGM95 più prossimi alla zona del rilievo.

Gli errori nelle coordinate piane dei punti dell’asse stradale devono essere inferiori ad un metro.

Il profilo longitudinale della strada può essere costruito in base alla successione di punti dei quali è stata determinata la quota.

La precisione della quota geoidica di tali punti rispetto il riferimento altimetrico nazionale deve essere migliore di 5,0 metri ma la precisione relativa deve essere tale che l'errore massimo nella pendenza sia dello 1% quindi deve essere minore di 10 centimetri se calcolata fra punti distanti meno di 10 metri.

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23 Per quanto riguarda il profilo trasversale l'errore massimo nella pendenza va contenuto entro 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. Ad ogni variazione di larghezza della strada superiore alla precisione indicata si deve andare ad indicare il valore della nuova larghezza senza che sia necessario indicarla in ogni punto dell’asse stradale.

Nel caso in cui gli enti proprietari dispongano già di un sistema informativo riferito ai cippi chilometrici esistenti allora è necessario collegare tali informazioni al nuovo sistema di riferimento, completando i dati relativi all’attributo dei segnali chilometrici con l’indicazione delle coordinate geografiche e/o piane del cippo.

I metodi utilizzabili per il rilievo degli elementi sopra elencati sono due:

 Diretto

 Da cartografia se idonea

Qualunque sia il metodo diretto utilizzato esso deve essere riferito alla rete IGM95 o alla rete ROMA40, eventualmente attraverso le reti GPS dei fiduciali primari del Catasto. Per il rilievo diretto sono ammessi tutti i correnti metodi: teodoliti, distanziometri ad onde con sorgenti normali oppure a Laser senza riflettore, livelli ed autolivelli, ricevitori GPS o GPS+GLONASS, integrati o meno con INS (Inerzial Navigation System), ed i metodi fotogrammetrici.

Nel caso si deducano alcuni elementi del Catasto Strade dalla cartografia esistente le carte dalle quali si vogliono trarre gli elementi del Catasto Strade devono essere inquadrate nelle dette reti. Ciò deve essere preventivamente verificato e ne deve essere data relazione, ovvero l'inquadramento deve essere specificatamente certificato dall'Ente editore. Preventivamente si dovrà accertare che tale cartografia sia inquadrata nella rete nazionale attraverso almeno 3 punti fiduciali, ben materializzati in natura e stazionabili con GPS o teodolite-distanziometro, o anche solo con prisma riflettore, per le successive possibili operazioni di rilievo di dettaglio. L'inquadramento sarà controllato mediante collegamento GPS con la rete IGM95 o ROMA40 o con quella dei punti fiduciali del primo ordine istituita od in istituzione da parte del Catasto Terreni.[3]

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24 Per il rilievo delle grandezze necessarie per la realizzazione del Catasto delle Strade sono solitamente impiegati i così detti Mobile Mapping System (MMS) cioè i veicoli rilevatori ad alto rendimento (VAR) in grado di determinare puntualmente la sua posizione e di acquisire dati da altri diversi sensori di bordo tra loro correlati.

Per tali tipi di rilievi la società AVR ha messo a punto il veicolo stradale ‘Skoda Alto Rendimento’. Le strumentazioni ad alto rendimento sono state allestite su un veicolo Skoda Yeti su cui possono comodamente viaggiare i tecnici rilevatori ed eventuali ospiti per l’esibizione delle metodologie e dei risultati dei rilievi.

