Come si possono combinare innumerevoli dati di reti dei trasporti provenienti dalle fonti più disparate e con prospettive della rete di trasporto molto diverse? Il processo avviene in due fasi: con gli strumenti della Rete dei trasporti CH i dati disponibili vengono dapprima referenziati su una base comune e poi collegati tra loro.
Interconnettere i dati senza modificarli
Chi progetta, realizza, gestisce o utilizza vie di comunicazione e infrastrutture di trasporto, sia nel settore pubblico che nel settore privato, necessita di dati aggiornati e affidabili sulla rete dei trasporti, come inventari delle infrastrutture stradali e ferroviarie, dati sulla pianificazione e la modellizzazione dei trasporti, statistiche degli incidenti stradali, calcoli su rumore ed emissioni o dati di rete di fornitori privati.
Molti di questi dati sono già oggi disponibili con un livello di qualità comprovata. Tuttavia, collegarli tra loro è spesso impossibile o molto difficile. Attualmente manca un coordinamento sovraordinato. Di conseguenza, il potenziale di sfruttamento di molti dati rimane inutilizzato.
Ogni applicazione nel campo della mobilità considera rilevanti informazioni diverse. Per tale motivo, i vari set di dati mappano l’infrastruttura di trasporto e i suoi attributi in maniera diversa. Inoltre, i dati non vengono registrati e gestiti in modo centralizzato: sono distribuiti fra diverse istituzioni statali ed organizzazioni private e talvolta differiscono significativamente per tipologia e struttura. Questo rende difficile combinarli.
Poiché manca una rete generale come base comune, spesso non è possibile determinare automaticamente se le informazioni provenienti da set di dati diversi si riferiscono agli stessi oggetti in un determinato comparto. Si rende quindi necessaria una rettifica manuale molto dispendiosa.
La Rete dei trasporti CH offre strumenti che risolvono questa problematica. Per prima cosa gli utenti devono referenziare su una base comune (rete di base) i dati disponibili (matching). Dopo di che, i dati possono essere combinati con altre informazioni analogamente referenziate sulla rete di base.
Prima referenziare, poi combinare
Grazie alle funzioni messe a disposizione dalla Rete dei trasporti CH, gli oggetti di un set di dati A possono essere correlati con gli oggetti di un set di dati B in modo efficiente e automatizzato. La rete di base funge da denominatore comune. In questo modo le reti esistenti rimangono invariate e non devono essere modificate nella loro struttura fondamentale.
Gli utenti possono così raccogliere e combinare informazioni sui vettori di trasporto (strada, ferrovia, vie navigabili, impianti a fune) e sul loro utilizzo localizzabili nello spazio a prescindere che si tratti di dati della Confederazione, dei Cantoni, dei Comuni o di privati e indipendentemente dalla base di geodati. A tale scopo, possono impiegare dati di loro proprietà, dati per i quali dispongono di un’autorizzazione d’uso (ad es. una licenza) o dati liberamente accessibili.
Con gli strumenti della Rete dei trasporti CH, in una prima fase gli utenti creano reti specializzate referenziando i dati sulla mobilità desiderati su una rete di base comune. Questo tipo di referenziazione consente, in un secondo tempo, di combinare tra loro dati di provenienza molto diversa (combinazione di reti), anche se impostati su basi di geodati differenti.
Come funziona la referenziazione?
La referenziazione («matching») di dati tecnici sulla rete di base costituisce il presupposto per la successiva combinazione di dati e include i seguenti aspetti:
Lo strumento «Matcher» consente di localizzare sulla rete di base dati tecnici di diverse geometrie (reti di segmenti, nodi e superfici). Viene innanzitutto effettuata una correlazione tra i diversi oggetti; ad esempio, a quale tratto stradale della rete di base corrisponde un dato tratto stradale del set di dati tecnici.
Gli utenti definiscono quali parti dei loro dati referenziare sulla rete di base (ad es. unicamente le strade con l’attributo «autostrada» o gli oggetti in una determinata area geografica) e quale metodo di matching (quale algoritmo) utilizzare. In questo modo, per ogni singolo oggetto di una rete specializzata viene determinato il partner di matching più probabile nella rete di base.
Rete di base (blu) e il set di dati del Modello del traffico viaggiatori a livello nazionale MTVN (rosso). Con il matching, ogni informazione del set di dati tecnici viene messa in relazione con la rete di base.
Gli oggetti relativi a dati tecnici, una volta assegnati ad un segmento (ad un nodo o ad una superficie) della rete di base, vengono referenziati linearmente sulla rete di base. Ciò significa che per ogni oggetto come ad esempio una pista ciclabile, una linea del tram o un cantiere, viene definita la posizione esatta lungo il segmento (nodo o superficie) della rete di base. Per ogni oggetto si conosce pertanto la posizione «dal metro X al metro Y» lungo un corrispettivo segmento della rete di base. Questa referenziazione sulla rete di base crea reti specializzate corrispondenti ai set di dati tecnici.
