LINEE GUIDAPER LO STUDIO E LA DESCRIZIONEAI FINI CARTOGRAFICIDELLA ZONA COSTIERA

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I.I. 3178

ISTITUTO IDROGRAFICO DELLA MARINA

LINEE GUIDA

PER LO STUDIO E LA DESCRIZIONE AI FINI CARTOGRAFICI

DELLA ZONA COSTIERA

GENOVA 2017

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I.I. 3178

ISTITUTO IDROGRAFICO DELLA MARINA

LINEE GUIDA

PER LO STUDIO E LA DESCRIZIONE AI FINI CARTOGRAFICI

DELLA ZONA COSTIERA

Genova 2017

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Passo Osservatorio, 4 - Tel. 010 24431 Telefax: 010 261400 PEC: maridrografico.genova@postacert.difesa.it

PEI: maridrografico.genova@marina.difesa.it Sito: www.marina.difesa.it

“Questo documento contiene dati protetti da Copyright. Qualsiasi riproduzione o adattamento in qualsiasi forma, anche parziale, ivi comprese elaborazioni numeriche o fotocopie, è vietata senza una preventiva autorizzazione scritta da parte dell’Istituto Idrografico della Marina.”

Stampato dall’Istituto Idrografico della Marina –

Settembre 2017

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INDICE

PAG

Premessa del Direttore ... 5

1. Introduzione: definizione di zona costiera ... 7

2. La zona costiera: i sistemi di riferimento dei dati geografici ... 9

3. L'approccio allo studio dell'area costiera ... 10

4. Lo studio del settore di transizione terra-aria-acqua ... 10

5. Determinazione della linea di riva istantanea ... 12

6. Il passaggio dalla linea di riva istantanea a quella rappresentativa ... 13

7. Il livello verticale standard – La Marea ... 14

8. La codifica e il tracciamento della linea di riva ... 14

9. Lo studio dell'area costiera: l'approccio integrato ... 16

10. Conclusioni ... 17

Annesso 1- Schede tipologiche tracciamento linea di riva da ortofoto ... 19

Bibliografia ... 45

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Premessa del Direttore

La zona costiera è un’area estremamente sensibile e di rilevante valenza naturale e antropica perché fragile e vulnerabile alle pressioni su cui si concentrano interessi relativi a diversi aspetti: ambientali, sociali, economici, di difesa.

Storicamente questi interessi sono legati al mondo idrografico, strettamente connesso alla rappresentazione del territorio ed alla sua evoluzione con particolare riferimento all'ambito della navigazione marittima. L'Istituto Idrografico della Marina, che rappresenta l'Italia nel panorama idrografico internazionale ed è membro dell’IHO (International Hydrographic Organization), è tra gli Enti istituzionali più coinvolti nell’ambito delle attività di rilievi dell’area costiera, ove la sicurezza della navigazione riveste il più alto grado di criticità.

Negli ultimi anni è aumentato l’interesse sull’area costiera sia da parte delle Regioni per la sua gestione e protezione che da parte del Ministero dell’Ambiente legato anche alle politiche europee in materia ambientale e tutela del territorio ed alle varie Direttive che in tale ambito sono state emesse (tra queste ricordiamo INSPIRE). Le normative emesse nell'ultimo decennio hanno indirizzato le attività degli enti coinvolti direttamente nella gestione delle fasce costiere; in questo contesto gli attori principali in Italia sono le Regioni, gli Enti territoriali e gli Istituti afferenti i Ministeri.

Le presenti linee guida, partendo dalla definizione geometrica del settore costiero e circoscrivendo le proprie tematiche a tale ambito, hanno lo scopo di fornire delle indicazioni relative alle principali metodologie da adottare per la raccolta e valorizzazione dei principali dati geografici di interesse, al fine di popolare le infrastrutture di dati spaziali riguardanti l'ambiente marino in generale e costiero in particolare (di seguito MSDI, Marine Spatial Data Infrastructure). Tali procedure, se rispettate, permettono di rendere i dati rappresentativi, confrontabili, tracciabili dalle loro fonti e soprattutto scambiabili ed utilizzabili in diversi ambiti, portando a risparmio di risorse e sinergia degli sforzi profusi, in aderenza ed attuazione alla direttiva europea sui dati geografici INSPIRE.

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1. Introduzione: la definizione di zona costiera

La zona costiera è percepita come interfaccia terra-mare-aria. I suoi confini geografici tuttavia non possono essere stabiliti universalmente poiché dipendono direttamente dal problema posto, dall’oggetto dello studio e dalla scala dell’analisi.

Quest’affermazione ben sintetizza le difficoltà che si incontrano nel voler definire un’estensione verso terra e verso mare che delimiti la “zona costiera” e più ancora nella definizione della “linea di costa”. A seconda del contesto (navigazione, sicurezza, socio- economia, tutela ambientale), sono state infatti fornite varie definizioni di zona costiera, secondo le necessità, dedicando diversa attenzione alla parte terrestre o a quella marina, in alcuni casi definendo limiti precisi, in altri assolutamente incerti e di ambigua interpretazione.

Di seguito si riportano alcuni esempi di definizioni di zona costiera:

Ͳ quella proposta nel 1969 dalla US Commission on Marine Science, Engineering and Resources “la parte di terra che viene influenzata dalla vicinanza al mare e quella parte di mare che viene influenzata dalla prossimità alla terra fino al punto in cui le attività umane condotte sulla terra hanno un effetto misurabile sulla chimica e sull’ecologia delle acque marine”¹.

