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cartografìa

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Descrizione generale

Sf. [sec. XIX; da carta+-grafia, sul modello del francese cartographie]. Scienza che abbraccia il complesso di operazioni scientifiche, tecniche e artistiche necessarie, sulla base dei risultati dei rilevamenti originali del terreno e di quelli ricavati dall'interpretazione dei dati di una documentazione, a consentire tanto l'elaborazione e l'allestimento di carte, di piani o di altri sistemi di espressione quanto la loro lettura e utilizzazione. Oggetto precipuo della cartografia è la realizzazione delle carte, intese come particolare sistema di espressione della realtà: a tal fine essa si avvale dei contributi informativi di molte discipline scientifiche per illustrare sia il terreno sia le molteplici manifestazioni dei fenomeni naturali e umani, sia la loro distribuzione spaziale e le eventuali interazioni. § La produzione cartografica tra i popoli di interesse etnologico è poco rilevante e ancora assai mal nota; nella maggior parte dei casi più che di raffigurazioni di una realtà geografica si tratta di itinerari mitici o religiosi di cui spesso il significato è segreto. Le carte, sebbene non indichino con esattezza le distanze, sono in genere accurate e ricche di particolari. Importante è la scelta del materiale, poiché da ciò dipende la possibilità di portarle con sé: gli aborigeni australiani usano bastoni da messaggio con riferimenti topografici; tra gli Indiani delle Pianure è diffusa la rappresentazione pittografica su pelli di bisonte; gli Eschimesi sono stati capaci di riprodurre mirabilmente le caratteristiche di tratti costieri su pezzi di legno oppure su fogli di carta forniti dagli Europei. Di pregevole fattura sono le carte azteche su tela o su tessuto fatto di fibre di agave, dove le impronte dei piedi su strisce di diverso colore indicano le strade. Le carte nautiche sono rare: le più conosciute sono quelle delle isole Marshall (Micronesia) fatte con conchiglie che indicano le isole, collegate fra loro con fibre di palma che rappresentano le rotte .

Storia: dalle origini alle grandi scoperte geografiche

I primi tentativi cartografici di cui si è a conoscenza sono dovuti ai Babilonesi e agli Egizi; risalgono al III millennio a. C. ed ebbero come oggetto la delimitazione di proprietà fondiarie o la rappresentazione rudimentale e imprecisa di itinerari terrestri e di peripli marittimi, allo scopo di materializzare la direzione e la misura degli spostamenti compiuti. Successivamente anche i Persiani e i Fenici espressero capacità simili. Furono però le speculazioni cosmografiche degli antichi filosofi greci che diedero alla cartografia una base scientifica sia pure elementare. Ad Anassimandro (sec. VI a. C.) si attribuisce la realizzazione della prima mappa del mondo allora conosciuto. I geografi ionici dei sec. VI e V a. C. disegnavano la Terra come un disco circondato dall'Oceano; da un disegno della Terra in forma oblunga del sec. IV a. C. sono derivati i termini di latitudine e di longitudine. Pitagora e Aristotele sostennero invece l'ipotesi di una Terra sferica; la circonferenza della stessa fu calcolata con notevole precisione da Eratostene di Cirene nel sec. III a. C. e successivamente da Posidonio, che invece arrivò a un risultato erroneo, di ben un terzo inferiore al reale; quest'ultimo valore fu tuttavia accettato da Claudio Tolomeo (sec. II d. C.), il fondatore della geografia matematica e della cartografia razionale, e, per l'autorità di questo grande geografo, ritenuto valido per secoli al punto da influenzare Toscanelli e Colombo. Di Tolomeo ci è giunta una raccolta di 27 carte di cui una generale, comprensiva del mondo allora conosciuto. A Eratostene spetta anche il merito di aver introdotto un reticolato arbitrario di inquadramento tracciando i meridiani e i paralleli passanti per alcuni punti principali, mentre a Ipparco si deve l'adozione di un reticolato geografico determinato geometricamente. La cartografia romana ebbe un chiaro indirizzo pratico e perseguì finalità amministrative e militari. Prodotto caratteristico, di cui rimane una pregevole copia di età medievale, detta Tabula Peutingeriana dal nome di un umanista di Norimberga, Peutinger, fu l'itinerarium scriptum eseguito nel 375 d. C. da un certo Castorius: su un rotolo di pergamena alto appena 34 cm e lungo poco meno di sette metri è rappresentato lo sviluppo stradale del tempo per un totale di ca. 120.000 km, in un contesto cartografico forzatamente deformato e stirato, riproducente in modo schematico conoscenze geografiche di derivazione tolemaica. Dopo l'età classica, in seguito alle invasioni barbariche la cartografia decadde. Una notevole ripresa si ebbe dal sec. X per merito degli Arabi che, grazie a misure accurate delle dimensioni della Terra e alla compilazione di tavole di latitudine e di longitudine molto precise, eseguirono ottime carte nautiche del Mediterraneo e dell'Oceano Indiano .Nei sec. XII e XIII le crociate, l'uso dell'ago calamitato e l'intensificarsi delle relazioni commerciali consentirono il rifiorire della cartografia europea soprattutto in campo nautico. Di questo periodo rimangono per esempio oltre 100 copie del famoso Portolano normale, carta molto precisa illustrante i contorni costieri del Mediterraneo e del Mar Nero e destinata alla rappresentazione delle distanze tra i maggiori porti. Le grandi scoperte geografiche promossero un radicale rinnovamento della cartografia, favorito anche dal progresso delle varie discipline scientifiche, dall'invenzione della stampa e dai grandi interessi politici ed economici suscitati dalle nuove terre. Tra le tante notevoli carte del periodo rinascimentale si possono ricordare la carta del mondo in 12 fogli pubblicata nel 1507 da Martin Waldseemüller, importante perché per la prima volta compare il nome America, e quella compilata nel 1529 da Diego de Ribera, perché per la prima volta l'Oceano Pacifico appare nelle dovute proporzioni.

