3-1 Introduzione
Capita spesso camminando sui pendii arborei di incrociare un sentiero che si sviluppa timidamente nella folta vegetazione e poi si perde oltre lo sguardo, senza essere supportato dai numeri e i colori dei segna via, oppure di voler percorrere durante il periodo invernale qualche sentiero, ed esserne impossibilitati a causa della neve che copre la strada ed i punti di riferimento.
Quante volte ci siamo ritrovati in questa situazione.
Il CAI, Club Alpino Italiano, in appoggio ad ormai numerose Regioni Italiane, come l’Emilia, il Lazio, sta cercando di creare un catasto sentieri che, oltre ad indicare la loro origine e la loro destinazione, potesse raccontare la loro storia, dire dei personaggi che lo hanno percorso, illustrare la flora che vi si affaccia e la fauna che ci vive, spiegare i minerali che lo compongono, fornire un’indicazione dei tempi richiesti per guidarci alla prossima meta, come si chiamano le cime, le valli, i rifugi, le malghe gli emozionanti paesaggi che il sentiero ci porta a vedere.
È questo il lento ma continuo lavoro che molte regioni stanno compiendo, cercando di creare una sorte di rete web da porre in Internet, dove le persone interessate possono entrarvi e ricevere tutte le informazioni di cui hanno bisogno circa un determinato sentiero di montagna.
Il progetto come detto, è fortemente voluto dal Club Alpini Italiano, e in alcune regioni, come l’Emilia Romagna è già in funzione, in altre, come in Lazio,è in corso di realizzazione.

Fig.3-1 La foto di un facile sentiero in Val Brembana. Spesso, grazie
a questo valido aiuto a tutti gli amanti della montagna si possono
scoprire luoghi fantastici, basta infatti digitare il luogo dove
si intende passeggiare, le ore di cammino, il grado di difficoltà,
il punto di partenza ed arrivo, per veder comparire
la descrizione di un possibile percorso.

3-2 Il sistema informatico SIWGREI
La regione Lazio tramite il sistema informatico SIWGREI (Sistema Informatico WebGIS della Rete Escursionistica Italiana), la cui applicazione è stata realizzata in collaborazione con Planetek Italia srl. intende offrire agli escursionisti la possibilità di fruire del territorio in modo ragionato, sicuro e sostenibile.
L’applicazione consente di determinare lunghezze, pendenze, tempi di percorrenza di qualsiasi tratto o percorso, che toccano determinate località o punti di interesse ambientale. Inoltre permette il download di un dato selezionato, riguardante un sentiero ad esempio, che può essere caricato su supporti mobili informatici come computer palmari o portatili.
L’applicazione SIWGREI risponde anche alle esigenze di tipo gestionale, consentendo l’analisi e la valutazione dei sentieri esistenti da parte dei gestori di questi, i quali hanno la possibilità di ricevere informazioni sul loro stato, sulle strutture vicine, sulle attrezzature e sull’ambiente in cui si inseriscono, al fine di pianificare gli interventi strutturali e l’utilizzo delle risorse economiche.
Il sistema permette, inoltre, lo scambio e la condivisione dei dati con altri gestori di reti sentieristiche, unificando le attività che riguardano il mantenimento delle informazioni, rendendo univoco l’inserimento del dato, la sua variazione, la sua implementazione, esclusivamente attraverso il WEB e solo su un unico sito/archivio.
In questo modo si è voluto ottimizzare la difficile gestione strutturale ed economica.
Infatti, l’uso della tecnologia WebGIS consente l’aggiornamento e la gestione on-line sulla rete internet/internet delle banche dati cartografiche della rete sentieristica in formato raser e vettoriale, e permettendo di distribuire l’applicazione di aggiornamento del sistema senza costi aggiuntivi.
Con SIWGREI l’utente può navigare ed interrogare on-line, sulla rete internet/internet, le banche dati cartografiche della rete sentieristica in formato sia aster sia vettoriale, mediante una intuitiva interfaccia web (vedi figura 3-2).
Lo strumento consente una ricerca avanzata di informazioni e servizi di varia utilità, l’attenzione verso gli utenti finali trova riscontro nell’aver voluto garantire tempi di risposta del sistema WebGIS adeguati anche ad utenti che non dispongono di connessioni veloci tipo ADSL.

Fig. 3-2 La piantina mostra l’interfaccia del sistema Informativo
WebGIS della Rete Escursionistica Italiana, per la zona del nord
Italia. Questo progetto, fortemente voluto dal CAI è in grado
di “dialogare” con l’utente, di modo da fornirgli tutte le risposte
di cui ha bisogno circa la lunghezza, difficoltà, pendenza,
del sentiero, ma anche le caratteristiche ambientali in cui
questo si trova, in modo rapido di modo da venire
incontro anche a chi non dispone di una linea ADSL.

Uno degli obiettivo che si vuole raggiungere, è quello di consentire l’accesso mediante un’interfaccia semplice ed immediata, ad informazioni di altre organizzazioni Europee che attuano la loro attività escursionistica sia nell’arco Alpino sia in altri compressori montani.
Dal punto di vista istituzionale si sta cercando di realizzare un’applicazione in grado di favorire lo scambio è l’integrazione dei dati con altri gestori di reti sentieristiche, garantendo al CAI il ruolo di riferimento sulla materia e rafforzando la sua posizione istituzionale di gestore e manutentore della rete sentieristica.


3-3 La Struttura del sistema SIWGREI

Fig.3-3 Mostra l’architettura del sistema SIWGREI della regione
Lazio. Con questo sistema si ha la certezza dell’accesso ai
moduli client (i quali contengono la logica per la gestione dell’applicazione)
che possono essere, principalmente, di tre tipi: Client WEB
(html), Client mobile (computer palmari), Client GIS (desktop).
tutte le informazioni sentieristiche dl sistema
SIWGREI sono memorizzate in formato shapefile.

