CARTOGRAFIA NUMERICA TRIDIMENSIONALE PER GIS E WEB-GIS: VERSO LA FRUIZIONE VIRTUALE A. Ammoscato b , R. Corsale b , A. Scianna a a C.N.R. DAST - Dipartimento di Rappresentazione – Università di Palermo, viale delle Scienze c/o Facoltà di Ingegneria, 90128 Palermo – e-mail: scianna@dirap.unipa.it b Dipartimento di Rappresentazione – Università di Palermo, viale delle Scienze c/o Facoltà di Ingegneria, 90128 Palermo – e-mail: alessio,rcorsale@dirap.unipa.it KEY WORDS: cartografia 3D, GIS, standardizzazione, interoperabilità, GML. RIASSUNTO La necessità di condividere nei GIS tipi differenti di dati, l’impossibilità di processare questi dati (in particolare 3D) da parte dei software GIS, utilizzando relazioni spaziali, pone la questione della costruzione di un modello cartografico, condiviso a livello nazionale, in grado di consentire la costruzione e la gestione di informazioni geografiche a media e grande scala. Occorre a tal fine risolvere alcuni problemi che riguardano l'utilizzo di differenti software GIS da parte degli utenti, la definizione di un formato per lo scambio e il trasferimento di informazioni geografiche, la realizzazione di un modello cartografico comune per enti pubblici e società private. Il conseguimento di questo obiettivo passa necessariamente attraverso l’analisi della visualizzazione e della gestione della componente tridimensionale, la precisione geometrica, la consistenza topologica dei dati. Il progetto di ricerca, che di seguito viene descritto, è stato orientato alla definizione di una struttura standard di cartografia numerica 3D per GIS e WEB-GIS; in particolare in questo contesto sono delineati la metodologia adottata e la sperimentazione eseguita. ABSTRACT Sharing different kinds of information, and among them spatial data, put the question on implementing a cartographic model to build and manage geographical information at large and medium scale. So it becomes necessary to solve many problems concerning the use of different GIS instruments by customers, the definition of an appropriate format for exchanging and transferring of geographic data, the design of a common cartographic model. In order to reach this aim, 3D component, geometrical exactness and topological consistency of data (especially for areas) are very important matters. This paper describes the stages of the development of an experimental structure of 3D numerical cartography, at medium and large scale, to be used in GIS and to be proposed as a national standard. 1. INTRODUZIONE L’evoluzione sempre crescente degli strumenti di gestione cartografica, e degli standard di cartografia numerica, sta portando ad un loro maggiore avvicinamento verso gli strumenti tipici della gestione ed elaborazione di informazioni alla scala edilizia. L'impiego delle tecnologie dell'informazione nel processo di progettazione di edifici, ha infatti portato cambiamenti radicali nelle modalità di produzione, gestione e archiviazione della documentazione di progetto, determinando un notevole incremento nell'utilizzo di sistemi CAD, eventualmente affiancati ai software GIS. In particolare, la possibilità - offerta da numerosi software di gestione delle informazioni alla scala edilizia e territoriale - di visualizzazione tridimensionale fotorealistica dell’oggetto edilizio e di interrogazione dello stesso per l’accesso a dati (grafici, foto, capitolati, normative, ecc.) ad esso correlati, ha posto nell’ultimo decennio la questione della condivisione delle informazioni in formato digitale. Ciò implica ovviamente, sia da parte degli operatori del settore che dai produttori di software, la condivisione di modelli grafici informatici e formati di scambio. Sia in ambito CAD che GIS, sono state infatti fondate associazioni internazionali (ISO, IAI, OGC, ecc.), supportate dal mondo economico, che hanno lo scopo di studiare standard che possano facilitare l’interoperabilità. A livello nazionale (Intesa GIS) e internazionale (City GML, Tiger GML) sono state sviluppate numerose proposte di modelli di cartografia numerica 3D evoluta, in grado di supportare oltre che la componente tridimensionale anche diversi livelli di dettaglio, in funzione della scala alla quale l’oggetto edilizio viene trattato. Inoltre, poiché la strutturazione topologica è fondamentale per le analisi spaziali e l’individuazione delle relazioni fra gli oggetti, numerosi sono stati i tentativi e gli studi a livello europeo per l’individuazione di una strutturazione topologica tridimensionale dei dati cartografici. In accordo con Zlatanova e altri (2003), è stato verificato che i modelli riportati in letteratura si distinguono in funzione del tipo di partizionamento dello spazio, delle primitive utilizzate e delle regole di implementazione; possiamo citare: • 3D FDS (Formal Data Structure), è stata la prima struttura dati a considerare oggetti spaziali come un’integrazione di proprietà geometriche con gli attributi degli oggetti (Molenaar, 1990); questo modello considera una partizione completa dello spazio, e le entità sono rappresentate tramite quattro oggetti elementari (point, line, surface, body) e quattro primitive (node, arc, face, edge); • TEN (TEtrahedral Network), inizialmente implementato da Pilouk (1996) per superare alcune difficoltà incontrate nel modello precedente nella definizione di oggetti con confini non ben definiti (es. formazioni geologiche, nuvole inquinanti, ecc.); utilizza quattro primitive (tetrahedron, triangle, arc, node); • SSN (Simplified Spatial Model) (Zlatanova, 2000), è stato il primo modello topologico a dare particolare risalto al problema