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Modello digitale 4D per il sito archeologico di Cencelle

L’articolo illustra l’applicazione di indagini geotecnologiche per il monitoraggio e la tutela architettonico-archeologica del sito archeologico di Cencelle a Tarquinia (in provincia di Viterbo), al fine di profilare metodi innovativi di conservazione programmata. Risultato è un modello digitale 4D del sito.

Il progetto è stato condotto da Tecnostudi Ambiente S.r.l. e Università di Roma Sapienza.

Integrazione di tecnologie per il modello digitale 4D

Il sito archeologico di Cencelle (Tarquinia, VT) necessita di un’adeguata documentazione per la conservazione programmata. Questo studio propone un protocollo interdisciplinare che combina rilievi multisensore da UAV con indagini tradizionali, utilizzando tecnologie come fotogrammetria, termografia e scansione laser. Il risultato è un modello digitale 4D del sito, utile per la pianificazione della conservazione e la gestione efficace delle testimonianze archeologiche. L’integrazione di nuove tecnologie e metodi tradizionali si rivela cruciale per la gestione sostenibile dei siti archeologici, tutelando il Patrimonio Culturale e garantendo la fruizione del sito per le generazioni future.

Il sito archeologico di Cencelle

Il noto sito archeologico di Leopoli-Cencelle, situato nel Comune di Tarquinia (VT), rappresenta un prezioso esempio di città di fondazione papale di epoca alto-medievale. L’impatto dei fattori antropici e ambientali sulle evidenze sepolte e su quelle portate alla luce durante le indagini di scavo, iniziate nel 1994 e tutt’ora in corso con cadenza annuale, determina la necessità di una documentazione mirata a garantire una conservazione programmata e sostenibile.

Prendendo le mosse da tali premesse, questo articolo espone il lavoro che intende proporre un «protocollo», una metodologia interdisciplinare innovativa per la tutela e il monitoraggio del sito archeologico. Tale protocollo prevede l’integrazione di tecniche di rilievo avanzate, sfruttando sia tecnologie emergenti che procedure di tipo più tradizionale, ad un approccio di analisi interdisciplinare al fine di comprendere le dinamiche di degrado a scala diversa e pianificare una loro prevenzione futura.

Rilievi da drone e integrazione di tecnologie

Uno degli elementi chiave di questo approccio è il ricorso a rilievi multi-sensore da Unmanned Aerial Vehicle (UAV), comunemente noti come droni. Tali rilievi aerei permettono di acquisire dati ad alta risoluzione, coprendo ampie aree in tempi ridotti e con elevata precisione. La fotogrammetria aerea, ad esempio, consente la creazione di modelli tridimensionali dettagliati del sito, mentre la termografia può rilevare variazioni termiche che indicano la presenza di strutture sotterranee o problemi di conservazione non visibili ad occhio nudo.

Il telerilevamento tramite sensore multispettrale nella ricerca archeologica, invece, supporta l’identificazione di tracce e anomalie, enfatizzando, spesso con diversi filtri, la risposta spettrale delle immagini acquisite. Inoltre, combinando alcune bande, è possibile estrarre diversi indici e utilizzarli per analizzare alcune caratteristiche, come la vegetazione, l’acqua e così via (nota 1).

Lo stato della vegetazione può fornire importanti indicazioni sulle aree del sito maggiormente a rischio di incendi.

Accanto a queste tecnologie aeree, vengono utilizzate anche indagini terrestri più tradizionali, ma non meno importanti. Tra queste, la scansione laser terrestre offre una accuratezza elevatissima nella mappatura delle strutture, mentre l’analisi storico-documentale fornisce il contesto necessario per interpretare correttamente i dati raccolti.

Le osservazioni autoptiche, effettuate direttamente sul campo dalle varie figure professionali coinvolti in un’ottica interdisciplinare, sono la base indispensabile del lavoro. All’interno di questo percorso di conoscenza interdisciplinare degli elementi architettonici del sito, l’apporto dell’archeologia dell’architettura gioca un ruolo determinante in quanto volto alla conoscenza analitica dei manufatti, ovvero della ricostruzione della sequenza delle trasformazioni costruttive (nota 2).