Il sistema SIWGREI creato dalla regione Lazio ha una architettura schematizzata nella Fig. 3-3 che garantisce l’accesso dei moduli client ai servizi cartografici, esposti da un sistema basato su ArcIMS, che consente le pubblicazioni delle cartografie disponibili sul server (dati Raster e dati Vettoriali).
I moduli Client contengono la logica per la gestione dell’applicazione, ossia i moduli per la pubblicazione della cartografia, per la sua consultazione, per la gestione degli utenti.
Possono essere essenzialmente di tre tipi:
1.Client WEB (html)
2.Client mobile (computer palmari)
3.Client GIS (desktop)
Un Client GIS o mobile può connettersi all’applicazione sia attraverso il server web IIS (sfruttando i servizi cartografici pubblicati da ArclMS), sia attraverso la rete Internet accedendo direttamente alla banca dati cartografica.
Nel primo caso l’interazione è limitata alla sola lettura, nel secondo caso è invece possibile effettuare interazioni complete di lettura/scrittura dei dati.
L’applicazione WebGIS consente infatti l’accesso in editino ai dati, alle persone autorizzate.
Per dare competenza al sistema SIWGREI in modo da garantire attività GIS non consone all’ambiente web, es. funzioni georeferenziali ecc., unitamente al sistema WebGIS è previsto l’uso di postazioni di lavoro attrezzate con ArcGIS 8.3.
Per aggiornare i dati di SIWGREI, è richiesta una procedura che l’operatore deve seguire, l’applicazione ArcGIS 8.3 è in grado di far rispettare queste procedure, come ad esempio l’inserimento diretto delle tratte mediante strumenti di disegno e l’inserimento delle tratte da GPS e meccanismi di gestione automatica e semiautomatica dei dati.
ArcGIS consente inoltre, un agevole collegamento al database in vari formati (MS Access, DB3, DB4, eccetera) ed utilizzare i dati disponibili per aggiornare quelli geografici attraverso relazioni alfanumeriche.
Tutte le informazioni sentieristiche del sistema “SIWGREI” sono memorizzate in formato shapefile.
Tutti i dati, trasformati nel sistema di riferimento geografico WGS84, sono stati organizzati per garantire l’omogeneità tra dati appartenete anche a nazioni diverse.
L’integrazione di dati disponibili in diversi sistemi di coordinate all’interno di applicazioni GIS è spesso complessa se non si dispone di strumenti adeguati che permettono di effettuare la conversione del dato nel sistema di riferimento prescelto. Per effettuare tali trasformazioni vengono utilizzate sia procedure personalizzate ad hoc per i sistemi di riferimento non Italiani, che procedure standardizzate per i sistemi di proiezione nazionali, ed esempio il software Cconvert, sviluppato da Planetek Italia, che permette con facilità di effettuare conversioni tra sistemi di coordinate come Universal Transverse Mercatore (UTM) e Gauss – Boaga. Permette inoltre di convertire le coordinate di interi file formato shape, anche con dati aventi ellissoidi di riferimento differenti, in particolare ED50, WGS84 e Roma40.

3-4 I livelli di utenza

Il sistema WebGIS prevede tre are di accesso:
1.Area di amministrazione
2.Area riservata agli utenti registrati
3.Area riservata agli utenti non registrati

La sicurezza sull’accesso degli utenti registrati è garantita mediante password. Tutti gli accessi al sistema sono registrati in un apposita tabella, che contiene le informazioni relativa all’utente connesso, dalla data in cui si è connesso, alla data ed ora in cui si è disconnesso.
L’area di amministrazione, accessibile esclusivamente all’amministrazione del database centrale, prevede una consultazione ad accesso riservato mediante l’utilizzo di username e password.
Il compito dell’amministrazione del sistema è quello di gestire gli utenti, associandone l’area di competenza a cui appartengono, ed il livello di funzionalità.
Ad esempio per ogni gruppo di utenti è possibile associare un nome mnemonico (es. Gruppo Uffici Tecnico Cartografico), l’area di competenza (es. Comune di Padova) ed il livello di funzionali.
L’amministrazione, inoltre, ha a disposizione una sezione in cui può configurare e scegliere i dati cartografici da pubblicar nel sito WebGIS.
In particolare può configurare per ogni tema cartografico una serie di opzioni, come ad esempio la scelta della scala di visualizzazione dei vari temi, l’abilitazione per la disabilitazione della stampa di un tema, eccetera.
La consultazione Web, prevede invece l’esistenza di tre tipologie di utenti, ed a seconda del tipo di utenza si presenta un’interfaccia WEB diversificata su base territoriale e funzionale.
Le funzionalità del primo livello, che possono considerarsi delle funzionalità base, sono disponibili a tutte e tre le tipologie di utenza.
Le funzionalità del secondo e terzo livello, sono invece accessibili mediante l’inserimento di username e password.
Agli utenti accreditati, dopo il loghin vengono resi visibili nuovi strumenti che si vanno ad aggiungere a quelli di primo livello (vedi fig. 3-4)

Fig.3-4 Mostra la diversificazione dei livelli di utenza. Tramite password
gli utenti registrati possono accedere al sistema; tutte le
accessioni sono registrate, ovvero si prende nota della data
ed ora di connessione e sconnessione, informazioni circa
l’utente che si è connesso. L’amministrazione ha compito
di gestire gli utenti, associandone l’area di competenza
a cui appartengono, ed il livello di funzionalità.

