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    L’importanza dell’informatica per l’urbanistica del presente e del futuro

    pilonistretto

    di Francesco Buccafurri e Gianluca Caminiti* – L’urbanista moderno è una figura estremamente complessa, in quanto deve possedere una molteplicità di competenze,

     spesso ortogonali fra loro, fra cui anche la capacità di comprendere le più recenti tecnologie informatiche, allo scopo di poterle sfruttare correttamente per il raggiungimento pieno degli obbiettivi che finalizzano la sua attività, ovvero comprendere le dinamiche urbane e territoriali e collaborare alla redazione di piani, programmi, progetti e politiche per il controllo e la trasformazione del territorio.

    Per tale ragione, egli deve possedere una visione generale dei problemi, con un’apertura anche verso la dimensione internazionale e soprattutto europea, con una formazione multidisciplinare che gli permetta di collaborare con altri specialisti e di interagire anche con soggetti che non hanno una preparazione tecnica.

    In quest’ottica generale l’informatica, intesa come insieme di metodi formali e strumenti automatici orientati all’analisi, alla risoluzione dei problemi ed alla individuazione di nuove soluzioni, si configura come uno strumento imprescindibile per l’urbanista.

    È per questo che il Corso di Laurea in “PTU&A” presieduto dal Prof. Enrico Costa, nel momento in cui con la riforma degli ordinamenti cambia il proprio nome in “Urbanistica”, raddoppia significativamente lo spazio didattico riservato all’informatica.

    Con il presente contributo, predisposto su richiesta dei colleghi urbanisti, e che non pretende di essere esaustivo, si propone una breve rassegna dei principali contesti in cui l’informatica può sostanzialmente migliorare sia le condizioni di lavoro che i risultati ottenuti dall’urbanista, con uno sguardo al presente ed anche un accenno al futuro.

    E soprattutto si intende argomentare la validità della scelta compiuta a favore della preparazione informatica dei futuri urbanisti.

    L’ambito primario riguarda le attività che coinvolgono l’analisi dei processi di trasformazione della città e del territorio. Lo strumento principe in questo campo è il GIS (Geographic Information System), detto anche Sistema Informativo Territoriale (SIT).

    In breve, un SIT va molto oltre la semplice implementazione della cartografia in formato digitale,  essendo un sistema informativo (ovvero un sistema hardware/software che sfrutta una base di dati per rappresentare le informazioni concernenti la descrizione di una determinata realtà) che consente l’acquisizione, la memorizzazione, l’analisi, la visualizzazione e la restituzione di informazioni derivanti da dati di tipo geografico, detti anche dati geo-referenziati, ovvero dati spaziali in cui ciascun elemento geografico può essere associato ad una o più descrizioni alfanumeriche.

    Un SIT permette di mettere in corrispondenza tra loro dati diversi, sulla base del loro comune riferimento geografico in modo da creare nuove informazioni e nuove relazioni (anche sulla scorta di algoritmi e tecniche di data mining) a partire dai dati esistenti.

    Il software su cui si basa il SIT permette infatti di posizionare ed analizzare oggetti ed eventi che esistono e si verificano sul territorio o sull’area urbana oggetto di studio. In particolare, i SIT sono un fondamentale e valido supporto per la realizzazione e la gestione dei piani regolatori, dei piani urbani del traffico, dei piani di bacino, dei piani di emergenza di Protezione Civile, delle valutazioni d’impatto ambientale e dell’analisi di tutte le possibili evoluzioni del territorio in presenza di eventi o trasformazioni scelti dall’utente come “scenario”. Inoltre, essi consentono la raccolta e l’elaborazione di dati statistici per la creazione di banche dati territoriali e l’elaborazione di carte tematiche per la conoscenza, la salvaguardia e lo sviluppo del territorio.

    Le elaborazioni consentite da un SIT sono molteplici. Qui si evidenziano le seguenti:

    Data modeling: la capacità di potere presentare i dati in base a diversi modelli di visualizzazione (ad esempio la rappresentazione bidimensionale per mettere in rilievo le zone interessate da un certo fenomeno, come l’inquinamento o il traffico urbano; l’utilizzo di modelli tridimensionali e/o fotorealistici per evidenziare dettagliatamente gli effetti delle trasformazioni dell’assetto urbanistico). Ad esempio, i comuni di Milano e Merano realizzano la gestione del verde pubblico utilizzando sistemi WebGIS (ovvero GIS con interfaccia web), con funzioni specifiche per la gestione delle informazioni legate alle alberature, alle aree dotate di giochi ed alle analisi statistiche delle aree verdi.

    Topological modeling: la possibilità di individuare ed evidenziare le relazioni spaziali esistenti fra gli elementi acquisiti digitalmente nel SIT, come possono essere ad esempio quelli rappresentanti l’assetto urbanistico. E’ possibile effettuare delle “query spaziali” sulla base di dati del SIT a partire da criteri come distanza, adiacenza, inclusione, sovrapposizione.