Storia: le grandi scuole cartografiche

Dal sec. XV al XVIII in diversi Paesi europei si svilupparono e raggiunsero livelli tecnici elevatissimi varie scuole cartografiche, in relazione al complesso andamento del quadro politico economico. La supremazia in campo cartografico passò successivamente dalla scuola portoghese a quella bavarese e renana, poi alla fiamminga, alla oxfordiana e infine a quella olandese. Tra le opere più significative di questo periodo si possono ricordare la carta di Gerhard Kremer, detto Mercatore, il quale costruì una proiezione originale che porta il suo nome e che è tuttora usata nelle carte nautiche, e il primo atlante moderno, il Theatrum Orbis Terrarum, opera del fiammingo Abramo Oertel, detto Ortelio, discepolo di Mercatore. Agli inizi del sec. XVII l'olandese Snellius misurò per primo una base geodetica e applicò la triangolazione per la determinazione delle distanze e delle altezze, dando così l'avvio all'epoca veramente moderna della cartografia. La prima carta topografica rigorosamente geometrica è quella di Cassini, pubblicata nel 1746 e illustrante in 18 fogli il territorio francese. Il perfezionamento degli strumenti e delle tecniche di misura, nonché la costituzione di un'Organizzazione internazionale per le misure geodetiche (1864), consentì nel secolo successivo l'allestimento da parte di vari Stati delle cartografie nazionali topografiche e derivate. Inoltre nell'Ottocento la cartografia si differenziò ampiamente in seguito alla sua applicazione in molti settori dell'attività umana, dal rilevamento geologico all'indagine meteorologica e climatica, dal campo didattico a quello economico, storico, industriale e amministrativo.

Storia: lo sviluppo tecnologico dei secoli XIX e XX

Un ulteriore e sensibile progresso tecnico si è avuto infine a partire dalla seconda metà del XIX secolo con l'avvento della fotogrammetria terrestre e, in tempi più recenti, prima dell'aerofotogrammetria, poi dei sistemi di telerilevamento. Questi ultimi producono specifiche immagini della superficie terrestre derivate dall'elaborazione di dati raccolti da satelliti artificiali appositamente preparati. Tra i vari satelliti sono da ricordare il Landsat Thematic Mapper, in opera dal 1983, il francese SPOT, in opera dal 1986, e il giapponese MOS, in opera dal 1987. L'impiego dei satelliti consente di realizzare in tempi brevissimi la copertura cartografica di aree molto vaste, anche a grande scala, e ha reso superflue molte operazioni di rilevamento geodetico appoggiate a stazioni terrestri. Contemporaneamente allo sviluppo dei sistemi di telerilevamento è proseguito quello della cartografia computerizzata, in grado di soddisfare la necessità di efficienti sistemi informativi relativi al territorio. L'intensificarsi delle relazioni internazionali e l'accresciuto interesse per vaste aree della Terra prive di valide basi cartografiche hanno favorito la cooperazione internazionale in questo settore. I principi e i metodi di realizzazione di una carta del mondo al milionesimo, proposta già al congresso dell'Unione geografica internazionale tenutosi a Berna nel 1891, furono successivamente definiti in vari altri congressi: dal 1953 l'ufficio di coordinazione è stato posto alle dipendenze dell'ONU. Altre realizzazioni dovute a cooperazione internazionale sono la carta aeronautica del mondo al milionesimo, pubblicata dall'ICAO, e la carta batimetrica degli oceani al decimilionesimo, pubblicata dall'Ufficio idrografico del Principato di Monaco, mentre è in corso di realizzazione una carta della copertura vegetale al milionesimo.