Ͳ L’US Coastal Zone Management Act (16 U.S.C. 1453. Definitions) definisce invece la zona costiera come “formata dalle acque costiere con il litorale adiacente, incluse le aree transizionali ed intertidali, lagune salmastre, zone umide e spiagge”².

Ͳ Anche UNEP 2006 (United Nations Environment Programme) fornisce una definizione generica e fortemente variabile, basata principalmente sull’influenza del mare sulla terra “La zona costiera è una sottile striscia di terra dominata dall’influenza delle maree e degli aerosol marini; l’area marina è definita dalla profondità di penetrazione della luce”.

Ͳ Parallelamente, in ambito europeo (European Environment Agency - 2006) si è proposta una definizione che delimita la parte terrestre della zona costiera. Tale definizione sebbene trascuri totalmente la zona marina, ha il vantaggio di essere definita in modo univoco e “misurabile”. “The coastal zone is the environment resulting from the coexistence of two margins, namely, the terrestrial edge of the continent and the coastal waters as the littoral section of the shelf seas. Its terrestrial portion is defined by an area extending 10 km landwards from the coastline. Where relevant, assessment of the basic coastal zone is enhanced by comparison among the immediate coastal strip (up to 1 km), the coastal hinterland (the zone between 1 and 10 km line) and the non-coastal national territory called inland”. Tale delimitazione era stata già utilizzata a livello europeo per indaginisull’evoluzione dell’uso costiero e le caratteristiche geografiche della costa (data-base Corine Land Cover).

Ͳ Rimanendo in ambito europeo, nel trattare dati socioeconomici relativi alle zone costiere, EUROSTAT utilizza come definizione di regione costiera quelle regioni

“che hanno un confine sul mare e che hanno almeno metà della popolazione entro 50 km dalla costa”.

1^”the part of the land affected by its proximity to the sea, and that part of the sea affected by its proximity to the land as the extent to which man's land-based activities have a measurable influence on water chemistry and marine ecology”

2 “the coastal zone consists of the coastal waters and the adjacent shorelands as well as inlands, transitional and intertidal areas, salt marshes, wetlands, and beaches”.

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Ͳ Riguardo l’interpretazione anche della parte marina in ambito europeo vi sono molte difformità, per molti paesi la zona costiera si estende in mare fino al limite delle acque territoriali, per altri fino al limite piattaforma continentale /scarpata, intorno ai 200 metri di profondità.

Da quanto esposto si evince che l’argomento è complesso e si presta a molteplici interpretazioni, peraltro ove sia necessario applicare delle leggi o definire confini amministrativi o territoriali, occorre disporre di una definizione di zona costiera che ne fissi in modo univoco i limiti geografici -verso terra e verso mare- in modo che possano essere misurati e riportati su mappe.

Procedendo ad una sintesi delle principali direttive vigenti in ambito idrografico ed europeo riguardanti il settore costiero, si possono individuare e riassumere i seguenti elementi:

a) la pubblicazione IHO S44, lo standard internazionale per la raccolta e l’elaborazione dei dati idrografici, stabilisce l'ambito di applicabilità della tipologia di rilievo batimetrico più restrittivo (Ordine Speciale) di massima a 40 metri, legato al concetto di sicurezza della navigazione ed al pescaggio massimo delle navi nel mondo; impone inoltre di effettuare il rilievo topografico della costa a corredo delle misure in mare;

b) la direttiva europea Marine Strategy (2008/56/EC) riprende la direttiva Water Framework (2000/60/EC) e stabilisce di massima il limite di applicabilità della stessa a 1 miglio nautico, corrispondente a circa 1852 metri, dalla linea di base utilizzata per il calcolo dell'ampiezza del mare territoriale, così come definito dalla convenzione internazionale UNCLOS 1982.

Entrambi gli approcci, nella loro indubbia validità, suggeriscono che la zona costiera sia vista come un continuum tra parte immersa e parte emersa, senza interruzioni o apparente cambio di approccio di studio geometrico e tipologico.

Da un punto di vista pratico, i parametri per la definizione della zona costiera devono tener conto della necessità di studio di zone che siano emerse o siano immerse rispetto alla posizione media di lungo periodo del pelo libero dell'acqua fino ad un certo valore, sia esso sopra o sotto la superficie dell'acqua. In aggiunta, al fine di limitare l'estensione ad un buffer sostenibile ed al contempo rappresentativo delle zone costiere, un limite planimetrico minimo e massimo di tale estensione mediato dalla profondità del fondo marino ed elevazione della parte emersa risulta l'approccio ideale.

Ai fini dell'applicazione delle presenti Linee Guida la “zona costiera” è definita come:

a) l'area che si estende dalla posizione planimetrica della linea di base compresa tra un minimo di 1000 metri e un massimo di un miglio nautico, equivalente a 1852 metri, sia verso mare sia verso terra;

b) il limite esterno dell'area sarà individuato, all'interno delle estensioni minime e massime sopra definite, dalla posizione dell'isobata o l'isoipsa dei 50 metri calcolate rispetto al livello medio del mare nella zona di interesse.

Tale definizione media la necessità di considerare un'area costiera sufficientemente ampia e rappresentativa in presenza di coste complesse e ad elevata pendenza con quella di limitarne l'estensione in presenza di coste a basso gradiente. Tiene inoltre conto dell'effettiva altitudine e profondità presenti, stabilendo univocamente dei limiti verso mare e verso terra.