Il grafico mostra come tre diverse reti specializzate (TN = Technical Network) sono assegnate a un segmento nella rete di base (BN = Basic Network), compresa la loro localizzazione lineare. Ad esempio, un tratto di tram (TN1, verde scuro) si estende dal metro 0 al metro 700 sul segmento della rete di base BN3.
Matching geometrico e topologico
Il matching geometrico fa coincidere spazialmente gli oggetti di un set di dati tecnici (ad es. strade, fermate, zone di velocità) con gli oggetti corrispondenti nella rete di base, considerando esclusivamente la loro forma geometrica e posizione. Alcuni algoritmi tengono conto anche della topologia della rete, ossia delle relazioni spaziali tra gli oggetti (ad es. punti di collegamento, relazioni con l’ambiente, percorsi). A seconda del caso d’uso, può essere appropriato utilizzare uno solo algoritmo o una combinazione di più algoritmi. Se si sceglie una combinazione, il sistema determina empiricamente l’algoritmo più adatto per ogni segmento/punto/superficie.
Matching attributivo
Il matching attributivo confronta attributi (informazioni semantiche), migliorando così la precisione del matching geometrico. Ad esempio, gli utenti possono definire che il confronto con la rete di base debba avvenire sulla base dei nomi delle vie o della categoria di strada, come «autostrade». In questo modo è possibile escludere determinate combinazioni o ridurre il numero di possibili associazioni di oggetti di dati tecnici con oggetti nella rete di base, rendendo l’assegnazione più chiara. Ciò presuppone tuttavia che siano già disponibili informazioni tecniche specifiche referenziate sulla rete di base in grado di fornire tali attributi (ad es. nomi delle vie o categorie di strade), poiché la rete di base non contiene informazioni tecniche. Quindi, più reti specializzate con dati di qualità verificata saranno disponibili in futuro, più preciso sarà il matching attributivo. E con ogni ulteriore informazione tecnica referenziata aumentano le possibilità di matching attributivo – a condizione che i dati vengano integrati anche nella gestione dati di RtCH.
Il risultato fondamentale del processo di matching è la referenziazione lineare dei dati tecnici sulla rete di base.
Queste relazioni vengono messe a disposizione degli utenti per il download sotto forma di tabella di referenziazione lineare.
Per la visualizzazione del matching vengono inoltre forniti dati GIS per QGIS e ArcGIS, che contengono i risultati referenziati sulla rete di base (rete specializzata), i dati tecnici originali e i dati della rete di base originali. Grazie alla vista preimpostata, è possibile visualizzare tutti i dati in modo chiaro e attivare o disattivare i livelli in modo selettivo.
Un report di matching riassume le principali informazioni aggiuntive. Ad esempio, elenca gli elementi che richiedono una rielaborazione manuale perché, con le impostazioni di matching selezionate, non è stato possibile stabilire una corrispondenza sufficientemente probabile nella rete di base.
Gli utenti che desiderano mettere a disposizione pubblicamente sulla Rete dei trasporti CH le loro reti specializzate derivate dal matching possono farlo tramite lo strumento «Configurator». Nel Configurator è possibile definire, ad esempio, quali attributi deve contenere la rete specializzata, quali metadati deve includere (ad es. l’autore dei dati) o ancora chi potrà modificarla o utilizzarla.
Rendere – completamente o parzialmente – pubbliche le reti specializzate facilita, ad esempio, lo scambio di dati tra organizzazioni o enti, valorizza i dati già raccolti e le combinazioni di dati create ed evita di dover rilevare più volte gli stessi dati.
Come funziona la combinazione?
Dopo aver referenziato i dati sulla rete di base, gli utenti possono utilizzare lo strumento «Combiner» per unire più reti specializzate con geometrie molto diverse tra loro. In questo modo, grazie alla referenziazione sulla rete di base, gli oggetti delle reti specializzate possono essere collegati direttamente ai rispettivi oggetti delle altre reti specializzate. La geometria può essere acquisita da un set di dati tecnici oppure dalla rete di base. Gli utenti definiscono a monte un insieme di regole che stabilisce come intendono combinare le reti.
Esempio: un utente vorrebbe combinare le reti specializzate TN 3 (verde) e TN 4 (arancione e giallo). Entrambe forniscono informazioni sui limiti di altezza su una strada. La rete specializzata 4 contiene inoltre informazioni sui cantieri. L’utente ha definito nel set di regole che la geometria della rete combinata dovrà essere determinata dalla rete di base. Inoltre, sa che la TN 3 contiene le informazioni migliori e quindi la definisce come fonte di dati prioritaria. Se la TN 3 non dispone di dati, come nel segmento TN 2.4, dovranno essere utilizzati i dati della TN 4. In questo modo l’utente ottiene esattamente la combinazione di dati più adatta ai suoi scopi.