Durante i rilievi per la realizzazione del Catasto Stradale di Lumezzane la dotazione tecnologica istallata sul veicolo era la seguente:

 4 videocamere con risoluzione HD (1920x1080) con acquisizione costante a 25 frame per secondo. Una telecamera consente la vista frontale, altre due le viste a 45 gradi rispetto l’asse della strada una orientata a sinistra e l’altra a destra, l’ultima telecamera è disposta a 90 gradi rispetto l’asse e serve principalmente durante la fase del censimento per andare a collocarsi nella posizione più corretta dove andare ad inserire un determinato evento.

 sistema di localizzazione tridimensionale GPS;

 sistema di localizzazione planimetrico mediante odometro dedicato, con precisione centimetrica;

 tablet PC integrato nella plancia della vettura per controllo del funzionamento dei dispositivi, settaggio parametri e della qualità dei risultati;

 monitor dedicato ai passeggeri posteriori per dimostrazioni in sito a favore di committenze interessate.

I dati acquisiti sono quindi immagini ad alta risoluzione con elevate frequenza di campionamento spaziale (1 frame/50 cm), catturate sia indipendentemente sia simultaneamente dalle 4 ottiche. Sono presenti un sistema automatico di bilanciamento del bianco, messa a fuoco fissa e indipendente per ciascuna telecamera, ISO e IRIS automatici e indipendenti su ciascuna telecamera, alta sensibilità dinamica sulla variazione di luce e HDR configurabile per ottimizzazione immagini.

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25 Fig. 4.1: Skoda Alto Rendimento [5]

L’ altro tipo di informazioni ottenute sono quelle riguardanti la posizione del veicolo. Con un odometro viene misurata la distanza percorsa con precisione fino al centimetro.

E’ presente poi un sistema GPS con accuratezza metrica e correzione della deriva della traiettoria.

Il veicolo è fornito anche di strumenti di monitoraggio e controllo dei rilievi eseguiti, che possono essere mostrati anche ai passeggeri eventualmente presenti.

Sono inoltre presenti esternamente al veicolo, per segnalare la presenza su strada durante i rilievi, dei dispositivi di segnalamento luminosi integrativi.

Fig. 4.2: Interni della Skoda Alto Rendimento [5]

Attraverso un software di post-processing è poi possibile l’analisi dei dati rilevati, l’inserimento immediato di ciascun elemento in un database MS SQL ed effettuare le

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26 procedure di autocontrollo e validazione dei dati. Vedremo nel seguito nello specifico queste elaborazioni.

Fig. 4.3: Finestra di lavoro del software di post-processing [5]

I dati una volta processati vengono gestiti con i più comuni sistemi GIS e si vanno ad integrare con i processi di PMS (Pavement Management System).

Fig. 4.4: Restituzione dati in QGIS [5]

Altri apparecchi con la quale la macchina può essere accessoriata per un rilievo più completo sono:

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27

 laser scanner per effettuare rilievi cinematici. Tale strumento permette di acquisire punti spaziali a 360°, registrando simultaneamente la traiettoria della fonte di impulso laser e ricostruendo la geometria di infrastrutture, dell’arredo urbano e stradale, degli elementi verticali ed anche di parte del territorio circostante il veicolo;

 profilometro laser, che permette di rilevare il parametro IRI in tempo reale a velocità comprese tra 25 Km/h e 110 Km/h.

Il profilometro in possesso dell’AVR è il ROMDAS Laser Profilometer della Data Collection Ltd. (DCL) una società specializzata nello sviluppo e nella produzione di strumenti per la misurazione e la gestione di strade.

Esso è un profilometro di classe 1 ed è conforme alla norma ASTM-E950. Attraverso l’utilizzo combinato del laser e di un accelerometro è possibile misurare il profilo longitudinale della strada. Tale profilo viene poi analizzato per calcolare i valori dell'indice internazionale di rugosità (IRI). Il rilevatore laser misura lo scostamento verticale, mentre l’accelerometro registra l’influenza delle accelerazioni verticali sui sensori. Il sistema è quindi in grado di determinare le distanze dal suolo con precisione sub-millimetrica.

Il Profilometro laser ROMDAS è un sistema estremamente leggero e portatile pesando solo 3 kg.

