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4. CAMPANA, FORTE 2001.5. Su cui si veda la sezione XV.4 nel presente volume.6. CAMPANA, FRANCOVICH 2003, pp. 15-28.

XIII. PAESAGGI ARCHEOLOGICI E TELERILEVAMENTO: SVILUP-PI E PROSPETTIVE PER LO STUDIO DEL TERRITORIO TOSCANO

di Stefano Campana

Introduzione

L’esperienza condotta negli ultimi quattro anni dalLaboratorio di Archeologia dei Paesaggi eTelerilevamento (LAP&T) affonda le radici nella tradi-zione di studi pluridecennali dell’Area di ArcheologiaMedievale dell’Università di Siena sui paesaggi pre-gressi1.In passato le operazioni di cartografia archeologicaerano basate sostanzialmente su tre metodi di ricerca:ricognizione di superficie in aree campione (20-30%del territorio), sopralluoghi indirizzati in corrisponden-za di emergenze monumentali note di particolare inte-resse storico-archeologico e analisi allo stereoscopio difotografie aeree storiche, elaborazione al calcolatoredelle presunte aree archeologiche e relativa verifica incampagna2.La necessità di sperimentare strumenti innovativi enuove metodologie di indagine deriva dalla lungaesperienza condotta con i metodi descritti e dalla con-sapevolezza dei limiti ad essi connaturati. Nonostantel’elevata quantità di evidenze censite, circa 10.000nelle sole province di Siena e Grosseto, riteniamoancora in parte insufficienti gli elementi in nostro pos-sesso per la comprensione dalla complessità che carat-terizza i paesaggi antichi e medievali. Pensiamo ad esempio a periodi cronologici quali l’alto-medioevo o a specifiche problematiche storiche comeil passaggio dall’organizzazione latifondistica romanadelle campagne, la rioccupazione di insediamenti tipovilla e lo sviluppo degli insediamenti fortificati d’altu-ra3.Queste constatazioni si sono delineate in una faseestremamente dinamica del più ampio settore di studi

riconducibile alle Scienze del Territorio. Nel corso degli ultimi anni sviluppo tecnologico emutamenti legislativi hanno profondamente modifica-to gli strumenti e le metodologie a disposizione del-l’archeologo dei paesaggi, offrendo nuove prospettivealla disciplina che dispone ora di capacità diagnostichenon distruttive applicabili su ampia scala significativa-mente superiori rispetto al passato4.Con l’obiettivo di arricchire la quantità ma soprattuttola qualità del record archeologico e incrementareintensità e rappresentatività delle nostre ricerche, èsorto il Laboratorio di Archeologia dei Paesaggi eTelerilevamento (LAP&T). La struttura è finalizzata alla progressiva introduzionedi tecniche di osservazione remota del territorio e dinuovi strumenti per la documentazione e il rilievotopografico del dato archeologico5.Allo stato attuale di work in progress stiamo imple-mentando una nuova strategia di ricerca, flessibile edaperta, fondata sulla convinzione che solo attraversol’uso integrato di un’ampia gamma di metodologie diindagine e di tecnologie informatiche sia possibileaffrontare la complessità connaturata allo studio deipaesaggi pregressi6.

1. Questo contributo è debitore in primo luogo degli stimoli,delle continue discussioni e della fiducia del Prof. RiccardoFrancovich. L’autore vuole inoltre ringraziare i Proff. EnzoPranzini (Università di Firenze), Salvatore Piro (ITABC - CNR),Dario Albarello (Università di Siena), Maurizio Forte (ITABC -CNR), Chris Musson (English Heritage) e Daria Grossman(Università di Lubiana) per la disponibilità e i preziosi consigli.Molti sono i ricercatori e gli studenti che hanno collaboratoalle attività promosse nell’ambito dei progetti CartaArcheologica delle province di Grosseto e di Siena. Un ringra-ziamento particolare è rivolto al team del Laboratorio diArcheologia dei Paesaggi e Telerilevamento: Cristina Felici,Lorenzo Marasco, Emanuele Vaccaro, Anna Caprasecca,Francesco Pericci, Maria Corsi, Barbara Frezza e MariaelenaGhisleni.2. VALENTI 1989; FRANCOVICH, VALENTI 2001, pp. 83-116.3. FRANCOVICH, HODGES 2003.

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1. Visibilità archeologica e strategia della ricerca

Nell’ambito delle tecnologie avanzate finalizzate allaconoscenza, monitoraggio e gestione del territorio, lascelta delle tecniche di telerilevamento è da considera-re sostanzialmente obbligata anche nell’indaginearcheologica. Per comprendere il percorso e l’approc-cio seguito in questi anni dal LAP&T è indispensabileprecisare che i risultati perseguibili tramite l’applicazio-ne di qualunque sistema di osservazione remota delterritorio sono strettamente connessi alle peculiaritàfisiche, climatiche e all’uso del suolo dei paesaggioggetto di indagine. L’osservazione aerea del territorioe la documentazione tramite dispositivi fotografici, adesempio, costituiscono in tutto il mondo, da quasi unsecolo, uno degli strumenti fondamentali per il ricono-scimento di evidenze archeologiche sepolte7. Questametodologia di indagine si basa essenzialmente sullamodificazione delle proprietà fisiche del suolo (umidi-tà, consistenza, ecc.) che si verificano in corrisponden-za del deposito ipogeo provocando alterazioni susuperfici nude nel colore del suolo o, in corrisponden-za di vegetazione (in particolare le colture agricole),differenze nei tempi e nel livello di sviluppo delle pian-te. La resa della prospezione aerea è condizionatasoprattutto dalle caratteristiche degli elementi media-tori che occultano il deposito, quindi dal tipo di vege-tazione, dalla composizione del suolo e dalla capacitàdi drenaggio del terreno8. Altre tecniche di osservazio-ne ampiamente diffuse e potenti quali i sistemiRADAR, terrestri o aviotrasportati, sono fortementedipendenti da fattori diversi, riconducibili alla rugositàe al contenuto d’acqua dei suoli rilevati9. Queste con-siderazioni ci permettono di affermare che, se rara-mente un territorio presenta caratteristiche che lo ren-dono idoneo ad essere studiato tramite tutte le tecni-che di telerilevamento attualmente disponibili, è altret-tanto inconsueto che nessuno degli strumenti si riveliutile.Per stabilire quale sia l’impatto potenziale delle diver-se tecniche di telerilevamento per lo studio del territo-rio è indispensabile eseguire una attenta valutazionedel contesto. Nel caso in esame bisogna anzituttoprendere atto che la Toscana è la regione italiana conla maggiore superficie destinata a bosco, con un’occu-pazione complessiva pari circa al 50% del territorio. Lavegetazione boschiva costituisce un pessimo mediato-re delle evidenze archeologiche, quindi metà delle ter-ritorio regionale sarà caratterizzato da un basso livellodi visibilità aerea. Gli spazi occupati dalle colture agri-cole stagionali si impostano in corrispondenza di suolifortemente argillosi con sporadiche intercalazioni disabbie, suoli scarsamente drenanti e quindi sfavorevo-li per gran parte delle tecniche di Telerilevamento.Le aree con un elevato livello di visibilità sono costitui-te in prevalenza dalle pianure alluvionali dei corsi d’ac-

10. AGNOLETTO 2002.11. JONES, EVANS 1975, pp. 1-11.

qua di medio-alta portata ed in particolare dai fiumiArno, Ombrone, Serchio, Chiana e Orcia. In alcuni diquesti spazi intervengono ulteriori problemi connessial maggiore spessore dello strato di humus e ad attivi-tà antropiche quali le bonifiche o l’attuale sfruttamen-to per fini industriali e residenziali10.Oltre alle condizioni di uso del suolo, le tracce di depo-siti sepolti sono in genere osservabili dall’alto in modochiaro solo in determinati periodi dell’anno e a condi-zione che siano soddisfatte specifiche situazioni clima-tiche. La possibilità di osservare alterazioni nella cresci-ta della vegetazione non è infatti un fenomeno che siverifica tutti gli anni, bensì è strettamente dipendentedalle temperature medie e dal regime idrico stagiona-le11.Non considerare gli aspetti ora descritti, soprattutto inaree “difficili” quali la Toscana, non è diverso dall’im-postare un progetto di ricognizione archeologica disuperficie pianificando i periodi della ricerca sul camposenza considerare quale sia lo stato di lavorazione deifondi agricoli.Partendo da queste considerazioni possiamo comin-ciare a delineare una strategia efficace che per l’eleva-ta quantità di variabili connaturate all’oggetto di stu-dio, i paesaggi archeologici, dovrà essere necessaria-mente flessibile e aperta ad eventuali modifiche.Per tali motivi ci siamo rivolti verso l’impiego e la spe-rimentazione di quelle tecniche di Telerilevamento chelasciano ampio spazio all’archeologo nella scelta delperiodo in cui effettuare l’acquisizione dei dati e versolo studio di porzioni dello spettro elettromagneticonon comprese nella frazione del visibile, in particolare,abbiamo rivolto la nostra attenzione verso:ricognizioni aeree e relativa documentazione tramitefotografie aeree obliqueimmagini da satellite ad alta risoluzionegeofisica estensivafotogrammetria digitaleContestualmente allo sviluppo di nuove tecniche diindagine è proseguito lo studio delle coperture aereestoriche. In particolare i voli IGM degli anni Trenta eQuaranta, i voli RAF, il volo GAI realizzato nei primianni Cinquanta e le riprese commissionate dallaRegione Toscana negli anni Settanta.

7. DEUEL 1971; BEWLEY 2002, pp. 11-18.8. CERAUDO 2003, pp. 75-85.9. LILLESAND, KIEFER 1994, pp. 648-682.

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12. BEWLEY 2002, pp. 11-18.

2. Ricognizione archeologica aerea: in volo nelpassato

In Italia a causa della legislazione in materia di ripreseaerofotografiche emessa nel 1939, gli studi di aerofo-tografia archeologica hanno registrato uno sviluppoanomalo rispetto ai maggiori paesi europei. In Italiainfatti le ricerche condotte hanno fatto uso quasiesclusivamente di riprese aerofotogrammetricheacquisite con finalità non archeologiche. Al contrarioin paesi quali Francia, Germania e Gran Bretagna laricognizione aerea è una metodologia ampiamentediffusa da oltre cinquant’anni ed organizzata in siste-matici programmi nazionali di ricerca diretti dagli entipredisposti alla tutela del patrimonio storico-archeolo-gico12.L’opportunità di sviluppare un progetto di survey aereofinalizzato alle indagini territoriali si è presentata nelcorso del 1999 in occasione dell’XI InternationalSchool in Archaeology. In prospettiva dell’imminentemodifica della legislazione in merito alle attività diriprese aeree sul territorio italiano Riccardo Francovichha proposto ad alcuni responsabili della

Soprintendenza inglese di organizzare a Siena unascuola di ricognizione aerea e fotografia obliqua.Durante la primavera del 2000 in collaborazione conEnglish Heritage abbiamo effettuato le prime ricogni-zioni aeree per cominciare a verificare alcune poten-zialità e limiti della fotografia obliqua nel territoriotoscano e senese. Nella primavera del 2001 si è svoltaa Siena l’Aerial Archaeology Research School allaquale hanno partecipato una ventina di studenti post-laureati provenienti da tutta l’Italia, impegnati nei set-tori della ricerca, della tutela e della pianificazione delterritorio. Oltre alla funzione didattica, l’obiettivo dellascuola è stato avviare la costituzione di un archivio difotografie oblique per il censimento del patrimonioarcheologico toscano13.Negli anni 2002 e 2003 l’attività di ricognizione aereaè proseguita con una media di 30 ore di volo all’anno.In questa fase del nostro lavoro abbiamo acquisitocirca 7.500 fotografie aeree riconducibili a poco menodi un migliaio di siti di interesse storico archeologico.Tra i contesti documentati vi è una certa prevalenza disiti monumentali con particolare riferimento a centricastrensi e a contesti urbani.

