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Tecnologia nelle escursioni

a gps 1Oggi la sempre maggiore diffusione dell'uso del computer, dello smartphone e della tecnologia in genere come supporto a tante attività quotidiane, rendono un grande servizio alle attività di tipo escursionistico, aumentandone notevolmente il livello di sicurezza, oltre a permettere di conoscere meglio il territorio e godere con più tranquillità della bellezza dei luoghi visitati.

L’uso della tecnologia, ovviamente, non può sostituire completamente l’utilizzo degli strumenti comunemente utilizzati dall’escursionista, la bussola e la mappa cartacea oltre che lo studio dei rudimenti basilari della cartografia e dell’orienteering, tuttavia, se gli strumenti tecnologici vengono anch’essi studiati con attenzione e non usati in modo sprovveduto, possono rappresentare un ausilio eccellente alla progettazione di nuove esperienze escursionistiche oltre che alla loro tracciatura e diffusione presso la grande platea degli appassionati.

IL SISTEMA GPS

Parlare di tecnologia legata all’escursionismo, vuol dire parlare sopratutto (ma non soltanto) di Global Positioning System (GPS) cioè il sistema di Posizionamento Globale.

Il Sistema di Posizionamento Globale è un sistema di posizionamento e navigazione satellitare, nato principalmente per scopi militari, che, attraverso una rete di circa 32 satelliti artificiali in orbita attorno alla Terra, fornisce ad un terminale mobile, o ricevitore GPS (oggi presente in tutti gli smartphone e nelle apparecchiature dedicate agli escursionisti o ai navigatori), informazioni sulle coordinate geografiche della posizione in cui si trova il terminale stesso, in ogni condizione meteorologica, ovunque sulla Terra ove vi sia una visibilità priva di ostacoli, di almeno quattro satelliti del sistema.

a gps 1La localizzazione avviene tramite la trasmissione di un segnale radio da parte di ciascun satellite e l'elaborazione dei segnali ricevuti da parte del ricevitore.

Il principio di funzionamento si basa su una triangolazione sferica (trilaterazione), che parte dalla misura del tempo impiegato da un segnale radio a percorrere la distanza satellite-ricevitore. Per il calcolo della differenza dei tempi il segnale inviato dal satellite è di tipo orario, cioè contenente l'ora precisa in cui è stato inviato, segnata dall'orologio atomico presente sul satellite che è sincronizzato, con una certa tecnica, con quello del ricevitore: il ricevitore calcola l'esatta distanza dal satellite a partire dalla differenza (dell'ordine dei microsecondi) tra l'orario pervenuto e quello del proprio orologio, tenendo conto della velocità di propagazione del segnale, che è la velocità della luce.

Generalmente l'accuratezza della posizione determinata dall’attuale sistema è attorno ai 5 metri e, salvo casi particolari come alti palazzi o strette gole, non supera i 10 metri.

I ricevitori GPS sono oggi utilizzati in tutta la navigazione aerea, marittima e terrestre, associati a cartografia memorizzata nei navigatori per uso automobilistico e come ausilio alle attività outdoor,a gps 2 tra cui il trekking e in dispositivi di vario genere, anche da polso, associati o meno a cartografia.

Il funzionamento e la precisione del sistema GPS non sono garantiti in modo assoluto e dipendono, in parte, anche dal sistema di satelliti utilizzati per il rilevamento.

Principali sistemi satellitari globali di navigazione:

  • Lo statunitense Global Positioning System (GPS) è composto da 32 satelliti in orbita su sei differenti piani orbitali, dei quali 24 in uso ed 8 di riserva. È operativo dal 1978 e disponibile per tutto il mondo dal 1994. Il GPS è il sistema satellitare più usato nel mondo.

  • Il sistema sovietico Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema, o GLONASS, dopo un’iniziale scarso funzionamento dovuto ad una riduzione degli investimenti, dal dicembre 2011 è tornato pienamente operativo.

  • La Cina possiede un proprio sistema globale di navigazione, chiamato Beidou il quale utilizza 4 satelliti (tre operativi ed uno di riserva), in orbita geostazionaria, che garantiscono una copertura parziale solo di alcune aree del pianeta.

  • Il sistema di posizionamento Galileo è invece totalmente sviluppato in Europa dall’ESA (Agenzia Spaziale Europea). La sua entrata in servizio prevista per la fine del 2019 è stata anticipata al 15 dicembre 2016. Il sistema una volta completato potrà contare su 26 satelliti orbitanti (24 operativi più 2 di scorta).

