L’Italia è un territorio fragile per natura, cronicamente colpito da calamità naturali. Negli ultimi 50 anni è stata colpita da otto violenti terremoti, tre dei quali solo negli ultimi vent’anni nelle aree diffuse dell’Appennino centrale.

Le norme, i processi e le soluzioni per la gestione delle emergenze in Italia e nel mondo hanno allontanato la progettazione architettonica dalle soluzioni standardizzate e hanno trascurato le complessità territoriali.

Tutto ciò è accompagnato dalla lentezza dei processi di ricostruzione, che spesso richiedono dai 20 ai 30 anni dal verificarsi dell’evento. A partire dagli eventi sismici del 2016 nell’Italia centrale e osservando l’impatto spaziale degli edifici temporanei, questa ricerca riflette le relazioni tra insediamenti urbani di emergenza e permanenti e i loro effetti e trasformazioni in quel lungo periodo “intermedio” sulla ricostruzione urbana e regionale.

Quale ruolo assume il progetto di emergenza “temporaneo” nei territori italiani post-sismici e quali geografie produce? Come è possibile riprogettare futuri possibili per questa eredità provvisoria permanente?

In assenza di studi cartografici consolidati sulla questione, una prospettiva globale, sistemica e su scala nazionale, la tesi mira a riflettere sulla gestione temporanea. Le analisi geospaziali supportano le riflessioni e i metodi di mappatura definiscono e decodificano quei processi “teoricamente” provvisori (dalla scala geografica a quella insediativa). La prospettiva è quella di superare le operazioni di emergenza, passando dal concetto di protezione all’idea di incorporazione e coesistenza all’interno delle pratiche di progettazione dei rischi a lungo termine.

La ricerca propone la creazione di una banca dati geografica multiscalare e multitemporale supportata da un sistema informativo geografico (GIS), che consente di esplorare l’interazione tra gli strumenti geomatici come strumenti di progettazione urbana.

Attraverso una diacronia storica e un confronto critico tra casi italiani e internazionali, la ricerca mira a indagare la trasformazione degli insediamenti derivante da soluzioni temporanee alle azioni e ai processi di continuo spostamento, rifondazione e ricostruzione.

Uno dei risultati è la progettazione di un Atlante geospaziale (database) armonizzato delle soluzioni “temporanee”, che fornisce una panoramica empirica e accurata del fenomeno attuale nell’Italia centrale, misurato utilizzando una stratificazione di fonti e informazioni eterogenee, spesso non aggiornate.

Da lì, concentrandosi su specifici casi studio territoriali nell’area interna dell’Italia centrale, la tesi intende identificare potenziali scenari di trasformazione per le due metà della città, quella esistente e distrutta e l’eredità di quella nuova e temporanea.

Come possono coesistere nei futuri processi di ricostruzione nelle regioni e nelle comunità colpite da emergenze endemiche – naturali, economiche e antropiche – che sono sempre più ordinarie piuttosto che straordinarie?

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La riduzione dei consumi energetici negli edifici è un punto fondamentale delle politiche dell’UE per il raggiungimento degli obiettivi energetici e climatici. Lo scopo di questa ricerca è quello di progettare modelli energetici su scala urbana – utilizzando strumenti GIS – in grado di esplorare il consumo, la produzione e la produttività energetica e di valutare come il consumo energetico cambi in base all’ambiente urbano e alle condizioni climatiche. L’obiettivo è quello di creare una piattaforma, come un atlante energetico urbano, per aiutare gli urbanisti e i responsabili politici a pianificare città sostenibili e sistemi energetici intelligenti. Questi modelli e strumenti energetici su scala territoriale possono essere utilizzati per:

esplorare il consumo energetico, le emissioni e le condizioni di comfort termico;

valutare quantitativamente le strategie di ristrutturazione e il loro impatto sul territorio;

promuovere soluzioni verdi intelligenti attraverso l’uso di meccanismi finanziari e incentivi;

identificare politiche energetiche efficaci, tenendo conto delle caratteristiche reali degli edifici, della popolazione e della morfologia urbana (ad esempio per le norme edilizie).

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Nell’ambito degli studi urbani che analizzano i fenomeni e i processi di trasformazione della città odierna a fini di pianificazione e progettazione, l’approccio multidisciplinare rappresenta una sfida enorme. La possibilità di beneficiare di una rappresentazione tridimensionale avanzata della realtà, che vada oltre le tradizionali mappe 2D, fornisce un’analisi spaziale avanzata su scala urbana per lo studio dei fenomeni socio-economici che guidano la rigenerazione urbana.

Per analizzare e monitorare queste dinamiche, è essenziale disporre di strumenti geospaziali che gestiscano i dati geografici, sotto forma di cartografia numerica e modelli 3D, consentendo l’identificazione e la quantificazione delle trasformazioni urbane e di qualsiasi area che necessiti di ulteriori interventi di rigenerazione urbana, al fine di attuare azioni localizzate, preservando il patrimonio edilizio della città. Per questo motivo, gli strumenti di acquisizione, le tecniche di misurazione e i prodotti multisorgente e multicontento derivati dagli approcci geomatici costituiscono un valido supporto per l’analisi e la modellizzazione del patrimonio urbano e dello spazio costruito, nonché dei fenomeni umani che costituiscono la città.