Fig. 1. a) La Ripa d’Orcia (SI) b) Sant’Angelo in Colle (SI) c) Il castello di Staggia in corso di restauro (SI) d) Il Castellodi Creole successivamente al restauro (SI).

13. MUSSON, PALMER, CAMPANA c.s.

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Ciò è dovuto, oltre agli interessi che da sempre anima-no l’area di Archeologia Medievale dell’Università diSiena, alla dipendenza per lo svolgimento delle rico-gnizioni aeree dai colleghi inglesi. Per comprendere meglio questa esigenza di autono-mia è indispensabile spiegare brevemente che cos’è ecome si svolge la ricognizione aerea. Anzitutto ènecessario disporre di un piccolo aeroplano da turismotipo Cessna, di un pilota e di una tradizionale macchi-na fotografica reflex. Il principio che regola il successo del metodo di inda-gine si basa sull’osservazione diretta al suolo delle con-dizioni di visibilità delle tracce. Stabilito il momento oil periodo favorevole si va in volo dove, in relazione agliobiettivi della ricerca, si eseguirà una ricognizionesistematica del contesto territoriale o mirata se rivoltaalla migliore conoscenza di località precise.Nonostante l’assenza in molti casi di condizioni ideali(visibilità e logistica) è stato comunque possibile rico-noscere nuovi siti attraverso gli strumenti classici dellafotointerpretazione e quindi, variazioni nella crescitadella vegetazione, nel contenuto di umidità dei suoli,delle caratteristiche fisiche dei terreni o ancora microvariazioni altimetriche.I contesti archeologici riconosciuti spaziano dalla prei-storia al medioevo e sono relativi a insediamenti (Fig.3), necropoli (Fig. 4), recinti (Fig. 5), evidenze sommer-se (Fig. 6), parcellizzazioni agrarie (Fig. 7), paleoalvei(Fig. 8) ecc14.Dall’inizio del 2004 abbiamo attivato un rapporto dicollaborazione con l’aeroclub di Firenze che ci consen-te di pianificare i voli con estrema rapidità in rispostaalle variazioni di visibilità dei depositi sepolti. Nel corso dell’anno abbiamo volato 51 ore tra i mesi di

gennaio e agosto, acquisito 5.000 fotografie circa edocumentato più di 500 siti archeologici.In relazione ad evidenze e paesaggi medievali la rico-gnizione aerea è risultata particolarmente utile all’indi-viduazione o all’acquisizione di nuove informazioni peri contesti di lunga frequentazione che iniziano in etàromana e proseguono fino alla fase di passaggio tratarda antichità e altomedioevo. Più complessa e limitata ad un numero ridotto di evi-denze è l’individuazione di contesti propriamentemedievali. Il problema, com’è noto, è da rintracciarenella sopravvivenza di una parte consistente delle retiinsediative medievali e nella predilezione per le sommi-tà collinari in genere occupate da bosco che sappiamoessere un pessimo mediatore delle evidenze archeolo-giche.Le ricognizioni condotte nel corso dell’inverno 2004sembrano forse prospettare nuove potenzialità perl’indagine delle aree boscose se condotte nei periodi incui il manto vegetale è meno denso e a bassa quota.In queste condizioni è infatti possibile riconoscere edocumentare siti fossilizzati tra cui in particolare sedicastrensi e complessi religiosi.

Fig. 1. a) Santa Maria della Scala (SI) b) Sopravvivenza dell’anfiteatro nel tessuto urbano di Firenze.

14. CAMPANA, FRANCOVICH 2003, pp. 15-28.

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Fig. 3. Anomalia relativa ad una grande villa romana situata in località Aiali (GR).

Fig. 4. Tracce di una necropoli a nord dell’antica città di Heba (GR).

Fig. 5. Traccia di un recinto nei pressi del lago di Burano (GR).

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Fig. 6. Evidenza subacquea di alcune delle strutture dell’antico porto di Baratti (LI).

Fig. 7. Parcellizzazioni agrarie.

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Fig. 8. Paleoalveo in Valdichiana (SI).

Fig. 9. Tracciati rilevati con il GPS nel corso delle ricognizioni aeree.

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Attualmente abbiamo volato per un totale di 231 ore(Fig. 9) ed acquisito una banca dati di 11.074 fotogra-fie aeree oblique. Le riprese aerofotografiche sonostate realizzate per la maggior parte tramite comunifotocamere reflex su pellicola a colori. La documenta-zione di base è quindi costituita da stampe fotografi-che. La difficoltà di gestire una tale mole di informa-zioni in formato cartaceo ci ha da subito indirizzatoverso la scansione digitale di tutto il materiale fotogra-fico e la ricerca di soluzioni informatizzate. La soluzio-ne adottata consiste in un database multimediale chepermette di catalogare le informazioni in base a speci-fici tematismi. Allo stato attuale del nostro lavoro lechiavi di ricerca dell’archivio sono costituite da: datadel rilevamento, tipo di pellicola o sensore, regione,provincia, comprensorio, comune, località, tipo di evi-denza, interpretazione, affidabilità interpretazione,verifica sul terreno, definizione, cronologia.La gestione dell’archivio fotografico attraverso unostrumento di questo tipo consente genericamente diridurre in modo drastico i tempi di accesso ai dati masoprattutto di eseguire ricerche complesse coinvolgen-do nelle interrogazioni contemporaneamente più chia-vi di ricerca. Nella pratica ciò significa che, oltre allarapida identificazione e visualizzazione ad esempio ditutte le immagini relative ad un sito specifico o a uncomprensorio, possiamo richiedere al database di ese-guire una ricerca per evidenziare, proseguendo l’esem-pio, evidenze specifiche quali sono i castelli documen-tati nell’anno 2003, sempre specificando l’area o learee di interesse quali i distretti comunali. Il catalogocosì concepito sarà certamente suscettibile di amplia-menti ma fin d’ora costituisce uno strumento efficaceper la gestione di informazioni di questa natura e cheprevediamo di rendere accessibile tramite internet intempi brevi.Il database multimediale rappresenta però solo unaspetto del sistema di gestione della documentazionedelle fotografie aeree. Se questo infatti risulta straor-dinariamente efficace per la gestione delle immagini,non ci permette di accedere a informazioni quantitati-ve contenute nelle fotografie. Se in Italia le ricognizio-ni aerofotografiche hanno avuto solo di recente unosviluppo, le ricerche sulle prese fotogrammetrichehanno raggiunto livelli altissimi palesati nell’interpreta-zione contestuale alla restituzione su base cartograficadegli elementi di natura archeologica15. E’ infatti solotramite la restituzione delle anomalie su base cartogra-fica che il dato territoriale può essere misurato, con-frontato con altri piani informativi di natura archeolo-gica o di altra provenienza ed infine può essere tutela-to e regolarmente monitorato. Sulla falsariga del-l’esperienza e dei principi che consento la restituzionedi elementi territoriali tramite le tecniche fotogramme-triche, sono stati sviluppati da colleghi americani einglesi software che permettono la correzione geome-trica e la georeferenziazione delle fotografie oblique16.

17. DONEUS 2001, pp. 13-2718. CAMPANA, FRANCOVICH 2003, pp. 15-28.

In seguito a questa elaborazione, il dato può esseremisurato con una precisione che varia da 10 cm fino a1-2 m in base al sistema utilizzato per la misurazionedei punti di controllo a terra. L’accuratezza di 10 cm èverosimile solo successivamente al rilievo dei punti tra-mite stazione totale o GPS differenziale mentre preci-sioni di 1 m sono perseguibili facendo riferimento allaCTR17.L’immagine rettificata e georeferenziata potrebbeessere immessa in qualsiasi sistema informativo territo-riale regionale e provinciale ma risulterebbe piuttostocriptica.C’è infatti ancora un problema da considerare, ovverole fotografie per loro natura sono estremamente ric-che di informazioni e dove un archeologo può ricono-sce elementi di proprio interesse, specialisti di altrediscipline potrebbero essere attratti da tutti altri aspet-ti.E’ quindi indispensabile procedere all’interpretazionedell’immagine che si concretizza tramite il disegno suun livello informativo dedicato alle tracce o agli ele-menti ritenuti di interesse archeologico (Fig. 10).Così facendo il risultato di questo lavoro, oltre all’ar-chivio multimediale, è costituito da una moltitudine dielementi fisicamente definibili e georeferenziati subase cartografica, utili tanto all’integrazione con leinformazioni archeologiche derivate da altre fonti oper l’implementazione di analisi spaziali, quanto per loscambio con gli organi predisposti alla tutela e alla pia-nificazione del territorio18.

15. GUAITOLI 2003.16. PALMER c.s.

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Fig. 10. Due esempi di correzione geometrica, georeferenziazione e restituzione grafica dell’evidenza.

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3. Immagini da satellite: uno sguardo al futuro

Tra i maggiori limiti delle ricognizioni aeree troviamo lasoggettività della documentazione, infatti questa è deltutto affidata alle capacità e all’esperienza dell’archeo-logo che nel corso del volo documenta solo le eviden-ze che ritiene essere significative. Per superare questoproblema è necessario affiancare alla ricognizioneaerea una documentazione sinottica che possa essereacquisita nei periodi in cui la visibilità delle tracce èmaggiore.Queste ed altre caratteristiche sono rintracciabili nelleimmagini dell’ultima generazione di satelliti. In circo-stanze appropriate l’informazione acquisita dai satelli-ti ad alta risoluzione comincia ad essere confrontabilecon le riprese aeree verticali a media scala.Teoricamente il livello di dettaglio delle immaginiIkonos-2 e QuickBird-2 dovrebbe consentire di distin-guere elementi con dimensioni minime (larghezza)comprese tra 60 cm e 4 m ed elementi poligonali consuperfici di circa 500-1000 mq. Se confermate, questecaratteristiche significano che, in termini archeologici,castelli medievali, chiese, monasteri, ville romane,oppida, strutture viarie, ecc., costituiscono tutti ele-menti potenzialmente osservabili tramite il dato dasatellite.Dal 2000 abbiamo avviato un progetto di sperimenta-zione e valutazione delle potenzialità archeologiche.Prima di avviare la nostra esperienza abbiamo identifi-cato una serie di problemi e di domande a cui posso-no essere ricondotti gli obiettivi del progetto di valuta-zione del dato da satellite in ambito toscano. In parti-colare lo studio intende comprendere:Il livello attuale di dettaglio delle immagini da satellitead alta risoluzione è realmente adeguato per procede-re all’interpretazione archeologica?Quali tipologie di siti archeologici sono identificabili?Quali sono le relazioni e i possibili benefici che deriva-no dall’integrazione tra dato da satellite e fotografiaaerea?Quando l’impiego delle immagini da satellite ad altarisoluzione comporta reali benefici all’indagine archeo-logica?Qual’è il contributo originale delle immagini da satelli-te ad alta risoluzione per l’identificazione di sitiarcheologici e la migliore comprensione dei paesaggiantichi?Infine, perché utilizzare costose immagini da satellite,in Toscana o più in generale in Italia, se altre fonti qualile riprese verticali a scopo cartografico o le fotografieoblique sono disponibili gratuitamente o possonoessere acquisite a costi inferiori?Per rispondere almeno in parte a queste domande

abbiamo scelto una serie di aree campione rappresen-tative della complessità geomorfologica, paesaggisticae culturale della Toscana per le quali disponevamo diprecedenti studi a carattere storico-archeologico, ed inparticolare di ricognizioni di superficie e di indaginiaerofotografiche di coperture verticali storiche erecenti.