3-5 Un esempio di Catasto Sentieri
Un tangibile e pratico esempio del Catasto di Sentieri, ci viene fornito da quello di Verbano Cusio Ossola; nato per iniziativa del Club Alpino Italiano EST Monte Rosa, vede impiegate le 17 sezioni locali CAI per le attività di segnalazione dei percorsi e del vero e proprio rilevamento di questi.
Il lavoro ha prodotto degli impianti segnaletici realizzati in Valle Introna e Valle Bognanco, corredati della cartografia più aggiornata disponibile.
Le Valli Introna e Bognanco sono stati dei veri e propri laboratori di sviluppo per il Catasto dei sentieri del Verbano Cusio Ossola, in cui vi hanno lavorato circa 50 persone, sperimentando il sistema di reperimento e riordino delle informazioni, fino a giungere al modello che è stato definito.

Fig. 3-5 Una suggestiva immagine delle indicazioni di un sentiero
durante il periodo invernale. Capita, specialmente quando la
neve ricopre tutto, che i segnavia scompaiano, ma con il
monitoraggio dei sentieri non si avrà più problema di dover
rinunciare a stupende passeggiate anche nei mesi più freddi,
basterà avere a disposizione un computer e per fare
una semplice e rapida ricerca della zona.

Il territorio è stato suddiviso in zone catastali, identificate ciascuna con una lettera maiuscola (le Valli Introna e Bognanco sono, rispettivamente, le zone C e D).
Ogni zona è stata identificata su base morfologica e storica, così che ognuna di esse risulta attraversata da una importante Via Storica che ne costituisce la spina dorsale viaria (vedi Fig. 3-6).

Fig. 3-6 La seguente mappa riporta la suddivisione delle Zone
Catastali della Valli Introna e Bognanco, ogni zona è stata
identificata, in base alla morfologia e alla sua storicità,
tramite una lettera maiuscola. La Via Antrnesca, ad esempio,
conserva un lungo tratto lastricato di epoca Romana ed è
caratterizzata con la lettera C. Ogni zona ha i zona i sentieri
numerati a partire dallo 0, che identifica la Via Storica.

La Via del Gries, che fu fondamentale per i commerci tra la Pianura Padana e il Centro Europa è il fulcro della Zona G (Valli Antigorio e Formazza);
la Via Antronesca, collegamento con la Valle di Saas e del Rodano, conserva al valico un lungo tratto lastricato di epoca Romana e caratterizza la zona C – Valle Introna.
In ogni Zona i sentieri sono stati numerati, a partire dallo 0, che identifica la Via Storica, usando un metodo già usato per le strade urbane, numeri pari per un versante e dispari per quello opposto. Sono identificate come “sentieri” tutte le vie calpestabili e i punti di partenza e di arrivo vengono scelti tra i centri abitati, gli alpeggi ed i passi.
Di ogni sentiero vengono individuate le località che presentano particolarità di interesse storico, architettonico, naturalistico o paesaggistico.
Per ogni sentiero, inoltre, viene realizzata una scheda a cura di un operatore, che ne diviene il Referente.
Nella scheda vengono riportate le coordinate cartografiche, i tempi di percorrenza, la tipologia e lo stato del fondo, la presenza d’acqua, le tipologia ambientali delle zone attraversate, nonché alcune brevi note a proposito di particolari evidenze storiche, paesaggistiche, eccetera.
Nella Catasto Sentieri della Provincia del Verbano Cusio Ossola, il Referente del Sentiero si assume il compito di monitorare lo stato di manutenzione del fondo e della segnaletica e tramite il Referente della Zona, segnalare all’Amministrazione territorialmente competente gli eventuali interventi da adottare.
La cartografia si basa sulla C.T.R. del Piemonte (ortofotocarte 1:10000), “tagliata e talvolta riscalata (1:13000 – 1:180000) in modo da comprendere su un’unica cartina le unità sentieristiche.
Strumenti di lavoro sono i CD-ROM Zonali, tramite i quali è possibile, a cura delle Amministrazioni competenti (la Provincia di Verbano Cusio Ossola, in testa), inserire e riordinare i dati.

3-6 Scopi del programma
Scopo del programma di consultazione, è quello di fornire, in modo rapido e semplice, informazioni, riguardanti il sentiero, che sarà possibile stampare in una cartina dettagliata che ne riporti il percorso ed una scheda contenente tutte le informazioni censite da portare con sé per l’escursione.
Ad ogni zona sentieristica sarà dedicato un CD, che conterrà il software di gestione, da installare su HD (12Mb), e quello di consultazione, residente su CD.
Nel caso di frequente consultazione di una particolare zona sarà possibile installare su HD anche il software di consultazione.
I dati presenti su ciascun CD sono aggiornabili, o con gli appositi programmi di gestione forniti, oppure via internet, utilizzando le funzioni già da ora integrate, nel programma di consultazione. Sarà così possibile, oltre alla ordinaria revisione dei dati, avere ad esempio, le ultime informazioni sullo stato di manutenzione e di agibilità dei sentieri e aggiornare periodicamente i dati sui periodi di apertura dei rifugi e agibilità dei bivacchi.
I CD nella loro versione “di lavoro” sono corredati del software che permette di costruire il database dei sentieri e dei rifugi.
I dati vengono salvati in un formato “solo testo”, sviluppato appositamente per il Catasto dei Sentieri, ma una piccola utility, permette di convertirli in formato “Comma Separated Value” visibili da tutte le applicazioni database in ambiente sia Mac che PC.
Si riporta di seguito la schermata che si presenta all’utente nel momento in cui va ad interrogare il programma:

Fig.3-7 La figura mostra come si presenta all’escursionista,
la pagina per richiedere informazioni circa il sentiero che si vuole percorrere.
In particolare richiede quale sia il luogo di partenza e d'arrivo,
la zona che si vuole visitare, la distanza in termini di
chilometraggio,la difficoltà dell’escursione ed una cosa molto
importante come la presenza dell’acqua. Completando questa
serie di quesiti e dando l’avvio alla ricerca, il computer fornisce
il sentiero che meglio soddisfa le caratteristiche richieste.