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 georadar per il rilievo della stratigrafia delle pavimentazioni stradali, finalizzata all'individuazione di ammaloramenti sub-superficiali ed alla conseguente gestione della priorità di intervento

 Retroriflettometro dinamico, che consente la misurazione della retroriflettenza (RL) su qualsiasi tipologia di segnaletica orizzontale, con rapidità ed in condizioni di sicurezza.

Il retroriflettometro che può essere istallato sul veicolo ad alto rendimento è l’ LTL-M della DELTA una azienda specializzata nella produzione di questo tipo di apparecchiature. Tale strumento consente di misurare la visibilità notturna della segnaletica orizzontale procedendo alle normali velocità del traffico quindi senza nessun tipo di disagio per la circolazione ed evitando di esporre l’operatore a situazioni potenzialmente pericolose. E’ possibile rilevare in una settimana di lavoro normale oltre 3.000 chilometri di strada. Durante un’unica rilevazione vengono registrati anche il contrasto alla luce del giorno, la larghezza della striscia e la presenza dei segnalatori in rilievo (occhi di gatto).

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4.1 Metodi di rilievo

In tale paragrafo sono riportate le modalità operative seguite durante la realizzazione dei rilievi delle strade del Comune di Lumezzane.

La prima cosa da fare è quella di andare a calibrare l’odometro, operazione che deve essere svolta ogni cinquecento chilometri percorsi dalla macchina. Per far ciò è stata realizzata su un tratto di strada rettifilo la misura di un chilometro, mediante la stazione totale, che viene presa come riferimento per la calibrazione. Ci si posiziona quindi con l’odometro montato sulla macchina perfettamente allineato con il punto iniziale del chilometro di riferimento e si va a percorrere tutto il chilometro fermandosi con l’odometro allineato con il punto finale. L’odometro a questo punto avrà realizzato una misura che sarà leggermente diversa dai mille metri effettivamente percorsi. Esso infatti associa ad un certo numero di impulsi che riceve in seguito alla rotazione della ruota una certa distanza. Per cui adesso attraverso un apposito software si va a tarare l’odometro andando a dirgli che il numero di impulsi registrati corrispondono a mille metri, correggendo così l’errore commesso.

Prima di iniziare la fase di rilievo vera e propria si va a richiedere alla stazione appaltante (in questo caso il comune) l’elenco delle vie di propria competenza per sapere quali saranno le strade da rilevare.

Il percorso e quindi le strade da rilevare vengono studiate a tavolino il giorno prima per il giorno seguente. Si ragiona per zone. L’obbiettivo è quello di andare ad ottimizzare il tracciato per percorrere la minore distanza possibile e fare in modo che l’autista del veicolo ad alto rendimento (VAR) conosca il tracciato da seguire. Durante i rilievi l’equipaggio è infatti composto da due persone, il conducente ed il navigatore che lavora con il software di acquisizione dei dati, istallato sul computer di bordo. Il rilievo deve essere effettuato in condizioni meteo favorevoli quindi in presenza della luce naturale e va interrotto in caso di pioggia per la scarsa visibilità.

Terminato il rilievo su strada si torna in ufficio per trasferire i dati dal computer di bordo al PC, per poi in seguito effettuare la fase di elaborazione, e si organizza il rilievo del giorno seguente.

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5. Fasi del post processing

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5. Fasi del post processing

5.1. Il database

Di fondamentale importanza per la realizzazione del Catasto delle Strade è disporre di un database all’interno del quale andare ad inserire i dati una volta che saranno stati processati ed elaborati.

Per capire appieno cos’è un database (o base di dati) è necessario definire in modo esatto e preciso cosa si intende per:

 Database

 DBMS (Database Management System).

Il database può essere definito come un’insieme di dati correlati tra loro e memorizzati su un supporto di memoria di massa, che possono essere manipolati da più programmi applicativi.

Un DBMS è un servizio software che gestisce uno o più database. Esso si occupa dell’aggiornamento, della manutenzione e della consultazione di un insieme di registrazioni contenute in un supporto di memoria di massa.