Immagini del satellite Ikonos-2 - Il sensore pancroma-tico ha una risoluzione geometrica al suolo di 1 m ad11 bit (2.048 livelli) e acquisisce nella banca spettralefra 450-900 nm mentre il sensore multispettrale hauna risoluzione di 4 m, sempre ad 11 bit (2.048 livelli)e 4 bande. Il formato ad 11 bit rende questi dati radio-metricamente superiori ad ogni altro dato satellitarefinora disponibile ad 8 bit. Sebbene Ikonos-2 nonabbia bande che operano nell’infrarosso medio e ter-mico, è certamente tra i satelliti che più si avvicinanoalle esigenze degli archeologi. Nella primavera del2000 abbiamo acquistato le immagini Ikonos-2 relati-ve a due aree campione. La prima è situata lungo lacosta toscana tra le località Piombino e Donoratico edè caratterizzata dalla prevalenza di suoli leggeri desti-nati a seminativi. La seconda è relativa all’entroterra senese (ammini-strazioni comunali di Murlo e Montalcino) ed è preva-lentemente occupata da aree boschive e suoli argillo-si. Le immagini relative al comprensorio senese presen-tano due grandi aree con copertura nuvolosa (conrelativa ombra): la prima in corrispondenza delle loca-lità Murlo e Vescovado, la seconda più estesa tra lelocalità Casciano, Fontignano e Castel di Notte. Le immagini della provincia di Livorno sono costituiteda due scene: la scena ovest relativa alla fascia di lito-rale tra il promontorio di Piombino, San Vincenzo,Donoratico è caratterizzata da un’ottima visibilità,totalmente priva di copertura nuvolosa e foschia. Lascena est, tra le località Torre del Sale e Riotorto è privadi nuvole, ma risulta disturbata da un velo di foschiache altera la risposta spettrale della banda del blu.L’approccio metodologico seguito per lo studio delleimmagini Ikonos-2 ha previsto l’analisi autoptica amonitor delle scene che ha preceduto e seguito unaserie di trasformazioni delle stesse.La procedura applicata per il trattamento delle imma-gini è distinguibile in due fasi. Il primo stadio di elabo-razione prevede l’uso di trasformazioni elementari,tecniche di miglioramento del contrasto, elaborazionimultispettrali della scena tra cui colour composite RGBdelle bande originali (3-2-1; 4-3-2; 4-2-1) e operazionialgebriche, in particolare l’indice normalizzato di vege-tazione (NDVI). Uno dei problemi delle immagini mul-tispettrali Ikonos-2 è costituito dalla risoluzione spazia-

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le talvolta ancora insufficiente per definire con certez-za la natura di alcuni oggetti. In considerazione di questa difficoltà come strumentodi verifica e controllo abbiamo affiancato alla letturaed analisi dell’immagine multispettrale una ortofoto-carta digitale del 1996 con risoluzione di 1 m. Prima di passare al secondo step di elaborazione digi-tale, le anomalie identificate vengono riosservate inambiente GIS dove ogni presunta anomalia è stataconfrontata con le informazioni deducibili dalla carto-grafia tecnica, tematica, storica e con le prese aereeverticali storiche e recenti. Quando è stato ritenuto utile abbiamo inoltre sovrap-posto l’immagine al modello digitale del terreno evisualizzato, per quanto possibile in relazione all’accu-ratezza del modello, la rappresentazione tridimensio-nale del transetto territoriale e dell’anomalia.Questo passaggio intermedio consente un processo diselezione (di 104 anomalie individuate nella primafase, 20 sono state scartate) basato sulle possibilitàofferte dal GIS archeologico di integrazione e confron-to tra fonti talvolta marcatamente differenti.La seconda fase di elaborazione ha previsto l’isolamen-to delle aree di interesse ritagliando le parti di imma-gini in cui abbiamo identificato le anomalie. Questo procedimento è indispensabile poiché le tra-sformazioni applicate a questo stadio sono di naturastatistica.E’ quindi necessario disporre di aree omogenee affin-ché ai calcoli corrisponda il significato originariamenteattribuito.Le operazioni effettuate sulle immagini sono l’analisidelle componenti principali, Tasseled CapTransformation, decorrelation strech e colour compo-site RGB dei risultati delle varie trasformazioni (in par-ticolare PC1-PC2-PC3; BGW).Concluse le operazioni di elaborazione delle immagini,si passa all’interpretazione in ambiente GIS che consi-ste, come abbiamo già visto per le fotografie scattatenel corso delle ricognizioni aeree, nella restituzionecartografica su layer vettoriale delle tracce visibili chenel complesso ammontano a 8419.Un primo dato significativo consiste nella distribuzionedelle discontinuità, concentrate nell’82% dei casi nel-l’area costiera. E’ verosimile ritenere che questa situazione sia da attri-buire solo in parte alla differente qualità delle immagi-ni mentre un peso molto maggiore sembra svolto dallecaratteristiche geomorfologie e paesaggistiche.La tipologie di evidenze rilevate in fase di interpreta-zione delle immagini è relativa ad aree insediative cinte

da fossati, tumuli e monumenti funerari, insediamentifortificati d’altura, viabilità, opere di terrazzamento,partizioni agrarie, generici fossati, paleoalvei ed infineelementi generati da fenomeni geologici ed altre falsetracce di varia natura. Le dimensioni delle anomalie identificate mostrano unintervallo piuttosto ampio compreso tra 400 e 99.000mq. I casi in cui abbiamo identificato oggetti consuperfici comprese tra 400 e 1000 mq sono molto rarie nel complesso da considerare del tutto eccezionali.Le possibilità di percezione di oggetti di queste dimen-sioni sono risultate sempre associate a situazioni parti-colari.Un chiaro esempio è rintracciabile nella figura 11 chemostra la necropoli di San Cerbone, situata nel Golfodi Baratti (LI), nota fin dalla fine del XIX secolo.Senza particolari trattamenti, la composizione a colorireale delle bande blu, verde e rosso consente di distin-guere, sebbene in modo approssimativo, i tumuli dei“Flabelli di Bronzo” e dei “Letti funebri” (rispettiva-mente a e b in Fig. 11), monumenti che misurano 30e 20 m di diametro. In seguito ad elaborazioni digitaliquali l’analisi delle componenti principali e la compo-sizione a colori delle bande fittizie PC1-PC2-PC3 riu-sciamo ad osservare anche un terzo tumulo funerario,la “Tomba delle pissidi cilindriche” (c in Fig. 11).

19. Nel corso delle campagne di ricognizione del 2002 e del2003 abbiamo effettuato sopralluoghi su un campione del40% delle tracce. Nel complesso l’esito delle ricognizioni hadimostrato nel 59% dei casi corrispondenza tra tracce e reper-ti archeologici in superficie mentre nel 18% gli elementi osser-vati dal satellite sono da mettere in relazione con attivitàantropiche moderne o fenomeni geologici. Il restante 23% deicasi non ha fornito elementi significativi per validare o confu-tare l’interpretazione delle immagini. CAMPANA 2002a, pp.181-193; CAMPANA 2002b, pp. 219-225.

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In questo caso la possibilità di distinguere oggetti didimensioni tanto piccole rispetto alle capacità di riso-luzione del sensore sono da ricercare nella naturadiscreta del dato raster e nella presenza intorno ai tretumuli di una predella in pietra calcarea che in contra-sto con la copertura erbacea dei tumuli influenzanotevolmente la risposta spettrale.L’intervallo di dimensioni entro il quale è lecito atten-dere risultati dalle immagini Ikonos-2 sembra compre-so tra 2.000 e 25.000 mq con un picco tra 2.500 e10.000 mq.Una tipica anomalia che rientra in queste dimensioni èrappresentata dall’evidenza individuata in localitàMontegemoli, situata tra il Golfo di Baratti e la città diPiombino, ad est del promontorio omonimo. L’area ècostituita da due rilievi con caratteristiche geologichesimili ma con quote, morfologie ed uso del suolo dif-ferenti. Il maggiore, situato ad est, raggiunge quota 43 ms.l.m. ed è attualmente ricoperto da fitta macchiamediterranea mentre il secondo, con quota massimadi 19 m s.l.m., è assimilabile ad una piccola motta rico-perta da erbe spontanee attualmente priva di vegeta-zione boschiva. Per comprendere l’importanza di questa area è indi-spensabile ricordare che l’attuale morfologia del pae-saggio circostante è il risultato di un lungo e comples-so processo strettamente connesso alle variazioni dellivello del mare. Il rilievo di Montegemoli è stato per lungo tempo una

piccola isola o una penisola a ridosso della palude diPiombino20.Oltre alle indagini geologiche, all’altimetria, alla carto-grafia storica anche i dati relativi all’umidità del suoloconfermano questa interpretazione21.L’osservazione dell’immagine del satellite Ikonos-2 nonha rilevato nulla in corrispondenza dell’area più eleva-ta mentre ha permesso di osservare in corrispondenzadel limite ovest una anomalia di forma circolareapprossimativamente distinguibile nella composizionea colori con il canale vicino infrarosso in primo piano(4-3-2; Fig. 12a) e molto netta nella prima componen-te principale (Fig. 12b). Nel tentativo di comprendere meglio quanto osserva-to, abbiamo confrontato l’immagine con la documen-tazione aerofotografica a nostra disposizione: la ripre-sa del 1938 a cura dell’I.G.M. (Fig. 13a), il volo GAI del1954 (Fig. 13b) e l’ortofoto digitale del 1996 (Fig. 13c)

Fig. 11. a) Colour composite 4-3-2; b-c) analisi delle componenti principali bande PC1, PC2, PC3 e relativo Colour composite.

20. Costantini et alii 1993, pp. 71-90.21. Pranzini, Della Rocca 1986, pp. 319-331.

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4-2-1, NDVI, PC1). In merito al momento in cui leriprese sono state effettuate non conosciamo con pre-cisione le date dei voli I.G.M., GAI ed AIMA ma è pre-sumibile che il periodo sia compreso tra la fine di ago-sto e settembre, mesi tendenzialmente poco favorevo-li per la visibilità delle tracce archeologiche su suolierbacei o boscosi. La scansione Ikonos-2 risale al 10luglio 2000, se la data è ormai lontana dalla fase dimaturazione del grano è piuttosto vicina alla fase distress delle erbe spontanee22. Le ricognizioni dell’areahanno rilevato la presenza di pietrame molto probabil-mente da costruzione su entrambi i poggi mentre deltutto assenti sono restituzioni di materiale ceramico23.Oltre ad anomalie del tipo appena discusso, le imma-gini del satellite Ikonos-2 si sono rivelate piuttosto effi-caci per l’individuazione di elementi anomali conandamento prevalentemente lineare con dimensioniminime comprese tra 2 e 4 m. Le evidenze individuatesono in genere pertinenti a fossati o probabili trattiviari (Fig. 14); abbastanza numerose sono risultate lefalse tracce pertinenti ad interventi moderni o di natu-ra geologica.

