Alberto Antinori - Catania 18/06/2013 Modellazione e visualizzazione 3D interattiva del territorio romano di Urbs Salvia con VTerrain Alberto Antinori, Antonello Buccella e Massimiliano Ferrini (GeoInformatiX) Roberto Perna e Sofia Cingolani (Dip. Studi Umanistici Università di Macerata) Giovanni Villani (GRender) Alberto Antinori - Catania 18/06/2013

Obiettivi, localizzazione e attori del progetto Sperimentare un nuovo modello di analisi, presentazione e fruizione delle conoscenze archeologiche di un vasto territorio di notevole valenza paesaggistica e turistica Finalità: studio, didattica e supporto al turismo Valle del F. Fiastra (MC), che ospita il parco archeologico della città romana di Urbs Salvia, colonia fondata nel II secolo a.C. che vide il massimo sviluppo urbanistico e architettonico in età augusteo-tiberiana, citata da Dante: Se tu riguardi Luni e Urbisaglia Come son ite e come se ne vanno Di retro ad esse Chiusi e Sinigaglia Udir come le schiatte si disfanno Non ti parrà cosa nova né forte Poscia che le cittadi termine hanno (Divina Commedia, Paradiso XVI, 72-78) Dx: ricostruzione disegnata di UrbsSalvia (Galvin ‘80) Partecipanti: GeoInformatiX di Antinori A. e Coll.: Antonello Buccella e Massimiliano Ferrini Università di Macerata D. St. Uman.: Roberto Perna e Sofia Cingolani GRender di Giovanni Villani Committente: Associazione Sistema Museale della Provincia di Macerata L’interattività è ora possibile con l’aumentata capacità di calcolo dei PC e soprattutto della sezione video dell’hw

Dati di partenza: Ripresa aerofotogrammetrica classica del 21-06-2007 (su pellicola 23x23cm) da 1100 m di quota relativa di proprietà del committente Carta Tecnica 1:10.000 in formato CAD 3D edizione 2002 della Regione Marche (da ripresa aerea del 2000) Dati GIS tematici a varie scale: carta puntuale delle emergenze archeologiche, carta della vegetazione, carta geologica e geomorfologica Carta archeologica in formato GIS della città e del territorio contermine con l’organizzazione catastale cittadina e le emergenze architettoniche, frutto delle ricognizioni effettuate nel territorio dall'Università di Macerata a partire dal 1995. Planimetrie in formato CAD 2D dei maggiori elementi architettonici archeologici finora rilevati: mura, porte, torri, anfiteatro, teatro, complesso tempio-criptoportico e tratti di strade restituite dalle campagne archeologiche svolte dal 1995 e ancora in corso Scansioni di mappe catastali storiche Sezioni ipotetiche ed estrapolate, schizzi e disegni frontali, assonometrici e prospettici + o – recenti dei ruderi minori e maggiori Foto da terra e aeree verticali, orizzontali ed inclinate Ortofoto disponibili in BN e colori a varie risoluzioni: 1944* (RAF), 1955* (GAI), 1990* (per CTR2k), 1996-97-98-2001-2010 (AIMA e AGEA) e 2002 (SASA); (*Già realizzate da GeoInformatiX) Stampe e scansioni di foto aeree e fotopiani: 1978-88-90-94-95-98-99 L’interattività è ora possibile con l’aumentata capacità di calcolo dei PC e soprattutto della sezione video dell’hw

Fasi di elaborazione: DTM e OrtoFoto 2007 Conversione e merge in formato GIS 3D dei livelli tematici di 9 sezioni della CTR 10k Realizzazione del DTM dettagliato (TIN) usando dai livelli della CTR anche le informazioni 3D non orografiche selezionate e corrette (idrografia, viabilità, morfologia e edificato) Ortocorrezione con il DTM ricampionato in GRID (passo 5m) di 18 foto aeree del volo proprietario del 2007 e mosaicatura in unico file: risoluzione 30 cm, peso 3,7 GB, dim. 32k x 38k pixels Esempio del modello di S. Giuliano Terme: i dati in input sono Carta 2000 in 3D e uno scatto dal volo pisa 2002 per l'aggiornamento della topografia 1:2000

Montaggio del plastico digitale del 2007 Per montare il plastico è stato usato il SW OpenSource VTP www.vterrain.org che incorpora il motore grafico OSG Gestisce efficacemente DTM “vestiti” (Terrains) di grandi dimensioni permettendone la navigazione interattiva con un’interfaccia grafica in italiano Nella libreria di oggetti 3D sono già presenti: alberi, recinzioni, linee eletriche, automobili Permette di generare edifici estrusi da planimetrie in files GIS 2D con tetti, colori e altezze specificabili da attributi Consente di caricare file GIS 2D e 3D per generare linee ed etichette A lato uno scatto dal plastico della Valfiastra 2007 (9,6x10,9km 10.500 ha ) con la mappa archeologica I punti numerati sono fondamentali, gli altri facoltativi

Elaborazione del DTM per il plastico Romano Si è iniziato ad rielaborare il DTM eliminando tutte le modifiche antropiche moderne: rilevati stradali, cave, laghi artificiali, canali, spianate per campi sportivi sui versanti collinari e impronte delle strade non coincidenti con quelle romane intervenendo anche sulle isoipse e quote relative Sempre sul DTM si è modificato il tracciato del F. Fiastra per spostarlo su quello di un paleoalveo del quale si hanno indizi geomorfologici e da cronache medioevali su una possibile deviazione antropica riconducibile al XII° secolo (quando il fiume è stato probabilmente deviato per la costruzione della vicina abbazia cistercense di Chiaravalle di Fiastra) A lato si vedono a confronto I 2 DTM (formato TIN) in corrispondenza della deviazione del Fiastra: in alto il DTM dalla CTR 10k che risale al 2000 e sotto il DTM Romano ottenuto con questi criteri In quello attuale si notano laghi, rilevati della viabilità principale e incisioni di strade a mezzacosta, assenti nel DTM Romano tranne per le strade romane che coincidono in parte del tracciato con quelle moderne In mancanza di informazioni sicure si è scelto questa metodologia che, comunque, si basa sulle attuali conoscenze specifiche e generali disponibili

Fotoritocco dell’ortofoto per il plastico Romano Durante la rielaborazione del DTM è iniziato il ritocco dell’ortofotomosaico per vestire il plastico Romano: si è scelta questa strada, invece di usare tessiture sintetiche, per non rinunciare al maggiorr fotorealismo che garantisce Sono stati prima inseriti gli elementi che possiamo chiamare di copertura: boschi e pascoli secondo la mappa realizzata sulla base di conoscenze (es. la localizzazione delle emergenze archeologiche) e di supposizioni. Poi si è iniziato ad eliminare gli elementi moderni (anche fuori dell’area di studio): città e nuclei abitati, strade con carreggiate più ampie e viabilità troppo fitta, fabbriche, capannoni, depuratori, serre, campi sportivi, tralicci e cavi, e gran parte delle fattorie e abitazioni troppo densamente distribuite nella campagna odierna. Per un maggiore fotorealismo, le strade coincidenti con I tracciati di quelle romane, ove compatibili, sono state mantenute o parzialmente ritoccate, come per il DTM

Linee guida del fotoritocco dell’ortofoto Le scelte metodologiche e lo sviluppo di alcuni elementi della topografia del territorio (viabilità minore, assi centuriati etc.) sono stati esaminati e in alcuni casi modificati sulla base della compatibilità con i dati forniti dal modello 3D. Ad esempio, le perimetrazioni preliminari dei boschi e i tracciati di alcune strade sono stati modificati tenendo conto delle scarpate, dei guadi e delle pendenze dei versanti ben percepibili nella navigazione interattiva del plastico Si è cercato di armonizzare le specifiche informazioni raccolte (es. localizzazione dei resti di monumenti funerari, strade, ville e domus) con elementi ipotetici coerenti, allo scopo di visualizzare il paesaggio di un territorio realistico, anzi fotorealistico, secondo le attuali conoscenze archeologiche

Fotoritocco delle aree centuriate Le centurie sono state ottenute mosaicando elementi presenti nell’ortofoto originale per mantenerne la resa cromatica, la risoluzione e il contesto Nelle coltivazioni (e nei boschi) si è cercato di scegliere le specie botaniche e colture compatibili con quelle del tempo: (vite, olivo, frumento e orzo) Sono state quindi collezionate immagini di frutteti, oliveti, vigneti, orti, campi coltivati, prati, aie e strade d’accesso Il ritocco complessivo ha tenuto conto dei lineamenti naturali (reticolo idrografico, morfologia, boschi) e antropici (viabilità, mura, monumenti, divisioni delle centurie) noti e ipotizzati