Le combinazioni di reti generate possono essere pubblicate a loro volta come reti specializzate e/o messe a disposizione per un uso generale.
Questa funzione verrà integrata in un secondo tempo. Per la versione definitiva sono previste numerose funzioni di filtro e aggregazione per poter fornire risposte supportate da dati alle questioni più disparate.
Rete di base
La rete di base è un elemento fondamentale per il collegamento spaziale dei dati relativi alle infrastrutture di trasporto e alla mobilità. Mappa in forma digitale la rete dei trasporti fisica e comprende le strade e i sentieri, le ferrovie, le vie navigabili e le funivie in Svizzera e nel Principato del Liechtenstein. Contiene solo alcune informazioni tecniche. La rete di base costituisce un comun denominatore molto semplice ed una base di geodati su cui referenziarne altri.
La rete di base è già disponibile per il download come prodotto di swisstopo swissTNE Base. Al momento si basa principalmente sul modello topografico del paesaggio (swissTLM3D) di swisstopo e quindi soddisfa standard qualitativi molto elevati.
Il team di progetto sviluppa ed estende regolarmente la rete di base. Attualmente viene aggiornata annualmente; a medio termine gli aggiornamenti saranno continuativi e i dati saranno accessibili dinamicamente. In futuro saranno inclusi anche dati provenienti dalle zone limitrofe estere. Grazie all’aggiornamento incrementale e alla storicizzazione, le modifiche alla rete di base sono completamente tracciabili.
Nella rete di base sono disponibili diverse infrastrutture di trasporto. Sono interconnesse e l’interscambio tra le diverse modalità di trasporto è assicurato da un modello topologico dove ogni geometria relativa ad un determinato segmento si connette sempre a due nodi: i nodi rappresentano i punti d’incrocio o interscambio di un determinato segmento con altri vettori di trasporto; i segmenti collegano i nodi e raffigurano strade, ferrovie, funivie o vie navigabili.
Se i segmenti si incrociano su livelli differenti (ad es. in corrispondenza di ponti), non viene generato alcun nodo. Anche le superfici su cui è possibile spostarsi liberamente (come piazze o laghi) sono rappresentate come nodi. In opzione, possono essere dotate di una geometria planare che descrive lo spazio in cui è possibile muoversi liberamente.
Le informazioni contenute nella rete di base sono volutamente ridotte al minimo per non renderla troppo frammentaria e affinché possa fungere da denominatore comune. Nello specifico, la rete di base contiene soltanto i seguenti attributi:
numeri di identificazione (ID) univoci e stabili nel tempo per ogni oggetto;
geometria (informazioni sulla posizione), per gli oggetti lineari anche informazioni sul tracciato, per gli oggetti planari anche la superficie, il tutto espresso nello spazio tridimensionale;
indicazione del vettore di trasporto (strada, ferrovia, impianto a fune, via navigabile);
relazioni tra gli oggetti (ad es. qui due strade si incontrano a un incrocio o qui una strada ne attraversa un’altra ma non sono collegate, come nel caso di un ponte);
direzioni univoche degli assi (tramite riferimento a nodi di partenza e destinazione);
periodo di esistenza dell’oggetto;
proprietà dei dati e fonte dei dati.
Informazioni specifiche, come i divieti di svolta o la segnaletica del traffico, sono contenute in apposite reti specializzate.
Reti specializzate
Le reti specializzate contengono informazioni specifiche sulla rete di trasporto fisica e/o sulla mobilità che vi si svolge. Può trattarsi di dettagli geometrici, come il tracciato esatto di una strada o la forma esatta di una superficie, oppure di informazioni tecniche come altezze di passaggio limitate, divieti di svolta o statistiche degli incidenti.
I dati contenuti nelle reti specializzate possono provenire da singole fonti oppure essere il risultato di combinazioni di dati di origini diverse e possono essere messi a disposizione e pubblicati in modo centralizzato (tramite la Rete dei trasporti CH) o decentralizzato (da parte di specifici utenti). La responsabilità del contenuto dei dati rimane della fonte di provenienza dei dati. Può trattarsi di uffici federali, Cantoni, Comuni, imprese di trasporto o anche privati.
Tutte le reti specializzate della Rete dei trasporti CH hanno in comune il fatto di essere referenziate alla rete di base e quindi collegabili ad altri dati sulla mobilità.