Le applicazioni tecnologiche nella conservazione programmata

L’adozione di queste procedure di indagine e applicazioni tecnologiche di punta culmina nella creazione di una replica digitale dinamica del sito di Cencelle. Il modello digitale 4D non solo cristallizza la situazione attuale del sito, ma è anche arricchito da scansioni multitemporali che permettono di monitorare i cambiamenti nel tempo (Figure 1-2).

sito archeologoco Cencelle fig 1

Fig. 1. Cencelle (VT). Ortofoto ad alta risoluzione estrapolata dalla replica digitale dell’intero sito di Leopoli-Cencelle.

La capacità di confrontare dati raccolti in diversi momenti consente di individuare e analizzare fenomeni di degrado, valutare l’efficacia delle misure di conservazione eventualmente adottate e pianificare interventi futuri in modo mirato e tempestivo.

Il modello digitale 4D, dunque, assurge a strumento vitale nella pianificazione conservativa. Grazie ad esso, è possibile tenere costantemente sott’occhio e dunque mitigare i danni causati da fattori atmosferici, come pioggia, vento e variazioni di temperatura, che rappresentano una minaccia costante per le strutture archeologiche. Inoltre, il modello facilita una gestione efficace e tempestiva delle evidenze archeologiche, permettendo di intervenire prontamente in caso di necessità e di ottimizzare le risorse a disposizione.

Le aree della città prese a campione per la ricerca sono quelle che corrispondono al nucleo del potere civile, articolata in torre e casa torre e alcuni ambienti annessi, posta nel cuore e punto più elevato della città, il polo religioso con i resti della Chiesa di S. Pietro e la relativa necropoli bassomedievale e una porzione delle mura urbiche (Fig. 3).

Fondata da papa Leone IV alla metà del IX secolo, la città di Cencelle conobbe una continuità di vita almeno fino al XVII secolo, anche se con sistemi amministrativi diversi, prima come centro urbano, poi come tenuta agricola. Da quel momento si nota un progressivo abbandono dovuto all’alterazione del quadro demografico generale dell’area, strettamente legato allo sfruttamento dell’allume e quindi del conseguente spostamento degli abitanti verso altri agglomerati urbani (nota 3).

Le tecnologie di rilievo impiegate nel sito archeologico

In relazione allo stato dei luoghi e alla particolarità del sito, si sono adottate diverse metodologie e tecnologie di rilievo con sensoristica ottica e multispettrale. In particolare, si sono combinate tecniche di rilievo classiche a terra tramite Stazione Totale 3D (Multistation-MS50) e GPS differenziale con correzione RTK.

Inoltre, sono stati impiegati apparati UAV, ovvero droni, dotati di sensoristica multispettrale (DJI MAVIC 3M) e LIDAR RGB a 5 echi (DJI-Matrice350 con L2 in modalità RTK). Questi dispositivi consentono di raccogliere dati estremamente dettagliati sulle strutture e i volumi presenti nel sito, nonché sulla tipologia e stato vegetativo, permettendo una caratterizzazione precisa dello stato dei luoghi e del livello di degrado. Queste informazioni sono fondamentali per una corretta pianificazione delle attività di intervento e monitoraggio.

La combinazione dei rilievi a terra e aerei permette di ottenere una mappatura tridimensionale accurata del sito, utile per l’analisi di dettaglio delle strutture archeologiche.

I dati acquisiti con il lidar, in particolare, sono stati utilizzati per creare modelli di segmentazione specifici, che consentono di suddividere correttamente i diversi livelli vegetativi e caratterizzare il reale stato delle evidenze archeologiche. Questo processo è fondamentale per identificare con precisione lo stato fessurale e le altre forme di degrado strutturale dei manufatti. L’impiego di tecniche di rilievo avanzate come queste, che integrano metodi tradizionali e innovativi, si dimostra essenziale per la gestione sostenibile dei siti archeologici.

sito archeologoco Cencelle fig 2

Fig. 2. Cencelle (VT). Ortofoto dei resti della basilica romanica di S. Pietro.

Le tecnologie utilizzate permettono di ottenere una visione dettagliata e aggiornata del sito, facilitando la pianificazione conservativa e la gestione efficace delle evidenze archeologiche. Grazie a questo approccio interdisciplinare, è possibile proteggere il patrimonio culturale e assicurare la fruizione del sito per le future generazioni.