I programmi che dovranno interagire quindi con una base di dati non potranno farlo direttamente, ma dovranno dialogare con il DBMS. Esso sarà l’unico ad accedere fisicamente alle informazioni.

Quanto detto implica che il DBMS è il componente che si occupa di tutte le politiche di accesso, gestione, sicurezza ed ottimizzazione dei database.

Come si capisce tra Database e DBMS esiste una forte iterazione per cui spesso si tende a confonderli, ma sono comunque due cose ben diverse e distinte.

I DBMS esistenti non sono tutti della stessa tipologia, ma ne esiste con differenti schemi(relazionale, gerarchico e reticolare). Il tipo utilizzato per la realizzazione del Catasto delle Strade è quello relazionale (RDBMS, Relational DBMS). Questo modello di database risale agli anni ’70 ideato dal britannico Edgar f. Codd. e nonostante gli anni ormai trascorsi, i suoi principi si dimostrano tuttora attuali. In un database relazionale i dati sono concettualmente memorizzati come una collezione di tabelle

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31 ognuna delle quali è composta da righe identificate da un codice univoco denominato chiave primaria. La chiave primaria permette di riconoscere una riga senza possibilità di confusione. Le tabelle che compongono il database non sono del tutto indipendenti tra loro ma relazionate da legami logici. Questo tipo di database è quindi composto da tabelle e da relazioni tra tabelle.

La relazione tra tabelle è un legame logico che permette di aggregare informazioni. In un DB una tabella è già di per se una relazione, cioè una legge che mette insieme opportunamente le informazioni che individua, a formare righe (record) e colonne (campi) della tabella stessa. In un database correttamente impostato si deve ridurre o meglio eliminare la memorizzazione di informazioni ripetute. Per ottenere ciò è necessario realizzare più tabelle dividendo le informazioni e poi collegarle tra loro. Le informazioni ripetute comportano infatti alcuni inconvenienti tra cui un'occupazione di spazio maggiore visto che si riporta la stessa informazione più volte, una maggiore difficoltà di mantenere i dati coerenti e maggiore rischio di commettere errori nell'inserimento dati poiché inevitabilmente più si scrive maggiore è la probabilità di sbagliare. [8]

Esistono tre tipi di relazioni fra le tabelle:

 Relazione uno a molti

 Relazioni uno a uno

 Relazioni molti a molti

Il tipo di relazione uno a molti è il più frequente. Significa che ad un record della tabella lato uno ne possono corrispondere molti dell'altra tabella, mentre non è vero il contrario. Di norma per realizzare una relazione di questo tipo si inserisce nella tabella lato molti un campo che corrisponde alla la chiave primaria della tabella lato uno. Questo campo aggiunto prende il nome di chiave esterna.

La relazione più semplice tra due tabelle è quella definita uno a uno. Significa che ad un record di una delle due tabelle della relazione, ne corrisponde uno dell'altra tabella e viceversa.

La situazione più complessa è quella realizzata attraverso una relazione molti a molti. In questo caso ad ogni record di una delle due tabelle coinvolte possono corrispondere più record nell'altra tabella e viceversa. Per creare una simile relazione è

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32 necessario creare una terza tabella, detta tabella di collegamento, la cui chiave primaria è costituita dalle chiavi esterne delle tabelle da mettere in relazione. [9]

Strumento fondamentale nell’interazione con i DBMS relazionali è il linguaggio SQL (Structured Query Language). Si tratta di un formalismo che permette di indicare al DBMS quali operazioni svolgere sui database che gestisce. Tramite SQL si può attivare qualsiasi tipo di operazione, sia sui dati che sulla struttura interna del database, sebbene le principali (e più frequenti) operazioni ricadono in una delle seguenti quattro tipologie: inserimento, lettura, modifica e cancellazione di dati.

