Articolo presentato al 18° Congresso Nazionale di Speleologia,
CHIUSA '98
Paper presented at the 18th Italian National Congress
of Spelaeology, CHIUSA '98
Un ambiente grafico interattivo per il trattamento di poligonali
A graphical interactive environment for traverse processing
Giuliano Donzellini
E-mail: <donzie@dibe.unige.it>
Ricercatore di elettronica presso il Dipartimento di Ingegneria Biofisica
ed Elettronica (Universita` di Genova).
Socio della Societa` Speleologica Italiana, del Club Alpino Italiano
e del Gruppo Grotte CAI Savona.
Abstract
A survey-mapping software tool should present to the user a
clean and easy interface. "Masked-styled" data input may be preferable
to "spread-sheet" one, as long as the user could freely configure the mask.
Suitable error checking must be provided. Traverse data mapping should
be generated in real-time and resemble a "paper and pencil" approach. The
user should be allowed to "select" a traverse sub-set and to operate data
processing on it. The criteria exposed in the paper have been applied to
the "GROTTA" software, currently under development.
Introduzione
Il riporto della poligonale costituisce il momento piu` delicato e importante
della restituzione del rilievo di una grotta. La disponibilita` di adeguati
strumenti informatici ha reso possibile l’automazione di questa fase del
riporto dei rilievi, e molto software e` stato scritto a questo scopo [1].
Non sempre pero` l’aspetto della interazione uomo-macchina e` stato preso
nella dovuta considerazione: molti programmi sono stati sviluppati tenendo
conto piu` degli aspetti matematici del trattamento delle poligonali che
della "usabilita`". Nel seguito si vogliono esaminare alcune di queste
esigenze, e proporre alcune soluzioni in corso di implementazione nel programma
per il riporto dei rilievi speleologici "GROTTA".
Introduzione dei dati
L’introduzione dei dati del "libretto" di rilievo rappresenta spesso una
fase molto noiosa, nella quale l’utente rischia di commettere errori di
varia natura, che spesso rischiano di complicare quelli eventualmente commessi
durante il rilievo. Molti utenti usano le "griglie" dei fogli elettronici
per questo scopo [2], tuttavia e` mia opinione che questo non sia l’approccio
migliore. La contemporanea visualizzazione di troppi numeri sullo schermo,
in una matrice di caselle tra loro troppo "uguali", puo` generare facilmente
errori di trascrizione (e stanchezza visiva). All’opposto, l’uso di una
"maschera" di introduzione dati, se bene organizzata, puo` consentire all’utente
una maggiore flessibilita`, leggibilita` e tranquillita` di trascrizione.
Puo` essere tuttavia utile mantenere l’uso di una tabella, limitatamente
alla semplice visualizzazione dei dati, per non perdere la visione di insieme
(Fig.1).
Funzionalita` della maschera
La maschera di introduzione dati deve essere adattabile alle necessita`
dell’utente-speleologo. E` utile che la configurazione della maschera sia
impostabile direttamente al suo interno. A seconda delle esigenze, in alcuni
casi puo` bastare una maschera semplificata; in altri puo` essere necessario
utilizzare una maschera piu` ricca di elementi, ad esempio di campi per
la controbattuta, per la sezione trasversa e per la declinazione magnetica.
Anche la definibilita` delle unita` di misura e dello "standard" di misure
adottate (polari, cilindriche, tacheometriche...) dovrebbero facilitare
le operazioni. Il software controllera`, in tempo reale, l’immissione dei
dati: sono necessarie verifiche di consistenza, correttezza e completezza
delle misure introdotte, e di esistenza e unicita` dei nomi dei punti di
stazione. Quest’ultimo controllo permette di individuare subito non soltanto
possibili errori da parte dell’utente, ma anche le richiusure ad anello
della poligonale e la non connessione di segmenti.