CARTOGRAFIA COMPUTERIZZATA

L'uso del GPS in un'escursione può essere di una utilità ancora maggiore se associato all'utilizzo della cartografia gestita col computer.

Esistono tanti programmi software, anche gratuiti, che permettono di vedere le mappe cartografiche sullo schermo del computer, in modo tale che alla posizione del mouse sulla mappa corrispondono sempre le coordinate, metriche o angolari, del punto indicato dal mouse, secondo il Datum della mappa.

IL DATUM

Ogni volta che parliamo di coordinate terrestri è fondamentale tenere presente un altro importante concetto: quello dell'ellissoide di riferimento. Sappiamo tutti che il meridiano zero passa per l'osservatorio astronomico di Greenwich (vicino Londra), ma per calcolare con precisione le coordinate di tutti i punti della Terra, bisogna tener conto di tutta una serie di problemi essenzialmente legati alla forma irregolare della Terra che non è una sfera ma un solido particolare, detto “geoide”. Per effettuare i calcoli delle coordinate di ogni punto della Terra, nelle differenti proiezioni (UTM o similari), si simula matematicamente la forma del geoide approssimandola con quella di un ellissoide, generato da un’ellisse rotante attorno all’asse terrestre. All’insieme delle caratteristiche geometriche e dimensionali dell’ellissoide è stato dato il nome, in inglese, di DATUM.

Solo alla fine del secolo scorso, dopo che molte nazioni avevano adottato i loro ellissoidi di riferimento per le cartografie nazionali (o Datum locali, che sono circa 150 in tutto il mondo), quale conseguenza dell'avvio del sistema di posizionamento satellitare su scala mondiale e del suo sistema di riferimento ellissoidico, chiamato WGS84 (World Geodetic System del 1984), si è addivenuti all’adozione su ampia base internazionale (compresa l’Italia) anche di tale Datum.

In ogni caso, quando di parla di coordinate geografiche di un punto, è fondamentale specificare sempre il Datum utilizzato, infatti le coordinate sono diverse da un Datum all'altro. Da tenere anche presente che, in Italia, Datum ancora molto utilizzati nella cartografia sono l'ED50 (European Datum 1950) e il Roma 1940.

LA CALIBRAZIONEa gps 3

Le mappe devono essere “calibrate” o “geo-referenziate”. Questo si può ottenere acquisendo una mappa, o parte di essa, con uno scanner, e poi con gli stessi programmi, selezionando almeno 4 punti non allineati della mappa, associando ad essi le coordinate rilevate dalla mappa e il Datum con il quale la mappa è stata realizzata, e salvando queste informazioni in un file che accompagna il file immagine della mappa.

Questa operazione può sembrare più o meno difficile e noiosa, ma si tenga presente che esistono su internet, o si possono acquistare, tantissime mappe già calibrate e pronte all'uso.

Una mappa calibrata è normalmente costituita dall'insieme di un file immagine JPG, PNG o altro, e un file di tipo testo, contenente il Datum e la corrispondenza tra i punti selezionati dell'immagine (in pixel) e le coordinate geografiche.

IL TRACCIAMENTO

Il fatto più interessante è che, se su queste mappe seguiamo col mouse, per esempio, un sentiero riportato, o una mulattiera evidente, o un qualunque sentiero che sembra percorribile, possiamo disegnare una traccia che poi, sotto la forma di un piccolo file, possiamo trasferire dal computer sul nostro ricevitore GPS e che ci può guidare lungo il sentiero.

Inoltre, camminando col nostro GPS, possiamo registrare tutto il percorso effettuato, come sequenza di punti rilevati, per esempio, ogni 10 secondi, che poi possiamo trasferire sul nostro computer, sotto la forma di un altro piccolo file, e che ci permette di rivedere la nostra escursione, sovrapposta alla cartografia del posto visitato.

PARAMETRI DI NAVIGAZIONE

a gps 2Il Waypoint è un punto di interesse, memorizzato nel ricevitore GPS. E’ possibile definire e memorizzare uno o più waypoint, ricavandone le coordinate da una mappa. Su tutti i ricevitori esiste una funzione di “marcamento” che consente di memorizzare la posizione attuale come waypoint. Ad esso è poi possibile attribuire un nome.

FIX: è la posizione attuale.

Rotta: è la direzione della congiungente tra punto di partenza e punto di arrivo. Può essere identificata come la percorrenza tra due o più waypoint.

