Nuove curve di livello ad alta risoluzione: HRDTM5m

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Nuove curve di livello ad alta risoluzione per Open Trekking Maps

Dopo oltre un mese di lavoro, test ed elaborazioni, sono finalmente in grado di presentare un aggiornamento significativo per le nostre mappe: le curve di livello basate sul modello altimetrico HRDTM5M, il più dettagliato e preciso attualmente disponibile per l'Italia in ambito open source.

La sfida di un DTM nazionale a 5 metri

Il modello HRDTM5M (High-Resolution Digital Terrain Model at 5 meters) è il frutto di un lavoro di ricerca del CNR-IRPI e dell'Università della Calabria. Questo dataset, rilasciato lo scorso marzo su Zenodo con licenza CC-BY 4.0, integra i dati LiDAR disponibili sul territorio nazionale (circa il 63% dell'Italia) con il già eccellente modello TINITALY a 10 metri, creando un modello digitale del terreno continuo e omogeneo a una risoluzione di 5 metri.

Per i meno esperti, spiego brevemente il significato di questi numeri: un DTM (Digital Terrain Model) a 5 metri significa che ogni pixel dell'immagine altimetrica rappresenta un'area di 5×5 metri sul terreno. Per fare un paragone, il modello SRTM utilizzato fino ad ora per le Open Trekking Maps ha una risoluzione di 30 metri. La differenza è sostanziale, soprattutto in territori complessi come le nostre valli, le forre e le zone con forte pendenza.

Il lavoro dietro le quinte

Portare questo modello dentro una mappa Garmin non è stato semplice. Il file nazionale pesa circa 22 GB e, per essere utilizzato, ha richiesto un lungo lavoro di elaborazione con strumenti GIS e di conversione vettoriale. Nel workflow ho fatto ampio uso di GDAL per la gestione e l'elaborazione del raster, e di mkgmap per la generazione della mappa Garmin a partire da dati vettoriali; ogr2osm (Thanks Roelderickx !) è uno degli strumenti comunemente usati in questo tipo di pipeline per convertire shapefile/contours in formato OSM prima di passare a mkgmap, anche se nel flusso definitivo ho adottato alcune varianti per gestire meglio la mole di dati.

La vera sfida è stata gestire il file da 22 gb con un PC domestico. Dopo alcuni tentativi basati su tile, l'approccio che si è rivelato più stabile è stato lavorare sul dataset nazionale come blocco unico, applicando poi le semplificazioni necessarie per renderlo gestibile sul dispositivo. Il processo ha richiesto ore di elaborazione su un sistema con 32 GB di RAM, con picchi di memoria virtuale enormi che hanno messo a dura prova la macchina. Elaborazioni ripetute più e più volte, con varie parametrizzazioni, attraverso vari giorni di lavoro. Il risultato è un file di circa 400 MB che contiene tutte le curve di livello dell'Italia, pronto per essere caricato su qualsiasi dispositivo Garmin.

Dove queste curve sono superiori

Il vantaggio di questo nuovo modello si apprezza soprattutto in quei territori dove la scansione LiDAR è disponibile. Le aree coperte da LiDAR offrono un dettaglio e una precisione che i modelli satellitari come SRTM non possono eguagliare. Le forre, i canali e le zone con forte pendenza sono rappresentate con una fedeltà sorprendente, con curve di livello che seguono perfettamente l'andamento del terreno (tenendo naturalmente conto dei limiti intrinseci di un display Garmin, che non può mostrare tutto il dettaglio presente nel dato sorgente).

Nelle aree dove il LiDAR non è disponibile, il modello utilizza l'eccellente TINITALY a 10 metri, che è comunque un ottimo DEM di base, largamente utilizzato dalla comunità scientifica italiana. È importante specificare che il nuovo modello non è un dato puramente LiDAR, ma una fusione di fonti diverse: laddove il LiDAR è presente, viene utilizzato; dove manca, si ricorre al TINITALY, garantendo una copertura completa e uniforme di tutto il territorio nazionale.

Il risultato finale, pur con la semplificazione necessaria per renderlo gestibile e utilizzabile sul display di un GPS, è comunque nettamente superiore al precedente basato su SRTM a 30 metri, che già offriva una qualità notevole grazie alle molteplici ore di lavoro e alle correzioni apportate nel tempo.

Ringraziamenti e attribuzione

Questo lavoro non sarebbe stato possibile senza il dataset HRDTM5M, realizzato nell'ambito del progetto PNRR "National Centre for HPC, Big Data and Quantum Computing" da un team di ricerca del CNR-IRPI e dell'Università della Calabria. Il dataset è rilasciato con licenza Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0), che ne permette l'uso e la condivisione, a patto di citare correttamente gli autori.

Per chi volesse approfondire:

Desidero inoltre ringraziare anche il team di TINITALY, il modello digitale del terreno a 10 metri su cui si appoggia HRDTM5M nelle aree non coperte da LiDAR. Il progetto TINITALY è sviluppato dall'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) ed è rilasciato con licenza CC BY 4.0.

Per chi volesse approfondire:

Le curve di livello qui descritte sono un'elaborazione derivata da questi dataset e sono rilasciate anch'esse con licenza CC BY 4.0. Chiunque le riceva può usarle nel rispetto di questa licenza, citando correttamente le fonti.

Disponibilità e download

Al momento, il file delle curve di livello per l'Italia intera è disponibile per chi ha già sostenuto il progetto Open Trekking Maps. Questa scelta risponde a due esigenze:

  • limitare la distribuzione iniziale a un gruppo ristretto di utenti, per raccogliere feedback e verificare sul campo il comportamento del file in diverse situazioni (fase di testing);
  • dare priorità a chi, nel tempo, ha già supportato il progetto, riconoscendo il suo contributo nel mantenere attive le mappe.

Non è richiesto alcun contributo aggiuntivo per ricevere il file: si tratta semplicemente di una priorità temporanea. In futuro, una volta consolidata questa versione, il file potrà essere esteso a tutti gli utenti del progetto.

Il file è rilasciato con licenza Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).

Se sei un sostenitore e desideri ricevere il file per questa fase di testing, ti basterà scrivermi una mail all'indirizzo indicato nel profilo, oppure utilizzando il modulo a lato. Sarò felice di condividere con te il risultato di questo lavoro e di raccogliere i tuoi riscontri.

Il progetto Open Trekking Maps vive grazie al tempo e alle risorse che riesco a dedicargli, oltre al supporto di chi lo ritiene utile. Se questo lavoro ti è d'aiuto e vuoi contribuire, trovi le informazioni per le donazioni nella pagina dedicata. Ogni contributo aiuta a mantenere sostenibile il progetto nel tempo, ma non è un requisito per usare o condividere le Open Trekking Maps, che restano comunque libere.

Prossimi sviluppi

Nei prossimi mesi, valuterò la possibilità di distribuire le curve di livello anche per singole regioni o macro-aree, per venire incontro a chi ha bisogno di dettaglio solo in determinate zone. Ogni feedback da parte degli utenti sarà prezioso per orientare queste scelte e migliorare ulteriormente il progetto.

Ad maiora!

 

Crediti e citazioni

Le curve di livello presentate in questo articolo sono un'elaborazione derivata dai seguenti dataset:

 

 


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