Google Earth, casi di studio.
Come si è visto il GIS della Google non è pensato per essere utilizzato in ambito tecnico, date anche le difficolta di ottenere il dato primario, come possono essere delle semplici coordinate cartografiche. Certamente questo non ne impedisce un effettivo utilizzo in tale ambito, ad esempio, esso è stato proficuamente impiegato al fine di ricavare i profili di riva delle nostre zone di studio peninsulari (Le Castella, Punta Alice). Il che potrebbe far ben sperare in un uso anche più estensivo, il tutto all’interno di una docile interfaccia grafica, anche piacevole a vedersi, e con a disposizione un archivio di livelli geografici praticamente definitivo per tutte le zone del globo. Ciò potrebbe essere visto come una vera manna per tutti i restitutori, spesso alle prese con astruse procedure di restituzione e, non meno importante, con costi elevati dei supporti fotografici. Si è già scritto che Google Earth è operativo dal 2004, e questi sono i dati più vecchi disponibili nel suo database geografico, per cui sono passati solo undici anni da allora, un arco temporale troppo ristretto per operare qualsiasi studio evoluzionistico degno di questo nome (esclusi i fenomeni franosi a media evoluzione). Quindi il suo impiego avviene sempre assieme a quelli che sono i consueti metodi della fotogrammetria, con la necessità che esso fornisca una prestazione, in termini di precisioni attese, paragonabile agli altri mezzi di restituzione dell’informazione geografica. Ciò dipende anche dal GSD dell’immagine satellitare resa disponibile da Google Earth, parametro fondamentale, ma anche alquanto variabile all’interno del database; variabilità che si esplica in differenze importanti tra spazi aperti o aree metropolitane, ma anche in relazione alla data di presa, da cui le immagini meno recenti hanno un GSD più grande.
L’esigenza di fornire dei punti fermi su questo strumento è nata in ambito di restituzione al tratto della linea di riva/costa, attività ove l’informazione piana è preponderante sull’aspetto altimetrico, collegato per lo più alla scelta del sistema di riferimento (tidal), la cui conoscenza è richiesta solamente per le operazioni di restituzione del modello stereoscopico. Comunque già in precedenza si sono delineati quelli che sono i limiti nella valutazione delle quote da parte di Google Earth; limiti dovuti al DEM utilizzato, che fa decadere la precisione in quelle zone ad elevata variabilità orografica. Ora, in questa sede, ci soffermiamo sull’aspetto piano, il confronto è di tipo non paritetico, in altri termini, le coordinate ricavate da Google Earth sono messe a diretto raffronto con le omologhe ricavate da Socet Set. Queste ultime sono certamente caratterizzate da un maggiore grado di affidabilità, essendo il frutto di consolidate tecniche di restituzione, delle quali abbiamo la piena consapevolezza, e sulle quali si è operato direttamente. La somma di queste informazioni ci consentiranno di valutare quale che sia l’impiego del GIS della Google in ambito più strettamente tecnico.
LE CASTELLA & PUNTA ALICE.
In queste due zone di studio, Google Earth, è stato utilizzato per ricavare le linee di riva del 2012 per Le Castella, e del 2011 per Punta Alice, con risultati soddisfacenti, anche se per tale applicazione non sono richieste elevate precisioni, essendo le linee di riva un elemento soggetto a naturale incertezza valutativa, ove le scelte discrezionali del restitutore hanno un peso rilevante. Con il fine di fornire una valutazione della precisione il più possibile aderente alla reali capacità dei mezzi, si sono individuati venti punti di controllo (GCP) in entrambi gli ambiti d’intervento (Fig. 6.5-6.6). Le coordinate in Socet Set sono state direttamente ricavate dopo il processo di collimazione stereoscopica, mentre in Google Earth si sono usate le procedure indicate alla sezione quattro, che consentono di ricavare delle coordinate utilizzabili a partire dai metafile .kml, formato usato da Google Earth.
I voli aereofotogrammetrici utilizzati sono i più recenti e, direttamente geo-referenziati, quindi non derivati in modo indiretto da altri, ciò a vantaggio della loro affidabilità. Come per i mosaici del Delta, la scelta dei GCP ha visto l’uso di punti al suolo, onde evitare di introdurre errori d’altezza, che sul piano si traducono in scostamenti radiali.