Il database utilizzato nel nostro caso è il software SQL Server Express 2014 che è scaricabile gratuitamente dal sito Microsoft. Questa versione libera consente una memorizzazione di dati limitata a 10 giga. Questo spazio è più che sufficiente visto che tutte le informazioni vengono inserite sotto forma di codice e quindi sono solo numeri. Microsoft SQL Server 2014 Express è un sistema di gestione dati avanzato e affidabile che offre un'archiviazione dati efficiente e affidabile per siti Web e applicazioni desktop di piccole dimensioni. [10]

Il database risiede su una postazione “Server” alla quale si potranno collegare gli utenti per le attività di inserimento mediante un software specifico.

Il DBMS usato è invece il Management studio, anch’esso della Microsoft, impiegato per la gestione della struttura del database e delle viste che si andranno a creare per l’estrazione dei dati. SQL Server Management Studio (SSMS) è un ambiente integrato per l'accesso, la configurazione, la gestione, l'amministrazione e lo sviluppo di tutti i componenti di SQL Server. SSMS integra un'ampia gamma di strumenti grafici con numerosi editor di script avanzati per consentire a sviluppatori e amministratori di qualsiasi livello di competenza di accedere a SQL Server. [10]

Il database realizzato per il Catasto Stradale di Lumezzane è strutturato in modo tale da poter contenere tutti i dati nelle modalità richieste dal D.M. del 2001 ma può essere modificato in base alle richieste presenti nei capitolati d’appalto. La struttura deve consentire una appropriata organizzazione dei dati che su un database complesso come quello del Catasto Strade è un requisito essenziale. In tale database le relazioni sono generalmente del tipo uno a molti oppure uno a uno.

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33 Tale database è composto, come detto, da una serie di tabelle collegate come si può vedere nella seguente immagine che raffigura una parte della complessa struttura del DB.

Riporto nell’allegato di questa tesi l’immagine che raffigura la struttura del database nella sua interezza.

Fig. 5.1.1: Struttura del DB del Catasto Stradale di Lumezzane [5]

I primi dati da inserire nel database sono i nominativi di tutte le strada censite appartenenti al comune di Lumezzane. A ciascuna di esse viene attribuito un determinato ID Strada che la identifica in modo univoco. Si deve compilare quindi un elenco strade in ordine alfabetico secondo la toponomastica fornita dal comune. La prima tabella che viene riempita è quindi quella chiamata dbo_tab_Strade. Ad esempio sono state inserite le strade dal nome Via A. Pasotti a cui è stato attribuito l’ID Strada 5001 e la strada Via Abba assegnandoli l’ID Strada 5002 e così via per tutte le altre strade.

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34 Fig. 5.1.2: Tabella: dbo_tab_Strade

Una volta inserite tutte le strade vanno introdotti nel DB tutti i tratti o elementi che le vanno a comporre, infatti ogni strada viene generalmente rilevava con più tratti. Si va a riempire quindi la tabella dal nome dbo_tab_Elementi. Ad ogni elemento viene attribuito un ID Elemento differente per identificarlo univocamente. Per collegare ciascun tratto alla strada a cui appartiene, nel campo o colonna di tale tabella dal nome id_strada viene inserito l’ID della strada di cui l’elemento fa parte. In questo modo riesco a risalire a quale strada appartiene ciascun elemento. Ad esempio al tratto 1 di Via A. Pasotti viene attribuito l’Id elemento 1 e l’id strada 5001, al tratto 2 l’Id elemento 2 e l’id strada 5001, al Tratto 1 di Via Abba viene attribuito l’Id elemento 3 e l’id strada 5002 e così per tutti gli elementi.

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35 Queste due operazioni sono fondamentali e devono essere eseguite con estrema attenzione in quanto tutti gli eventi che saranno censiti ed inseriti verranno attribuiti alla strada ed al rispettivo elemento selezionato.

Il riempimento di queste due prime tabelle può essere effettuato con due differenti procedure, direttamente dal database o attraverso un apposito software sviluppato dalla società AVR chiamato MapGT.

