GIS e telerilevamento: funzionamento, utilizzi attuali e potenzialità

Negli ultimi decenni il pianeta Terra sta attraversando una fase di grandi cambiamenti ambientali e climatici, dovuti principalmente alla progressiva urbanizzazione e industrializzazione del mondo. Tali processi hanno portato a un consistente quanto pericoloso innalzamento dei livelli di inquinamento del suolo e dell’atmosfera che hanno profondamente modificato l’equilibrio ambientale del pianeta.

Purtroppo, ai problemi ambientali che sono stati elevati all’attenzione dei media mondiali da movimenti come Friday for Future, si è aggiunta nel corso del 2020 la gigantesca emergenza Coronavirus che ha messo a durissima prova la tenuta del sistema sanitario, delle strutture economiche e di quelle sociali in tutto il mondo.

Nel difficilissimo scenario degli ultimi mesi il GIS e il telerilevamento hanno dimostrato una volta di più la loro estrema utilità per raccogliere organizzare e diffondere in tempo utile informazioni di importanza vitale per la popolazione e, proprio a partire da quello che il GIS e il telerilevamento hanno fatto finora è possibile saggiare le loro enormi potenzialità per il futuro.

Introduzione al GIS e al Telerilevamento

Il GIS è un sistema messo a punto e utilizzato per acquisire, archiviare, analizzare, gestire e presentare diversi tipi di dati geografici. Nato nel 1960 grazie al lavoro di pionieri come Roger Tomlinson, inizialmente venne utilizzato per rilevare e analizzare i dati sull’utilizzo del suolo del Canada.

I dati GIS sono di due tipi: vettoriali e raster, ognuno dei quali svolge funzioni differenti.

Esistono tre tipi di dati GIS: punto, linea e poligono.

Un punto rappresenta dati di latitudine e longitudine di base, può identificare quindi un luogo, un edificio o un individuo.

La linea viene utilizzata per rappresentare elementi lineari come strade, fiumi, ponti eccetera.

Un poligono viene invece tracciato intorno ad aree molto estese che presentano una coerenza interna. I poligono si utilizzano per identificare per esempio aree urbane o foreste.

I dati raster sono invece composti da righe e colonne di pixel. Ogni pixel (cioè ogni cella) rappresenta una regione geografica e il valore di quel pixel rappresenta alcune caratteristiche di quella regione.

I dati raster possono essere ottenuti attraverso due procedure: utilizzando e riorganizzando i dati vettoriali oppure utilizzando strumenti di rilevamento per il Remote Sensing, cioè per il rilevamento dei parametri fisici di un’area senza alcun contatto fisica con essa, attraverso la misurazione della radiazione riflessa.

Strumenti tipici per il Remote Sensing sono droni, aeroplani e satelliti.

Utilizzo quotidiano di GIS e telerilevamento

Il GIS e il telerilevamento sono già ampiamente utilizzati da milioni di utenti della rete sparsi in tutto il mondo. Google Earth si basa su queste tecnologie. Nel corso degli anni ha acquisito una mole enorme di immagini satellitari e ha creato una serie di servizi proprio utilizzando in tempo reale i dati raccolti. Ne sono un esempio i dati sui tempi di percorrenza, forniti agli utenti di Google Earth utilizzando i dati sulla velocità di movimento delle auto ed elaborando i dati storici sul traffico in maniera da consigliare i percorsi da evitare in un determinato momento.

Sono ben 2062 satelliti attivi attualmente intorno al pianeta Terra. Grazie ai dati che riceviamo quotidianamente da essi oggi siamo in grado di raccogliere dati ambientali che ci permettono di monitorare e prevedere i fenomeni provocati dal cambiamento climatico nonché le emissioni inquinanti delle varie aree urbane del pianeta. 

Per fare un esempio, i satelliti LANDSAT-7 e LANDSAT-8 negli ultimi dieci anni ci hanno fornito moltissime informazioni in merito al cambiamento d’uso del suolo del nostro pianeta. Hanno inoltre rilevato variazioni di temperatura che ci hanno permesso di monitorare i cambiamenti della densità della vegetazione e l’impatto di questi cambiamenti sul clima dell’area interessata da questo fenomeno. In alcuni casi è stato possibile indicare dove e come procedere al rimboschimento di emergenza di aree che si stavano esponendo a rischi climatici e ambientali troppo gravi 

GIS e telerilevamento come strumenti cruciali per la gestione della pandemia di Coronavirus

Anche se gran parte della popolazione mondiale non se ne rende conto, molti dei sistemi utilizzati per monitorare la diffusione del Coronavirus e tracciare i contagi sono strettamente legati all’utilizzo di GIS e delle tecniche di telerilevamento già utilizzate da anni in ambiti completamente diversi da quello sanitario.

Le mappe tematiche che raccolgono i dati sull’andamento della pandemia, e che vengono costantemente diffuse via web dai siti istituzionali di moltissimi Paesi, si basano proprio su dati raccolti attraverso Sistemi Informativi Geografici.

Le mappe vengono suddivise in zone. Per convenzione internazionale le zone rosse sono quelle in cui è stato registrato un numero di contagi più alto mentre le zone verdi sono zone in cui il numero di contagi è più basso.

Sono state realizzate e diffuse anche applicazioni per mobile, come Aarogya Setu (sviluppata in India) e l’italiana Immuni, che sfruttano la tecnologia Bluetooth e GPS per informare una persona che si trova nelle immediate vicinanze di una persona che è stata riconosciuta come infetta. Se utilizzata da una persona che è stata riconosciuta come positiva al Coronavirus, l’applicazione indiana tiene anche un registro di tutti gli utenti rilevati nelle vicinanze del dispositivo su cui la app viene utilizzata nonché un registro dei luoghi in cui il dispositivo è stato utilizzato. Tutti i dati raccolti in questo modo vengono quindi caricati su un server.

La prospettiva futura

È ormai evidente che,nel corso dei prossimi anni e probabilmente dei prossimi decenni, GIS e telerilevamento giocheranno una funzione importantissima nella gestione e nella protezione del pianeta Terra da parte della razza umana.Il miglioramento di queste tecnologie e la scoperta di nuovi ambiti di applicazione rappresentano una priorità per la comunità scientifica mondiale e già diversi progetti di cooperazione internazionale sono stati avviati allo scopo di sfruttare al massimo le potenzialità del GIS e del telerilevamento. Ne è un esempio il progetto congiunto tra NASA e ISRO, cioè tra Stati Uniti e India, al fine di misurare alcuni processi complessi del pianeta, come il collasso della calotta glaciale, l’aumento delle emissioni inquinanti e altre emergenze ambientali.