SOG (Speed Over Ground): è la velocità di movimento.

Prua (Heading): è la direzione di avanzamento.

Fuori rotta (XTE - Cross Track Error): è la distanza tra il Fix e la Rotta.

Rilevamento (Bearing): è la direzione tra il Fix e il punto di destinazione.

NAVIGAZIONE SULLA MAPPA

I ricevitori GPS di tipo cartografico, incorporano una o più mappe commutabili a piacere, sulle quali è proiettato il nostro movimento. E’ possibile sciegliere tra una visualizzazione con mappa fissa e freccia in moto (Nord su) oppure una visualizzazione con freccia fissa e mappa sempre orientata, che ruota quindi ad ogni nostro cambiamento di direzione (Traccia su). La scala della mappa può inoltre essere variata a piacere con appositi tasti.

Una Rotta, come prima indicato, può essere identificata come un’insieme di waypoint collegati in un preciso ordine. Impostando una rotta e iniziando la navigazione, il GPS ci indica la direzione del primo waypoint, passando quindi al successivo e così via, fino all’ultimo di essi.

Con un semplice comando è inoltre possibile invertire la la rotta, invertendo l’ordine dei waypoint, per tornare indietro sulla stessa strada.

PROGETTARE L’ESCURSIONE: DALLA ROTTA ALLA TRACCIA

Progettare e programmare un’escursione con l’ausilio della tecnologia e dei dispositivi elettronici può essere un’esperienza utile ed interessante, a patto che lo si faccia conoscendo bene gli strumenti utilizzati e la tecnica di utilizzo.

Voglio descrivere ora brevemente un’esperienza di progettazione e gli strumenti utilizzati.

Immaginiamo di voler programmare una visita al Castello di Sant’Aniceto, partendo dalla frazione di Oliveto (Reggio Calabria), attraversando il torrente Valanidi e lungo il perco raggiungere il castello, situato nel comune di Motta San Giovanni.

La cartografia di riferimento cartacea è quella IGM 1:25.000 n.e. F° 602 III Motta S. Giovanni.

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Io però utilizzerò la mappa in formato elettronico denominata “OpenMtbMap”. Si tratta, per usare le parole di Felix Hartmann, il suo principale autore, “della mappa più popolare al mondo per l’escursionismo e la mountainbike“. È dotata di curve di livello, sentieri dettagliati, numerosi punti di interesse ed è costantemente aggiornata.

Come software utilizzerò il programma “Garmin Basecamp” anch’esso riferimento stabile per escursionisti e camminatori di tutti i tipi, disponibile per PC Windows e Apple.

Per prima cosa definisco la rotta da seguire, partendo dal punto di partenza, che definirò “Waypoint di partenza”, con una ventina circa di click del mouse, segno altri waypoint, seguendo più precisamente possibile il sentiero che dovremmo percorrere, cercando di “marcare” principalmente i punti di svolta. Il software Basecamp unisce automaticamente i waypoint segnati con una linea, corrispondente al percorso del sentiero, disegnando, di fatto, la rotta da seguire, fino al waypoint identificato come punto di arrivo.

A questo punto la rotta si può salvare e successivamente, con un semplice passaggio, trasformare in una traccia GPX (formato universale utilizzato per le tracce) o KLM (formato utilizzato sopratutto da Google Earth).

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Subito dopo posso trasferire tale file, via email o con un collegamento diretto, sul mio smartphone o meglio sul mio ricevitore GPS dedicato. Le APP che si utilizzano sullo smartphone per il trekking, normalmente permettono di utilizzare una o più tipi di mappe che devono essere state in precedenza precaricate, possibilmente con un collegamento wifi, per essere successivamente utilizzate in modalità off-line, cioè senza la necessità del collegamento ad internet, che in montagna è praticamente inesistente.

Partendo per l'escursione e attivando l’APP sullo smartphone o il mio GPS dedicato, con alcune semplici manovre, seleziono la traccia che dobbiamo seguire. Sul display del GPS compare la mia posizione attuale, la mappa salvata in precedenza e la traccia da seguire. Prima di cominciare a camminare attivo la funzione di registrazione della traccia che effettivamente percorreremo.
Se la carta da cui ho rilevato il sentiero è stata ben realizzata e nel frattempo non ci sono state deviazioni causate da
frane o altri ostacoli, le due linee che vedo sul display dello smartphone dovrebbero coincidere.