Fig. 6.5 – Le Castella i GCP utilizzati per il confronto. [Google Earth].
Si noti che tra i punti utilizzati ne compaiono quattro nominati in modo diverso, essi fanno parte dei capisaldi utilizzati nella rete d’appoggio GPS, usata per la georeferenziazione del volo fotogrammetrico. Dato che si sono recuperati quei punti coerenti alle caratteristiche sopracitate, e che sono contemporaneamente identificabili in Google Earth.
Fig. 6.6 – Punta Alice i GCP utilizzati per il confronto. [Google Earth].
Il GSD considerato per i voli fotogrammetrici è quello effettivamente permesso dai singoli fotogrammi, visto che l’estrazione delle coordinate è avvenuta utilizzando direttamente Socet Set, senza passare per prodotti intermedi. Di contro la dimensione del pixel a terra per Google Earth è frutto di un’interpretazione visiva diretta. L’analisi statistica, a differenza del caso precedente, non richiede alcuna attenzione particolare; dopo aver riportato le coordinate piane cartografiche si procede a valutarne le differenze (∆E,∆N), delle quali si ricava il valor medio, che manterrà il suo segno, quindi da questo si può dedurre quali sono gli spostamenti dominanti. Successivamente si è proceduto a definire lo scarto quadratico medio e relativa tolleranza, dato che avendo più di dieci misure, è possibile individuare eventuali campionamenti affetti da probabile errore grossolano. Nell’ultima colonna si sono calcolate le distanze tra i vari GCP omologhi, parametro che si presta ad essere rappresentato graficamente, dandoci la facoltà di una prima valutazione critica.
Da questi dati si denota una precisione che potrebbe essere considerata ancora accettabile per l’ambito d’applicazione previsto, quale esso è il tracciamento delle linee di riva. Ma i due casi operativi presentano un comportamento differente, fattore che può essere messo in ulteriore evidenza dai diagrammi di Fig. 6.7.
Fig. 6.7 – Confronto diretto tra i GCP di Google Earth ed i corrispondenti in Socet Set. [OriginLab 9.0].
Si noti come il risultato di Punta Alice sia certamente migliore, eppure i due luoghi si trovano a pochi chilometri l’uno dall’altro, e le condizioni operative sono molto simili (qualità del supporto -immagine-, periodi di presa). Si possono operare due ordini di ipotesi, la prima comprende il caso di errato posizionamento dei contenuti radiometrici all’interno di Google Earth. La seconda ipotesi, certamente più affascinante, potrebbe essere legata alla natura orografica del territorio; difatti mentre Punta Alice è prevalentemente pianeggiante, lo stesso non può dirsi per Le Castella, caratterizzata da un territorio in parte collinoso. La precisione potrebbe essere influenzata dai metodi di texturing implementati nel software, cioè i metodi utilizzati per la vestizione radiometrica del modello poligonale. Sono ipotesi ragionevoli, ma che non possono essere comprovate con certezza, quindi ci dobbiamo limitare alle considerazioni fattuali sui risultati. Il GSD stimato per Google Earth è perfettamente compatibile con le precisioni ricavate da Punta Alice, al contrario, per Le Castella siamo in presenza di un probabile shift, seppur contenuto. Ad ogni modo le precisioni rilevate consentono ugualmente di procedere al tracciamento degli andamenti di riva (Fig. 6.8).
Fig. 6.8 – Tipica applicazione della fotogrammetria multi-temporale: estrazione al tratto delle linee di riva da vari voli aereofotogrammetrici diversamente datati. Si noti la positiva integrazione, in tale ambito di studio, dell’andamento di riva (2012) ricavato dall’uso di Google Earth. [Surfer 10]
IL DELTA DEL PO – LAGUNA VALLONA.
La laguna si trova nella parte Nord del sistema deltizio (si veda Fig. 3.11) subito a Sud dell’isola di Alberella, in essa sfocia il Po di Pila. La zona è già stata oggetto di studio e analisi, in altri lavori, in particolare se ne sono valutate le dinamiche d’evoluzione areale nel tempo, e l’andamento delle linee di riva. Anche in questo caso si utilizza Google Earth come mezzo complementare ad altri. Rinfrancati dalle prestazioni ottenute nei primi due ambiti di studio, seppur con qualche riserva, si è proceduto al confronto diretto.