Funzioni e finalità della moderna cartografia

Le finalità e le funzioni della cartografia hanno assunto dimensioni diverse da quelle del passato anche recente. L'evoluzione tecnologica, le nuove esigenze sociali, politiche, economiche e militari, la necessità di disporre di informazioni sempre più rapide e complete e l'opportunità di avere in campo internazionale carte dalle caratteristiche il più possibile omogenee impongono nuovi impegni, quali l'unificazione delle rappresentazioni cartografiche, la normalizzazione dei termini tecnici, l'istituzione di banche dati che raccolgano informazioni cartografiche su formati standardizzati idonei allo scambio, quali l'ISO 8211 in via di adozione a livello internazionale. L'Italia, dopo lo scioglimento della Commissione Geodetica Italiana, avvenuto nel 1977, partecipa all'attività scientifica internazionale nel settore della cartografia con i propri organi cartografici di Stato, con i vari istituti universitari e con l'Associazione Italiana di Cartografia. In ambito europeo il coordinamento dell'attività cartografica è curato dal Comitato Europeo dei Responsabili della Cartografia Ufficiale. Oltre alle metodologie tradizionali, che consistono nel disegnare a mano la cartografia di base a grande scala, prodotta dal catasto (mappe al 2000) e dalle regioni amministrative (carte tecniche regionali al 5000 e al 10.000) e quella a media scala prodotta dall'Istituto Geografico Militare al 25.000, usando la restituzione stereofotogrammetrica, si può fare cartografia impiegando anche un solo fotogramma aereo. In tal caso la carta non ha il terreno rappresentato mediante il disegno e il convenzionalismo cartografico, ma è ottenuta dalla fotografia opportunamente raddrizzata alla scala voluta. Nel caso in cui il terreno fotografato sia pianeggiante si ottiene una fotocarta mentre nel caso in cui il terreno sia collinoso si ottiene un'ortofotocarta. In entrambe, l'immagine fotografica viene integrata con le sole curve di livello e con alcuni toponimi e quote. Tali carte, che non devono essere confuse con i fotopiani e con i fotomosaici, sono generalmente a grande scala (5000-10.000), eccezionalmente a media scala (25.000).

