Sono sicuro che ci sono decine di articoli come questo che parlano dello stesso argomento, ma ho deciso di dare il mio contributo alla luce dell'esperienza che ho fatto negli ultimi 30 anni nel campo della cartografia marina, prima come dipendente e poi come imprenditore.
Quando ho iniziato a lavorare per Navionics all'inizio degli anni '90 come responsabile della produzione cartografica eravamo davvero agli albori delle carte nautiche elettroniche, in quegli anni tutti i diportisti avevano a che fare con le carte cartacee e i libri di guida per i piloti.
Avevi bisogno di un divisore e di un triangolo, meglio due, per posizionare la tua posizione, magari proveniente da un Loran, sulla carta nautica. E bisognava fare i conti con le carte in scala diversa.
Prima di tutto, si disegnava la propria posizione sulla scala piccola (1:500.000), dove la dimensione della penna rappresenta circa 150mt (500ft), per capire una posizione generale della propria barca quando si è lontani dalla costa. Ripetete poi la stessa cosa su una scala più grande (1:80.000) scoprendo che c'è una certa differenza tra le due carte, forse dovuta al disegno manuale eseguito dal cartografo, o forse al mancato aggiornamento dell'NTM. Poi si prende il binocolo e si scopre che la boa di riferimento è a mezzo miglio di distanza da dove ci si aspettava... il Loran ha funzionato? Ho aperto il divisore nella giusta posizione di latitudine sulla carta? Quanti secondi sono un minuto? Non sono mai stato così bravo nel disegno tecnico a scuola.
Vecchia maniera ma....
L'avvento del GPS ha portato tutte queste cose a un livello di informazione superiore. Inizialmente la precisione del GPS non era molto elevata, ma la rotta era disegnata.
Tutti gli Uffici Idrografici (OO) del mondo sono i responsabili ufficiali della creazione e della manutenzione delle Carte Nautiche delle loro acque territoriali. Le carte nautiche, ancora oggi purtroppo, sono pensate e costruite per la navigazione commerciale e/o militare, per questo motivo mancano le coperture delle carte a grande scala. Si parla di oltre 20.000 carte nautiche in tutto il mondo.
Eviterei di parlare del processo iniziale-precoce di utilizzo delle grandi tavole di digitalizzazione e descriverei il processo che la maggior parte degli HO ha utilizzato, e in alcuni casi sta ancora utilizzando.
Scansione, georeferenziazione, vettorializzazione e attribuzione... tutto questo oggi sembra vecchio, ma questo era il processo per generare la carta elettronica da un pezzo di carta. Alla fine degli anni '90 tutti gli HO decisero di produrre le ENC (Electronic Nautical Charts) e crearono lo standard S-57, un formato orientato agli oggetti con caratteristiche piuttosto complesse (topologia, condivisione della geometria, accettazione della qualità, ecc.) Tutti hanno preso le loro carte nautiche cartacee e hanno elaborato i passaggi di cui sopra.
La qualità era un optional... durante la scansione era difficile evitare una deformazione dell'immagine risultante. La carta nautica è piuttosto pesante e spessa, uno scanner normale farebbe scivolare la carta sui rulli. Per gli scanner piatti di formato A0 o per gli scanner verticali con rulli in teflon è stato necessario un po' di ricerca e sviluppo.
La georeferenziazione e talvolta la riproiezione. Selezionare due, quattro o più punti sulla griglia. Ottenere la latitudine e la longitudine (ddd, mm, ss.ss), convertirle in gradi decimali con almeno 6 cifre decimali per garantire la precisione decimetrica, applicare la correzione SHIFT to WGS84... eseguire.
Caricare l'immagine georeferenziata e avviare la vettorializzazione con strumenti manuali, semiautomatici e automatici. Negli anni '90 non c'erano molti strumenti automatici per questo processo e quei pochi richiedevano più lavoro per correggere gli errori che per vettorializzare manualmente la carta. Si disegnava la linea, si posizionava un punto, si riempiva un poligono... poi si assegnavano gli attributi. Ricordate la caratteristica della luce? FL 2s R 5M... lampeggiante 2 secondi rosso 5 miglia nautiche... tutto questo doveva essere suddiviso in 4 attributi (caratteristica della luce, periodo, colore, visibilità) dell'oggetto LUCI. Sulla carta nautica la linea di costa (una polilinea) rappresentava la fine della terraferma e l'inizio dell'acqua, solo una linea disegnata sulla carta. In S-57 viene utilizzato per creare almeno 3 oggetti: l'Area di terra, la prima Area di profondità e la Linea di costa. Tutti e tre devono condividere la stessa geometria lungo la costa. Questo è solo un esempio della complessità del processo da utilizzare per generare le carte elettroniche.
Ma tutto questo non era altro che la conversione di una carta cartacea proveniente da un rilevamento effettuato con un ecoscandaglio monoraggio (nel migliore dei casi, ci sono ancora centinaia di carte che utilizzano rilievi vecchi di un secolo, e oltre, effettuati con un controllo manuale a corda della profondità) e forse un Loran per ottenere la posizione. All'inizio del 2000 la maggior parte degli HO erano dotati di sonar multibeam e GPS differenziale... e hanno iniziato a lavorare sulle immagini satellitari... oggi abbiamo lidar da aereo, immagini a scansione laterale, lidar satellitari... ma la maggior parte delle carte elettroniche sul mercato proviene ancora dalla conversione della carta.
Le carte nautiche elettroniche sono ancora disponibili in due formati: raster e vettoriale. Anche se alcuni HO iniziano a pensare di eliminare la versione raster (così come quella cartacea) e lasciare solo il prodotto vettoriale e il processo di produzione/manutenzione.
Ilraster è un mosaico di immagini georeferenziate visualizzate su uno schermo di navigazione senza possibilità di interazione con la carta.
Ilvettore è un'integrazione di oggetti geometrici (punti, linee e poligoni) ognuno dei quali memorizza diversi attributi. Questo formato consente molte interazioni tra l'utente/applicazione e il grafico. Il software che sta alla base di questa interazione potrebbe aiutare l'utente, in teoria, a modificare ogni singola informazione presente nei dati a sua scelta, solo alcune delle quali: cambiare il colore di un oggetto, cambiare la forma di un simbolo, ridimensionare qualsiasi oggetto e testo sullo schermo, chiedere di lanciare un allarme quando si è vicini a un oggetto, cambiare l'unità di misura (piedi > metro > piedi).
Negli ultimi 30 anni abbiamo fatto un grande balzo in avanti in questo ambiente e oggi possiamo dire "quasi" addio ai grafici cartacei. Tutte le carte cartacee sono ora disponibili in formato elettronico e tutti gli operatori sono ora abituati a lavorare su un flusso di lavoro elettronico, dal rilievo al prodotto finale. Ci sono voluti più di 20 anni, un tempo enorme in questa epoca.
Speriamo che il futuro includa presto le soluzioni IoT (Internet of Things): Sensori LIDAR posizionati lungo le principali vie d'acqua (ad esempio l'AICW) per scoprire in tempo reale le sponde durante la navigazione, sensori di ponti per ottenere in tempo reale la Bridge Clearance... non più la tabella delle maree per calcolare più o meno se posso passare attraverso quel ponte... e le comunità per essere in grado di condividere in tempo reale le informazioni sulla loro navigazione attuale (vento, corrente, profondità,...) così come evidenziare in tempo reale qualsiasi potenziale problema (ceppo, detriti, affondato,...).
Giorgio Ghiggini, team Aqua Map.