La ricerca geomatica applicata alla modellizzazione urbana viene utilizzata per studiare questioni relative al concetto di modelli urbani 3D negli ultimi 10 anni. L’attuale prospettiva di questa ricerca è la possibilità di modellizzare non solo informazioni 3D e semantiche degli oggetti urbani, ma anche informazioni multidimensionali, in particolare relative alla risoluzione temporale passata, al fine di simulare il comportamento futuro. Infatti, negli ultimi anni, i concetti di modello urbano 3D e Digital Twin sono diventati sempre più rilevanti, non solo nel campo della geomatica, ma anche in vari campi di ricerca, come la pianificazione urbana, le attività di rigenerazione urbana nel campo dei beni culturali e poi nel monitoraggio dei processi di trasformazione delle città. Attualmente, la ricerca è ancora lontana dall’essere risolta ed è rappresentata dall’integrazione di standard, formati e tecniche di modellazione adottati dai sistemi di analisi regionale GIS (incentrati sulla produzione di mappe numeriche regionali) e dai database BIM e HBIM (fondamentali per la modellazione parametrica relazionale 3D su scala architettonica). Sarà quindi fondamentale gestire e adottare diverse fonti di dati all’interno di piattaforme in grado di gestirne e testarne la flessibilità per una possibile integrazione all’interno di un unico database geografico relazionale, strutturato e multi-contenuto/multi-scala.

Gli argomenti che il progetto di ricerca 3D City Model – Digital Twin tratterà progressivamente, in un’analisi interdisciplinare relativa alla progettazione e alla struttura dei modelli urbani 3D, sono: il problema geometrico, il problema semantico, il problema delle relazioni e il problema dei contenuti tematici.

Sulla base di questi presupposti, partendo dall’analisi degli standard (preferibilmente con approccio open source), dei dati geospaziali strutturati, degli strumenti e delle metodologie oggi disponibili, il progetto si concentra sulla definizione di un codice di modellazione urbana per uno strumento di progettazione e pianificazione in grado di supportare i processi decisionali locali, nella forma di un database geografico 3D (.gdb) adatto ad ospitare dati tematici complessi e interconnessi (sul patrimonio costruito, sui consumi energetici, sugli studi acustici, sulle analisi del traffico, sulle informazioni sul terreno, ecc.). Ciò viene condotto con particolare attenzione a una possibile definizione, attraverso il supporto di operazioni di geo-processing, di un modello in grado di rilevare e identificare i diversi livelli di ciascuna entità edilizia (derivato dalla cartografia strutturata dell’infrastruttura di dati spaziali implementata e aggiornata).

L’obiettivo della ricerca è quindi quello di sviluppare un modello di città 3D strutturato geometricamente e semanticamente relativo al comune di Torino, sulla base di regole spaziali parametriche definite ad hoc e in grado di rappresentare i fenomeni urbani, modellare le stratificazioni storiche della città e valutare come questi strati possano interagire all’interno di un ambiente di modellazione tridimensionale al fine di replicare il passato e simulare scenari di trasformazione e sostenibilità futuri attraverso l’adozione di piattaforme dedicate alla simulazione urbana.

Questa prima fase della ricerca si è sviluppata in tre direzioni specifiche:

• 1- DATI. Raccolta, armonizzazione e aggiornamento di dataset geografici e dati tematici disponibili sulla città di Torino (indice di metadati COMPLETO) per la strutturazione di un database geografico multiscala e multicontenuto. Sperimentazione di acquisizione ed elaborazione di dati da sistemi di mappatura mobile a scala urbana. Raccolta e utilizzo di dataset multitemporali sulla città di Torino mediante dataset aerofotogrammetrici storici e conseguente correlazione di DSM multitemporali per il rilevamento e la valutazione delle trasformazioni urbane (Abate et al., 2019).
• 2- MODELLI 3D. Trattamento di dati Lidar/fotogrammetrici aerei in forma di DSM raster/vettoriali per l’integrazione di informazioni relative alla forma e all’andamento dei tetti. Studio di strumenti GIS-BIM in grado di gestire la modellazione multiscala e di garantire una crescente interoperabilità tra i due sistemi e i relativi linguaggi e standard. Generazione di modelli 3D semplificati con contenuto semantico e con struttura informativa ottimizzata a livello del suolo (vedere il progetto ROCK e il relativo Rapporto Tecnico).
• 3- VISUALIZZAZIONE. Sviluppo e ottimizzazione di strumenti di analisi spaziale e strategie di rappresentazione dei dati attraverso la visualizzazione spaziale 2D, 2.5D e 3D (progetto ROCK).