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La zona costiera così definita può essere considerata per gran parte delle applicazioni negli studi costieri, lasciando ovviamente la possibilità di essere estesa ricordando però la necessità di operare un monitoraggio continuo dei parametri di interesse e la necessità che lo stesso

monitoraggio venga reso sostenibile su scala economico/temporale confrontabile su serie storiche di breve-medio e lungo termine.

2. La zona costiera: i sistemi di riferimento dei dati geografici

I dati geografici vengono raccolti in un contesto di misura quadridimensionale spazio- temporale.

Nell'ambito della raccolta e inserimento negli MSDI (Marine Spatial Data Infrastructure ) dei dati di interesse si evidenziano le seguenti regole:

a) la posizione planimetrica, sia essa restituita in coordinate geografiche o cartografiche, deve essere riferita al Sistema di Riferimento Europeo ETRF 2000 calcolato all'anno 2008, così come sancito dalla normativa nazionale con il DPCM 10 novembre 2011 secondo il quale tutte le amministrazioni pubbliche sono obbligate, dalla data di pubblicazione del decreto, ad utilizzare tale datum; la rete di monitoraggio costiera delle posizioni dovrà essere collegata a quella di inquadramento primaria RDN (Rete Dinamica Nazionale, gestita dall’Istituto Geografico Militare); le modalità di misura sono quelle usuali del posizionamento differenziale geodetico GNSS³, ad esempio con un solo ricevitore se collegati alla rete RDN; in via subordinata sarà ammissibile anche il collegamento alla rete statica IGM95, operando con due, o più, ricevitori GNSS in modalità differenziale;

b) le quote o profondità devono essere direttamente o indirettamente riconducibili alla posizione media della superficie del mare dell'area costiera di interesse a pressione standard, calcolata per un periodo di almeno un anno di misure. A tale scopo, si potranno utilizzare eventualmente modelli di trasformazione dai riferimenti fisici o geometrici (geoide o ellissoide) che però permettano alla fine di individuare e tener presente dove è l'acqua (livello medio mare propriamente detto depurato di fattori stagionale, maree, fenomeni atmosferici ed ogni altro elemento che ne influenzi una variazione istantanea), parametro assolutamente centrale nella gestione e nel monitoraggio della fascia costiera.

In altri termini, tali modelli, eventualmente già esistenti o ancora da sviluppare, dovranno includere quale elemento costitutivo, il dato mareale proveniente da misure locali il più possibile omogeneamente distribuite lungo la fascia costiera.

La superficie media del mare è un dato pur sempre convenzionale, e quindi presenta differenze variabili rispetto a superfici che più si avvicinano al livello marino locale (istantaneo o di corto periodo); d’altra parte il datum ellissoidico è di per sé non legato alla gravità e quindi necessita sempre di un modello per passare ad un riferimento fisico.

Al fine di monitorare la posizione del “pelo libero” (livello zero metri) dell'acqua, sarà pertanto opportuno installare una rete costiera di mareometri tra di loro collegati attraverso i sistemi di riferimento verticali già in uso (RDN08 e rete primaria di livellazione) e dotati di sensori di misura sia di livello sia della posizione (GNSS), ottenendo e monitorando la posizione nello spazio del sensore nel lungo periodo. Le metodiche per tali collegamenti verticali sono quelle già accennate sopra per quanto riguarda la rete RDN. Si potrà pertanto procedere, ad esempio, anche con metodiche differenziali RTK⁴; si dovrà tuttavia perseguire la massima precisione nel collegamento altimetrico, anche adottando, se ritenuto necessario, modalità differenziali statiche.

3 Global Navigation Satellite System

4 Real Time Kinematic

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Per quanto riguarda la rete di livellazione primaria, il collegamento dovrà avvenire utilizzando la livellazione geometrica dal mezzo con le procedure e le tolleranze proprie dell’alta precisione.

c) I dati, così raccolti sia nello spazio che nel tempo (secondo un programma di misura che tenga conto delle possibili variazioni del territorio costiero in base alle caratteristiche fisiche quali quelle geologiche e problematiche ambientali quali l’erosione, etc.), potranno tra l’altro contribuire, insieme ad altri dati di diversa tipologia (gravità, altimetria da satellite, modelli gravimetrici globali, etc.) alla definizione in prospettiva di un sistema altimetrico integrato terra-mare.

d) Gli orari e date ai quali le misure si riferiscono dovranno essere espressi nel tempo internazionale UTC.

3. L'approccio allo studio dell'area costiera

La zona costiera così come definita in precedenza, ha necessità di essere conosciuta affinché la gestione delle stessa sia efficiente ed efficace. L'ambiente costiero è di per sé complesso e in continua variazione per cause naturali e antropiche. Da un punto di vita geografico e prima di tutto geometrico ci si muove quindi in uno spazio quadridimensionale, in cui nessuna componente è in generale trascurabile rispetto alle altre.

La strategia di misura e studio non può quindi trascurare le due considerazioni seguenti:

a) la zona costiera è un continuum che si estende fuori e dentro l'acqua;

b) la zona costiera deve essere rilevata nello spazio e nel tempo.

