Anci Toscana e Regione Toscana, nel 2022, hanno proposto agli enti del territorio un progetto che prevede la messa a disposizione di hardware (i droni e le fotocamere di cui sono dotati), e software (la piattaforma di elaborazione fotogrammetrica della Regione sul Sistema Cloud Toscana), insieme alle competenze del gruppo di lavoro Anci-Regione. Consegnando così, chiavi in mano, un sistema accessibile a tutte le pubbliche amministrazioni del territorio (dai Comuni più piccoli a quelli più grandi e strutturati), capace di ottimizzare tempi e costi di rilievi, diventati ormai esigenza quotidiana per molte attività delle amministrazioni.
Adesso, nel 2023, è giunto il momento di portare a terra i risultati della sperimentazione e trovare partner per i futuri sviluppi.
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Il Progetto
Il progetto scaturito dalla sperimentazione pone come fine di introdurre nel tessuto della pubblica amministrazione del territorio toscano un framework di qualità costituito da soluzioni tecnologiche, competenze e prassi su cui basare la raccolta, verifica, raffinamento e utilizzo dei dati ottenuti da dispositivi di rilevamento (fotocamere RGB/multi spettrali, ma non solo) poste o meno su sistemi a pilotaggio remoto.
In termini generali il progetto si muove su tre assi principali:
- introduzione delle tecniche di rilevamento/monitoraggio da UAS (Unmanned Aircraft System) di qualità nei processi interni delle PA del territorio, tecniche che affiancano quelle tradizionali attualmente in essere, nel rispetto delle norme tra cui, ad esempio, regolamento EASA (European Aviation Safety Agency) e GDPR;
- implementazione basamenti di informazioni, elaborazione dei dati e sistemi di Intelligenza Artificiale (AI) utili all’automazione dell’analisi di dati geografici (quali ad esempio rilevazione di cricche, sfaldamenti, presenza di materiali o oggetti specifici);
- implementazione di un network/centro di competenza e di centri di ricerca, sviluppo, trasferimento tecnologico in partenariato con ENAC/Università e Ricerca/imprenditoria (tra cui startup, operatori e leader di mercato).
La piattaforma scelta per la sperimentazione è basata su software libero e open source, è disponibile per l’utilizzo gratuito da parte degli enti sperimentatori tramite il Sistema Cloud Toscana (SCT) ed è già disponibile per essere erogato sotto forma di servizio SaaS da Regione Toscana agli enti interessati.
Gli effetti operativi del 2022
Utilizzando le tecnologie e la potenza del cloud, in poche ore è stato possibile:
- acquisire ed elaborare le immagini con una qualità e precisione difficilmente raggiungibili nello stesso arco di tempo e con strumenti “ordinari”;
- ottenere modelli in tre dimensioni, immagini georeferenziate, immagini unite per formare, come in un mosaico, una foto unica di una porzione più ampia di territorio (gigapixel)o ancora, ricostruire un modello digitale del terreno (Dtm) o degli elevati (Dem).
Questo è il risultato confermato da una prima sperimentazione a cui hanno aderito 20 enti del territorio toscano di cui 15 comuni di varie dimensioni.
I settori/uffici che utilizzano la piattaforma sono principalmente quelli di Polizia Municipale, Lavori Pubblici, Ambiente e Protezione Civile, Urbanistica ed Edilizia.
Cosa è stato fatto
Gli enti hanno potuto usufruire di un percorso di accompagnamento, da parte di Regione e Anci Toscana, con sessioni informative e di sensibilizzazione e un affiancamento tecnico/operativo volto a fornire le prime indicazioni per l’utilizzo della piattaforma e delle metodologie di rilievo collegate.
Il percorso di accompagnamento si è tenuto in forma mista: online tramite la community e onsite per le attività difficilmente remotizzabili.
Durante gli eventi in presenza sono stati effettuati rilievi dimostrativi con drone, e le successive elaborazioni e ricostruzioni digitali attraverso la piattaforma regionale.
La presenza di un istruttore di volo ed esaminatore certificato Enac, messo a disposizione da Anci Toscana e dal resto del gruppo di lavoro Anci-Regione per le elaborazioni sulla piattaforma, ha permesso agli enti aderenti di intraprendere il necessario percorso formativo per rendersi autonomi.
La community on line, resa disponibile da Anci Toscana, e a cui hanno accesso 67 referenti delle amministrazioni aderenti, ha permesso la condivisione di video-guide all’utilizzo della piattaforma, alle pianificazioni di missioni, oltre a data set di immagini raccolte durante gli eventi on site e utilizzabili dagli enti per creare progetti di test sulla piattaforma di fotogrammetria.