L’inserimento attraverso MapGT avviene nel seguente modo.

Per l’introduzione e la modifica degli elementi chiave del database, (Strade, Elementi stradali, ed Eventi), è presente sulla barra principale la voce “Tabelle” che comprende le seguenti funzioni:

Fig. 5.1.4: Funzioni della voce Tabelle presente sulla barra principale [5]

La funzione strade consente di aggiungere o modificare sul database i dati di una strada attraverso la seguente finestra.

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36 L’ID Strada viene assegnato automaticamente dal Software in modo da evitare qualsiasi errore ed in particolare quello di dare lo stesso ID a due strade differenti.

La funzione elementi consente di immettere o modificare i tratti appartenenti alla strada, esiste una relazione chiave tra gli elementi e la strada di appartenenza. L’utente deve scegliere la strada di interesse ed attribuire il nome dell’elemento secondo convenzione interna. Anche qui l’id elemento viene assegnato automaticamente dalla procedura.

Fig. 5.1.6: Finestra con la quale vengono aggiunte gli elementi (o tratti) [5]

Inseriti gli elementi si deve andare ad associare ad essi gli assi corrispondenti. Vedremo nel sottocapitolo 5.2 come vengono creati gli assi per renderli leggibili dal database, adesso anticipo che il file da caricare ha il formato .CSV e contiene le coordinate di ciascun punto dell’asse. Il file è formattato nel seguente modo: X;Y;Z

Es.

1510362.685;4345963.962;0 1510362.45;4345963.275;0 1510362.214;4345962.589;0 1510361.978;4345961.902;0

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37 Il collegamento degli assi con i rispettivi tratti viene fatto attraverso MapGT con il quale si va a riempire la tabella chiamata dbo_tab_assi. I vari assi sono formati da un insieme di punti ognuno dei quali ha le proprie coordinate in un determinato sistema di riferimento. Nella tabella ogni punto va a formare un record (quindi una riga). Per collegare ciascun punto all’elemento a cui appartiene, nella colonna dal nome id_elemento viene inserito l’ID del tratto di cui il punto fa parte. In questo modo riesco a risalire a quale elemento appartiene ciascun punto. Le altre colonne che vengono riempite sono quelle relative alle coordinate dei punti (X,Y,Z) alla progressiva del punto (Pr_grafo) e la colonna che indica la posizione del punto nel rispettivo tratto (SequenzaAsse).

Fig. 5.1.7: Tabella: dbo_tab_Assi

Una volta caricati tutti gli assi possiamo far scorrere le progressive dei video sui rispettivi archi ed associare quindi ad ogni immagine una collocazione spaziale. Adesso siamo in grado di iniziare la fase del censimento.

Questa operazione viene realizzata ancora con il software MapGT attraverso il quale si va a riempire in questa fase la tabella dbo_tab_eventi e le tabelle principali relative a ciascun specifico evento (per il corpo stradale la tabella dbo_tab_corpo_stradale, per la sezione dbo_tab_sezione ecc.).

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38 Vedremo in seguito la fase del censimento, adesso mi limito alla descrizione delle tabelle.

Nella tabella dbo_tab_eventi ogni evento censito rappresenta una riga e ad esso viene attribuito in maniera automatica dal software un id evento differente per identificarlo univocamente. Questa tabella è in relazione con tutte le tabelle principali dei vari eventi. Al suo interno sono contenute tutti gli eventi creati indipendentemente dal tipo ma contiene solo una parte delle informazioni mentre tutte le altre caratteristiche vengono inserite nelle tabelle principali di ciascun evento. In quest’ultime le informazioni sono codificate ed il significato dei codici è inserito all’interno delle tabelle secondarie ad esse collegate ( le dbo_tab_tipo).