Ogni approccio diverso da questo porterà a risultati di portata comunque limitata e non conformi alle esigenze di gestione integrata della zona costiera (Integrated Coastal Zone Management - ICZM). A titolo di esempio, le tecniche di analisi bidimensionale, quali le ortofoto quando utilizzate per la loro informazione puramente geometrica, avranno i limiti tipici di un approccio su un piano e non nello spazio e dalle stesse saranno estraibili informazioni di una certa portata e che dovranno pertanto essere corrette e integrate con altri dati.

4. Lo studio del settore di transizione terra-aria-acqua

La zona costiera⁵ è principalmente costituita da tre diversi stati della materia, uno gassoso (l'atmosfera), uno liquido (l'acqua) ed uno solido (terra/ghiaccio), che si sviluppa sotto l'atmosfera e l’acqua e che per la sua parte emersa da qui in poi chiameremo terra e per la sua parte immersa da qui in poi definita fondo marino.

Essendo gran parte delle attività umane concentrate nella aree emerse, assume particolare importanza la posizione nello spazio dell'interfaccia tra settore sommerso e emerso ed in particolare dei punti in cui il “pelo libero" dell'acqua incontra la terra. Essendo geometricamente il risultato dell'intersezione di due superfici, quella dell'acqua e quella della terra, tale interfaccia è una linea che si può considerare continua. Non è però tale linea considerabile piana (neanche in assenza di perturbazioni esterne), in quanto sia la superficie dell'acqua che quella della terra non hanno generalmente un profilo piano, né tantomeno

5 È il settore dove interagiscono le cinque sfere (atmosfera, idrosfera, criosfera, biosfera e geosfera) evidenziandone la complessità dei caratteri e dei processi presenti. In particolare il limite terra - acqua è importante per fornire una prima distinzione tra ciò che è emerso che denomineremo terra e ciò che è sommerso dal mare definito fondo marino.

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regolare. I loro continui movimenti, oltre a contribuire all'irregolarità della linea di intersezione terra-mare, contribuiscono anche alla sua variazione temporale.

La consapevolezza della variazione della posizione della superficie dell'acqua è diffusa, ma non si deve trascurare che anche la terra varia la sua configurazione e posizione nel tempo, per esempio per fenomeni tettonici, vulcanici, con effetti di sollevamento o di abbassamento e processi sedimentari (erosivi e deposizionali).

Tra le infinite, irregolari e variabili linee di interfaccia, alcune dotate di particolari caratteristiche vengono così definite dalla direttiva europea INSPIRE:

a) la linea di riva (shoreline), intesa come linea di confine mare-terra (cosicché diviene necessario specificare anche il particolare livello di marea al momento del rilievo, della ricognizione o dell’utilizzo, avendo valenza istantanea, stagionale);

b) la linea di costa (coastline), intesa come particolare linea di riva riferita al livello medio di alta marea MHW (Mean High Water); qualora non vi fosse una significativa variazione del livello dell’acqua, il livello medio mare (MSL) può essere impiegato in sostituzione al MHW.

Le definizioni date “cristallizzano” la posizione verticale della superficie dell'acqua connessa al fenomeno di marea, ritenendo mediati i fenomeni di variazione del profilo dovuti alle condizioni meteorologiche della zona in esame. In tali definizioni, come già accennato, bisogna comunque considerare le variazioni di posizione della superficie terrestre, fenomeno non trascurabile nel breve periodo soprattutto in presenza di dinamiche sedimentarie i cui processi vedono variazioni spazio-temporali dei sedimenti che si spostano dalla parte emersa a quella sommersa del settore costiero e viceversa sia trasversalmente che longitudinalmente alla zona litorale (si pensi ad esempio alle spiagge, depositi sedimentari molto sensibili alle dinamiche ambientali, che cambiano il loro profilo nel tempo, a breve-medio-lungo termine, in relazione all’idrodinamica costiera e al bilancio sedimentario). Infatti, in base alla scala temporale scelta dipenderà la modalità di indagine. Sulla base di tali considerazioni la linea di riva e quella di costa sono caratterizzate comunque da variabilità che talvolta rende molto difficoltoso il loro posizionamento nello spazio e nel tempo con tecniche sostenibili e ripetibili ed al contempo scientificamente solide. Pertanto, l’identificazione della linea di riva implica due fasi:

- la selezione e definizione del carattere indicatore di una linea di riva (ad esempio:

wet/dry sector, media tra HWL⁶ e LWL⁷, piede delle dune, etc…)

- il rilevamento del carattere indicatore della linea di riva scelto in rapporto ai dati disponibili (omogeneità, risoluzione, valenza spazio/temporale, etc..).

Diversi autori evidenziano che la più significativa e potenzialmente non corretta assunzione dei dati della linea di riva sia quella di attribuire alla linea di riva istantanea valenza di normale linea di riva o di linea di riva in condizioni medie. Per il fine delle presenti Linee Guida, la linea di riva e di costa assumono la veste di un settore nello spazio, all'interno del quale la linea reale è presente con un certo livello di attendibilità. Sarà quindi importante definire oltre alla posizione della linea, la sua variabilità dovuta ai fattori legati ai movimenti delle superfici del mare e della terra (variazioni verticali e orizzontali dei profili di costa e del livello del mare) ed ovviamente dalle incertezze di misura legate alle procedure utilizzate per calcolarla.

6 High Water Level

7 Low Water Level

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Riducendo l'analisi al piano orizzontale, e quindi proiettando punto per punto la linea di riva o costa individuata al fine di riprodurla per esempio su una carta, la linea piana rappresentata sarà espressione della variabilità/attendibilità spaziale della linea in funzione della zona considerata (sarà quindi concettualmente espressione di un’area di indeterminazione a sua volta condizionata dalla scala di restituzione).