    In particolare, mediante l’overlay topologico si può effettuare una sovrapposizione tra gli elementi di due carte tematiche per creare un tema nuovo. Ad esempio, sovrapponendo il tema dei confini di un parco con quello che evidenzia i confini dei comuni si può determinare la percentuale di area comunale protetta o le superfici di competenza di ciascuna amministrazione. Ancora, la sovrapposizione dei dati catastali su livelli corrispondenti ad anni differenti permette di studiare l’evoluzione dell’assetto urbanistico. Questa funzionalità è stata sfruttata, con particolare riguardo agli aspetti storici, nel progetto CASTORE che, promosso dalla Regione Toscana, ha riguardato la riproduzione digitale di oltre 12000 mappe catastali ottocentesche, la loro schedatura analitica e la loro geo-referenziazione, consentendo sia la libera consultazione via Internet che il confronto delle mappe storiche con le cartografie moderne.

    Network analysis: strumenti di analisi basati sugli algoritmi della teoria dei grafi, che da una rete di elementi lineari (es. rete stradale urbana) determinano i percorsi minimi tra due punti, funzionalità indispensabile per lo studio e la risoluzione dei problemi inerenti il traffico.

    Geocoding: questa funzionalità permette di ricavare le coordinate spaziali (intese come latitudine e longitudine) di un punto su una mappa urbana a partire da dati geo-referenziati, come indirizzi e numeri civici, codici di avviamento postale e numeri di particelle catastali, e viceversa.

    La tecnologia SIT è considerata cruciale per una gestione razionale, puntuale ed efficiente del territorio, tant’è che già nella normativa regionale è prevista la presenza dei Sistemi Informativi Territoriali all’interno del processo di pianificazione territoriale. Si pensi, a titolo di esempio, alla Legge Regionale 19/2002 “Norme per la tutela, governo ed uso del territorio – Legge Urbanistica della Calabria”, che istituisce il Sistema Informativo Territoriale della Regione Calabria e l’Osservatorio delle Trasformazioni Territoriali (SITO), che rappresenta il centro di confluenza di tutti gli atti di pianificazione, delle informazioni cartografiche e che è lo strumento conoscitivo di base per la definizione delle strategie e degli atti di governo del territorio e la verifica dei loro effetti.

    A questo punto non si può non ricordare che gli strumenti principali dell’urbanista, i piani e i progetti, sono soprattutto frutto di studi e valutazioni operati spesso da molteplici soggetti, tipicamente nell’ambito delle conferenze di servizi come pure nei “laboratori” (urbani, di quartiere, territoriali). In tutti questi ambiti le tecnologie informatiche e della comunicazione digitale permettono, attraverso gli strumenti della videoconferenza (per quanto attiene alla partecipazione ed alla comunicazione), della firma digitale e della posta elettronica certificata (per quanto concerne il valore probatorio dei documenti inviati in forma digitale) e, infine, dei modelli di simulazione statica/dinamica (in relazione alle valutazioni di impatto ambientale, per esempio) di favorire la concertazione fra i soggetti coinvolti e di migliorare notevolmente l’efficienza e la qualità dei risultati raggiunti.

    Il futuro del binomio “informatica-urbanistica” guarda anche agli sviluppi dell’intelligenza artificiale, e in particolare all’applicazione delle tecniche di rappresentazione della conoscenza e di ragionamento automatico per realizzare la verifica automatizzata di un importante strumento di pianificazione territoriale, il piano.

    Infatti, un piano può essere considerato come un documento che stabilisce cosa si può fare e cosa non si deve fare nel territorio al fine di conservarne l’integrità e la funzionalità, rispettando al contempo le normative vigenti in materia territoriale e urbanistica. La verifica automatica di un piano è un’operazione di elevata complessità, sia a causa del gran numero di vincoli cui esso è soggetto, sia perché non è possibile rappresentare formalmente tutti vincoli utilizzando un SIT classico.

    Sarebbe auspicabile, pertanto, l’uso di strumenti nuovi, una sorta di SIT deduttivi, che possano implementare non solo le tecniche di rappresentazione dei dati territoriali, ma anche le funzionalità di ragionamento logico-deduttivo (mutuate dalle tecniche di intelligenza artificiale) per automatizzare la risoluzione di problemi di pianificazione.

    In tale direzione, si potrebbe affiancare ad un SIT convenzionale l’uso della programmazione logica basata su answer set (ASP) che permette sia di rappresentare la conoscenza attraverso un formalismo dichiarativo, ovvero mediante predicati e regole logiche, che di formalizzare compiutamente i problemi connaturati ad i sistemi complessi, come quello territoriale.

    A seguito della codifica in ASP sia dei piani che della legislazione urbanistica rilevante, attraverso l’utilizzo di un risolutore interfacciato ad un SIT classico (che fungerebbe da mera base di dati territoriali), si potrebbe sia verificare la rispondenza di un dato piano alla legge, che, in caso di violazione, suggerire (attraverso metodi abduttivi) le correzioni da apportare affinché esso soddisfi pienamente i vincoli legislativi.

    L’informatica non mira, certamente, ad eliminare l’insostituibile apporto dell’uomo, con la sua esperienza ed il suo ricco bagaglio culturale, alla pianificazione urbanistica, ma intende solamente alleggerire i carichi di lavoro più onerosi, fornendo strumenti per massimizzare l’efficienza ed ottimizzare nonché verificare i risultati delle azioni pianificatorie.

     

     

    *Francesco Buccafurri è Prof. Ordinario di Sistemi di Elaborazione presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università degli Studi “Mediterranea” di Reggio Calabria

    **Gianluca Caminiti è Prof. a contratto di Informatica e Sistemi di Elaborazione presso il CdL in PTU&A della Facoltà di Architettura dell’Università degli Studi “Mediterranea” di Reggio Calabria