Cartografia numerica

L'avvento dell'elettronica e dell'informatica ha rivoluzionato i processi tecnologici nel settore dell'elaborazione dei dati relativa all'acquisizione e alla grafica delle informazioni cartografiche. Mediante le tecnologie informatiche e la costituzione di banche dati geotopocartografiche è possibile svolgere indagini conoscitive sulla realtà territoriale e antropica prima impensabili. Dopo un lungo periodo di ricerca iniziato negli anni Sessanta, sono state utilizzate, dal 1970 in poi, procedure volte a sviluppare processi di automazione cartografica in grado di accelerare i ritmi di produzione e di aggiornamento con conseguente riduzione dei costi. Il prodotto di questa prima fase presentava la cartografia nella sua veste grafica tradizionale contenente le consuete informazioni. La cartografia così realizzata anziché essere disegnata manualmente era disegnata automaticamente mediante tracciatori a testa ottica connessi a complessi elettromeccanici (plotter piani o a tamburo) asserviti a elaboratori. Dopo gli anni Ottanta è iniziata una seconda fase che, perfezionando le realizzazioni precedenti, è stata stimolata dal sempre maggiore sviluppo delle potenzialità e flessibilità di sistemi informatici, idonei a gestire informazioni territoriali correlate fra loro. Nella cartografia tradizionale tre sono i parametri che caratterizzano una carta: il contenuto, il sistema di rappresentazione e la scala. Il contenuto a sua volta diversifica il prodotto cartografico in carta di base e carta tematica. Questa differenziazione appartiene ormai al passato. Il trattamento informatico dei dati infatti consente non solo di associare a ciascuna entità territoriale tutte le informazioni volute sia di base sia tematiche, prima non graficamente rappresentabili a causa del convenzionalismo cartografico, ma anche di localizzarle rispetto al sistema di riferimento prescelto. Un'organizzazione delle informazioni territoriali così concepita, pur presentando complessi problemi di struttura per l'inserimento, la conservazione, il trattamento e la gestione dei dati acquisiti, porta alla realizzazione di un sistema informativo geografico territoriale, nel quale le informazioni sono georeferenziate e risiedono in un calcolatore, memorizzate su un supporto idoneo a successive elaborazioni. La disponibilità di informazioni territoriali su base informatica quindi consente non solo di rinnovare i metodi produttivi della cartografia mediante l'automazione dei processi di elaborazione, ma anche di realizzare un nuovo prodotto cartografico, cioè di fare cartografia numerica. Tale cartografia risulta rinnovata nelle procedure di produzione e adeguata nei contenuti informativi: la carta tradizionale è il suo preminente prodotto, ma non è l'unico. In questa direzione si concentrano gli sforzi della maggior parte degli enti cartografici degli Stati più industrializzati. L'acquisizione dei dati per la formazione di cartografia numerica può avvenire principalmente mediante la digitalizzazione di cartografia convenzionale preesistente, la numerizzazione di modelli stereoscopici fotogrammetrici, l'elaborazione di immagini digitali fotografiche e non fotografiche. La digitalizzazione di cartografia preesistente è il processo più immediato e può essere manuale, semiautomatico e automatico. I primi due sistemi di acquisizione danno origine a dati “vector” e i componenti del sistema sono: un tavolo digitalizzatore, un'unità di tracciamento e un'interfaccia con il calcolatore. Il terzo, quello automatico, impiega un'unità di scansione che esplora con sensori fotosensibili la superficie da digitalizzare. I dati, acquisiti in forma “raster”, vanno convertiti successivamente con apposito programma in forma “vector”. La numerizzazione di modelli stereoscopici fotogrammetrici è il processo che presenta al momento i maggiori vantaggi. Il principale è quello che i dati vengono prelevati direttamente in forma numerica dai fotogrammi durante la fase di restituzione senza essere inquinati dalla grafica, come accade nella cartografia tradizionale. Ciò significa che la posizione topografica dei punti è acquisita senza tener conto della rappresentazione cartografica, che avviene in un secondo momento. Il sistema di acquisizione è costituito da uno strumento di restituzione con un apparato di digitalizzazione che memorizza la posizione dei particolari con precisione topografica e da una stazione interattiva fuori linea, che completa ed elabora i dati di quegli elementi non rilevabili dai fotogrammi ma derivati dalle ricognizioni sul terreno. L'elaborazione di immagini digitali fotografiche e non fotografiche è certamente il sistema di acquisizione più complesso. Richiede uno strumento di restituzione dotato di videocamere con dispositivi per la correlazione delle immagini o di un sistema di trattamento che renda geometrica l'immagine digitale con una precisione sufficiente a soddisfare le esigenze di una cartografia di base. Durante l'elaborazione dei dati è necessario che lo strumento di restituzione riconosca gli oggetti, separi un particolare da un altro e associ a ciascuno le coordinate nel sistema di riferimento prescelto. L'acquisizione dei dati sopradescritti necessita di strutture e procedure di gestione molto complesse che danno origine alle banche dati. Al termine della fase di acquisizione ogni particolare puntiforme, lineare o areale è caratterizzato da un codice alfanumerico a cui sono associate le coordinate e una serie di attributi descrittivi che lo caratterizzano. Ciò consente di estrarre particolari topografici che appartengono non solo alle grandi famiglie quali la planimetria, l'orografia, l'idrografia, la vegetazione, ecc., ma anche a sottocategorie della stessa famiglia. In tal senso è possibile visualizzare sullo schermo in tempo reale tutti i particolari “pozzo” oppure “ponte” oppure “vigneto”. Tale possibilità consente di condurre indagini statistiche e conoscitive sul territorio. Oltre a ciò le informazioni di base possono essere integrate con altre di carattere socio-economico, fisico, geologico, sismico, ecc., senza dover necessariamente realizzare carte tematiche tradizionali. La cartografia numerica quindi consente l'elaborazione non solo di un prodotto grafico realizzato da un plotter o visualizzato su uno schermo, ma anche di una serie di prodotti non grafici di supporto, utili per condurre tutte le fasi di inventario delle risorse e di interpretazione della moderna realtà territoriale in continuo divenire.