A corredo della posizione della linea andrà valutato quindi quanto sia essa rappresentativa della realtà, considerando queste variazioni di posizione nel tempo e nello spazio. Solo attraverso queste stime le linee di riva e di costa assumono rappresentatività e permettono il loro utilizzo per le attività più diverse, per una corretta gestione della zona costiera.

Per esempio, in relazione alle ricerche condotte nella panoramica nazionale, la linea di costa planimetrica potrebbe essere individuata da un layer vettoriale GIS⁸ lineare e la sua posizione variare di ± 5 metri dalla linea rappresentata, considerando la pendenza e variabilità verticale del livello del mare. Entrambe le informazioni concorreranno insieme alla definizione della linea di costa.

In tutto questo ha ovviamente un ruolo fondamentale la scala di rappresentazione del rilievo; a scale minori sono legate generalizzazioni che hanno ripercussioni anche sulle precisioni relative.

5. Determinazione della linea di riva istantanea

Sulla base delle considerazioni fatte al paragrafo precedente, la linea di interfaccia acqua-terra assume diverse definizioni e soprattutto varia nello spazio e nel tempo. L'unica linea direttamente rilevabile è quella che si ottiene misurando in un dato istante la posizione della linea di riva, che chiameremo da qui in avanti linea di riva istantanea.

Tale linea andrà poi generalizzata per riportarla alle definizioni di shoreline o coastline di INSPIRE.

I metodi di rilevazione di tale linea sono:

a) Diretti: attraverso la misura fatta direttamente sul campo con rilievi che impieghino strumenti classici di tipo topografico. Tali rilievi sono in teoria i più accurati ma richiedono tempo per essere realizzati e risorse ingenti; sono da ritenersi validi per aree oggetto di studi di dettaglio, collaudi di altre misure, controlli a campione;

b) Indiretti: in questa casistica rientrano le metodologie legate al remote sensing, cioè che acquisiscono i dati impiegando sistemi che non sono direttamente su terreno ma su piattaforme remote;

c) Misti: vengono studiate separatamente le posizioni della terra e dell’acqua e poi combinate; si immagini di non considerare la posizione dell’acqua durante le misure, operare una sorta di “svuotamento” del mare e poi, misurando con metodi indipendenti la posizione dell’acqua (per esempio, con una rete di mareometri), posizionarla a posteriori.

Le indagini dirette forniscono le coordinate spaziali tridimensionali, e quindi restituiscono tutte le informazioni potenzialmente disponibili inclusa la quota dei punti rilevati. Le indagini di remote sensing hanno un approccio in alcuni casi bidimensionale che però può essere reso in tre dimensioni facendo le opportune considerazioni sulle variazioni spaziali della costa e la sua conseguente incertezza finale del posizionamento e rappresentatività. Per esempio, se l'effetto di marea porta ad una variazione planimetrica massima della linea di riva di un metro, si può restituire la stessa con un buffer di ±1 metro includendo l'effetto di marea.

In annesso 1 sono riportati alcuni esempi significativi, di tracciamento della linea di costa (LdC) attraverso l’impiego di ortofoto.

8 Geographic Information System

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6. Il passaggio dalla linea di riva istantanea a quella rappresentativa

Affinché la linea di riva istantanea possa essere trasformata in shoreline (ed al suo particolare caso coastline) la stessa va riferita ad un livello di marea standard. Da considerare che, data la variabilità di tale livello nel tempo, la linea riferita al livello dell'acqua standard varia.

Ciò principalmente per due motivi, uno legato alla variazione di lungo termine del livello dell'acqua (ovviamente avendo corretto tutte le azioni di breve termine, siano esse meteorologiche o astronomiche) e l'altra alle variazioni della posizione e pendenza del profilo della terra. In quest'ultimo caso rientrano sicuramente i fenomeni di erosione ma anche le variazioni del profili dovuti a mareggiate, stagionalità ecc.

Tutti questi contributi non permettono di raggiungere incertezze di posizionamento centimetriche sulla linea di riva riferita ad un certo livello (l'unica rappresentativa, così come sancito in INSPIRE) con tecniche di monitoraggio sostenibili. È però sostenibile che gli effetti di questi fenomeni possono essere stimati con un certo livello di affidabilità e la linea corredata della sua incertezza potrà assumere la veste di un "buffer" nello spazio così come già accennato in precedenza ed utilizzata per diversi scopi. Indagini locali, studi approfonditi permettono di restringere spazialmente il buffer di incertezza, considerando però che la variabilità della linea di riva impone di analizzarne anche le sue evoluzioni temporali.

L'estrazione geometrica della linea di riva da ortofoto direttamente sulle bande del visibile o attraverso le tecniche di estrazione automatica tipiche del telerilevamento (soprattutto quando sono disponibili i canali dell'infrarosso nell'immagine utilizzata) appare un metodo sostenibile ed applicabile ad ambiti regionali. Andrà posta particolare attenzione ai seguenti elementi critici:

a. valutazione dell'accuratezza del posizionamento delle ortofoto, attraverso il controllo sulle foto di punti di coordinate note

b. valutazione dei datum di posizione e tempo delle ortofoto, soprattutto per utilizzarli nelle trasformazioni tra linea di riva istantanea e linea di riva ad un livello standard (Shoreline definita da INSPIRE)

c. codifica standard della linea di riva, con attributi e codici da assegnare in maniera chiara, completa e condivisibile.