Ricostruzione archeologica dei monumenti Dal punto di vista archeologico la ricostruzione dei monumenti è avvenuta a partire dai dati esistenti (piante, sezioni, fasi architettoniche) e dalle strutture riportate alla luce, conservate nella maggior parte dei casi solo a livello di fondazione Con l’obiettivo di fornire ipotesi di ricostruzione scientificamente coerenti, tali dati sono stati sviluppati per quanto concerne piante, alzati, articolazione architettonica degli esterni e degli interni, rivestimenti e decorazioni: sia attraverso lo studio di alcune categorie di materiali restituite dalle indagini archeologiche: in particolare i materiali architettonici per le ricostruzioni dell’alzato e delle decorazioni esterne e interne (marmi, decorazioni architettoniche, colonne e capitelli, mosaici e intonaci dipinti, epigrafi, materiali pertinenti all’arredo mobile etc.) sia, naturalmente, sulla base di quanto desumibile da analoghe tipologie di edifici note grazie all’analisi mensiocronologica e comparativo-tipologica basata sulla moderna letteratura di settore.

Realizzazione dei modelli dei monumenti Una prerogativa del sw VTP è la possibilità di inserire nel plastico virtuale modelli di solidi renderizzati Sono stati modellati i monumenti più importanti e meglio conosciuti della città: la cinta muraria con le sue torri e 3 porte principali, il teatro, l’anfiteatro e il complesso tempio-criptoportico Sono stati inoltre realizzati 4 tipi di monumenti funerari rinvenuti Edifici di campagna tipo: villa rustica, domus e casa colonica

Elementi 3D aggiuntivi I boschi decidui e ripariali sono stati renderizzati posizionando circa 1,2M di istanze di modelli 3D tipo billboard di 15 specie diverse Le strade sono generate a partire da files GIS lineari con attributi: la rete viaria è composta da strade principali in basolato e glareate: la tessitura del basolato (come altre usate nei modelli dei monumenti), è stata ottenuta da una foto di un tratto di strada rinvenuto Sono stati aggiunti elementi divisori delle centurie costituiti, oltre alle strade, da siepi, muretti e per ora solo alcuni alberi fuori dai boschi (oliveti, filari)

Paesaggio centuriato 1/10

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Paesaggio centuriato 8/10

Paesaggio centuriato 9/10

Paesaggio centuriato 10/10

Utilità e funzionalità: E’ un nuovo strumento di lavoro per gli specialisti e gli utenti del patrimonio archeologico Oltre a viste e navigazione 3d da qualsiasi punto di vista e con qualsiasi percorso permette di eseguire misure, profili, analisi di intervisibilità, delle ombre e altro Scatti in sequenza e alta risoluzione, diversi scenari,…

Sviluppi dell’applicazione realizzata Potranno essere aggiunti gli altri elementi architettonici non ancora modellati: il portico a NordOvest e il tempietto a sud del foro, un edificio repubblicano in corso di scavo, i ponti della viabilità principale Per popolare la città e l’edificato romani al di fuori dell’area centuriata, potranno essere generati edifici per estrusione (più leggeri per il modello) Sul modello possono essere gestiti strati informativi di tipo Testuale (etichette), vettoriale come punti (di interesse) e linee (viabilità, percorsi, sentieri, ciclabili): potrà quindi essere di valido ausilio alla didattica e divulgazione scientifica e turistica del patrimonio archeologico Potranno essere create ulteriori istanze del plastico che documentino altre epoche dello stesso territorio nel quale sono presenti una rocca, un castello e un’abbazia medioevali

Grazie per l’attenzione Ringraziamenti: Roberto Perna che mi ha affidato questo incarico e tutti gli altri che hanno collaborato, credendo in questo progetto Roberto Angeletti per i suoi preziosi consigli di amico e collega Ben Discoe responsabile del progetto VTP www.vterrain.org per il supporto tecnico a distanza Grazie per l’attenzione Modello 3d SfM del padiglione affrescato conservatosi nel lato nord della basilica del teatro (poster 25)