Restituzione della poligonale
La tradizionale restituzione del rilievo "carta e matita", pur essendo
certamente poco precisa e inadatta al riporto di grandi cavita`, presenta
un grande pregio: l’immediatezza del risultato. Molti speleologi, riportando
sulla carta rilievi di cavita` di piccola e media dimensione, trovano piacevole
veder comparire sotto i propri occhi la grotta, misura dopo misura, e "ragionare"
sul rilievo mentre questo viene disegnato. Con questo metodo si ha anche
un immediato controllo della "sensatezza" delle misure effettuate e degli
eventuali errori grossolani. Il software dovrebbe cercare di riproporre
gli aspetti migliori del metodo "carta e matita", integrandoli con la precisione
del calcolo matematico e della grafica: dovrebbe consentire, mentre si
introducono i dati, l’immediata visualizzazione del riporto su "fogli da
disegno virtuali". Come sulla carta, la poligonale comparira` sui nostri
fogli da disegno, segmento dopo segmento.
Selezione e post-elaborazione di tratte di
poligonale
Il grande pregio di un sistema informatico e` di rendere praticabili elaborazioni
di dati che con i metodi tradizionali risultano complesse e gravose e che
per questo motivo sono spesso trascurate. Le tipiche elaborazioni che chiediamo
ad un programma per i rilievi sono ad esempio: il calcolo dello sviluppo
e dei dislivelli [3], i diagrammi di direzione, una valutazione degli errori
di richiusura, ecc. Diversi autori hanno incluso funzioni di questo genere
nei loro programmi, tuttavia si e` spesso trascurata l’opportunita` di
rendere "selettiva" l’elaborazione dati, al fine di eseguirla solo sulla
parte di grotta di nostro interesse. Emerge dunque la necessita` di inserire
nel software la possibilita` di "selezionare" tratte di poligonale, possibilmente
con un metodo grafico-interattivo semplice da usare. Affinche` il prerequisito
della semplicita` sia soddisfatto, e’ necessario prestare molta cura nella
definizione delle specifiche della interazione tra speleologo e fogli virtuali.
La selezione dei segmenti di poligonale si puo` ottenere in modo semplice
facendo click con il mouse su di essi, sui fogli da disegno. Abbinando
al click del mouse la pressione di uno o due tasti, si puo` ad esempio
pensare di: selezionare una tratta di poligonale completa di tutte le sue
diramazioni; escludere segmenti, al fine di impedire l’inclusione di intere
tratte nella selezione; selezionare una tratta specificando il segmento
di inizio e quello di fine. Eventuali ambiguita` di percorso, dovute alla
presenza di anelli di poligonale, possono essere risolte mediante un algoritmo
"esperto" di labirinti, che consenta di selezionare per click successivi
il "sentiero" voluto. Dopo aver evidenziato un sotto-insieme di poligonale,
possiamo ad esempio calcolare la distanza e il dislivello tra due punti
di stazione qualunque, gli spostamenti in pianta e lo sviluppo della intera
grotta e della sola parte selezionata (Fig.2).
La selezione puo` essere utilizzata anche per effettuare manipolazioni
grafiche sul riporto della poligonale, come il ribaltamento automatico
in sezione longitudinale di intere tratte, o lo spostamento "a lato" di
parti della grotta al fine di ridurre le sovrapposizioni e rendere piu`
leggibile il rilievo. Altre applicazioni della selezione possono essere:
l’esportazione di una tratta verso altri software per i rilievi, la visualizzazione
tri-dimensionale della sola tratta di interesse, il controllo degli errori
di richiusura degli anelli di poligonale [4], e altro ancora.
Riferimenti
[1] British Cave Research Association, "Cave Survey Software," http://www.sat.dundee.ac.uk/~arb/surveying/software.html
[2] A.Vanin, R.Murgolo, M.Miragoli, "Un SW per la Speleologia," Speleologia
28, pp. 45-48,1993
[3] C.Chabert, R.A.Watson, "Mapping and Measuring Caves: A Conceptual
Analysis," Bullettin of the National Speleological Society, pp.
3-11, 43(1), 1981
[4] G.Donzellini, "Compensazione automatica degli errori di richiusura
in poligonali con anelli multipli," Atti del 18° Congresso Nazionale
di Speleologia, CHIUSA '98