A corredo delle ortofoto potranno essere utilizzate informazioni derivate da rilievi diretti o modelli digitali di elevazione derivati per esempio da LIDAR⁹ o satellite, entrambi in grado di rilevare contemporaneamente sia la parte sommersa della zona costiera sia quella emersa. Tali modelli completano e integrano le informazioni dell'ortofoto attraverso la conoscenza delle quote e delle profondità.

9 Light Detection and Ranging

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14 7. Il livello verticale standard – La Marea

Il monitoraggio costiero impone la conoscenza del livello del mare, ed a tale scopo nessun litorale può prescindere da una rete di monitoraggio distribuita che misuri il livello dell'acqua che va a condizionare la posizione della linea di riva, intersezione della superficie terra-acqua.

I dati acquisiti, al fine di essere resi confrontabili, dovranno essere collegati con i riferimenti verticali solidali con la terra, siano essi geometrici (ellissoide, e la sua realizzazione RDN08) o fisici (geoide, e la sua realizzazione rappresentata dalla rete primaria di livellazione).

Attraverso una rete di misura è possibile l'analisi dei dati e la stima del livello di lungo periodo lungo i litorali. Ai fini delle presenti Linee Guida, quindi, il livello di riferimento è il livello medio del mare calcolato nell'ultimo anno nella zona monitorata e la linea di riva corrispondente è calcolata su tale livello. Da considerare che tale livello medio non è convenzionale, come per esempio avviene per le quote terrestri riferite a Genova 1942. Il livello medio del mare è in continua variazione e solo un suo studio e monitoraggio accurato permette di capirne le evoluzioni e le conseguenze delle sue variazioni sull’ambiente e sulla gestione delle coste. Eccezion fatta per la zona dell'alto Adriatico, il fenomeno di marea sui litorali italiani ha effetti di modesta entità, e viene spesso sorpassato dagli effetti meteorologici dovuti principalmente al vento e al moto ondoso. Tale situazione, seppur non si possa del tutto trascurare soprattutto per il calcolo della profondità in presenza di bassi fondali, permette comunque di accettare che per stime della linea di riva che abbiano accuratezze metriche si possano trascurare gli effetti della marea purché assorbiti dal buffer di posizionamento della linea di riva stessa.

8. La codifica e il tracciamento della linea di riva

Stabilite le regole teoriche della geometria e il livello di riferimento cui si riferisce la linea di riva, bisogna caratterizzarne il tipo attraverso opportuna codifica ed attributi.

Gli standard di riferimento già in vigore sono due, entrambi validi ed utilizzabili, dei quali si riporta di seguito per ciascuno una succinta descrizione.

a) Il primo discende dalla direttiva INSPIRE ed è integrato negli standard per i database territoriali emanati con il DPCM 10 novembre 2011, integrati dal “CATALOGO DEI DATI TERRITORIALI - Specifiche di contenuto per i Data Base Geotopografici in versione 2.0” che definisce gli oggetti in strati, temi e classi. In questo tipo di frame i due tipi di classi principali da considerare sono OP_OR (Opera portuale e di difesa delle coste) e CS_MAR (Linea di costa marina cartografica) di cui sotto si riporta lo schema della struttura:

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10 Nella tabella gli elementi in grigio sono stati aggiunti per rendere compatibile la codifica con lo standard IHO S57.

Codice¹⁰

Tema/classe 1° livello 2° livello 3° livello

CS_MAR_04020102 (linea di costa marina cartografica)

01 naturale 01 alta e scoscesa

02 bassa 01 ghiaiosa

02 rocciosa 03 sabbiosa

02 artificiale

03 fittizia 01 foce o bocca lagunare 02 costa bassa a ridosso di opere

emerse

03 costa retrostante ad opere

antropiche 01 opere portuali 02 tipologie varie OP_POR 02050501

(Opera portuale di difesa delle coste)

01 diga foranea

02 barriera frangiflutti

03 pennello

01 dritto 01 emerso

02 sommerso 03

semisommerso

02 forma a T 01 emerso

02 sommerso 03

semisommerso

03 forma a L 01 emerso

02 sommerso 03

semisommerso

04 forma a Y 01 emerso

02 sommerso 03

semisommerso

04 molo

05 banchina/pontile

06 opere di difesa longitudinali

01 aderente

01 emersa 02 sommersa 03

semisommersa

02 distaccata

semisommersa

03 composita (con pennelli)

semisommersa

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b) Il secondo è lo standard IHO per lo scambio di dati idrografici, in particolare tutto quanto dettagliato nella pubblicazione S-57 e relativi allegati, di cui sotto si riporta lo schema della struttura:

Schema relazionale IHO S-57

Si rimanda alla consultazione dei dettagli degli standard sopra descritti, sottolineando che qualora si ritenga necessario utilizzare codifiche estranee per specifici studi, quest’ultime debbano permettere, attraverso il passaggio tramite ulteriori codifiche condivise, lo scambio e la condivisione delle informazioni della fascia costiera senza perdita di dati. Un esempio di schede tipologiche di codifica con i suddetti codici è riportato in Annesso 1.