Alcune reti specializzate, dette centrali, costituiscono un interesse generale e sono essenziali per le funzionalità della Rete dei trasporti CH. Taluni attributi semplificano la referenziazione dei dati tecnici sulla rete di base (ad es. indirizzi, nomi delle vie, classi di strade, numero di corsie o scartamento). Altre informazioni, come le restrizioni del traffico o i punti di interscambio, rappresentano dati di base importanti per i casi d’uso prioritari dell’IDM. Per questo motivo, in futuro la Rete dei trasporti CH metterà a disposizione proprie reti specializzate, rendendole accessibili a tutti gli utenti.
In una prima fase, per queste reti specializzate la Rete dei trasporti CH metterà a disposizione dei container (con precisi modelli di dati) come pure strumenti per il collegamento dei dati stessi. Il completamento delle reti con contenuti di dati avverrà in modo graduale, in collaborazione con le organizzazioni settoriali competenti, in linea con i casi d’uso prioritari dell’IDM e in funzione della disponibilità e dell’accessibilità dei dati. swisstopo (Rete dei trasporti CH) e il Centro di competenza per i dati sulla mobilità (UFT/CCDM, responsabile della gestione operativa dell’IDM) assumono un ruolo di coordinamento.
Esempi di possibili reti specializzate centrali della Rete dei trasporti CH:
strade e sentieri: tutte le strade e tutti i sentieri della Svizzera sotto forma di segmenti e nodi, incluse informazioni su tipo, classe, larghezza ecc.;
rete ferroviaria: binari e tratte, inclusi nodi e segmenti ferroviari, chilometraggio, attributi delle tratte;
indirizzi: Comuni, vie, numeri civici.
Le reti specializzate centrali vengono aggiunte se i casi d’uso ne evidenziano la necessità.
Al momento non sono ancora disponibili reti specializzate di terzi utilizzabili pubblicamente, ma in futuro ciò sarà possibile.
Con gli strumenti della Rete dei trasporti CH, gli utenti potranno creare reti specializzate proprie e utilizzarle a fini personali. Potranno inoltre decidere se metterle a disposizione di altri utenti tramite la Rete dei trasporti CH. La responsabilità per il contenuto dei dati rimane comunque sempre ancorata ai titolari originari.
Organizzazione della Rete dei trasporti CH
La Rete dei trasporti CH non comprende esclusivamente componenti tecniche, ma presuppone anche un’organizzazione ben precisa. Il team di progetto sta quindi sviluppando un insieme di regole e processi che consentano l’interazione con sistemi e dati delle più svariate organizzazioni.
Per garantire l’affidabilità del sistema Rete dei trasporti CH, nella fase operativa è necessaria un’unità organizzativa centrale. Ad essa compete quanto segue:
coordinamento generale
necessità operative ed ulteriore sviluppo dell’infrastruttura IT
disponibilità delle funzioni tecniche e organizzative
messa a disposizione di contenuti fondamentali (rete di base e reti specializzate centrali)
facilità di trasmissione e utilizzo dei dati da parte di terzi
messa a disposizione di strumenti e interfacce adeguati e garanzia della loro qualità
supporto tecnico e specialistico
Nell’attuale fase di realizzazione e nella fase preliminare di avvio di progetto, swisstopo ha definito i compiti dell’unità organizzativa e ha già predisposto gran parte delle attività. Pertanto, il progetto di legge concernente la LIDMo raccomanda che swisstopo continui a svolgere tali compiti anche in futuro.
swisstopo, o la successiva unità organizzativa, non sarà responsabile dell’attualità e della qualità dei dati delle reti specializzate. Per ogni rete specializzata esistono chiare responsabilità in termini spaziali e circa la tipologia dei contenuti. Le competenze per i contenuti dei dati sono spesso già disciplinate da atti legislativi vigenti. In linea di principio, i dati devono essere gestiti in modo decentralizzato e presso la fonte stessa. Ad esempio, i proprietari delle infrastrutture dei vettori di trasporto conoscono molto bene lo stato attuale e le tratte in corso di pianificazione. O ancora, le autorità preposte al rilascio delle autorizzazioni sono informate anticipatamente dei cambiamenti previsti.
È previsto anche il coinvolgimento dell’opinione pubblica nell’aggiornamento, ad es. collaborando con piattaforme di scambio basate sul crowd per ricevere avvisi di revisione o predisponendo servizi che consentano agli utenti di segnalare eventuali errori.
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Ufficio federale di topografia swisstopo
Team di progetto Rete dei trasporti CH Seftigenstrasse 264 3084 Wabern
Se siete interessati alla Rete dei trasporti CH, avete domande specifiche sull’utilizzo, desiderate inviare un feedback o avete idee per un caso d’uso concreto, non esitate a contattare il nostro team di progetto:
