Immagini del satellite Ikonos-2
Il sensore pancromatico ha una risoluzione geometrica al suolo di 1 m ad 11 bit e acquisisce nella banca spettrale fra 450-900 nm. Il sensore multispettrale ha una risoluzione di 4 m, 11 bit e 4 bande.
Sebbene Ikonos-2 non abbia bande che operano nell'infrarosso medio e termico, è certamente tra i satelliti che più si avvicinano alle esigenze degli archeologi. Nella primavera del 2000 abbiamo
acquistato le immagini Ikonos-2 relative a due aree campione.
- La prima è situata lungo la costa toscana tra le località Piombino e Donoratico ed è caratterizzata dalla prevalenza di
suoli leggeri destinati a seminativi.
- La seconda è relativa all’entroterra senese, in particolare, le amministrazioni comunali di Murlo e Montalcino, è
caratterizzata da aree boschive e suoli argillosi.
Le immagini relative al comprensorio senese presentano due grandi aree con copertura nuvolosa (con relativa ombra) la prima in corrispondenza delle località Murlo e Vescovado, la seconda più
estesa tra le località Casciano, Frontignano e Castel di Notte. Le immagini della provincia di Livorno sono costituite da due scene, la scena ovest relativa alla fascia di litorale tra il promontorio di Piombino,
an Vincenzo, Donoratico è caratterizzata da un'ottima visibilità, totalmente priva di copertura nuvolosa e foschia. La scena est, tra le località Torre del Sale e Riotorto è priva di nuvole
ma risulta disturbata da un velo di foschia che altera la risposta spettrale della banda del blu.
L’approccio metodologico seguito per lo studio delle immagini Ikonos-2 ha previsto l’analisi autoptica a monitor delle scene, precedente e successiva ad una serie di trasformazioni delle stesse.
La procedura applicata per il trattamento delle immagini è distinguibile in due fasi.
Il primo stadio di elaborazione prevede l’uso di trasformazioni elementari, tecniche di miglioramento del contrasto, elaborazioni multispettrali della scena tra cui colour composite RGB delle bande
originali (3-2-1; 4-3-2; 4-2-1) e operazioni algebriche, in particolare l’indice normalizzato di vegetazione (NDVI). Uno dei problemi delle immagini multispettrali Ikonos-2 è costituito dalla risoluzione
spaziale talvolta ancora insufficiente per definire con certezza la natura di alcuni oggetti. In considerazione di questa difficoltà abbiamo affiancato alla lettura ed analisi dell’immagine multispettrale
come strumento di verifica e controllo una ortofotocarta digitale del 1996 con risoluzione di 1 m. Prima di passare al secondo step di elaborazione digitale le anomalie identificate vengono nuovamente analizzate in
ambiente GIS dove ogni presunta anomalia è confrontata con le informazioni deducibili dalla cartografia tecnica, tematica, storica e con le prese aeree verticali storiche e recenti. Quando è stato ritenuto
oltre sovrapposto l’immagine al modello digitale del terreno e visualizzato, per quanto possibile in rispetto all’accuratezza del modello, la rappresentazione tridimensionale del transetto territoriale e
dell’anomalia. Questo passaggio intermedio consente un processo di selezione basato sulle possibilità offerte dal GIS archeologico di integrazione e confronto tra fonti talvolta marcatamente differenti.
La seconda fase di elaborazione ha previsto l’isolamento delle aree di interesse, ritagliando le parti di immagini in cui abbiamo identificato le anomalie. Questo procedimento è
indispensabile poiché le trasformazioni applicate a questo stadio sono di natura statistica. È quindi necessario disporre di aree omogenee affinché ai calcoli corrisponda il significato
originariamente attribuito. Le operazioni effettuate sulle immagini sono l’analisi delle componenti principali, Tasseled Cap Transformation, decorrelation strech e colour composites RGB dei risultati
delle varie trasformazioni (in particolare PC1-PC2-PC3; BGW).
Concluse le operazioni di elaborazione delle immagini si passa all’interpretazione in ambiente GIS che consiste, come abbiamo già visto per le fotografie scattate nel corso delle ricognizioni aeree,
nella restituzione grafica o cartografica su layer vettoriale delle tracce visibili che, nel caso in esame, ammontano a 84.
Un primo dato significativo consiste nella distribuzione delle discontinuità, concentrate nell’82% dei casi nell’area costiera. È verosimile ritenere che
questa situazione sia da attribuire solo in parte alla differente qualità delle immagini mentre un peso maggiore sembra svolto dalle caratteristiche geomorfologie e paesaggistiche.
Le tipologie di evidenze rilevate sono state interpretate come aree insediative cinte da fossati, tumuli e monumenti funerari, insediamenti fortificati d’altura, viabilità, opere di terrazzamento,
partizioni agrarie, generici fossati, paleoalvei ed infine elementi generati da fenomeni geologici ed altre false tracce di varia natura. Le dimensioni delle anomalie identificate mostrano un intervallo piuttosto ampio.
I casi in cui abbiamo identificato oggetti con superfici comprese tra 400 e 1000 m2 sono molto rari e nel complesso da considerare del tutto eccezionali. Le possibilità di percezione di oggetti di queste
dimensioni sono risultate sempre associate a situazioni particolari.