9. Lo studio dell'area costiera: l'approccio integrato

Ristretto fino ad ora lo studio all'interfaccia tra la sua parte sommersa e parte emersa, estendiamo ora l’approccio all'intera fascia costiera con i limiti di estensione già definiti in precedenza. Essendo tale area estesa in due ambienti aventi caratteristiche notevolmente differenti, lo studio di uno solo di essi appare non esaustivo. L'interesse, come già accennato, si concentra proprio sulla linea che divide i due ambienti e quindi proprio a partire da tale linea verso mare e verso costa va esteso lo studio.

Da un punto di vista pratico, affinché si abbiano misure integrate terra-mare che caratterizzino compiutamente la zona costiera, bisogna scegliere le tecniche che permettano tale approccio per zone piccole ma, qualora necessario, anche per vaste aree di litorale.

Le indagini con mezzi navali, sebbene siano le più accurate oggi disponibili, sono prevalentemente orientate alla parte sommersa (fondale) e si possono estendere alla parte emersa (terra) solo attraverso l’uso di sistemi di rilevamento laser montati sulle imbarcazioni per indagini ad alta risoluzione comunque difficilmente applicabili a vaste zone di litorale.

D'altro canto, le misure operate sulla terra, siano esse con posizionamento diretto o operate con uno strumento laser scanner, sono certamente le più dettagliate ma richiedono di percorrere materialmente il litorale e per ampie zone risultano dispendiose e soprattutto difficilmente ripetibili nel tempo ai fini del monitoraggio.

I mezzi aerei permettono l'esplorazione dei litorali con sistemi laser topo-batimetrici con accuratezze molto spinte soprattutto per basse profondità, in particolari condizioni di trasparenza dell'acqua e riflettività del fondo.

Le indagini satellitari, sicuramente meno risolutive, hanno però il vantaggio di ripetersi nel tempo con un ritmo maggiore.

(19)

17 10. Conclusioni

Le presenti Linee Guida suggeriscono quindi di studiare i litorali in maniera integrata, estendendo lo studio e il monitoraggio alla fascia che comprende la linea di riva e si estende sia sopra sia sotto l'acqua.

I dati, affinché siano rappresentativi e quindi confrontabili tra loro, dovranno essere raccolti secondo consolidati standard. I dati standard risulteranno scambiabili tra Enti diversi e soprattutto saranno integrabili e confrontabili su base temporale/storica.

Per i rilievi idrografici si rimanda, dove applicabile, al Disciplinare per la Realizzazione dei Rilievi Idrografici emanato dall'Istituto Idrografico della Marina (I.I. 3176 Disciplinare Tecnico per la Standardizzazione dei Rilievi Idrografici Ed. 2016), documento che dettaglia le metodologie standard di rilievo idrografico e che risulta da applicare per ogni rilievo della zona costiera.

I parametri principali da monitorare in prima battuta sono:

- Elevazione e profondità, aventi riferimenti comuni in modo che sia realizzabile un modello di elevazione continuo (continuum terra-acqua);

- Tipologia del fondo marino e della parte emersa in aderenza agli standard già accennati;

- Principali caratteristiche fisiche dell’acqua (salinità, temperatura, trasparenza).

In ultima analisi, si ritiene che solo attraverso il rispetto di standard robusti e condivisi è possibile la razionalizzazione di risorse e la riusabilità del dato da parte di più utenti, non solo nell’ambito della Pubblica Amministrazione nazionale, ma anche in consessi più allargati quali quelli Europei.

(20)

18

(21)

19 ANNESSO 1

(22)

20

(23)

21

ANNESSO 1

SCHEDE TIPOLOGICHE TRACCIAMENTO LINEA DI RIVA DA ORTOFOTO

Di seguito un set di schede arricchite da immagini che illustrano operativamente come è possibile operare il tracciamento sulla base delle regole descritte nel presente documento.

È stata riportata anche la codifica adottata dall’International Hydrographic Organization e contenuta nella pubblicazione edita dall’IHO S 57, attualmente utilizzata dall’IIM per la pubblicazione dei dati della linea di costa sulle carte nautiche elettroniche ufficiali dello Stato.

SCHEDA TIPOLOGICA N° 01

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Naturale alta e scoscesa

IMMAGINE:

CODICE TEMA CODICE

CLASSE 1° LIVELLO 2° LIVELLO 3° LIVELLO IHO S-57

CS_MAR 040201020101 NATURALE ALTA E

SCOSCESA

--- COALNE –

steep coast

(24)

22 ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Naturale Bassa Ghiaiosa

IMMAGINE:

CS_MAR 04020102010201 NATURALE BASSA GHIAIOSA COALNE –

shingly shore

(25)

23

ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Naturale Bassa Rocciosa

IMMAGINE:

CS_MAR 04020102010202 NATURALE BASSA ROCCIOSA COALNE – stony shore

(26)

24 ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Naturale Bassa Sabbiosa IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

CS_MAR 04020102010203 NATURALE BASSA SABBIOSA COALNE – sandy shore

(27)

25

ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa – Artificiale IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

CS_MAR 0402010202 ARTIFICIALE --- --- SLCONS

(28)

26 ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Fittizia Foce o Bocca Lagunare IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

CLASSE 1° LIVELLO 2° LIVELLO 3° LIVELLO IHO S-57 CS_MAR 040201020301 FITTIZIA FOCE O

BOCCA LAGUNARE

--- N.A., il profilo segue il fiume

(29)

27

ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Fittizia - costa bassa a ridosso di opere emerse IMMAGINE:

CS_MAR 040201020302 FITTIZIA COSTA

BASSA A RIDOSSO DI

OPERE EMERSE

--- N.A. il profilo segue l’opera

costiera

(30)

28 ANNESSO 1

SCHEDA TIPOLOGICA N° 7°

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Fittizia - costa bassa a ridosso di opere emerse IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

CLASSE 1° LIVELLO 2° LIVELLO 3° LIVELLO IHO S-57 CS_MAR 040201020302 FITTIZIA COSTA BASSA A

RIDOSSO DI OPERE EMERSE

--- N.A. il profilo segue l’opera

costiera

(31)

29

ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Fittizia - costa retrostante ad opere antropiche - Opere Portuali IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

CLASSE 1° LIVELLO 2° LIVELLO 3° LIVELLO IHO S-57 CS_MAR 04020102030301 FITTIZIA COSTA

RETROSTANTE AD OPERE ANTROPICHE

OPERE PORTUALI

N.A. il profilo segue le opere

portuali

(32)

30 ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Fittizia - costa retrostante ad opere antropiche – Opere di difesa IMMAGINE:

CLASSE 1° LIVELLO 2° LIVELLO 3° LIVELLO IHO S-57 CS_MAR 04020102030302 FITTIZIA COSTA

RETROSTANTE AD OPERE ANTROPICHE

Opere di difesa

SLCONS

(33)

31

ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Pennello Dritto Emerso IMMAGINE:

OP_POR 02050501030101 PENNELLO DRITTO EMERSO SLCONS

(34)

32 ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Pennello Dritto Sommerso IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

OP_POR 02050501030102 PENNELLO DRITTO SOMMERSO SLCONS -

always submerged

(35)

33

ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Pennello Dritto Semisommerso IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

CLASSE 1° LIVELLO 2° LIVELLO 3° LIVELLO IHO S-57 OP_POR 02050501030103 PENNELLO DRITTO SEMISOMMERSO SLCONS – covers

and uncovers

(36)

34 ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Pennello Forma a T Emerso IMMAGINE:

CLASSE 1° LIVELLO 2° LIVELLO 3° LIVELLO IHO S-57 OP_POR 02050501030201 PENNELLO FORMA A T EMERSO SLCONS

(37)

35

ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Pennello Forma a T Semisommerso IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

CLASSE 1° LIVELLO 2° LIVELLO 3° LIVELLO IHO S-57 OP_POR 02050501030203 PENNELLO FORMA A T SEMISOMMERSO SLCONS –

covers and uncovers

(38)

36 ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Pennello Forma a Y Semisommerso IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

CLASSE 1° LIVELLO 2° LIVELLO 3° LIVELLO IHO S-57 OP_POR 02050501030403 PENNELLO FORMA A Y SEMISOMMERSO SLCONS divisa in due

tratti

(39)

37

ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Pennello Forma a L Emerso IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

CLASSE 1° LIVELLO 2° LIVELLO 3° LIVELLO IHO S-57 OP_POR 02050501030301 PENNELLO FORMA A L EMERSO SLCONS

(40)

38 ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Opere di difesa Longitudinali - Aderente – Emersa IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

CLASSE 1° LIVELLO 2° LIVELLO 3° LIVELLO IHO S-57 OP_POR 02050501060101 OPERE DI DIFESA

LONGITUDINALI

ADERENTE EMERSA SLCONS

(41)

39

ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Opere di difesa Longitudinali - Distaccata – Emersa IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

LONGITUDINALI

DISTACCATA EMERSA SLCONS

(42)

40 ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Opere di difesa Longitudinali - Distaccata – Sommersa IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

LONGITUDINALI

DISTACCATA SOMMERSA SLCONS - always submerged

(43)

41

ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Opere di difesa Longitudinali - Distaccata – Semisommersa IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

LONGITUDINALI

DISTACCATA SEMISOMMERSA SLCONS – covers and uncovers

(44)

42 ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Opere di difesa Longitudinali - Composita – Emersa IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

LONGITUDINALI

COMPOSITA EMERSA SLCONS

(45)

43

ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Opere di difesa Longitudinali - Composita – Sommersa IMMAGINE:

LONGITUDINALI

COMPOSITA SOMMERSA SLCONS – always submerged

(46)

44 ANNESSO 1

CLASSIFICAZIONE Linea di Costa - Opere di difesa Longitudinali - Composita – Semisommersa IMMAGINE:

CODICE TEMA

CODICE

LONGITUDINALI

COMPOSITA SEMISOMMERSA SLCONS – divisa nei tratti

submerged/

covers and uncovers

(47)

45 Bibliografia

- Boak E.H., Turner I.L., 2005. Shoreline Definition and Detection: A Review. JCR, 16(4), 688-703.

- Davis R.J., Fitzgerald D., 2004. Beaches and coast. Blackwell ScienceLtd.

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- I.I. 3176 Disciplinare Tecnico per la Standardizzazione dei Rilievi Idrografici Ed. 2016 - I.I. 1028 Norme di Massima per l’Attivita’ IDROGRAFICA (NORMAS) Ed. 2016 - Decreto della Presidenza del Consiglio dei Ministri 10 novembre 2011 ( Geodetical

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- IHO S-44 – IHO Standards for Hydrographic Surveys (5th edition) 2008

- IHO S-57 – IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data, Edition 3.1, November 2000 - Main Document

- IHO M2 – The need for National Hydrographic Services

- IHO C13 – Manual on Hydrography, 1st Edition, (Correction Feb. 2011)

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