L’anomalia non è visibile in nessuna delle tre prese.Nelle immagini del 1938 e del 1954 l’area di interesserisulta completamente ricoperta da bosco fitto chenon consente il riconoscimento di alcuna forma didiscontinuità. La presa del 1996 riferisce dell’avvenutatrasformazione dell’area da boschiva a pastura. Anchein questo caso sebbene l’area sia priva di coperturastabile, non siamo in grado di osservare alcuna ano-malia. Allo stato attuale dell’indagine gli elementi rac-colti riferiscono della presenza di una anomalia diforma circolare visibile solo dall’immagine multispet-trale Ikonos-2. Utile in questo caso per approfondire l’indagine è risul-tata la creazione di un DTM piuttosto dettagliato par-tendo dalle isolinee della cartografia tecnica in scala1:2.000. Il draping dell’immagine da satellite sulmodello consente di associare la traccia alla morfolo-gia spingendoci ad ipotizzare la presenza di un fossa-to che circonda l’intera collina. I motivi per cui la trac-cia è visibile solo nell’immagine da satellite possonoessere molteplici. Due sono i fattori a cui abbiamorivolto particolare attenzione: la natura multispettraledell’immagine e il momento in cui l’immagine è stataripresa. Le trasformazioni operate nel corso dell’anali-si dell’immagine mostrano che la traccia risulta benvisibile in tutte le operazioni in cui la banda 4, il cana-le che registra la radiazione del vicino infrarosso, svol-ge un ruolo di primo piano (Colour composite 4-3-2 o

Fig. 12. a) Colour composite 4-3-2; b-c) analisi delle componenti principali bande PC1, PC2.

Fig. 13. a) Presa I.G.M. 1938; b) volo GAI 1954; c) ortofotocarta AIMA 1996.

22. JONES, EVANS 1975, pp. 1-11; MUSSON, PALMER, CAMPANA c.s.23. In forma del tutto ipotetica Luisa Dallai suggerisce la pos-sibilità della presenza in quest’area del monastero di SanGiustiniano di Falesia attestato nelle fonti documentarie dallaprima metà dell’XI secolo. DALLAI 2003, pp. 113-124.

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Immagini del satellite Quickbird-2 – La società ameri-cana DigitalGlobe™ ha messo in orbita alla fine delmese di ottobre del 2001 il satellite Quickbird-2, equi-paggiato con un sensore pancromatico con risoluzio-ne spaziale massima di 0,62 m ad 11 bit ed un senso-re multispettrale, simile a quello installato su Ikonos-2,con risoluzione di 2,44 m sempre ad 11 bit.Attualmente Quickbird-2 è il satellite civile con la defi-nizione spaziale più elevata.Sulla base dell’esperienza acquisita nello studio deldato Ikonos-2 abbiamo focalizzato la nostra attenzio-ne su due problemi: la risoluzione spaziale e la possi-bilità di scegliere il periodo di acquisizione. Nella pri-mavera del 2002 abbiamo acquistato tramite la socie-tà Telespazio le immagini pancromatiche e multispet-trali di tre aree della Toscana centro-meridionale. Laprima, un rettangolo orientato nord-sud, è situatanella Val d’Orcia senese tra i comuni di Castiglioned’Orcia e Pienza, la seconda area segue la media Val di

Merse (SI), da Brenna a San Galgano, caratterizzatadalla presenza di morfologie collinari e ampi spaziboschivi, mentre la terza zona acquistata si trova nelcomune di Grosseto, a nord dell’omonimo centrourbano.Oltre all’elevatissima risoluzione geometrica, moltointeressante è la politica di vendita che prevede unacquisto minimo di 64 kmq e maggiori possibilità dideterminare con sufficiente approssimazione i tempi diacquisizione. Le immagini sono nel complesso di otti-ma qualità. Solo l’area della val di Merse è affetta dallapresenza di alcune nuvole (nell’insieme – nuvole edombre – inferiore al 10%) mentre le scene del territo-rio pientino e del grossetano sono totalmente prive dinubi, foschia o altri elementi di disturbo.Nella discussione sull’esperienza condotta con il datoIkonos-2 abbiamo visto che uno dei limiti maggiori ècostituito dalla risoluzione spaziale. Il dato multispet-trale di Quickbird-2 ha una risoluzione spaziale di poco

Fig. 14. Considerato il livello di dettaglio solo la verifica sul terreno ha permesso di attribuire alle tracce lineari visibili nella figura aun tracciato viario mentre le tracce nella figura b sono risultate associate ad un metanodotto.

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24. PRINZ 1997; CONSOLE, SOLAIMAN 2000, pp. 2605-2607.

superiore ad Ikonos-2, pari a 2,8 m. Per migliorarequesto aspetto abbiamo acquistato anche il dato pan-cromatico acquisito dal sensore simultaneamente almultispettrale. Disporre di entrambe le immagini èpiuttosto interessante poiché è possibile, attraverso unalgoritmo di data fusion noto come pan-sharpening,combinare i due dati ed ottenere una nuova immagi-ne (detta pan-sharpened) con risoluzione 0,70 m econservare tre delle quattro bande spettrali (verde,rosso, vicino infrarosso)24. In questo modo, nello spa-

zio occupato da un pixel dell’immagine multispettraleQuickbird-2, trovano spazio 14,87 pixel della nuovaimmagine e rispetto alle immagini multispettraliIkonos-2 l’aumento della risoluzione è quantificabile in32,65 volte. Il dato pan-sharpened ha quindi una riso-luzione di 0,70 m, un livello di dettaglio che aumentain modo significativo le nostre capacità di osservarecon chiarezza gran parte degli elementi che costitui-scono il territorio diminuendo il rischio di commetteregrossolani fraintendimenti (Fig. 15).

Fig. 15. a) Particolare dell’immagine multispettrale QuickBird-2 (Pienza – SI); b) la medesima scena ripresa con il sensore pancroma-tico. In entrambe le immagini è possibile osservare una traccia lineare con andamento ONO-ESE riferibile al passaggio di un diverti-colo della via Cassia. Nell’immagine di destra si noti l’estremo grado di dettaglio che consente di distinguere la linea tratteggiata dellamezzeria.

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Lo studio delle immagini Quickbird-2 è attualmenteancora in corso e non siamo in grado di fornire un rap-porto dettagliato, ciononostante l’impressione è che iprincipali problemi emersi nello studio delle immaginiIkonos-2 (modalità di acquisizione dei dati e risoluzio-ne spaziale) siano almeno in parte in via di superamen-to.In relazione alle domande formulate nella fase di pro-gettazione della ricerca, allo stato attuale delle indagi-ni possiamo cominciare a dare delle prime parzialirisposte. Anzitutto il livello attuale di dettaglio delleimmagini da satellite ad alta risoluzione consenteeffettivamente di osservare tracce pertinenti ad ogget-ti archeologici sia in superficie sia sepolti. A questodato dobbiamo però aggiungere che se l’analisi delleimmagini Ikonos-2 non avesse potuto contare sullacostante disponibilità di confronto con le fotografieaeree sarebbe risultata densa di fraintendimenti equindi di errori interpretativi. Se il problema sembraessere in via di risoluzione con l’introduzione dei datiQuickbird-2, l’impiego di algoritmi di ricampionamen-to dei dati (pan-sharpened) ci impongono di avanzarecon estrema prudenza, evitando interpretazioni fretto-lose e superficiali, possibilmente verificando in modo

sistematico le anomalie con sopralluoghi mirati. Letipologie di siti archeologici identificabili sono in stret-ta relazione con la risoluzione geometrica del sensoree le caratteristiche culturali del contesto indagato. Nelcomplesso abbiamo visto che le 84 tracce riconosciutesulle immagini Ikonos-2 sono riconducibili ad una for-bice piuttosto ampia e differenziata che comprendegran parte delle evidenze tradizionalmente osservabilitramite la fotografia aerea.Le relazioni ed i possibili benefici che possono deriva-re dall’integrazione tra dato da satellite e fotografiaaerea costituiscono un argomento complesso ed arti-colato. In questa sede ci limitiamo ad osservare duetendenze che sono emerse nel corso dello studio deidati Ikonos-2. Nella discussione dell’anomalia indivi-duata in località Montegemoli ed in altri casi abbiamoconstatato che la traccia risulta visibile solo sulleimmagini da satellite e non sulle prese aeree storicheo recenti. Un secondo fenomeno emerso dalle indagi-ni riguarda l’analisi multitemporale delle tracce.Anomalie ben visibili nei voli storici spesso non sonopiù distinguibili nelle prese recenti, con riferimento aivoli della Regione Toscana del 1994 e al volo AIMA del1996 (Fig. 16).

Fig. 16. a) Volo IGM 1938 l’anomalia è facilmente leggibile; b) volo GAI 1954 la traccia risulta piuttosto evanescente; c) volo AIMA1996 l’anomalia non è più rintracciabile; d) Ikonos-2, banda vicino infrarosso; e) Ikonos-2, colour composite RGB di PC1-PC2-PC3; f)Ikonos-2, filtro direzionale NE-SW dell’NDVI.

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25. Le fonti di informazioni più ricche e aggiornate sull’argomento sonorintracciabili Internet. L’indirizzario delle Agenzie Spaziali e delle società pro-duttrici di satelliti è disponibile al sito Internet del Dipartimento di Archeologiae Storia delle Arti, Sezione Archeologia Medievale:http://192.167.112.135/NewPages/REMOTESENS/REMOTE.html.

Nonostante i problemi discussi relativi alla risoluzionedelle immagini da satellite, molte delle tracce non piùvisibili nelle riprese aeree dell’ultimo decennio, sonoinvece ancora percepibili, sebbene talvolta solo par-zialmente, nei dati Ikonos-2. Questo fenomeno può essere dovuto a svariati motivitra cui, i fattori ambientali connessi al periodo in cuisono avvenute le riprese, il regime idrico stagionale, lecondizioni di illuminazione, l’uso del suolo, ecc. Vi èperò un’altra possibilità che non possiamo non consi-derare. Come era prevedibile, nel corso delle indagini le quat-tro bande dell’immagine multispettrale non sono tutterisultate utili allo stesso modo. Sulla base delle trasfor-mazioni eseguite e quindi dei canali coinvolti risultache la banda 2 (verde) ma soprattutto 3 (rossa) e 4(vicino infrarosso) offrono maggiori potenzialità perl’identificazione di oggetti archeologici. La banda blusoffre dell’interazione con l’atmosfera, che generaun’attenuazione del contrasto e la perdita di risoluzio-ne.Le bande 3 e 4 sono molto meno sensibili ai disturbiatmosferici e permettono una buona definizione delletracce. In particolare abbiamo avuto modo di osserva-re in più occasioni che la banda vicino infrarosso, par-ticolarmente sensibile allo stato di salute delle piante,consente di osservare fenomeni di stress della vegeta-zione non visibili (o visibili in modo quasi impercettibi-le) nelle altre bande. Ciò significa che la banda del vici-no infrarosso, in alcuni casi, consente di rilevare ano-malie non visibili ad occhio nudo. In relazione alle ano-malie non visibili da foto aerea, in tutti i casi da noianalizzati le tracce sono visibili nell’immagine Ikonos-2solo sulla banda 4 (vicino infrarosso) o su bande fitti-zie generate da trasformazioni in cui la banda 4 svol-ge un ruolo determinate (NDVI e analisi delle compo-nenti principali). Consapevoli della necessità di ulteriori studi, nonintendiamo in nessun modo giungere a conclusioniaffrettate. Se però questa tendenza sarà confermataoltre all’identificazione dei siti archeologici le immagi-ni da satellite potrebbero svolgere un ruolo significati-vo anche nel monitoraggio del patrimonio archeologi-co.Un ulteriore elemento di riflessione è costituito dallecondizioni ambientali in cui la resa delle immagini mul-tispettrali sembra offrire un maggiore contributo.Abbiamo anticipato che di 84 tracce individuate, il18% è situato nell’entroterra mentre le restanti sonosulla costa. Considerato che il potenziale archeologico delle duearee è sostanzialmente equilibrato, tra i motivi chehanno determinato questa situazione, un ruolo signi-ficativo sembra da attribuire alle diverse caratteristichegeologiche, morfologiche e all’uso del suolo dei rispet-tivi territori. E’ noto che i terreni alluvionali pianeggianti, nudi oricoperti da colture cerealicole, offrono tendenzial-mente migliori condizioni per la mediazione di even-tuali oggetti ipogei. Nel complesso, il 67% delle tracce si trova in corri-