3-7 L’utilizzo del GPS per la pianificazione forestale
La convenzione di ricerca, stipulata, tra la Sezione di assestamento Forestale, ISAFA, e la Direzione Forestale della Regione Veneto, nel 2001, è stata attuata per sperimentare l’utilizzo di nuove sofisticate tecnologie, come il radio posizionamento satellitare con GPS, e l’analisi dei dati con GPS, il tutto per la realizzazione di piani di assestamento forestale.
Grazie alla convenzione sopra citata, l’utilizzo del GPS da parte della regione Veneto è cresciuto, ed un esempio di applicazione, è quello attuato nella proprietà boschiva di circa 500ha della Curia Arcivescovile di Bresanone, ricadente nei confini amministrativi della Regione Veneto, in comune di Livinallongo.
È stato impiegato un GPS, sia, stand alone (cioè un GPS da solo), sia con correzione differenziale in post-processing(cioè più GPS messi assieme), per il rilievo sul territorio delle informazioni geografiche significative, di modo da realizzare un piano, in cui non fossero già presenti strati informativi (DTM, piani tematici vettoriali ecc….).
Durante il lavoro, è stata la configurazione della proprietà a evidenziare le problematiche più interessanti, che spesso possono essere generalizzate a molti altri scenari
Appare infatti frequente riscontrare:
- l’assenza di uno strato informativo digitale dei confini catastali e la conseguente necessità di definirne uno a partire dalla cartografia catastale cartacea;
- la necessità di integrare temi cartografici digitali nativi (ortofotoimmagini, confini di proprietà Comunale, altri tematismi disponibili sul territorio in esame) in sistemi di riferimento diversi (quello del catasto locale, il sistema di riferimento WGS 84 per GPS, UTM ED50 e/o Gauss Boaga per alcuni temi vettoriali già esistenti nel sistema informativo territoriale regionale), con conseguente esigenza di controllo degli errori introdotti durante le diverse conversioni;
- la materializzazione (con cippi confinari) dei confini della proprietà, appare spesso solo parziale, eseguita in passato dalla Proprietà con tecniche topografiche imprecise o addirittura a vista; chiaramente con ignota corrispondenza tra materializzazione effettuata e reale collocazione catastale dei confini stessi.

Il rilievo dei confini di proprietà, che riguarda sia tratti materializzati sul terreno che tratti privi di alcun tipo di materializzazione è stato effettuato con strategie diverse.
I punti già materializzati con cippi sono stati rilevati stazionando con il ricevitore un tempo sufficiente a rilevare da 20 a 50 posizioni (a seconda del grado di copertura arborea) che sono state successivamente corrette differenziandole in post processing (utilizzando i dati di errore istantaneo della reference station Isafa di Trento) e infine aritmeticamente.
In tale contesto sono emerse differenze talora eclatanti tra la posizione del confine catastale di derivazione cartografica e la sua effettiva materializzazione sul terreno.

Fig.3.8 Mostra il confine del terreno boschivo di proprietà
della Curia Arcivescovile di Bresanone ricadente nei confini
amministrativi della Regione Veneto in comune di Livinallongo.
Nel dettaglio un tratto del confine di proprietà cartografico
(in grigio chiaro) con i rilievi GPS di alcuni cippi esistenti (in nero)
ritenuti confinari. In alcuni casi i cippi distavano anche
decine di metri dal confine catastale vero.

Per i tratti confinari non materializzati (per i quali l’obbiettivo era il reperimento sul terreno del confine catastale), si è proceduto da prima infittendo i nodi del confine catastale opportunamente digitalizzati, fino a raggiungere una densità di nodo ogni 50-60 metri topografici.
Successivamente le coordinate di tali nodi, sono state trasferite (in modalità semi-automatica) nella memoria del ricevitore GPS e assegnate al ricevitore come waypoint (punti-bersaglio) verso il quale navigare sul terreno in modalità GPS standard (cioè senza correzioni differenziali in tempo reale ottenuta mediante ricevitore fisso di riferimento e link radio).
Quindi, giunti alla presunta collocazione del nodo, rilevata dal ricevitore in tale modalità operativa (0.3-5metri di errore), si è attuata una materializzazione provvisoria di tale punto d’appoggio.
Infine si è proceduto al rilevamento con GPS stazionario del punto d’appoggio (da 20 a 50 singoli posizionamenti), che sono stati successivamente corretti differenzialmente in post-processing (utilizzando i dati di errore istantaneo della reference station Isafa di Trento) ed infine aritmeticamente

Fig. 3.9 Mostra il dettaglio di un tratto del confine catastale
di proprietà di derivazione cartografica (in grigio chiaro) con riportati
i punti realmente raggiunti in navigazione GPS stand alone per il
reperimento di tale confine (triangoli neri). Le posizioni reali di
quest’ultimi, determinate con correzione differenziale a posteriori,
rilevando scostamenti molto contenuti (da sub-metrici
a 3-5 metri9 rispetto al confine vero

Per entrambi i tipi di punto (materializzato o non materializzato) si è quindi pervenuti alla determinazione delle coordinate reali (media aritmetica di 20-50 posizionamenti stazionari corretti differenzialmente in post processing)
.Come si può intuire, nel caso dei punti non materializzati da cippi tali, coordinate sono già molto vicine a quelle vere del confine catastale in quel punto.
Con apposito algoritmo trigonometrico sono staiti infine determinati distanza e azimut del confine catastale vero, nel suo tratto più vicino al punto d’appoggio stesso, da quest'ultimo.