Cartografia italiana

La cartografia italiana vanta una gloriosa tradizione e conserva un grande prestigio nel mondo. Opera sporadica e individuale di insigni cultori nei secoli passati, divenne unitaria e nazionale con la raggiunta unità politica del Paese e con la costituzione, nel 1872, dell'Istituto Geografico Militare(IGM) cui fecero seguito nel tempo gli altri enti cartografici dello Stato; l'Istituto Idrografico della Marina, l'Amministrazione del Catasto e dei Servizi Tecnici ed Erariali, il Servizio Geologico d'Italia, la Sezione Fotocartografica dello Stato Maggiore dell'Aeronautica. La cartografia dell'IGM, dopo l'adozione dell'ellissoide internazionale, è quasi tutta disegnata nella rappresentazione conforme Universale Trasversa di Mercatore (UTM) inquadrata nel sistema geodetico europeo (ED50). La cartografia di base italiana è alla scala 1 : 25.000. Si compone di 3545 elementi cartografici, denominati tavolette, che hanno le dimensioni di 7´ 30‟ in longitudine e 5´ in latitudine. Proviene dai rilievi eseguiti in gran parte con metodo aerofotogrammetrico. È pubblicata in nero, a tre o a cinque colori (una edizione esclude l'altra). L'aggiornamento di questa cartografia, denominata serie 25/V, è stato sospeso quasi totalmente nel 1974. Dal 1989 l'IGM ha iniziato una nuova produzione di cartografia al 25.000 denominata serie 25, che differisce dalla precedente per taglio geografico e per contenuti informativi più idonei alla realtà territoriale che si vuole rappresentare. La nuova produzione in via di allestimento si compone di 2298 elementi cartografici denominati sezioni, che hanno le dimensioni di 10´ in longitudine e 6´ in latitudine. Le sezioni, elaborate con rilievo aerofotogrammetrico numerico o tradizionale e successivamente disegnate con metodologie automatiche o manuali, sono nella rappresentazione conforme Universale Trasversa di Mercatore; il sistema di riferimento geodetico è riferito all'ellissoide internazionale con orientamento medio europeo (ED50). Ha l'orografia a curve di livello con equidistanza di 25 m, i confini di stato e i limiti amministrativi regionali, provinciali e comunali. È pubblicata in un'unica edizione a 4 colori. Il taglio geografico di una sezione è sottomultiplo della carta d'Italia alla scala 1 : 50.000 serie 50 e abbraccia una zona di terreno pari a circa 150 km² contro i circa 100 km² della tavoletta. Dalla cartografia di base l'IGM elabora quella derivata a scale più piccole: la serie 250 alla scala 1 : 250.000, regionale a 13 colori, e altre carte al 500.000 e al 1.000.000. Inoltre la tradizionale carta al 100.000 è in via di sostituzione con una carta ricavata dalle immagini del satellite Landsat geometricamente corrette e mosaicate, stampata in quadricromia e denominata spaziocarta (serie 100/S) "Per approfondire Vedi Gedea Astronomia vol. 1 pp 58-60" "Per approfondire vedi Gedea Astronomia vol. 1 pp 58-60." . Nel settore privato, oltre allo sviluppo di vecchie e nuove aziende di cartografia derivata e tematica, è proseguita con sempre maggiore intensità l'opera dei due massimi enti nazionali, il Touring Club Italiano e l'Istituto Geografico De Agostini, utilissima per scopi geografici, scientifici, turistici, didattici.

E. Arnberger, Handbuch der thematischen Kartographie, Vienna, 1966; H. Wilhelmy, Kartographie in Stichworten, 4 voll., Kiel, 1966; W. Witt, Thematische Kartographie. Methoden und Probleme, Tendenzen und Aufgaben, Hannover, 1967; Autori Vari, Kartengeschichte und Kartenbearbeitung, Bad Godesberg, 1968; P. Innocenti, Note di cartografia turistica, Firenze, 1968; C. Traversi, Tecnica cartografica, Firenze, 1968; E. Arnberger, Grundsatzfragen der Kartographie, Vienna, 1970; V. Heissler, G. Hake, Kartographie, 2 voll., Berlino, 1970; P. Arno, La nuova cartografia, Roma, 1988.