spondenza di suoli alluvionali, l’82% è localizzato inaree pianeggianti o in corrispondenza di forme collina-ri scarsamente accentuate e il 59% su seminativi. Inrelazione alla determinazione del momento dell’annoin cui le tracce sono maggiormente visibili era nostraintenzione sperimentare l’abbinamento tra proprietàmultispettrali e periodo più indicato, ma come abbia-mo visto le condizioni di vendita della società chegestisce Ikonos-2 rendono difficile e il più delle voltecasuale (entro un intervallo di tre mesi) il controllo daparte dell’utente finale del momento dell’acquisizione. A tale proposito le possibilità di pianificazione dell’ac-quisizione dei dati Quickbird-2 sembrano essere piùidonee alle nostre esigenze. In relazione ai paesaggi medievali, questi prodotti sof-frono sostanzialmente delle medesime limitazioni cheabbiamo rilevato per la ricognizione aerea ed in parti-colare dell’elevata presenza di aree boschive, sebbenein alcuni casi abbiamo visto essere possibile osservaretracce anche in queste condizioni.Sulla base dell’esperienza condotta, riteniamo che imotivi di maggiore interesse verso le immagini dasatellite ad alta risoluzione debbano essere riconosciu-ti nelle caratteristiche multispettrali dei dati, nella pre-senza del canale infrarosso e nella possibilità offertaall’utente di pianificare il momento di acquisizionedelle immagini in relazione alle migliori condizioni divisibilità archeologica. Se i progressi nella comprensione delle potenzialitàdelle caratteristiche multispettrali e delle proprietà dia-gnostiche del canale vicino infrarosso dipendono diret-tamente dall’intensificazione di ricerche specifiche, lapossibilità di accedere ai dati sulla base delle esigenzearcheologiche deriva esclusivamente dall’implementa-zione dell’industria aerospaziale. A tale proposito le prospettive sembrano essere moltopromettenti. Il successo registrato da Space Imaging eDigitalGlobe, l’incremento generale dell’interesseverso le applicazioni di Remote Sensing, la crescenterichiesta di immagini del territorio per l’aggiornamen-to dei sistemi GIS e la volontà di indipendenza dal mer-cato americano hanno spinto numerose agenzie spa-ziali e società commerciali a sviluppare propri progettidi piattaforme satellitari per rilevamenti di dettagliodel territorio25.

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4. Fotografia aerea storica: una finestra sul pas-sato

La fotografia aerea storica costituisce una fonte irri-nunciabile per lo studio del territorio. Le informazioni contenute soprattutto nelle ripresedegli anni Trenta, Quaranta e Cinquanta mostrano unpaesaggio profondamente diverso dalla realtà con-temporanea.Sviluppo edilizio, realizzazione di opere infrastruttura-li, trasformazioni dell’uso del suolo, meccanizzazionedell’agricoltura, hanno profondamente cambiato ilterritorio distruggendo in modo irreparabile o occul-tando una parte significativa del nostro patrimonioarcheologico. Solo attraverso l’analisi dettagliata di queste copertureaerofotografiche è possibile recuperare, almeno inparte, la memoria dell’esistenza, dell’ubicazione e del-l’articolazione di insediamenti e altre attività antropi-che o eventi naturali26.L’attività in questo settore dell’Area di ArcheologiaMedievale risale alla metà degli anni Ottanta ed attual-mente il numero di elementi di discontinuità associabi-li a siti archeologici ammonta a circa 5.50027.Il lavoro svolto presso il LAP&T può essere ricondottoa: proseguimento della lettura allo stereoscopio dellefotografie aeree, immissione dei dati acquisiti in passa-to in ambiente informatizzato, georeferenziazione einterpretazione tramite restituzione grafica vettorialeed infine applicazione a casi di studio di particolareinteresse di tecniche fotogrammetriche.Allo stato attuale, tutte le 5.500 anomalie sono stateacquisite in formato digitale e le informazioni descrit-tive ad esse associate inserite in un apposito data base. Il processo di georeferenziazione e restituzione graficaè invece ancora in corso.L’attività di lettura ed analisi si è concentrata sul volodel 1954 e su varie prese acquisite negli anni Settanta.Gli spazi indagati sono relativi a:- provincia di Siena- costa Toscana da Caparbio a Cecina- aeree previste nella programmazione delle ricercheper la Carta Archeologica della Provincia di Grosseto:tratto costiero da Grosseto a Pescia Romana e l’areaparco e preparco dei monti dell’Uccellina. Le fotografie analizzate sono relative ai voli Eira 1976,Enel 1973, Infrarosso Costa 1984 ed altre ripreseregionali dal 1984 al 2001:comprensorio amiatino relativo ai comuni di

26. PICCARRETA, CERAUDO 2000.27. COSCI 2000, pp. 55-64.

Castell’Azzara, Santa Fiora, Arcidosso, Castel delPiano, Seggiano, Abbadia San Salvatore ePiancastagnaio.

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28. AITKEN 1974; PIRO 2001, pp. 273-296.

5. Indagini geofisiche estensive: la chiave divolta

Se la restituzione cartografica di tutte le evidenzeriscontrate da satellite, nel corso delle ricognizioniaeree e dalle riprese aerofotogrammetriche storicheconsentono di comporre un mosaico articolato ingrado di arricchire notevolmente il record archeologi-co, le stesse non sono sistematicamente in grado difornire nuove informazioni rispetto al totale dellapopolazione dei siti archeologici noti. Per esprimeremeglio questo fenomeno, dobbiamo fare un passoindietro. Nell’introduzione abbiamo accennato chel’Area di Archeologia Medievale è impegnata in nume-rosi progetti di ricognizione archeologica di superficie(alcuni dei quali coordinati dallo stesso LAP&T). Unproblema fondamentalmente nel processo di ricompo-sizione del palinsesto informativo è costituito dallamancanza di corrispondenza sistematica tra dato tele-rilevato e indagine sul terreno. Accade spesso infattiche le emergenze rinvenute nel corso delle ricognizio-ni e caratterizzate da estesi spargimenti di ceramiche emateriali edilizi non sono rintracciabili sulle immaginida satellite, sulle prese verticali o nel corso delle rico-gnizioni aree. Meno diffuso ma altrettanto problema-tico è il fenomeno inverso ovvero a tracce visibili dadati telerilevati non corrisponde in superficie la presen-za di materiali archeologici o solo in misura moltoridotta rispetto a quanto sarebbe lecito attendersi.Questa situazione rappresenta una grave lacuna nelprocesso conoscitivo dell’evidenza archeologica; unafrattura sostanziale rispetto agli obiettivi di questolaboratorio, rivolti come abbiamo già visto ad un siste-matico incremento della qualità del dato archeologico.La possibilità di associare a spargimenti di materialiceramici una sorta di “radiografia” più o meno artico-lata del sottosuolo rappresenta sia per la conoscenzadel sito sia per la tutela dello stesso un elemento irri-nunciabile.In questi anni abbiamo vagliato varie possibilità peraffrontare questa situazione. Una prima soluzione cheabbiamo adottato e che stiamo attualmente sperimen-tando è costituita dalla gradiometria, un’ applicazionedel metodo geofisico della magnetometria particolar-mente adatto alla ricerca archeologica28.Il magnetometro come strumento geofisico è di tipopassivo, cioè non emette nessun segnale per registrar-ne la risposta, bensì registra una serie di valori presen-ti nel terreno. La Terra è sede sia di un campo magne-tico terrestre statico che ha origine nel suo nucleo, sia

di altri campi magnetici statici prodotti da sorgentilocali fra le quali i depositi archeologici sepolti. Il meto-do di indagine magnetometrico consiste nel misurarel’intensità del campo magnetico terrestre e delle varia-bili locali che producono campi magnetici aggiuntivi.Acquisire misure magnetiche significa trasportare lostrumento a una distanza di pochi centimetri dal suoloin corrispondenza di aree che possono conteneredepositi di interesse archeologico. Le misure vengonoregistrate ed analizzate le eventuali anomalie (contra-sto fra le proprietà magnetiche degli oggetti sepolti eil terreno circostante) che corrispondono a di tipi didepositi più o meno suscettibili. Ben visibili, ad esem-pio, risultano le anomalie prodotte dalla presenza distrutture costruite in laterizio, malta, intonaco, attivitàproduttive quali forni, fornaci, forge, ecc… Menochiare (sebbene non invisibili) possono essere le pre-senze di fossati, elementi in pietra di origine non vul-canica con caratteristiche simili a quella del suolo in cuiè inserita, costruzioni in materiali leggeri, quali illegno.Questo metodo, applicabile in quasi tutte le condizio-ni atmosferiche, morfologiche ed ambientali (non sog-gette a forti campi magnetici prodotti da elettrodotti oelementi ferrosi), è in grado di soddisfare quello cheper noi costituisce un nodo cruciale: l’esigenza di inda-gare superfici consistenti in tempi contenuti. Nellecampagne di ricognizione di superficie della Vald’Orcia svolte nel corso del 2003 abbiamo progressiva-mente messo a punto un sistema di acquisizione datiche ci consente di coprire un ettaro di terreno al gior-no con una risoluzione di un metro tra i profili e 50 cmcirca lungo gli stessi.Allo stato attuale abbiamo indagato complessivamen-te circa 20 ettari di superficie e la tendenza generalesembra indicare che il grado di dettaglio sia sufficien-te per individuare con una buona approssimazionel’ubicazione del deposito e, a dipendenza delle carat-teristiche delle evidenze, l’articolazione interna. Inrelazione ai depositi medievali, considerate le caratte-ristiche materiali differenti dai depositi di età classica(che rispondono generalmente in maniera ottimale aquesto tipo di indagine) stiamo lavorando nella dire-zione di un aumento della risoluzione nell’ordine di 50cm di distanza tra i profili e 25 cm lungo gli stessi.Stiamo cioè sperimentando l’aumento della risoluzio-ne delle misure in relazione alla presenza di depositisolitamente labili, in materiale deperibile (legno) e nondi rado ubicati in luoghi difficilmente accessibili all’in-dagine estensiva per la presenza di bosco o rovineancora in elevato. Nel tentativo di meglio comprende-re il dato magnetometrico abbiamo condotto neldicembre 2004 una sperimentazione nell’Area test di

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Rovereto (TN). A pochi chilometri dalla città sono stateinterrate una serie di strutture di vario genere (muro inlaterizi, fossa in terreno limoso, muro in pietra, ecc.)con lo scopo di effettuare indagini mirate. I risultatipresentati al convegno appositamente organizzato dalMuseo di Rovereto hanno avuto esito positivo in piùdell’80% dei casi29. Per meglio comprendere le poten-zialità del metodo gradiometrico presentiamo breve-mente tre casi di studio relativi alle province di Siena eGrosseto.

Località Pava (San Giovanni d’Asso – SI) - L’interesseper quest’ area deriva essenzialmente dalla possibilitàdi verificare la presenza della Pieve di San Pietro inPava attestata per la prima volta nella disputa deglianni 714-715 tra il vescovo di Siena e di Arezzo per ilpossesso di 18 edifici religiosi oltre a Pava30. L’esegesidel documento consente di retrodatare la presenza diun edificio di culto rispetto al 715. Infatti il prete Audodella pieve di Pava, testimonia che i suoi predecessorigià obbedivano all’episcopio aretino, suggerendo lapossibilità di due precedenti generazioni di sacerdoti equindi l’esistenza della pieve. Di San Pietro in Pava sap-piamo inoltre che probabilmente sorgeva pressol’Asso, nella località denominata nell’ Estimo del 1320Pieve Vecchia, non lontano dall’attuale Pieve a Pava.L’edificio plebano risulta attestato nel 1029 ma proba-bilmente era ridotto in stato di rovina, abbandonato esostituito dalla vicina chiesa filiale di Santa Maria inPava, che nel 1045 appare nei documenti con il titolodi pieve. Tuttavia le carte riportano che era ancora uffi-ciata nel 1320 dal rettore “Ser Finus presbiter plebisPievevecchia”. Nel 2001, durante la campagna di rico-gnizione per la redazione della Carta Archeologicadella Provincia di Siena, sono state individuate ai piedidella Pieve di Pava, tracce in superficie di un comples-so di medio-grandi dimensioni di epoca romano-impe-riale, con massicce tracce di continuità d’uso, forseininterrotta, fino almeno al VI secolo d.C. Il complessoera molto probabilmente legato al passaggio della via-bilità che proprio in questo punto forse guadava il tor-rente Asso. La presenza frammista alla ceramica dimolte ossa umane ha contribuito a rendere ancora piùinteressante la dinamica del sito. Infatti una tale moledi ossa umane consentiva di ipotizzare la presenza diun numero elevato di sepolture, per le quali non erada escludere un eventuale rapporto con la suddettapieve di San Pietro in Pava31. Ricapitolando, dalla rico-gnizione sono emersi molti indicatori relativi alla pre-senza di un complesso piuttosto importante: tubuliper il passaggio dell’aria calda relativi ad un impiantotermale, cocciopesto (da associare anche in questocaso ad impianti idraulici), numerose monete, uncavallino in bronzo di buona fattura della lunghezza di7 cm ed ossa umane. A partire dal 2001 il sito è stato

29. CAMPANA et alii c.s.30. SCHIAPARELLI 1929-1933, n. 19; PASQUI 1899, n. 4.31. FELICI 2003, pp. 267-288.32. Su cui si veda il contributo 10 nella sezione I.1 del presen-te volume.

oggetto di ricognizioni aeree che non hanno permes-so l’individuazione di nessuna traccia relativa all’altera-zione della crescita del grano. Con molta probabilitàl’assenza di risultati è da associare alla natura argillosadei suoli che impedisce la degenerazione in forma dianomalia della crescita della vegetazione. Anche il voloeffettuato nell’inverno 2004 a seguito di una leggeranevicata (condizione potenzialmente ideale per l’os-servazione di tracce da microrilievo) non ha consentitola registrazione di nessuna evidenza. Fra il 2003 e il2004 sull’area del sito individuato da ricognizione èstato realizzato un survey di circa 2 ettari con unmagnetometro in assetto gradiometrico (Fig. 17).Le anomalie magnetiche visibili nella porzione in cui daricognizione era possibile notare la compresenza diceramica e ossa umane sono risultate piuttosto inte-ressanti. La restituzione grafica dei dati mostra l’esi-stenza di una forma rettangolare di 20Î10 m orientataest-ovest, più una serie di segni regolari ad essa affian-cati. Fra le anomalie spiccano due forti dipoli interpre-tabili con attività produttive tipo forni o fornaci.Nei mesi di luglio e agosto 2004 è stata realizzata laprima campagna di scavo32 sulla parte occidentale delsito in corrispondenza con le aree di concentrazione dimanufatti, reperti osteologici e con le indicazioni piùsignificative emerse dal rilievo gradiometrico.L’intervento nel sottosuolo ha permesso di verificarel’effettiva presenza di depositi archeologici stretta-mente correlabili con le risposte offerte dal magneto-metro. Alla forma rettangolare corrisponde la presen-za di un edifico religioso forse interpretabile come lapieve di San Pietro in Pava (mancano ancora confermecronologiche certe) mentre uno dei due dipoli magne-tici, il solo indagato in modo esaustivo, coincide conun forno destinato forse alla cottura di laterizi (Fig.18).

Fig. 17. Acquisizione di dati gradiometrico e georeferenzia-zione tramite dispositivo GPS.

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Località Romitorio (San Quirico d’Orcia – SI) -L’interesse per questo luogo deriva, come nel caso pre-cedente, dall’attestazione nel documento del 715 d.C.del “uico nomini oracolo Sancti Ampsani”.La pieve è comunemente identificata con il toponimoSant’Ansano, oggi associato ad un podere attiguo allalocalità Romitorio33.Le ricognizioni di superficie effettuate sull’area a parti-re dal 2001 per la redazione della Carta Archeologicadella Provincia di Siena hanno messo in evidenza lapresenza di affioramenti di materiale archeologicointerpretati come un villaggio di età tardo repubblica-

Il caso ora descritto costituisce un esempio di studioarcheologico di un sito in cui il circuito cognitivo èstato realizzato attraverso l’integrazione di step suc-cessivi che ci hanno permesso di arricchire progressiva-mente le nostre conoscenze fino a chiudersi con l’in-tervento di scavo. La conferma ottenuta sulle anomalie magnetichecostituisce un tassello fondamentale per l’elaborazio-ne di chiavi interpretative utili a comprendere situazio-ni analoghe che divergono dalla presente solo perl’impossibilità di scavare. Ciò è ancor più vero in un’area della provincia di Sienadominata da suoli argillosi, che come sappiamo sonopoco adatti a molti dei metodi di telerilevamentogeneralmente utilizzati.

Fig. 18. Restituzione grafica del dato gradiometrico ed interpretazione (Pieve di Pava, Si).

33. SCHIAPARELLI 1929, n. 19; PASQUI 1899, n. 4.

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na - primo imperiale (I secolo a.C. - I sec. d.C.) sorto suun’area frequentata almeno dall’età etrusco arcaica edellenistica (VI - III sec. a.C.) con funzioni insediative eforse anche di tipo sacro, per la presenza di pochiframmenti di laterizi dipinti diffusi soprattutto in edifi-ci di culto. In quest’area sono state inoltre riconosciu-te fasi di vita successive al villaggio di età imperialecomprese fra il IV e il V secolo d.C. Oltre questa crono-logia, non è stato possibile individuare nulla delle fasisuccessive (altomedievali e medievali) attestate nellefonti documentarie.

Con lo scopo di arricchire la nostra conoscenza del sitosono state effettuate sull’area ricognizioni aeree a par-tire dal 2001 in periodi e condizioni meteorologichedifferenti che, escludendo le tracce di terrazzamenti epartizioni agrarie scomparse, non hanno portato all’in-dividuazione di niente di significativo. Le prospezionigeofisiche, che hanno interessato un’area di 7,35 etta-ri, sono risultate un metodo di conoscenza remota delsito estremamente efficace, permettendo il riconosci-mento di anomalie solo in parte riconducibili ai mate-riali affiorante in superficie (Fig. 19).

Fig. 19. Restituzione grafica del dato gradiometrico ed interpretazione (Romitorio, SI).

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Fig. 20. Particolare delle tracce di forma circolare (Romitorio, SI).

Nello specifico, negli immediati dintorni della chiesainglobata nel complesso poderale del Romitorio, sonovisibili tracce regolari, probabilmente riferibili adambienti, da relazionare al deposito di età romanariconosciuto da superficie come la parte centrale delvillaggio.Non sono emerse tracce da mettere in diretta connes-sione con l’elemento che più rende interessante pernoi l’area, cioè la presenza di segni del villaggio alto-medievale o della dell’edificio religioso, ma ne sonoemerse altre che portano alla nostra attenzione nuovedomande storico-archeologiche. Nei fondi contigui, la mappa delle anomalie magneti-che mostra la presenza di due grandi cerchi regolari di50 m di diametro caratterizzati da un dipolo di tipolineare. Le caratteristiche delle anomalie sono del tuttoidentiche e potrebbero essere messe in relazione allapresenza di due tumuli sepolcrali etruschi oggi com-pletamente scoparsi a causa delle continue arature deiquali è rimasta memoria solo nell’alterazione delcampo magnetico in corrispondenza del tamburo (Fig.20).Un’ipotesi che non stona se si considera il rinvenimen-to dei laterizi dipinti per i quali avevamo ipotizzato unaprobabile relazione con un edificio di culto di età etru-sca. Sebbene in questo caso l’indagine gradiometrica

ha permesso di ipotizzare un utilizzo dell’area nonsospettabile altrimenti, è indispensabile tenere presen-te che per l’elaborazione delle ipotesi presentate ilmaggiore contributo deriva dall’integrazione di piùmetodi. Senza i dati emersi dalla ricognizione le ipote-si formulate sarebbero deboli e fantasiose.

Località Aiali (GR) - In località Aiali, nella vasta areapianeggiante compresa fra Roselle e Grosseto, le rico-gnizioni aeree svolte a partire dal 2001 (AerialResearch School, Siena 2001) hanno permesso di rico-noscere un’area dove la crescita del grano risultavadisuguale, mettendo in evidenza una fitta rete di trac-ce che andavano a comporre la planimentria di unstruttura complessa interpretata come villa romana.La verifica a terra effettuata nel corso del 2004 è avve-nuta tramite ricognizioni mirate e raccolta per grigliepredefinite (passo di campionamento 10 m). Le inda-gini sul terreno hanno confermato l’interpretazionedelle fotografie aeree, individuando in corrispondenzadelle tracce la fitta presenza di materiale archeologicoriferibile ad una grande complesso di età romana tipovilla con cronologie tra il II secolo a.C. e il al V secolod.C. Nel corso dell’anno 2004, tra la fine maggio e lametà giugno (fase di maturazione del grano), il sito èstato scelto al fine di monitorare lo sviluppo della visi-

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bilità aerea delle tracce, ripetendo a distanza tempora-le ravvicinata le ricognizioni aeree e documentandonele variazioni. Tale pratica ha permesso di individuare con chiarezzatracce poco visibili negli anni precedenti e di indivi-duarne altre mai osservate.Nell’autunno del 2004 nell’ambito dell’attività sulcampo prevista nel Master di II livello (Università diSiena a Grosseto) è stata realizzata dagli studenti unavasta copertura geofisica su un’area di 2 ettari (Fig. 21)Il risultato emerso ha messo in evidenza una serie dianomalie magnetiche che in massima parte ricalcanole tracce visibili da aereo.Oltre conferma delle tracce rilevate da aereo si aggiun-gono una serie di anomalie che completano molte

delle lacune presenti nella struttura principale ed ulte-riori discontinuità magnetiche sono emerse in variezone del fondo agricolo prive di riscontri precedenti. La trama risulta composta da una struttura rettangola-re di circa 70x25 m orientata nord-est/sud-ovest, allaquale si collocano quattro ambienti quadrangolari di10Î10 m alle estremità dei lati corti. La presenza di un forte disturbo dovuto al passaggiodi una vecchia tubatura in ferro ha compromesso l’in-dagine in una parte del sito senza però impedirne lalettura generale.In questo caso ci troviamo di fronte ad un caso di stu-dio in cui tutte le metodologie applicate contribuisco-no alla conoscenza del sito arricchendo in modo stra-ordinario il record archeologico.

Fig. 21. Restituzione grafica del dato gradiometrico ed interpretazione (Aial, GR).

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35. In generale sulle problematiche connesse al riutilizzo diinformazioni provenienti da survey si rimanda al lavoro diCHAPMAN 2001, pp. 19-23.

6. Sistemi di georeferenziazione satellitare GPSe computer mobili: verso il laboratorio en pleinair.

La condizione imprescindibile per gestire i dati territo-riali è rappresentata dalla conoscenza della loro posi-zione rispetto ad un sistema di coordinate geografichenoto. Non soddisfare questa condizione significa nonessere in grado di localizzare le informazioni acquisitee quindi rendere impossibile qualunque tentativo diintegrazione delle informazioni (esigenza della ricercascientifica) e di tutela della risorsa. Una singolare con-traddizione nella produzione scientifica italiana degliultimi anni è costituita dalla notevole diffusione inambito archeologico dei sistemi GIS e per contro dalritardo nell’affermazione dei sistemi di georeferenzia-zione satellitare. Come è possibile mantenere aggior-nato in tempi rapidi un GIS territoriale senza l’impiegosistematico di dispositivi GPS? Osservando la ridottaletteratura italiana sulle applicazioni GPS in archeolo-gia, si ha l’impressione che questa tecnologia vengautilizzata di rado e che il suo reale contributo e lepotenzialità siano sottostimate o addirittura incompre-se34.E’ verosimile ritenere che una parte rilevante dellacomunità archeologica sia d’accordo sullo straordina-rio contributo che la tecnologia GIS offre all’indaginearcheologica. E’ altrettanto vero che i GIS archeologiciterritoriali non solo costituiscono una rappresentazio-ne schematica del paesaggio moderno e antico masono soprattutto un’interpretazione alla quale gliarcheologici spesso partecipano solo in una fase inol-trata del processo di elaborazione del dato. Gran partedelle informazioni presenti nei GIS territoriali sonoinfatti prodotte dagli uffici cartografici provinciali,regionali e nazionali o da società private. I dati teleri-levati, le cartografie numeriche tecniche, tematiche estoriche, oltre a veicolare le rispettive informazioni,sono utilizzate dagli archeologi per estrarre o derivareulteriori livelli informativi. Nell’indagine territoriale,fino all’inizio degli anni Novanta gli strumenti di rilievoutilizzabili dagli archeologici si limitavano all’impiegodi sistemi di misurazione basati sulla triangolazione

tramite rotella metrica o alla stazione totale. Entrambii sistemi sono piuttosto lenti e mentre il primo poneevidenti limiti di accuratezza, il secondo, all’estremaprecisione, contrappone scarse possibilità di impiegosistematico a causa del peso e delle dimensioni dellostrumento. Prima dell’avvento della tecnologia GIS lecarte archeologiche erano costituite da punti sovrap-posti nella migliore delle ipotesi a basi cartografichecartacee in scala 1:25.000. La diffusione dei SistemiInformativi Territoriali e delle basi cartografiche ha soloin parte migliorato la situazione. Il problema sostanzia-le risiede infatti a monte e consiste nei metodi di rile-vamento topografico delle emergenze. Considerata lacrescente tendenza verso l’analisi quantitativa del datoe la gestione informatizzata del palinsesto archeologi-co a fini di ricerca e di tutela, i problemi di accuratez-za metrica nella collocazione spaziale delle evidenzenon possono più essere sottovalutati. A tale propositonon è del tutto inverosimile immaginare in un futuronon troppo lontano che i dati archeologici provenientida indagini territoriali non rilevati tramite strumenti digeoreferenziazione affidabili (provvisti di relativi meta-dati) possano essere in un certo senso declassati, nondiversamente da quanto è accaduto per lo scavoarcheologico con l’avvento del metodo stratigrafico35.Attualmente riteniamo che la tecnologia GPS rappre-senti per il rilievo speditivo delle evidenze archeologi-che la migliore soluzione per versatilità, maneggevo-lezza, accuratezza e compatibilità con i sistemi digestione dei dati spaziali.Finora abbiamo posto l’attenzione su un solo aspettodella tecnologia GPS, il rilievo. Una caratteristica fon-damentale di questi strumenti, che trova altrettanteapplicazioni in archeologia e merita uno spazio speci-fico, è rappresentata dalle possibilità di navigazioneverso evidenze archeologiche note. La disponibilitàcostante in campagna di uno strumento di georefe-renziazione satellitare va ben oltre il generico migliora-mento della precisione della collocazione delle emer-genze archeologiche. Il GPS, soprattutto nella suaforma più evoluta ovvero quando integrato con unPersonal Data Assistant (PDA) e provvisto di appositisoftware GIS e DBMS, rappresenta uno strumento checonsente l’applicazione sistematica di strategie e dimetodologie di indagine sviluppate in passato, mararamente sfruttate per l’eccessivo dispendio di temporichiesto dalle operazioni topografiche. Ma il contribu-to dei sistemi mobile GIS va oltre l’orizzonte prospet-tato. Negli ultimi quindici anni abbiamo assistito al

34. La letteratura sull’argomento è piuttosto limitata e rivoltain particolare alla descrizione tecnica del sistema GPS, all’inte-grazione tra GPS e stazione totale e ad applicazioni finalizza-te alla realizzazione di DTM con strumenti centimetrici, sivedano COLOSI et alii 2000, pp. 171-197 COLOSI, GABRIELLI, ROSE

2001, pp. 9-12; GABRIELLI 2001, pp. 329-354; COLOSI et alii2003, pp. 177-198. Eccezioni sono costituite dal progettoRegional Pathways to Complexity (ATTEMA et alii 2002, pp. 18-27) e dall’attività del Virtual Heritage Laboratory (ITABC - CNR)diretto da Maurizio Forte (si vedano in particolare FORTE,GABRIELLI 2002, pp. 157-171 e FORTE 2003, pp. 81-93).

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progressivo trasferimento delle informazioni archeolo-giche entro sistemi geografici territoriali e databasedigitali sempre più affidabili, complessi ed integrati.Molti archeologi, tra cui noi, sostengono che i perso-nal computer e l’Information Technology hanno tra-sformato in modo significativo i laboratori e le attivitàin essi svolte. Riteniamo però che il cambiamento cuiabbiamo assistito sia da considerare solo parziale eancora in corso. Se in laboratorio il supporto cartaceoha completamente ceduto il passo a sistemi di gestio-ne e di analisi informatizzati, il lavoro sul campo vienetuttora condotto, nella maggior parte dei casi, con imedesimi strumenti in uso prima della rivoluzioneinformatica. Nell’acquisizione dei dati in campagna,tra le prime innovazioni significative vi è senza dubbiola comparsa dei dispositivi di georeferenziazione satel-litare GPS. A questi possiamo aggiungere alcuni stru-menti per indagini geofisiche più agili, friendly ed affi-dabili, dispositivi di documentazione quali le macchinefotografiche e le videocamere digitali, i distanziometrilaser e poco altro. In termini di accesso e di gestionedelle informazioni territoriali direttamente sul terrenola situazione pareva fino a pochi anni or sono in fasedi stallo. Un primo concreto cambiamento coincidecon la comparsa sul palcoscenico dell’informazionegeografica dei dispositivi PDA. I sistemi mobile GIS sin-cronizzabili con i server cartografici operanti in labora-torio consentono finalmente di risolvere o quantome-no arginare la grave frattura presente tra il laboratorioe l’attività in campagna, mettendo a disposizione sulterreno la medesima quantità e qualità di informazio-ni precedentemente accessibili solo su Desktop PC osu Server cartografico.Se consideriamo che la disponibilità sul mercato didispostivi GPS risale ai primi anni Novanta, l’impiego disistemi di georeferenziazione satellitare nello studiodei paesaggi archeologici presso il Dipartimento diArcheologia e Storia delle Arti di Siena è stata tutt’al-tro che precoce. È stato infatti necessario attendere il1999 quando, in occasione dell’XI International Schoolin Archaeology, l’Area di Archeologia Medievale haacquistato il primo dispositivo GPS. Inizialmente leprincipali operazioni riguardavano il rilievo topograficonel corso delle ricognizioni di superficie di aree di con-centrazione e di monumenti. Ben presto abbiamo rea-lizzato che la tecnologia GPS poteva essere impiegatanelle ricerche sui paesaggi archeologici per numeroseapplicazioni pertinenti ai diversi ambiti delle nostrericerche, dalla ricognizione di superficie, alla ricogni-zione aerea, alla verifica in campagna di dati telerileva-ti, alle indagini geofisiche e all’acquisizione di datitopografici.Dal 2002 abbiamo rivolto la nostra attenzione verso isistemi mobile GIS. I motivi di attrazione verso questatecnologia sono piuttosto evidenti36. I PDA mettono adisposizione direttamente sul terreno tutte le informa-

36. Esperienza significative sono rintracciabili in, RYAN, PASCOE,MORSE 1999, pp. 127-132; RYAN, VAN LEUSEN 2002, pp. 401-416; CRAIG 2000, pp. 24-28.

zioni geografiche (basi cartografiche tecniche e tema-tiche, le coperture aerofotografiche e satellitari, datigeofisici) e i data base alfanumerici normalmente frui-bili solo in laboratorio. Oltre al vantaggio di consulta-re e aggiornare in campagna gli archivi, questi stru-menti e i relativi software GIS sono predisposti peressere collegati a svariate periferiche tra cui il disposi-tivo GPS, permettendo di visualizzare sullo sfondo leinformazioni geografiche con in overlay la posizionedell’operatore in tempo reale. Questi strumenti sonodotati di connettività wireless Bluetooth, una caratte-ristica importante considerata l’estrema scomoditàd’uso in campagna di collegamenti tradizionali trami-te cavi elettrici. Tra le numerose periferiche collegabilivia Bluetooth, particolarmente significative rispettoalle nostre esigenze sono il GPS e il telefono cellulare.Quest’ultimo, tramite le reti mobili GSM o GPRS, con-sente la ricezione dei dati della stazione fissa per lacorrezione differenziale in tempo reale.La nostra esperienza è iniziata con un palmare iPAQCompaq sul quale abbiamo istallato l’equivalente perPDA dei software utilizzati in laboratorio, ArcPad 6.0(ESRI) come interfaccia grafica dei dati geografici eFileMaker Mobile 2.1 come Data Base. Altro elementofondamentale del sistema è costituito dal GPS. Nel2002 l’unico dispositivo palmare in commercio a noinoto che consentisse la correzione differenziale deidati e quindi un livello di accuratezza di circa ±1 m eraPathfinder Pocket di Trimble. Il sistema così costituitoci ha permesso di inserire nel palmare una notevolequantità di informazioni geografiche e alfanumeriche.Le prove del sistema iPAQ effettuate sul terreno hannodimostrato numerosi limiti operativi riconducibili ascarsa autonomia e compattezza oltre ad un’eccessivadelicatezza ed instabilità del dispositivo in condizioniatmosferiche estreme. Al di là dei limiti operativi, il pal-mare iPAQ ha dimostrato notevoli possibilità applicati-ve, permettendo di eseguire sul campo nuove opera-zioni. Il dispositivo consente infatti la consultazione el’interrogazione di database geografici e alfanumericiarticolati, oltre all’aggiornamento degli stessi aggiun-gendo osservazioni e nuovi dati tramite il sistematouch screen. Per aggiornare il server cartografico ènecessario tornare in laboratorio e collegare il disposi-tivo al PC. Mentre gli shapefile devono essere copiatinel server, il sistema di update del RDBMS funzionaautomaticamente con un semplice click sul comandodi sincronizzazione. Con queste due facili e rapidissimeoperazioni tutto il lavoro svolto nell’arco della giorna-ta viene trasferito nel GIS archeologico.In relazione alle caratteristiche wireless dello strumen-to, allo stato attuale è possibile operare trasmissioni didati compatti e con tempi limitati di collegamento.Rientra in questa categoria la correzione differenzialedei dati GPS in tempo reale. Il sistema sviluppato vedecoinvolti il palmare Compaq/GPS Trimble e il telefonocellulare Ericsson T39m. Il collegamento tra i duedispositivi è di tipo Bluetooth. Nel caso specifico il tele-fono cellulare ha operato sulla banda GSM ricevendoi dati per la correzione dalla base station dell’Area diArcheologia Medievale.

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Considerati i limiti operativi descritti e le alternativepresenti sul mercato, abbiamo optato per il ricevitoreTrimble GEOXT. Questo dispositivo ha caratteristichedel tutto diverse rispetto a quanto osservato nel casoprecedente. E’ infatti estremamente compatto, solido,con una autonomia ampiamente superiore ad unagiornata di lavoro ed una accuratezza in seguito allacorrezione differenziale (tempo reale o post-proces-sing) di circa ±30 cm. Dal 2003 lo strumento è statosperimentato intensivamente nel corso delle ricogni-zioni della Carta Archeologica delle Province diGrosseto e Siena per un periodo complessivo superio-re a sei mesi con esiti del tutto soddisfacenti. Se l’usodell’iPAC ci aveva fatto intravedere notevoli potenzia-lità applicative sul campo per i PDA, con significativimiglioramenti rispetto ai tradizionali GPS, l’uso siste-matico per un lungo periodo del GEOXT ha permessodi registrare cambiamenti sostanziali dell’attività sulcampo e delle possibilità di scelta di strategie di inter-vento nel corso del lavoro. Per comprendere meglio

alcune delle opportunità messe a disposizione daisistemi mobile GIS riteniamo che un esempio partico-larmente significativo può essere costituito dal con-fronto delle possibilità offerte da un “tradizionale”strumento GPS e dal GEOXT in relazione alla raccoltadi materiali, nell’ambito della ricognizione di superfi-cie, organizzata entro griglie predefinite. Nel primocaso la procedura sul campo, sebbene velocizzatanegli aspetti del rilievo, prevede comunque la colloca-zione fisica di una griglia sul terreno, in genere trami-te l’utilizzo di paletti in corrispondenza dei vertici diogni cella. Questa operazione, oltre ad essere piutto-sto dispersiva, presuppone che il ricognitore dispongadi rotelle metriche, mazzuolo, picchetti e nastro dacantiere. Un equipaggiamento articolato e pesanteche non è proponibile immaginare di portare sistema-ticamente in campagna. Nell’ambito delle ricerche nelcomune di Montalcino, al fine di superare questasituazione ed offrire al ricercatore la possibilità in qua-lunque momento della ricognizione di optare per una

Fig. 22. Raccolta di materiali di superficie assistita da PDA sul quale è stata trasferita una griglia vettoriale con passo di 5 m per lato.

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raccolta per griglie, abbiamo generato in laboratorioin formato shapefile tre griglie predefinite di 5, 10 e20 m per tutte le aree campione del territorio ilcinese. Ad ogni cella abbiamo associato un identificatorecomposto dalla sigla dell’amministrazione comunale,da una lettera corrispondente al campione e da unnumero progressivo. Successivamente al passaggio dal sistema di riferimen-to Gauss-Boaga a UTM abbiamo trasferito i dati sulPDA. Il contributo di questo approccio alla raccolta pergriglie è risultato straordinario. La possibilità di visualizzare la griglia prescelta contem-poraneamente alla posizione del ricognitore con unaaccuratezza di circa ±30 cm (correzione differenziale intempo reale) permette di procedere alla raccolta senzabisogno di altro (Fig. 22).In questo modo decade sia la necessità di portare consé l’attrezzatura necessaria per la realizzazione dellaquadrettatura sia l’esigenza di rilevare i vertici della gri-glia. È ovvio che non pensiamo di dotare ogni compo-nente di un team di ricognizione di un PDA. Sarà suf-ficiente che il responsabile segua le indicazioni del cur-sore di navigazione spostandosi sui vertici di ogni cella,segnalandoli ad esempio con una pietra o con qualun-que altro oggetto disponibile ed in seguito avviare laraccolta.L’apporto che questo uso del PDA offre alla ricognizio-ne di superficie non deve essere inteso solo in relazio-ne al risparmio di tempo o al superamento di possibiliconflitti con i proprietari dei fondi agricoli, bensìall’opportunità offerta al responsabile della ricognizio-ne di scegliere la raccolta per griglie ogniqualvolta loritenga necessario, fin dal momento della scoperta del

Fig. 23. Visualizzazione dei dati disponibili sul PDA per la navigazione in corrispondenza di anomalie telerilevate

sito e proseguire con la massima flessibilità nei mesi onegli anni successivi alla ripetizione del survey utiliz-zando la medesima griglia digitale. Riteniamo che siaproprio di questa libertà di scelta, della capacità dirispondere rapidamente e in modo flessibile alla neces-sità di applicare strategie diverse di caso in caso che lericerche di superficie hanno bisogno per superarefinalmente il diffuso scetticismo che da sempre leaffligge.Quanto esposto in relazione alla ricognizione di super-ficie costituisce solo una delle numerose nuove possi-bilità offerte dall’impiego sul campo di sistemi mobileGIS. Altrettanti significativi miglioramenti possonoessere ottenuti nello sviluppo di nuove soluzioni mobi-le GIS applicate alle ricognizioni aeree. In questo casoè preferibile sostituire il PDA con un tablet PC equipag-giato con software GIS/DBMS e collegato (viaBluetooth) ad un GPS. Il sistema così concepito mettea disposizione dell’archeologo, direttamente in aereo,un supporto cartografico, di georeferenziazione e diarchiviazione dati (DBMS) molto più ricco, flessibile eaggiornato delle tradizionali schede cartacee e cartetopografiche. O ancora, nell’ambito di indagini geofi-siche, il ricercatore può, in modo simile a quanto vistoper la ricognizione di superficie, evitare di perderetempo nelle operazioni preparatorie di profili di acqui-sizione e navigare lungo “virtuali” griglie predefiniterealizzate in laboratorio specificamente per la prospe-zione del sito.Allo stato attuale di work in progress, i risultati e i limi-ti da noi osservati possono essere ricondotti nel com-plesso a:accesso in tempo reale sul campo ad una mole signifi-

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37. Soluzioni analoghe per la ricognizione aerea e per ladocumentazione dello scavo archeologico sono attualmente incorso di sperimentazione presso il LAP&T. In entrambi i casiinvece del PDA abbiamo optato per l’uso di computer tablet,troppo ingombranti per essere impiegati nel corso di ricogni-zioni archeologiche di superficie, ma ideali in aereo o sulloscavo. L’esperienza avviata nel corso del 2004 è incentratasullo sviluppo di una soluzione integrata tra un Tablet HPTC1100 e un GPS Bluetooth nel caso delle ricognizioni aereementre per lo scavo archeologico tra Tablet e GPS topografico(Leica 1200).

cativa di informazioni tramite interfacce GIS e databa-sepossibilità di liberarsi di supporti cartacei quali schededi unità topografica, stampe degli schedari prodottinelle campagne precedenti, documentazione edita,cartografie tecniche, tematiche e storiche. Tutta que-sta documentazione limita l’agilità dell’operatore sulcampo e costringe l’archeologo a farsi carico di lavoriridondanti quali la trascrizione di schede UT, di schededi volo, della delimitazione degli spazi indagati, ecc.possibilità di interazione tra layer georeferenziati eposizione GPS, facilitando in modo straordinariamen-te efficace la navigazione in qualsiasi condizione, dallaricerca di siti e anomalie su terreni agricoli e boschi(Fig. 23), alle ricognizioni aeree mirate, alle indaginigeofisiche, ecc.opportunità in fase di navigazione e di rilevo di unriscontro immediato tra le caratteristiche attuali delsito e le rappresentazioni fotografiche o cartografichedisponibili sullo sfondo. Ci riferiamo ad esempio a eventuali trasformazionidell’uso del suolo, all’aumento dell’aerea di spargi-mento o a movimenti di concentrazioni di reperti fitti-li in superficie, ecc.i limiti principali sono da ricercare nelle componentihardware e software. In particolare sono auspicabilimiglioramenti della qualità visiva dello schermo, dellafrequenza del processore e della disponibilità dimemoria RAM. In relazione ai programmi disponibili èindispensabile sviluppare suite in grado di favorireulteriormente l’integrazioni dei dati, l’immissione sulcampo di nuove informazioni geografiche e descrittiveed infine riteniamo necessario rivolgere l’attenzioneverso il miglioramento delle funzionalità di aggiorna-mento dei server cartografici.Sulla base dell’esperienza condotta riteniamo che que-sta tecnologia costituisca la prima concreta rispostaalla necessità di dotare l’archeologo che opera nel ter-ritorio di uno strumento integrato ed implementabile,uniformato, sincronizzato e coerente con le più avan-zate tecnologie disponibili in laboratorio, che consen-ta concretamente di arginare lo scollamento tra lavorosul campo e in laboratorio ampliando in modo signifi-cativo le possibilità di intervento dell’archeologo37.

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7. Prospettive e sviluppi della ricerca sui paesag-gi archeologici toscani

In questa breve rassegna dell’attività e dell’esperienzacondotta negli ultimi quattro anni dal LAP&T pressol’Area di Archeologia Medievale di Siena speriamo siachiaro che la progressiva introduzione di tecniche diindagine risponde direttamente alla necessità di supe-rare, o quantomeno arginare, condizionamenti con-nessi al contesto territoriale in cui operiamo, a doman-de storico-archeologiche centrali nelle nostre ricerchesul territorio e a soddisfare in modo convincente leistanze della tutela e del monitoraggio dei beniarcheologici.Giunti a questo grado di approfondimento dellenostre indagini, in termini tecnici e metodologiciabbiamo ancora molto da capire, in particolare in rela-zione al comportamento delle immagini da satellite, aifenomeni ambientali che influenzano nelle varie zonedella Toscana la visibilità delle tracce archeologiche,all’acquisizione, all’elaborazione e alla corrispondenzatra dati gradiometrici e depositi ipogei. Inoltre dobbia-mo segnalare che in alcuni casi le indagini condottecon tutti i metodi descritti in corrispondenza di sitiindividuati nel corso delle ricognizioni sul terreno sisono rivelate sostanzialmente impotenti o inapplicabi-li per la presenza di fattori di disturbo. Il problema in questo caso è costituito, almeno inparte, dalla disponibilità di un unico sistema geofisicodi rilevamento. Tra le nostre priorità, negli anni a veni-re, intendiamo colmare questa lacuna affiancando alradiometro, la tomografia elettrica e il georadar. Infine non possiamo ignorare la nostra sostanzialeincapacità di intervento in corrispondenza di quel50% di territorio toscano destinato a bosco. A tale proposito un segnale positivo proviene da espe-rienze condotte negli Stati Uniti e in Gran Bretagnacon il sensore aviotrasportato LIDAR, riconducibile adun potente laserscanner, in grado di rimuovere lavegetazione boschiva e restituire con estremo grado didettaglio la presenza di tracce da microrilievo38. Suquesto fronte l’Area di Archeologia Medievale è giàattiva nell’ambito del progetto europeo EuropeanLandscapes: Past Present And Future (Culture 2000)che prevede per il 2005 una acquisizione test di datiLIDAR di tre aree campione nelle province di Siena eGrosseto realizzata dai colleghi Inglesi. Nella medesi-ma direzione, rimozione della vegetazione boschiva epenetrazione del suolo, va il progetto COSMO SkyMed

a compartecipazione dell’Agenzia Spaziale Italiana cheprevede la realizzazione di una serie di satelliti equi-paggiati con sensori RADAR ad apertura sintetica(SAR) ad alta risoluzione (1 m). Se in conclusione è innegabile registrare un generale esignificativo progresso nel processo conoscitivo delleevidenze archeologiche e paesaggistiche, non bisognacedere a facili entusiasmi e tenere presente che, nono-stante gli sforzi profusi, la risorsa archeologica ècostantemente soggetta ad un inarrestabile processodi depauperamento. Per arginare questo fenomeno riteniamo che l’amplia-mento della disponibilità di strumenti diagnostici nelladirezione indicata e la loro applicazione sistematica edestensiva alle nostre indagini territoriali possa svolgereun ruolo di primo piano, incrementando notevolmen-te la capacità di riconoscere la risorsa archeologica aprescindere dalle condizioni di visibilità e riducendo itempi di acquisizione del dato.

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