3D City Models: modelli urbani tridimensionali quale strumento per la conoscenza

Uno degli elementi che caratterizzano la cartografia numerica rispetto alla cartografia disegnata è la possibilità di attribuire ad ogni punto oltre alla coordinata planimetrica anche quella altimetrica; da qui l’attribuzione della qualifica di cartografia tridimensionale, cioè di una cartografia nella quale la posizione in quota di ogni oggetto rappresentato non viene ricavata dagli elementi dell’altimetria, punti quotati e curve di livello, ma è immediatamente deducibile dalle coordinate della primitiva geometrica associata all’oggetto rappresentato. L’importanza della cartografia numerica si è potuta riscontrare non solo nella sua tridimensionalità, ma molto di più nelle potenzialità offerte nell’ambito dei GIS e più in generale nella possibilità di fornire elaborazioni automatiche utilizzando gli elementi altimetrici per costruire, ad esempio, Digital Terrain Model (DTM) visualizzazioni molto sceniche utili nei vari settori urbanistico-ambientali. Lo sviluppo di queste realizzazioni ha aperto la strada a un nuovo tipo di prodotto: la modellizzazione tridimensionale dell’ambiente urbano, che, con un termine anglosassone, viene indicata come 3D city model. Il 3D city model consiste in una cartografia numerica e in un database ad essa associato e rappresenta un settore emergente di geoinformazione scientifica che sta avendo, negli ultimi anni, grande sviluppo grazie alle innovazioni tecnologiche dovute all’uso ormai esclusivo di tecniche digitali. La cartografia numerica del 3D city model consente la visualizzazione tridimensionale non dei soli edifici, ma di tutto l’ambiente urbano e quindi anche del verde, dei muri e delle recinzioni, delle infrastrutture viarie e così via; permette diversi livelli di visualizzazione da quelli più semplici e schematici tipici della cartografia numerica, a quelli più complessi che richiedono elaborazioni con software specifici di modellizzazione. In questa cartografia devono essere rispettate le congruenze geometriche anche in altimetria e il database associato alla cartografia contiene informazioni descrittive e topologiche per ogni oggetto rappresentato nella cartografia e viceversa. E’ proprio grazie ai progressi fatti nell’acquisizione e nella gestione dei dati, nella analisi spaziale e nelle modalità di rappresentazione che i modelli virtuali delle città stanno diventando la base per molte applicazioni nei settori pubblici e privati. La possibilità di usufruire di un modello di città consente a molti operatori di avere un valido supporto su cui effettuare molteplici operazioni, dalla ricerca geo-referenziata ad analisi e simulazioni di ogni genere con notevole risparmio di tempo e lavoro. Un modello 3d di città è un insieme di dati di diversa natura provenienti da diverse fonti che necessitano di rielaborazione ed integrazione in un unico sistema di riferimento. Oggi l’uso dei moderni strumenti fotogrammetrici e laser scanner consente di effettuare rilievi accurati in poco tempo, ma non va trascurata l’importanza che ancora la cartografia può rivestire in termini di procedure e di norme tecniche a garanzia di una corretta informazione territoriale. Questo lavoro si propone di fornire un quadro generale che illustri i vari aspetti della modellazione 3D in ambiente urbano articolato su tre momenti di riflessione: la definizione di 3D city model e le sue diverse applicazioni dalla pianificazione urbana, alle valutazioni sull’inquinamento atmosferico, sui rischi ambientali e sugli interventi in emergenza, argomenti di grande attualità nel nostro paese; l’acquisizione dei dati, gli strumenti e i metodi di modellazione usati per la costruzione di 3D city model e per la standardizzazione delle procedure; ed infine uno sguardo su un’applicazione che ne mette in evidenza l’uso come strumento di conoscenza in ambiente storico urbano come la città di Baku in Azerbaijan.