Fig. 6.9 – Linea di riva ricavata al tratto da Google Earth; si ricordi che in output il GIS della Google fornisce sempre e solo coordinate geografiche, le quali possono essere convertite nei diversi sistemi di riferimento, qui si è scelto il sistema internazionale UTM-WGS84. [Surfer 10 - ArcMap].
Il livello vettoriale costituito dalle linee di riva (Fig. 6.9) può essere facilmente importato nel nostro geodatabase in ArcMap, ciò ci consente un primo confronto (Fig. 6.10).
Fig. 6.10 – Parte a Nord del litorale della laguna, in corrispondenza della bocca di porto, ove vi è la presenza di tratti protetti a scogliera. La linea di riva del 2.008 e la rispettiva linea estratta a Google Earth presentano uno shift evidente. [ArcMap].
A differenza dei due ambiti di studio precedenti, qui la situazione è nettamente diversa, e presenta evidenti problematiche di scostamento (shift), già da questa prima valutazione, si conviene che in questo caso Google Earth non possa essere utilizzato in modo proficuo, con le necessarie precisioni. Purtroppo questa non si presenta come una sfortunata condizione locale, ma gli effetti si dispiegano su tutta la nostra area di studio. Seguendo la medesima procedura dei casi precedenti, si individuano un certo numero di punti di controllo (GCP), le cui coordinate ricavate dai due mezzi, Socet Set e Google Earth, dovranno essere raffrontate. Ciò che può apparire un puro esercizio, ci consente invece di valutare se questo shift è presente allo stesso modo su tutta l’area di analisi (Fig. 6.11).
Fig. 6.11 – Disposizione dei 30 punti di controllo GCP utilizzati. [Google Earth].
Lo spostamento si realizza in direzione Sud-Est a partire dalla linea di riva fissata dal rilievo aereofotogrammetrico del 2008, ed esso interessa senza soluzione di continuità tutta l’area campione (Fig. 6.12). Come si è notato, a differenza di Le Castella e Punta Alice, non ho posto alcuna considerazione sui GSD delle fonti, viste le condizioni operative, il loro intervento nell’ambito della precisione è ininfluente. Dato che in questo particolare caso ci troviamo a dover affrontare un mero errore di posizionamento dell’informazione radiometrica. Errore forse dovuto ad errati processi di vestizione poligonale, oppure semplicemente ad una immagine satellitare non particolarmente fortunata, ed in ultima analisi, ad un semplice errore grossolano.
Fig. 6.12 – Distanza dei punti di controllo di Google Earth dagli omologhi di Socet Set [OriginLab 9.0].
Il diagramma a barre qui riportato non fa altro che ribadire la situazione che già si era appalesata in Fig. 6.10, anzi quel valore di nove metri individuato in modo grossolano, potrebbe benissimo rientrare tra i trenta collimati con le dovute attenzioni. Le particolari condizioni di scarsa precisione non precludono la possibilità di utilizzare i contenuti vettoriali ricavati da Google Earth, ma questo decreta il suo fallimento come mezzo del rilievo autonomo, essendo esso incapace di fornire le necessarie condizioni di affidabilità; aspetto imprescindibile di qualsiasi strumento o mezzo di riproduzione dell’informazione topografica. Al contrario se esso viene usato assieme ad altri supporti, di comprovata affidabilità e tradizione operativa, i dati ricavati possono essere successivamente correlati (Fig. 6.13). Il problema semmai rimane capire quando vi sia un errore evidente, come in questo caso, oppure no; si potrebbe considerare i rispettivi GSD, e quindi la capacità di collimazione teorica da parte del restitutore, ed in ultima istanza, considerare le tolleranze, e quindi le imprecisioni consentite nel nostro ambito di lavoro.
Fig. 6.13 – Medesima area di interesse, si osservi la posizione corretta della linea di riva ricavata da Google Earth a seguito della sua correlazione statistica. Le coordinate ricavate dai file KML, dopo l’opportuna conversione, sono stati importati in Surfer, ricavandone una rappresentazione vettoriale, esportata a sua volta in .dxf, e quindi in Autocad. È all’interno del software dell’Autodesk che sono state portate a termine le necessarie operazioni di traslazione richieste dalla correlazione. [ArcMap].