In realtà mentre camminiamo ci accorgiamo che più di una volta ci dobbiamo allontanare dal percorso programmato e, inoltre, se ci “perdiamo” per qualche distrazione facilmente il GPS ci avverte in quale direzione dobbiamo tornare.

Concludendo la nostra escursione, possiamo interrompere la registrazione dell’escursione.

Tornati a casa possiamo trasferire sul nostro computer, via email o con un collegamento diretto, la traccia rilevata e la possiamo sovrapporre sia sulla cartografia utilizzata normalmente, che su Google Earth. I punti rilevati col GPS sono di solito sovrabbondanti e localmente un po' sparpagliati a causa della leggera imprecisione dovuta sia allo strumento, sia al fatto che siamo, magari, passati in un bosco molto fitto, dove per qualche istante si è perduto il segnale GPS. Per questi motivi conviene “riaggiustare manualmente” il sentiero percorso e sostituirlo a quello inizialmente programmato per ottenere una maggiore precisione e per permetterci un futuro uso della traccia da parte nostra o di qualche altro escursionista che vuole percorrere lo stesso sentiero.

GLI STRUMENTI DA UTILIZZARE

a gps 6Meglio il GPS dedicato o lo smartphone? Fino a qualche anno fa questa domanda non la si poneva neanche, l’unico strumento affidabile era il ricevitore GPS dedicato. Ultimamente le cose sono un pò cambiate, in quanto la disponibiltà di nuove tecnologie sul mercato, ha permesso di ottenere delle app per smarthphone, dedicate al tracking, molto avanzate e il divario tra i due tipi di dispositivi si è notevolmente ristretto, anche se sostanzialmente, solo a livello di software. In realtà sono le differenze sull’hardware che fanno la differenza. Il navigatore GPS palmare portatile si aggancia direttamente al satellite, normalmente utilizzando un’antenna specifica e potenziata per captare il segnale anche in aree remote o nel fitto della boscaglia. E’ un apparato più robusto e molto spesso impermeabilizzato e antiurto. Ha una buona autonomia energetica, è ottimizzato per un uso prolungato, alcuni modelli arrivano a stare accesi fino a oltre 20 ore. Parliamo, dunque, di un dispositivo che è pensato e progettato per essere usato in un ambiente particolarmente difficile.a gps 7

Gli smartphone non sono stati progettati per l’outdoor, sono strumenti più delicati e la batteria solitamente si scarica molto velocemente, essendo la funzione Gps molto vorace di energia. Ha una minore precisione rispetto al GPS da outdoor, inoltre gli smartphone non sono fatti per sopportare gli stress che un’attività outdoor prevede come cadute, urti, polvere, fango e pioggia, quindi molto soggetti a rotture dei componenti e soprattutto dello schermo.

In sostanza un ricevitore GPS deve segnalare il percorso, misurare altitudine, le distanze e altre informazioni utili durante il cammino, tener traccia della strada fatta ed eventualmente riportarci al punto di partenza e dire sempre ed esattamente il punto dove ci si trova (e deve farlo bene!).

LE MAPPE (Gratuite ed a pagamento)

Sull'esempio di Wikipedia, OpenStreetMap (www.openstreetmap.org) è un progetto collaborativo finalizzato a creare mappe vettoriali (cioè zoomabili senza perdere definizione e anzi aumentando i particolari visualizzati) di tutto quanto è “mappabile” nel mondo con i contributi di chiunque abbia interesse e voglia di partecipare. Iniziato nel 2004 da parte di un inglese, oggi è a un tale livello di sviluppo da permettere un'infinità di utilizzazioni, tra le quali quelle possibili con i comuni smartphone e con i ricevitori GPS. La cartografia realizzata con OpenStreetMap è analoga a quella di Google Maps, ma a differenza di questa contiene una quantità enormemente maggiore di oggetti e punti di interesse (POI), tra cui sentieri, piste ciclabili, ecc.