Fig.3.10 Rappresentazione dello scostamento
(distanza “d” e azimut “?”) tra le coordinate del nodo C
d’appoggio (raggiunto dopo navigazione GPS sul terreno e
ottenute mediante correzione differenziale di 20-50 fixing
stazionari su C provvisorio) e il confine reale catastale;
“ d” è l’ortogonale alla congiungente i nodi B e C.

Alla fine di questo processo di rilievo ed elaborazione, si redige una monografia relativa a ciascun punto d’appoggio riportante oltre alla codifica e alle informazioni per il ritrovamento di ogni nodo, i dati di scostamento (distanza e azimut) tra questo e il confine locale “vero”.
Sarà quindi possibile ritornare sui punti d’appoggio (o su parte di essi), e impostare lo scostamento specifico anche con bussola e cordella metrica. In condizioni operative normali tale scostamento sarà sempre di pochi metri, aspetto che rende tra l’altro ininfluente la divergenza tra azimut geografico e magnetico (che è comunque attualmente quasi nulla nelle Alpi centro-orientali) e si potrà quindi procedere alla materializzazione definitiva del cippo confinario.
Esiste anche una alternativa più economica di procedere, quella per navigazione “stand alone”, accettando un errore di posizionamento fino a 5metri dal confine vero che è quello raggiungibile con ricevitori professionali sul singolo fixing.
In tal caso, i punti d’appoggio potrebbero essere definitivamente materializzati come punti confinari operativi all’atto stesso del reperimento, benché appaia difficile che le operazioni pratiche di evidenziazione dei cippi, possano essere rese compatibili con quelle della navigazione.
Importante è infine segnalare, la scarsa problematicità, posta ai ricevitori, dalle condizioni di copertura arborea dello scenario considerato (simile a quello presente in molte altre zone Dolomitiche), il quale non ha determinato situazioni di intercettazione del segnale degne di nota.

3-8 L’utilizzo in montagna del GPS
Fino a qualche anno fa, l’utilizzo del GPS in montagna era una cosa assurda, in quanto la precisione che si poteva raggiungere con questo strumento, era tra gli 80 e i 100 metri,che per un alpinista è troppo scarsa.
Nel maggio del 2000 l’errore creato appositamente sui segnali provenienti dai satelliti è stato tolto (vedi il secondo capitolo per maggiori spiegazioni) e la precisione è salita a 10 metri, nasce quindi l’uso del GPS in montagna, inizialmente riservato agli esploratori, alle spedizioni alpinistiche, ed all’iniziativa di poche guide, oggi il suo bacino d’utenza si è allargato anche per situazioni meno estreme.
La romantica triangolazione sulle stelle dei marinai viene ripetuta sulle microonde dei satelliti GPS e in pochi secondi il ricevitore ci fornisce le nostre coordinate orizzontali elaborate con segnale di almeno 4 satelliti che determina anche la quota, ma con precisione leggermente inferiore.
Quando poi ci spostiamo, la memoria dell’apparecchio registra una successione di punti di locazione riconosciuti che permette, in tempo reale, un calcolo della direzione di movimento e relativa velocità.
Sulla base di questi parametri, il sistema GPS è inoltre in grado di valutare la distanza dall’obiettivo e il tempo necessario per raggiungerlo.
Non solo, ma se qualcosa va storto, il ricevitore ci può facilmente guidare all’indietro sullo stesso percorso fino al punto d’inizio escursione; e, nel peggiore dei casi, il punto in cui siamo costretti a chiedere soccorso, permettendo di essere localizzati e raggiunti in modo preciso e tempestivo da una squadra o da un elicottero.
L’ultima generazione di GPS palmari prevede l’integrazione di più informazioni di “navigazione” (come avviene nei sistemi di guida degli aerei) unisce, infatti indicazioni di tipo satellitare con quelle storicamente note, ma sempre valide, quali l’altitudine calcolata sulla base aneroide (della pressione atmosferica), e la direzione (stabilita sulla base del campo magnetico terrestre).
Inoltre è possibile pianificare un percorso su computer, e trasferirlo nella memoria del GPS, per poi seguirlo con precisione, anche affrontando un terreno sconosciuto, grazie alle informazioni fornite dall’interfaccia grafica del GPS, che visualizzerà una simulazione di mappa oppure, più semplicemente, una bussola virtuale con la direzione da seguire.
Inoltre, una volta rientrati dall’attività outdoor possiamo scaricare sul computer i dati memorizzati dal GPS, e da questi ricavare, tutte le informazioni di navigazione registrate, comprese le posizioni dei punti toccati, le soste, gli spostamenti, le velocità orizzontali e verticali e le quote
Il tutto abbinato alle informazioni di tempo, riferito agli orologi dei satelliti, precisi al millesimo di secondo (dal GPS sincronizzato ai satelliti si ha tra l’altro sempre l’ora esatta).
Da precisare che in caso di oscurità o condizioni di nebbia i tradizionali punti di riferimento possono venire a mancare, ed allora che entra in funzione il GPS in quanto consente all’utente di individuare la propria posizione per poter orientarsi o comunicare le esatte coordinate ad altri.
In buona sostanza il GPS consente all’alpinista di individuare e raggiungere facilmente un luogo stabilito, o di ripercorrere un tracciato fatto.
L’apparecchio GPS, ha l’ingombro ed il peso di un telefono cellulare di medie dimensioni, non supera infatti i 150grammi, ed esiste addirittura un modello incorporato all’orologio, può quindi essere trasportato con facilità.
Il ricevitore GPS non viene affatto influenzato dalla nebbia, dalla notte, dal temuto “White Out”, in cui il territorio innevato si mescola all’ambiente reso biancastro dal nevischio o da una nuvola bassa.
La scelta di un GPS per l’uso in montagna deve solamente rispondere ad alcune caratteristiche, quali il peso e le dimensioni ridotte.
Inoltre è da precisare che, come abbiamo già parlato, deve funzionare a temperature da –10°C a più 40°C, resistere agli urti ed alle intemperie, essere interfacciabile e programmabile da un computer, avere una sufficiente autonomia, sopportare i diversi reticoli di coordinate ( per la Svizzera la Swiss Grid), di facile manipolazione tanto da essere manovrabile anche con i guanti.
Il costo di un GPS che presenti le caratteristiche sopra descritte, si aggira sul mezzo milione di lire.

Fig.3-11 ed 3-12 Due immagini dell’utilizzo del GPS in montagna. Oggi
le tecnologie permettono il trasporto degli strumenti anche ad
alte quote, grazie alla loro ridotta dimensione ed ad un peso
sempre più basso, facilitando di molto il lavoro degli operatori
senza tralasciare i risultati che sono sempre più precisi.

3-9 I limiti del GPS in montagna
L’uso del GPS in ambiente montano è da guardare con fiducia anche se presenta ancora qualche limite.
Il primo è quello dell’alimentazione dell’apparecchio, che permette una autonomia di 20/30 ore con batterie alcaline, una soluzione a questo problema, è non tenere il dispositivo sempre acceso, limitandosi a memorizzare una serie di punti di riferimento per definire in maniera inequivocabile il percorso.
I moderni palmari, accettano poi l’uso di batterie ricaricabili, in cambio di una riduzione dell’autonomia di circa 8 ore, in funzione del tipo di batterie utilizzate.
Il secondo limite è quello della variabilità della precisione nella localizzazione, che suggerisce una certa attenzione all’uso, da attribuire al fatto che la costellazione dei satelliti Navstar continua a cambiare posizione, questo determina la continua variazione delle condizioni di visibilità a terra e dei relativi dati che vengono elaborati dal GPS.
Anche la visibilità parziale del cielo, cioè di quella porzione di volta celeste che emerge dall’orizzonte quando ci troviamo in zone montuose, è un fattore che può influenzare la precisione dello strumento, in quanto il segnale di alcuni satelliti viene schermato dalle montagne circostanti
Ma la tecnologia ci viene ancora in aiuto e mentre si prevede il continuo aumento di satelliti operativi nella costellazione GPS, il firmware della macchina (il suo programma di gestione che può anche essere di volta in volta aggiornato tramite Internet) ci dice in qualsiasi momento qual è la prospettiva di precisione in funzione dei satelliti visibili e sincronizzabili; e, con una mappa del cielo, ci può aiutare a individuare meglio la posizione di miglior ricezione, anche se ci troviamo in un fondovalle incassato.
Gli ultimi modelli palmari sono anche predisposti per incrementare la loro precisione di localizzazione fino ad un metro, avvalendosi di una stazione terrestre GPS master, che riceve i segnali dai satelliti provvedendo a calcolare e inviare un segnalale di riferimento (in realtà si tratta di una correzione) che viene ricevuta ed elaborata dai palmari.
A loro volta, gli apparecchi GPS di precisione operanti nella modalità di differenza di frequenze, utilizzando i due canali L1 ed L2, raggiungono precisioni dell’ordine di millimetri.
Attenzione però, perché l’uso di questi strumenti è bandito in alcuni paesi (come il Pakistan)!
L’evoluzione dei componenti e della miniaturizzazione per la realizzazione di ricevitori sempre più piccoli offre oggi il GPS da polso; ma la tecnologia GPS ha da tempo messo a disposizione un comodo e preciso strumento di misurazione, utilizzato vantaggiosamente dai ricercatori, come quelli topografici del gruppo Towwer che, nel gennaio 2001, nell’ambito delle attività del progetto di ricerca scientifiche in alta quota ed aree remote Ev-K2-CNR, hanno portato a termine la misura dell’altezza dell’Aconcagua (la più alta montagna delle Americhe) con l’uso delle tecnologie laser e GPS.

3-10 Il Progetto Interreg IIIA
Un recente esempio di attuazione di un Catasto Sentieri, è stato pubblicato nella rivista “La Rivista” , (bimestrale del Club Alpino Italiano), nel numero di settembre-ottobre 2005.
Riporta il lavoro compiuto in Lombardia, che prende il nome di Progetto Interreg IIA, volto verso la fase conclusiva.
Consiste nel rilevamento di circa 2700Km di sentieri, partendo da una rete sentieristica ipotetica , che non rispecchiava la situazione reale.
La parte essenziale del lavoro è stata la pianificazione del rilievo , sia per quanto riguarda la rete da rilevare, sia per l’organizzazione delle squadre; successivamente si è valutato il grafo della sentieristica per provincia,programmando la rilevazione in funzione dei nodi delle tratte facilmente raggiungibili con automezzi.
Si è diviso il terreno in aree di competenza delle sezioni C.A.I.(Club Alpino Italiano) e, nel corso del rilievo, partito dalla sezione di Varese, nel gennaio 2004, si è dovuto ristudiare la rete da rilevare in previsione di una segnaletica comune, attenta a non trascurare i sentieri che portano ai vallichi per la Svizzera, nel gennaio 2005 il rilievo era pressoché terminato
La rilevazione è avvenuta con ricevitori GPS GIS per mapping a precisione submetrica, in modalità cinematica con l’acquisizione di un punto ogni 3-5 secondi.
Le misure sono poi state corrette con post-elaboarzione con stazioni di riferimento posizionate preferibilmente in un raggio di 50Km.
Con il grafo vengono trasferiti al GIS anche attributi dell’osservazione, sono stati inoltre rilevati, anche dei capisaldi, che costituiscono il controllo della rete poiché l’eventuale successiva modific di una tratta dev poter essere operata riferendosi ai capisaldi.
Il grafo è quindi suddiviso in tratte ogni cambio delle proprietà stabili nel tempo, considerando tutte le altre proprietà come eventuali variabili.
È stata rilevata la tratta, che inizia con il primo nodo rilevato, la tipologia ed il grado di difficoltà, i luoghi di posa della segnaletica verticale, le località e i punti di interesse, le strutture ricettive incontrate durante il rilievo.
Il sistema di riferimento geografico utilizzato è il WGS 84, i rilievi sono stati, infine, collaudati prima di essere inviati alla ditta che sta realizzando il WEB GIS.

Fig. 3-13 Una bella immagine del Cristallo, una delle montagne
che sovrasta Cortina. Il Cristallo è sede di fantastiche passeggiate,
di ogni grado di difficoltà, peccato che il suo nome sia spesso
associato a tragedie, collegabili al fatto di essere usciti dai
sentieri segnati intraprendendo percorsi in cui la roccia è poco
salda. L’uso del GPS è di innegabile utilità tra queste rocce,
dando un gran margine di sicurezza all’escursionista che può
gustare di fantastici panorami, tra un mare
di stelle alpine (lo dico per esperienza).