Pubblicazioni

• Abbate, E., Sammartano, G., & Spanò, A. (2019). Prospective upon multi-source urban scale data for 3D documentation and monitoring of urban legacies. ISPRS – International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLII-2/W11, 11–19. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-2-W11-11-2019
• Colucci, E.; Mantello, F.; Spanò, A.; Sammartano, G.; Abbate, E. (2019). Approcci GIS ed HBIM integrati per l’analisi del patrimonio paesaggistico. 23a Conferenza nazionale ASITA, 12-14 November 2019, Trieste (Italy)
• Technical Report “Which digital tools for the creation of a Digital Open Urban Twin?”, progetto di ricerca DOUT (Digital Open Urban Twin) resp. Antonio Vetrò
• Technical Report Progetto ROCK “Mappatura e analisi di proprietà e aree dismesse a Torino nell’ambito del progetto europeo ROCK – Regeneration and Optimization of Cultural Heritage in Creative and Knowledge cities (GA 730280)  finanziato dal programma Horizon2020 – CIG: Z78280839F”. Intermedio 26/11/2019. Finale 06/2020

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Pubblicazioni

• Using Betweenness metrics to investigate the geographical distribution of retailers in Turin; L. Buzzacchi, P. Leveque, R. Taramino, G. Zotteri; presented at Oxford Retail Futures Conference, Dec 10-12, 2018 – submitted to Environment and Planning B
• Stores closures generate a ripple effect: an investigation of exit dynamics in the retailing market; L. Buzzacchi, A. De Marco, R. Taramino, G. Zotteri; to be presented at 30th European Conference on Operational Research (EURO 30th), June 23-26, 2019
• Competitive dynamics between online and offline retailing; L. Buzzacchi, R. Taramino, G. Zotteri

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L’obiettivo della ricerca è rilevare strutture o tracce di strutture sepolte ascrivibili a edifici o manufatti appartenenti al preesistente quartiere Bergoglio sotto l’attuale Cittadella di Alessandria. Per raggiungere questo scopo è stata condotta un’indagine con georadar, che ha coperto l’area della piazza d’armi, comprendendo anche la fascia interna alberata circostante. Secondo una ricostruzione proposta da E. Piccoli et al. (E. Piccoli, C. Tocci et al., Cittadella di Alessandria. Storia dell’architettura e della costruzione. Relazione intermedia, luglio 2018), sotto l’area scandagliata dovrebbero trovarsi tracce di muri esterni e interni di alcuni edifici del quartiere Bergoglio (Figura 1).

L’estensione delle aree da indagare e le caratteristiche delle apparecchiature scelte hanno reso necessario l’accesso al sito in giorni differenti. Le variazioni delle condizioni fisiche del terreno dovute a eventi meteorologici tra una sessione e l’altra hanno influenzato la risposta del georadar. Questa condizione, pur consentendo la lettura delle aree acquisite in ciascun rilievo, non permette una rappresentazione uniforme né un’analisi complessiva di tutti i dati provenienti dai diversi rilevamenti. Per questo motivo, nell’ottobre 2020 è stato effettuato un rilievo finale con apparecchiature speciali, che ha permesso di acquisire i dati sull’intera area in un solo giorno, limitando il più possibile la variabilità delle condizioni del terreno.

Sono state condotte in totale sette sessioni di rilevamento nel periodo compreso tra maggio 2018 e ottobre 2020. Ad eccezione della prima, che ha riguardato segmenti di muro considerati significativi in alcuni edifici della Cittadella, la ricerca si è concentrata sulla piazza d’armi (rettangolo bordato in rosso) e su un’area adiacente al parco giochi (rettangolo bordato in blu), come mostrato in Figura 2.

Dopo un primo rilievo parziale, condotto il 24 maggio 2018, le attività sono riprese pianificando l’acquisizione dei dati per l’intera parte orientale del corridoio centrale della piazza d’armi. Le acquisizioni sono state effettuate per sotto-aree, i cui vertici sono mostrati in Figura 3.

Dopo i rilievi nell’area orientale, condotti tra novembre 2019 e febbraio 2020, tutti i profili radar (468 profili per circa 17.000 m di tracciati radar) sono stati elaborati seguendo la stessa procedura. L’elaborazione di tutti i profili aveva un obiettivo aggiuntivo rispetto alla normale procedura: rendere il volume dei dati finali il più uniforme possibile, ossia eliminare per quanto possibile le differenze, dovute alle diverse condizioni del terreno, tra le aree scandagliate in momenti diversi. I profili elaborati sono stati assemblati nello spazio, secondo le coordinate di acquisizione, per ottenere i volumi dei dati sotto l’area orientale. I volumi sono stati sezionati a tempi costanti per ottenere sezioni “orizzontali” (timeslice) in profondità, relative all’intensità delle riflessioni.

L’analisi dei timeslice ha permesso di riconoscere alcune strutture riflettenti; ad esempio, in Figura 4 sono evidenziati tre oggetti riflettenti ben definiti, seppur discontinui. L’uguagliamento dei radargrammi ottenuti nei vari rilievi, tuttavia, risulta solo parzialmente efficace. Infatti, al fine di ridurre al minimo gli effetti dovuti alle acquisizioni in date diverse e di ottenere informazioni più comparabili sull’intera area, è stato pianificato e condotto un ulteriore rilievo definitivo utilizzando un radar multicanale per due giorni (21 e 22 ottobre 2020), i cui dati sono ancora in fase di elaborazione.

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