In sintesi, attraverso un percorso di accompagnamento e informazione mirata, la sperimentazione ha fornito a un gruppo di funzionari, con competenze diverse e appartenenti ad amministrazioni di varia tipologia, un insieme di conoscenze e strumenti che hanno permesso di far acquisire loro consapevolezza sull’utilità della sinergia tra tecnologie, come aeromobili a pilotaggio remoto, e piattaforma per l’elaborazione dei dati in cloud. Il tutto in corrispondenza di un ridisegno dei processi all’interno del lavoro dei propri uffici.
Risultati della sperimentazione lato enti
I risultati delle survey (indagini) somministrate agli enti aderenti a inizio e a fine sperimentazione danno evidenza dei risultati raggiunti e delle aspettative.
La situazione operativa è variegata perché ci sono amministrazioni che erano già dotate di droni e avevano fatto già esperienze e uso post-produzione dei dati raccolti, altre che hanno acquisito il drone ma per ora fanno uso della piattaforma di fotogrammetria solo per sperimentare, e, infine, un terzo gruppo di enti che commissionano esternamente rilievi con droni e hanno messo in programmazione di acquisirlo.
Gli scenari di utilizzo della piattaforma fotogrammetrica toscana da parte degli enti aderenti sono stati principalmente:
- rilievi edifici storici e opere d’arte funzionali ad attività di restauro,
- stato di salute alberature e manufatti,
- rilievo discariche di rifiuti,
- rilievi in ambito di tutela del territorio anche in aree non facilmente accessibili,
- rilievo del costruito,
- rilievo di sinistri stradali,
- rilievi su cantieri,
- rilievi per agricoltura di precisione,
- rilievi su cave.
Comune di Monsummano Terme, Città Metropolitana di Firenze, ARPAT sono esempi di amministrazioni aderenti al progetto che hanno già integrato con le metodologie classiche l’uso del drone e della fotogrammetria a supporto delle attività ordinarie dell’amministrazione.
Dall’utilizzo delle nuove tecnologie e dell’innovazione digitale applicata, gli enti hanno riscontrato:
- aumento della quantità, qualità e accuratezza dei dati raccolti,
- incremento della sicurezza nello svolgimento dei rilievi,
- riduzione dei tempi di realizzazione dei rilievi e quindi complessivamente risparmi economici molto importanti.
Emblematico lo scenario del Comune di Monsummano Terme il quale ha portato dati oggettivi delle differenze tra impiego di metodologie classiche e quelle proposte in sperimentazione: “Per un intervento di polizia ambientale a fronte di un impiego di 5 giorni complessivi e un costo di circa 760 euro utilizzando strumenti e metodologie classiche, è stato misurato un impegno di 7 ore e un costo di circa 177 Euro con impiego di UAS e piattaforma fotogrammetrica toscana.”
Regione Toscana ha quindi valutato di intraprendere una nuova fase di progetto al fine di consolidare i risultati ottenuti e di allargare la platea delle istituzioni coinvolte.
I futuri sviluppi
I futuri sviluppi prevedono in primo luogo il passaggio a una nuova piattaforma, con relativi servizi e modalità organizzative di conduzione, in grado di consentire la più ampia e regolare erogazione del servizio da parte di Regione Toscana verso gli enti aderenti (tra questi sia gli enti già sperimentatori, sia nuovi enti interessati al servizio).
Sarà inoltre portata a compimento la realizzazione di un flusso operativo, anch’esso oggetto di sperimentazione nel corso del 2022, finalizzato ad abilitare l’analisi delle immagini campionate interagendo con la piattaforma per i big data, anch’essa installata presso il Sistema Cloud Toscana e analogamente disponibile per le amministrazioni del territorio, nell’ambito della strategia regionale sulla valorizzazione dei dati, come piattaforma as-a-service in grado di integrare componenti IoT e dotata di tecnologie big data analytics e machine learning, anche nell’ottica di supportare progettualità di creazione e gestione di quelli che oggi vengono denominati Digital Twin dei territori e delle aree urbane.
Questa integrazione abiliterà una ulteriore serie di prospettive di processamento massivo di immagini e dati spaziali, combinando secondo un approccio basato su pipeline analisi sia di tipo batch che streaming.
Una prima verifica in tal senso è stata condotta a partire dalle nuvole di punti ottenute da immagini acquisite su un sito estrattivo, per il quale diventa così disponibile un rilievo obiettivo e accurato che consente di ricavare misure derivate sintetiche, quali la variazione di volume e la stima della quantità di materiale estratto, comparando immagini dello stesso sito di cava in due date differenti:
Questo scenario è ulteriormente arricchito e generalizzato dalla realizzazione di soluzioni di intelligenza artificiale utili allo scopo di individuare oggetti presenti in immagini mediante processi di deep learning.
In generale, il sistema realizzato prevederà, a tal fine, tool e dati di supporto ai processi di addestramento, replicabili in autonomia dagli utenti del sistema, anche in modo collaborativo e servizi di riconoscimento sia da immagini che da stream video.