Uno degli aspetti più importanti è l'estrema facilità di “aggiungere” e/o “correggere”, in questo sistema, informazioni sia grafiche che testuali. Infatti è disponibile un Editor (iD), che, tramite un qualunque browser web, permette a chiunque abbia creato un account personale sulla piattaforma OpenStreetMap, di aggiungere o modificare linee, punti, poligoni e attributi vari di oggetti grafici, anche con l'aiuto di una sottostante dettagliata veduta aerea della zona di interesse. Sui dati cartografici di OpenStreeMap esistono inoltre molti progetti collaborativi finalizzati a evidenziare particolari aspetti e tematismi cartografici (viabilità stradale, trasporti pubblici, praticabilità sport tra cui nautica, sci, trekking, ecc.) per accedere ai quali è necessario conoscere uno specifico indirizzo web oppure installare una specifica APP sul proprio smartphome. Di particolare interesse per il trekking è il progetto OpenCycleMap (visibile al sito www.opencyclemap.org) oopure OpenTopoMap (visibile al sito www.opentopomap.org).

Una caratteristica fondamentale consiste nel fatto che i dati cartografici sono utilizzabili anche offline, cioè senza la necessità di un collegamento a internet. Infatti mappe locali o regionali o nazionali possono essere preventivamente caricate, e periodicamente aggiornate, sul proprio GPS tramite software (Es. Garmin Express).

Wikiloc

Spesso si può risparmiare la fatica di preparare la traccia da percorrere. Infatti sempre più spesso si trovano su internet i sentieri con i relativi file GPX o KML già pronti per l'uso.

Uno dei siti attualmente di maggior interesse per trovare percorsi da caricare sul proprio GPS è it.wikiloc.com. Attualmente contiene quasi cinque milioni di percorsi in tutto il mondo (anche per mountain bike, canottaggio e altro) e uno degli aspetti più interessanti è che tutti i percorsi registrati nel sito sono anche visualizzabili direttamente su Google Earth.

Quale APP per chi vuole utilizzare lo smartphone in escursione?

a gps 8Oruxmaps è una App completamente gratuita realizzata in Spagna ma disponibile anche in italiano. Offre l’uso di diversi tipi di mappe tra cui OpenStreetMap ed è molto facile salvare mappe per un utilizzo off-line. Tra l’altro è sufficiente visualizzare in anticipo la mappa della zona contenente la propria escursione ad un adeguato livello di zoom e in presenza di un collegamento wifi, che questa rimane memorizzata in memoria per il successivo utilizzo. Possiede tutte le funzioni di gestione delle tracce compresa la registrazione, l’importazione e l’esportazione.

I software da utilizzare su computer per gestire, definire e progettare escursioni

GARMIN BASECAMP

Garmin Basecamp è un software gratuito che serve al supporto dei device GPS Garmin ed è utilissimo nella pianificazione, vista e salvataggio delle tracce dal GPS, invio delle mappe personalizzate e molto altro. Una volta installato, si può, semplicemente collegando il GPS al computer via USB, registrare il dispositivo e scaricare ed installare automaticamente eventuali tracce.

L’interfaccia grafica è ampiamente personalizzabile nelle viste e nella disposizione dei pulsanti. Attraverso Garmin Basecamp sarà possibile geo-referenziare le fotografie scattate con una precisa traccia, sarà possibile scegliere il tipo di mappa, creare, modificare ed organizzare percorsi, waypoint ecc.

OKMAP

Il programma OkMap, di cui esiste sia una versione gratuita sia una molto più completa a pagamento, prodotto da un italiano, offre funzionalità interessanti come quella di esportare una mappa direttamente su Google Earth in formato KMZ e vederla “stesa” sul rilievo delle montagne, dando un diretto risalto alle pendenze. Il programma inoltre è in grado di scaricare da internet e utilizzare direttamente i dati DEM (Digital Elevation Model) che contengono la rappresentazione delle quote di un territorio in formato digitale e che permettono tra l'altro di visualizzare subito il profilo altimetrico delle nostre escursioni.

PER CONCLUDERE

Non dimentichiamo che la tecnologia può rivelarsi di grande aiuto ma da sola non basta! Serve anche uno studio approfondito dei mezzi, degli strumenti e, sopratutto, molta esperienza.

Inoltre non può sostituire completamente l’uso delle mappe cartacee, della bussola e della necessaria capacità nel saperle utilizzare.

Va detto, comunque, che i moderni strumenti tecnologici sono un’ausilio importantissimo nell’aumentare la sicurezza durante le escursioni per la possibilità, ad esempio, di farsi localizzare rapidamente in caso di pericolo o infortunio, oppure per la possibilità di verificare con rapidità gli improvvisi mutamenti atmosferici. Ed infine, per la possibilità di poter condividere con facilità percorsi, esperienze ed emozioni con amici ed appassionati di tutto il mondo.

 

Paolo Latella

Delegato Regionale FIE Calabria

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