Un chiaro esempio è rintracciabile nella necropoli di San Cerbone, situata nel Golfo di Baratti (LI), nota fin dalla fine del XIX
secolo. Senza particolari trattamenti la composizione a colori reali delle bande blu, verde e rosso consente di distinguere, sebbene in modo approssimativo, i tumuli dei “Flabelli di Bronzo” e
dei “Letti funebri”, monumenti che misurano 30 e 20 m di diametro. In seguito ad elaborazioni digitali quali l’analisi delle componenti principali e la composizione a colori delle bande
fittizie PC1-PC2-PC3 riusciamo ad osservare anche un terzo tumulo funerario, la “Tomba delle pissidi cilindriche”. In questo caso la possibilità di distinguere oggetti di dimensioni tanto
piccole rispetto alle capacità di risoluzione del sensore sono da ricercare nella natura discreta del dato raster e nella presenza intorno ai tre tumuli di un predella in pietra calcarea che genera alto contrasto
con la copertura erbacea dei tumuli influenzando notevolmente la risposta spettrale.
Le dimensioni minime delle forme visibili nelle immagini Ikonos-2 sono state stimate tra 2000 e 10.000 m2. Una tipica anomalia che rientra in queste dimensioni è rappresentata dall’evidenza
individuata in località Montegemoli, situata tra il Golfo di Baratti e la città di Piombino ad est del promontorio omonimo. L’area è costituita da due rilievi con caratteristiche geologiche
simili ma con quote, morfologie ed uso del suolo differenti. Il maggiore, situato ad est, raggiunge quota 43 m slm. ed è attualmente ricoperto da fitta macchia mediterranea mentre il secondo, con quota
massima di 19 m slm., è assimilabile ad una piccola motta ricoperta da erbe spontanee attualmente priva di vegetazione boschiva. Per comprendere l'importanza di questa area è indispensabile
ricordare che l'attuale morfologia del paesaggio circostante è il risultato di un lungo e complesso processo strettamente connesso alle variazioni del livello del mare. Il rilievo di Montegemoli è
stato per lungo tempo una piccola isola o una penisola a ridosso della palude di Piombino. Oltre alle indagini geologiche, all'altimetria, alla cartografia storica anche i dati relativi all'umidità del suolo
confermano questa interpretazione. L’osservazione dell’immagine del satellite Ikonos-2 non ha rilevato nulla in corrispondenza dell’area più elevata mentre ha permesso di
osservare in corrispondenza del limite ovest una anomalia di forma circolare approssimativamente distinguibile nella composizione a colori con il canale vicino infrarosso in primo piano 4-3-2 e molto netta nella
prima componente principale. Nel tentativo di comprendere meglio quanto osservato abbiamo confrontato l’immagine con la documentazione aerofotografica a nostra disposizione, la ripresa del 1938 a
cura dell’IGM, il volo GAI del 1954 e l’ortofoto digitale del 1996. L'anomalia non è visibile in nessuna delle tre prese. Nelle immagini del 1938 e del 1954 l’area di interesse risulta
completamente ricoperta da bosco fitto che non consente il riconoscimento di alcuna forma di discontinuità. La presa del 1996 riferisce dell’avvenuta trasformazione dell’area da boschiva
a pastura. Anche in questo caso, sebbene l’area sia priva di copertura stabile, non siamo in grado di osservare alcuna anomalia. Allo stato attuale dell’indagine gli elementi raccolti riferiscono
della presenza di una anomalia di forma circolare visibile solo dall’immagine multispettrale Ikonos-2. Utile in questo caso per approfondire l'indagine è risultata la creazione di un DTM piuttosto
dettagliato, partendo dalle isolinee della cartografia tecnica in scala 1:2.000. Il draping dell’immagine da satellite sul modello consente di associare la traccia alla morfologia, spingendoci ad ipotizzare la
presenza di un fossato che circonda l'intera collina.
I motivi per cui la traccia è visibile solo nell’immagine da satellite possono essere molteplici.Due sono i fattori a cui abbiamo rivolto particolare attenzione: la natura multispettrale dell’
immagine e il momento in cui l’immagine è stata ripresa.
Le trasformazioni operate nel corso dell’analisi dell’immagine mostrano che la traccia risulta ben visibile in tutte le operazioni in cui la banda 4, il canale che registra la radiazione del
vicino infrarosso, svolge un ruolo di primo piano (Colour composite 4-3-2 o 4-2-1, NDVI, PC1).
In merito al momento in cui le riprese sono state effettuate non conosciamo con precisione le date dei voli IGM, GAI ed AIMA ma è presumibile che il periodo sia compreso tra la fine di agosto e
settembre, mesi tendenzialmente poco favorevoli per la visibilità delle tracce archeologiche su suoli erbacei o boscosi. La scansione Ikonos-2 risale al 10 luglio 2000, data potenzialmente prossima
alla fase di stress delle erbe spontanee. Le ricognizioni dell’area hanno rilevato la presenza di pietrame su entrambi i poggi mentre del tutto assenti sono restituzioni di materiale ceramico.
Oltre ad anomalie del tipo appena discusso le immagini del satellite Ikonos-2 si sono rivelate piuttosto efficaci per l’individuazione di elementi anomali con andamento prevalentemente lineare
con dimensioni minime comprese tra 2 e 4 m. Le evidenze individuate sono in genere pertinenti a fossati o probabili tratti viari; abbastanza numerose sono risultate le false tracce pertinenti ad interventi moderni
o di natura geologica.