Prendiamo ad esempio un evento relativo alla segnaletica orizzontale lineare ma il concetto è del tutto analogo per gli altri tipi di eventi. Nella tabella dbo_tab_eventi lo troveremo con il suo id evento esclusivo ed un riassunto delle caratteristiche come ad esempio l’elemento a cui appartiene (nella colonna id_elemento), il tipo di evento (colonna id_tipo_evento). Riporto qui di seguito un estratto dal database di questa tabella:

Fig. 5.1.8: Tabella: dbo_tab_eventi

Le informazioni più dettagliate si trovavo invece nella tabella dbo_tab_segnaletica_orizzontale_L. In essa ci sono invece solo gli eventi della segnaletica orizzontale lineare. Ogni riga è un evento con il relativo id_evento e nei vari campi sono inserite le caratteristiche censite che in questo caso sono ad esempio la

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39 posizione segnale ( se di corsia, di margine, di raccordo, separazione sensi o di stallo), tipo segnale, tipo materiale, colore segnale.

Fig. 5.1.9:Tabella: dbo_tab_segnaletica_orizzontale_L

Si vede che nei vari campi le informazioni sono inserite in forma numerica, quindi in codice.

Come detto il significato dei codici è nelle tabelle secondarie che per il tipo di segnale orizzontale lineare viene riportata qui di seguito ma avremo una tabella analoga per ogni campo da decodificare.

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40 Fig. 5.1.10: Tabella: dbo_tab_tipo_segnale_orizz_L

5.2. Creazione degli assi

Vediamo adesso la fase del lavoro durante il quale si vanno a creare gli assi stradali o archi che andranno collegati ai rispettivi tratti inserendoli nel database con la procedura vista in precedenza. I dati che abbiamo a nostra disposizione sono dei file in formato testo che contengono la misura della distanza percorsa effettuata dall’odometro del veicolo ad alto rendimento e le coordinate geografiche rilevate attraverso il GPS. Tali dati sono relativi a tutti i punti dell’arco rilevati durante il rilievo. I file vengono chiamati Nodi.txt, che contiene solo i dati del punto di inizio e fine del tratto di interesse e GPS_ODO.txt che contiene i dati di tutti gli altri punti. Il loro contenuto è ad esempio il seguente:

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41 Questi file vengono elaborati in modo da renderli leggibili dai software GIS. Per fare ciò si aprono e si depurano dalla misura effettuata dall’odometro lasciando solo le coordinate GPS. Successivamente i file vengono trasformati dal formato .txt al .kml tramite un apposito software di nome GPSBabel.

Adesso siamo quindi in grado di caricare la sequenza di punti rilevati all’interno del software QGIS. Al progetto di QGIS viene anche collegata l’ortofoto selezionabile dal geoportale della regione Lombardia. A questo punto abbiamo la seguente situazione in cui i punti rilevati sono disposti sopra l’ortofoto.

Fig. 5.2.2: Ortofoto con sovrapposti i punti GPS rilevati dal VAR.

Si va quindi ora a realizzare la bonifica del tracciato del GPS che spesso è affetto da qualche errore. Si crea un nuovo shapefile . Gli attributi che assegniamo allo shapefile andranno a contenere valori uguali a quelli che sono all’interno del DB e sono i seguenti quattro:

- ID Strada, che contiene il codice della strada a cui l’elemento tracciato appartiene(es. 5001)

- strada, dove viene inserito il nome della strada. (es. Via Adua) - ID elemento, che contiene il codice dell’elemeto in esame.(es. 1) - elemento, in cui viene inserito il nome dell’elemento (es. Tratto1).

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42 Quindi andiamo adesso a disegnare la linea che rappresenta il tracciato dell’elemento andando a ricalcare i punti del GPS tenendo conto della posizione in cui si trova effettivamente la strada che è visualizzata sull’ortofoto. Non si ricalcano i punto GPS in maniera fedele quindi poiché essi,come detto, possono essere affetti da errori che superano un metro ma avendo a disposizione al di sotto di essi l’ortofoto si possono effettuare le correzioni necessarie e quindi tracciare il percorso che il veicolo ha effettivamente effettuato. Una volta creato l’arco si deve sempre andare a verificare che la sua lunghezza sia almeno uguale alla distanza percorsa dal veicolo durante il rilievo di quel tratto che è deducibile facilmente grazie alle misure effettuate dall’odometro. Se tale condizione non è rispettata dobbiamo correggere o ridisegnare l’arco.

