Gli impieghi del GPS

Quando si parla di sistema GPS ci si riferisce abitualmente alla costellazione di satelliti americana, che non è però l'unica disponibile. Con la sigla GNSS (Global Navigation Satellites System) è indicato l'insieme delle costellazioni di satelliti GPS, GLONASS (Russo) e GALILEO (Europeo e di futura costituzione) che orbitano attorno alla terra. Ovviamente, tanto maggiore è il numero di satelliti presenti in orbita tanto più alta sarà la probabilità di ricevere in ogni istante un numero sufficiente di segnali per evere una misura della posizione affidabile. Per questo è di fondamentale importanza avere a disposizione una buona "scorta" di satelliti in posizione alta rispetto all'orizzonte e il cui segnale percorra un tragitto privo di ostacoli sino al ricevitore.

I sistemi GPS vengono utilizzati per una vasta gamma di applicazioni. Creano e aggiornano database GIS per diverse discipline scientifiche come quelle legate alle risorse naturali, allo sviluppo e l’analisi urbana, l’agricoltura e le scienze sociali.

Gli specialisti delle risorse naturali quali le guardie forestali, i geologi, i geografi e i biologi, usano i sistemi GPS per acquisire informazioni relative all’età, la salute, la quantità e il tipo di alberi, localizzazione di habitat selvaggi, mappatura e conteggi sugli animali ed altri attributi.

Il GPS aiuta l’acquisizione di dati su tipi di suolo ai quali abbinare modelli tridimensionali del terreno che mostrano curve di livello al fine di operare gestioni particolari sui requisiti dell’area. Altre applicazioni per le risorse naturali includono una migliore mappatura dei siti, la registrazione della dimensione e delle condizioni di un lago, le linee di inondazione, le estensioni paludose e la lunghezza dei corsi d’acqua, lo studio sulla fauna ittica e degli habitat dov’è presente fauna selvatica, i cambiamenti sulle linee costiere, sulla vegetazione e sulle zone climatiche.

Le applicazioni urbane dei sistemi GPS includono la mappatura dei trasporti e delle infrastrutture di pubblica utilità. Strade ed autostrade vengono digitalizzate percorrendo a bordo di un veicolo la strada mentre un GPS registra le diverse posizioni. Le condizioni della strada, i pericoli e le aree che necessitano di riparazioni vengono memorizzate come attributi ad uso di inventario e per l’implementazione di programmi GIS.

Il GPS aiuta la mappatura di linee elettriche, telefoniche, idriche, del gas e delle fognature. Oggetti come tombini e idranti vengono mappati come punti ai quali vengono associati informazioni di attributo. Le squadre di ispezione e per la manutenzione usano il GPS per dirigersi direttamente ai siti che necessitano di attenzione. Il tempo di arrivo e partenza relativi vengono registrati accuratamente, unitamente ai commenti e servizi prestati.

Altre applicazioni urbane comprendono la mappatura e la registrazione di appezzamenti di terreno, zone, lavori pubblici, caratteristiche stradali e fabbriche.

Nel campo agricolo I sistemi GPS aiutano a delineare le caratteristiche per le fattorie. Microclimi, tipi di terreno, stress da coltura, erbe infestanti, malattie alle piante, rese sui raccolti, vengono registrati e riferiti direttamente a seconda delle posizioni. Le posizioni di trattori o aeroplani ed i dati del terreno possono essere correlati per fare in modo che i concimi e gli anticrittogamici vengano distribuiti solo dove necessario. Questo riduce i costi dei prodotti chimici e riduce la contaminazione delle falde acquifere a causa di eccessive applicazioni chimiche. La tecnologia GPS aiuta gli agricoltori a tenere una cronologia accurata delle diverse analisi sul campo per determinare gli effetti dei differenti tipi di procedure agricole.

Nel campo delle scienze sociali, archeologi e storici usano sistemi GPS per dirigersi e registrare informazioni su siti non censiti. Questi siti vengono acquisiti usando un palmare GPS e codificati come waypoint. I waypoint sono utili per la navigazione verso il sito. Quando il punto desiderato viene trovato, i dati relativi possono essere registrati per il loro inserimento in un GIS o in altri database.

Un’applicazione per questa disciplina è stata lo studio intrapreso dagli antropologi nella giungla Venezuelana. Gli antropologi hanno esplorato nella giungla territori non indicati sulle carte e, utilizzando un sistema mapping GPS, hanno localizzato e mappato tribù sconosciute. La posizione e le informazioni culturali che sono state acquisite, hanno aiutato il governo venezuelano a creare riserve per assicurare a quei villaggi tribali di continuare a vivere indisturbati.

I sistemi GPS mapping possono essere usati per qualunque altra applicazione che richieda accuratezza su tempo, posizione ed altre caratteristiche informative. Il risultato finale non è limitato al plottaggio delle mappe. Le registrazioni di posizione e tempo possono anche essere trasferite a software che sfruttano tali informazioni per funzioni di modellazione. Le possibilità offerte dal sistema di navigazione sono di grande aiuto ai dipartimenti di Polizia, ai Vigili del Fuoco ed ai topografi, grazie alla possibilità di ritrovare velocemente un sito specifico. Attraverso il posizionamento di un ricevitore GPS su un aeroplano o un elicottero e volando attorno ad aree incendiate, i pompieri possono usare il sistema per stabilire rapidamente ed accuratamente i confini dell’incendio. Il perimetro del fuoco viene plottato e sovrapposto alle mappe esistenti per assistere i pompieri. L’area dell’incendio ed i dati del perimetro vengono inoltre convertiti in un formato GIS per un successivo censimento dei danni dell’incendio.

Un’applicazione utile per i sistemi GPS mapping è il mantenimento di un comune sistema di riferimento per l’acquisizione di dati. Anche nell’utilizzo di database GIS, la necessità di un sistema di riferimento comune tra i differenti insiemi di dati è molto importante. I dati acquisiti con i GPS possono essere riferiti accuratamente a punti di controllo in una rete geodetica di riferimento (una rete di riferimento riferita ad un ellissoide). Il GPS usa il WGS84 (World Geodetic System 1984) come sistema di riferimento comune. I sistemi GPS mapping sono inoltre utili per il riferimento al suolo di immagini satellitari, per la georeferenziazione fotogrammetrica e di mappe digitali.