Il lavoro svolto evidenzia chiaramente come la sinergia tra nuove tecnologie, metodi convenzionali e l’approccio interdisciplinare volto alla conoscenza dei fattori del degrado su diversa scala, possa servire da elemento chiave per la gestione sostenibile dei siti archeologici. In un’epoca in cui la pressione antropica e i cambiamenti climatici minacciano sempre più il nostro patrimonio culturale, l’integrazione di approcci innovativi risulta una strada da intraprendere per rispondere all’urgenza di proteggere e preservare questi beni.

sito archeologoco Cencelle fig 3

Fig. 3. Cencelle (VT). Il polo civile e un tratto nord-occidentale delle mura urbiche. Foto da drone (Foto di F. Moschetto, febbraio 2024).

Conclusioni

Il metodo di conservazione programmata presentato in questo lavoro offre una risposta proattiva contro i danni futuri, con l’intento di preservare nel migliore dei modi il sito archeologico di Cencelle. Infatti, attraverso un monitoraggio costante, una conoscenza accurata e una gestione oculata delle risorse e degli interventi, è possibile pianificare in maniera più compiuta la tutela di questo importante patrimonio, cercando di preservarne il più a lungo possibile la memoria storica e materiale rendendolo così fruibile alle generazioni future.

Lavoro ed articolo di:

Note

(1) Sull’utilizzo dei UAV multisensore nella ricerca archeologica si veda RONCHI 2023; ABATE 2021; RONCHI 2020; URIBE AGUDO 2018, pp. 1-23.

(2) Sull’importanza del ruolo che ricopre l’archeologia dell’architettura nelle attività di prevenzione e restauro dell’edilizia storica si veda LAGOMARSINO, BOATO 2010, pp. 47-53; FIORANI 2010, pp. 101-106.

(3) ERMINI PANI, SOMMA, STASOLLA 2014; STASOLLA 2012.

Bibliografia

  1. Abate 2021: Abate Nicodemo, Frisetti Alessia, Marazzi Federico, Masini Nicola, Saponara Rosa, Multitemporal-Multispectral UAS surveys for archaeological research: the case study of San Vincenzo al Volturno (Molise, Italy), in «Remote Sensing», 13 (14), 2719, pp. 1-24.
  2. Ermini Pani 2014: Ermini Pani Letizia, Somma Maria Carla, Stasolla Francesca Romana, a cura di, Forma e vita di una città medievale, Fondazione Centro Italiano di Studi sull’Alto Medioevo, Spoleto.
  3. Fiorani 2010: Fiorani Donatella, Stratigrafia tra prevenzione e restauro: annotazioni da un dibattito, in «Archeologia dell’architettura», XV, pp. 101-106.
  4. Lagomarsino 2010: Lagomarsino Sergio, Boato Anna, Stratigrafia e statica, in «Archeologia dell’architettura», XV, pp. 47-53.
  5. Uribe Agudo 2018: Uribe Agudo Paula, Angás Pajas Jorge, Perez-Cabello Fernando, Vicente Redón Jaime, Ezquerra Lebrón Beatriz, The potential of drones and sensors to enhance detection of archaological cropmarks: a comparative study between multi-spectral and thermal imagery, in «Drones», 2, 29, pp. 1-23.
  6. Ronchi 2020: Ronchi Diego, Limongiello Marco, Barba Salvatore, Correlation among Earthwork and Cropmark Anomalies within Archaeological Landscape Investigation by Using LiDAR and Multispectral Technologies from UAV, in «Drones», 4, 72, 1-25.
  7. Ronchi 2023: Ronchi Diego, Limongiello Marco, Demetrescu Emanuel, Ferdani Daniele, Multispectral UAV Data and GPR Survey for Archeological Anomaly Detection Supporting 3D Reconstruction, in «Sensors», 23, 2769, pp. 1-24.
  8. Stasolla 2012: Stasolla Francesca Romana, a cura di, Leopoli-Cencelle: il quartiere sud-orientale. Archeologia e storia di una città medievale, Fondazione Centro Italiano di Studi Sull’Alto Medioevo, Spoleto 2012.

(Fonte: Tecnostudi Ambiente S.r.l.)

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