Disegnato l’asse e compilati i campi degli attributi si va a trasformare la linea in un insieme di punti attraverso il comando estrai vertici di QGIS e si va a salvare in formato .CSV il nuovo shapefile puntuale composto appunto dai soli vertici. Per poterlo inserire nel DB dobbiamo modificare il file creato aprendolo in Excel ed eliminiamo le colonne dei 4 attributi e la riga di intestazione in modo che il file contenga solo le coordinate dei punti senza altre informazioni. L’asse in questa forma viene caricato quindi sul DB ed associato all’elemento a cui è riferito con la procedura già vista al punto 5.1.

5.3. Censimento

La fase di censimento vera e propria è stata preceduta da una fase di prova in cui io ed i miei colleghi abbiamo potuto imparare il funzionamento del software MapGT ed in particolare stabilire tutta una serie di convenzioni e modalità di censimento per ridurre al minimo le diversità di interpretazione e quindi ottenere un lavoro il più possibile uniforme. Per la realizzazione del Catasto Stradale di Lumezzane infatti è stato formato un Team di cinque persone di cui io ero uno dei componenti. In questa stadio tutti gli utenti accedono al software con un utente di prova. Questo consente alla fine di tale periodo di “allenamento” di cancellare tutti gli eventi creati che potrebbero essere affetti da errori visto l’iniziale inesperienza. Si passa dopo al vero censimento.

È in questa fase che si va a riempire attraverso MapGT la tabella dbo_tab_eventi e le tabelle principali dei vari eventi che abbiamo descritto prima.

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43 Il software consente di analizzare il flusso dati e di censire in modo aiutato e guidato tutti gli eventi che vengono descritti attraverso attributi richiesti dal software in modo da evitare eventuali errori grossolani in tale fase.

La finestra di lavoro è divisa in quattro settori principali:

1. Visualizzazione immagini rilevate dalla Skoda VAR (45SX, frontale, 45DX e 90DX).

2. Strumenti di inserimento dati di localizzazione ed enumerati obbligatori 3. Visualizzazione eventi lineari aperti

4. Finestra di visualizzazione mappa

Fig. 5.3.1: Finestra di lavoro di MapGT [5]

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44 Le prime tre finestre fanno parte della pagina principale che compare una volta aperto il software mentre la mappa è visualizzabile dopo una breve procedura. Una volta aperta abbiamo a disposizione un immagine satellitare della zona di interesse con evidenziato tramite un apposito simbolo la posizione in cui si trova virtualmente il veicolo.

Un’ulteriore finestra che può risultare utile durante il censimento è quella della Cartografia.

Fig. 5.3.3: Finestra di visualizzazione cartografia [5]

Su tale finestra di lavoro si possono caricare i layers utili per le attività da svolgere, ovvero la cartografia disponibile in formato Shapefile ed eventualmente lo Shapefile dell’arco stradale che ci apprestiamo a censire. Infatti l’avanzamento del filmato su cartografia è basato sulle coordinate dell’asse precedentemente inserito sul database.

La funzione Agg. Auto permette che la stella rossa che vediamo nella cartografia e che sta ad indicare la posizione del veicolo e quindi delle immagini dei filmati relativi, si muova automaticamente secondo la progressiva metrica. La cartografia è molto utile durante la fase di censimento per capire con esattezza dove ci troviamo e per verificare che gli eventi che inseriamo vengano collocati nella posizione più opportuna. Una volta creato un evento infatti esso viene inserito dal software nella cartografia rappresentato