3-11 Il rilievo con tecnologie GPS-GIS nel Parco Nazionale Sagarmatha
L’utilizzo delle tecnologie GPS-GIS per il rilievo dei sentieri, è stato attuato anche per i percorsi di trekking nel Parco Nazionale Sagarmatha, nelle montagne Himalayane.
Una degli obbiettivi della spedizione “Changri Nup Glcier Monitoring Expedition”, è stato quello di sperimentare un nuovo sistema di acquisizione dei dati, informativi e GPS, di modo da poter impostar la creazione di un GIS (Sistema Informativo Geografico) per il Parco Nazionale Sagarmatha.
La strumentazione che è stata utilizzata durante la spedizione comprendeva un ricevitore GPS “Trimble Pocket” associato ad un PC palmare della Compaq “Ipaq 3660” con scheda di memoria aggiuntiva di 32 MB e una macchina digitale “Canon Power Shot G1” e a una camera classica Yashica FX 3; inoltre il ricercatore era dotato di un personal computer portatile Toshiba e di tutta la strumentazione necessaria per ricaricare e alimentare le varie attrezzature: un pannello solare flessibile “Unisolar USF-32”; due batterie al piombo da 12 V a 10 A; un regolatore di carica “SunSaver L 10”; un inverter ad onda sinusoidale modificata da 300 W “Mobile Power 300”.
I primi test strumentali, in particolare quelli legati al funzionamento della strumentazione per l’aggiornamento dei dati GIS sono stati realizzati con il PC palmare Ipaq che permette infatti di ottenere la visualizzazione dei dati GPS sovrapposti ad una immagine raster di background precedentemente georeferenziata tramite l’utilizzo del programma della Trimble “TerraSync”, rappresentante la cartografia del Parco Nazionale stesso. Il punto critico è stata la georeferenziare dall’Italia, in maniera abbastanza soddisfacente, dell’immagine raster delle mappe 1:50.000 (del “Survey Department of His Majesty’s Governement of Nepal” redatte in collaborazione col Governo Finlandese) non possedendo ne dati sufficienti a georeferenziarle correttamente, ne cartografie più dettagliate.
Il posizionamento su carta è risultato molto buono nella parte alta del parco, in prossimità della Piramide, ma ha creato qualche problema nella parte bassa dello stesso, in prossimità di Phakding e di Namche: in queste due zone il tracciato GPS si discostava dal sentiero di circa 30 m il che è sicuramente dovuto a una mal georeferenziazione della mappa. In altri punti era il tracciato in mappa 1:50.000 del sentiero ad essere decisamente impreciso se non del tutto errato come nel caso di tracciato su ghiacciaio (in cui il percorso cambia ciclicamente).
Durante la salita per Namche il gruppo ha effettuato numerose misurazioni e prove di funzionamento della strumentazione. L’abbinamento del GPS Trimble Pocket e del Ipaq 3660 è risultato molto pratico e maneggevole. L’acquisizione dei dati è facile e intuitiva, l’interfaccia di TerraSync permette una rapida visione di tutti i parametri più importanti riuscendo a gestire in pochi istanti anche file di notevoli dimensioni (10 MB). La precisione in assoluto varia tra i 2–8 metri a seconda del numero di satelliti ricevuti e dalla buona geometria degli stessi. Differenziando rispetto alla stazione GPS master posizionata presso il Laboratorio-Osservatorio Piramide, si riescono ad ottenere precisioni inferiori al metro. Purtroppo durante la missione tale ricevitore è stato caratterizzato da numerosi malfunzionamenti che spesso hanno danneggiato irreparabilmente la possibilità di effettuare dei posizionamenti GPS di qualità con la strumentazione a disposizione. Nel periodo di acquisizione dati la disposizione dei satelliti e il numero di satelliti visibili sono risultati decisamente migliori nelle prime ore del mattino mentre davano grossi problemi nel primo pomeriggio.
Il gruppo, nella zona di Thame, aveva come obiettivo quello di definire un punto GPS presso tale località, in modo da materializzare nel tempo una maglia di vertici di coordinate note lungo tutto lo sviluppo del Parco Nazionale Sagarmatha. In questo caso è stata sfruttata la contemporanea attivazione della stazione master in doppia frequenza presso il Laboratorio Piramide. Uno dei ricercatori, ha proceduto nella continua georeferenziazione, con un ricevitore GPS Trimble Geoexplorer 3 di particolari riconoscibili da satellite e che una volta in Italia hanno permesso la corretta georeferenziazione delle immagini satellitari. Contemporaneamente un secondo operatore ha proceduto con la prima acquisizione di dati territoriali lungo il sentiero che collega da Namche Bazar a Thame, anch’egli sfruttando la contemporanea accensione della stazione master in Piramide.
Il computer portatile si è mostrato molto utile per la correzione e il miglioramento dei database utilizzati (Uso del suolo; Sentieri; Fiumi, ecc.) e per il trasferimento dei file di background. Nonostante ciò, gli operatori al rientro dalla loro spedizione, hanno consigliato, per una prossima campagna, sistemi di più facile trasporto, a lposto del computer. . Il vertice fisso è stato misurato con un GPS geodetico Trimble 4700 L1/L2 e con una antenna Microcentered L1/L2 non dotata di ground plane.
Durante il percorso, proseguendo da Namche Bazar al Laboratorio Piramide sono stati senza problemi acquisiti i dati relativi ai sentieri: Namche-Tyangboche; Tyangboche-Deboche; Deboche-Piramide. Sono stati inoltre georeferenziati ulteriori numerosi punti lungo il percorso, utili per la successiva georeferenziazione delle immagini satellitari, il responsabile della spedizione, accompagnato dallo Sherpa, si è recato al Laboratorio-Osservatorio Piramide per rilevare il percorso che dalla Piramide raggiunge la sommità del Kalapattar.
Durante questa campagna di misure, si è adoperato il GPS, anche per rilevare i campi coltivati.
I problemi maggiori sorgono nell’acquisizione dei dati tramite GPS, in quanto i satelliti si posizionano spesso in geometrie inefficaci e alcune aree sono decisamente piccole, addirittura inferiori alla precisione dello strumento. La variazione dell’intervallo di acquisizione dei dati da 1 secondo a ogni 5 secondi risulta migliorare la forma delle aree rendendole molto prossime alla realtà a differenza di quelle precedentemente acquisite che risentivano troppo della variazione di precisione del segnale creando aree notevolmente frastagliate. Per ottimizzare ulteriormente i dati si fa funzionare a intervalli di 5 secondi anche la stazione master (precedentemente impostata a 15 sec.), permettendo a posteriori di differenziare tutti i punti acquisiti e non solo uno ogni tre.
Tuttavia, essendo il GPS master dotato di una scarsa memoria interna, il gruppo deve interrompere le operazioni di rilevamento ogni tre ore per permettere ai tecnici presso il Laboratorio-Osservatorio Piramide di “scaricare” i dati su personal computer. (La procedura per spegnere, scaricare e riaccendere, a memoria azzerata, il GPS richiede circa 1 h. Se si fosse lavorato con la stazione master ad 1 sec. non sarebbe stato possibile acquisire dati per più di 40 minuti alla volta).
Il gruppo ha realizzato un embrione di database della sentieristica in modo che nel percorso di salita al posto dei dati di uso del suolo venissero acquisite tali informazioni. Il database così costituito comprende il rilievo di: linee di percorso, definendo il luogo di partenza e il luogo di arrivo di ogni tratta, la tratta totale, un codice di riconoscimento delle fotografie, le caratteristiche del sentiero e le particolarità; punti panoramici in cui sono state effettuate una serie di foto al fine di coprire tutti i 360° della vista; punti di interesse, ad esempio ponti, fiumi, piloni della luce, scuole, ospedali, lodge, monasteri, stupa, chorten, frane del sentiero, ecc.; paesi, con l’acquisizione del punto centrale, la definizione sommaria del numero di case, di lodge, la presenza di corrente elettrica, acqua, scuole, luoghi di primo intervento, ecc.

3-12 Il GPS ed il Corpo Nazionale Soccorso Alpino e Speleologico (CNSAS)
Ogni anno si moltiplicano , con la buona stagione, i dispersi in montagna, svaniti per inesperienza, per aver sopravalutato la propria capacità di orientarsi nel fitto bosco. Il compito di ritrovarli rappresenta probabilmente il più severo banco di prova per i tecnici del Soccorso Alpino; ogni volta che si va alla ricerca di un disperso, ci sono punti in cui nessuno dei soccorritori è mai passato (pur essendo persone che ben conoscono il territorio) e in molti casi la persona dispersa si trova proprio in queste aree. Tutto questo non dovrebbe più capitare con la nuova tecnica satellitare che il Soccorso Alpino sta mettendo a norma: l’utilizzo del GPS come rilevatore di percorso.
In breve, un GPS nello zaino di ogni uomo del soccorso, o agganciato ai collari dei cani, memorizzerà il tratto percorso, i dati così acquisiti verranno poi scaricati in un computer in cui è presente la cartografia dettagliata della zona. A questo punto le zone in cui nessuno è ancora passato saranno immediatamente rilevate e la situazione tornerà ad essere sotto controllo.
La cosa sta così a cuore, che l’argomento sarà al centro del vertice mondiale dell’associazione CISA IKAR, l’Onu del Soccorso Alpino, che si terrà con un congresso, nell’autunno di quest’anno a Cortina.