Metodologie per la gestione di strumenti digitali georeferenziati per il Cultural Heritage. Il caso-studio dei conventi dell’Osservanza Francescana in Umbria

Abstract — ITA La ricerca ha l’obiettivo di indagare le modalità più appropriate di rappresentazione dei dati relativi al Patrimonio Culturale, nell’ambito della disseminazione rivolta ad un’utenza di tipo turistico, attraverso la progettazione di un portale Web che sfrutti le potenzialità attualmente o fferte dagli strumenti digitali per la fruizione e la gestione del Patrimonio Culturale. Il portale deve infatti consentire la visualizzazione di una mappa con la localizzazione dei conventi dell’Osservanza Francescana in Umbria, l’interrogazione dei dati relativi ai singoli conventi ed ai percorsi di collegamento tra i complessi religiosi e gli altri punti di interesse del territorio, la visualizzazione di modelli tridimensionali. Il carattere particolare di questi conventi, che sono contemporaneamente architetture religiose, punti di attrazione per determinate tipologie di turismo ma anche Patrimonio Culturale da salvaguardare, offre interessanti spunti di riflessione su quali siano le modalità più adeguate per la loro valorizzazione e fruizione — anche da remoto. È infatti opportuno agire in modo da non snaturarne il valore intrinseco, e contemporaneamente tenere in considerazione la tipologia di utenza finale alla quale si rivolge il prodotto della disseminazione. Il livello di lettura di tipo turistico richiede una determinata selezione del dato, in modo che esso risulti comprensibile su larga scala e che preveda una profondità media di conoscenza. Il livello di disseminazione di massa è infatti più generico rispetto ai vari livelli di disseminazione specifici, rivolgendosi ad un’utenza ampia. L’utilizzo di metodologie di Rilievo integrato e Rappresentazione offre la possibilità di ottenere dati metricamente e morfologicamente affidabili, ma anche dotati di una certa valenza espressiva. Questi dati, se adeguatamente supportati dal materiale bibliografico, contribuiscono alla creazione di ‘reti di conoscenza’, che a loro volta possono essere collegate ad altre reti esistenti. La PARTE I fornisce un quadro generale degli strumenti attualmente più comunemente utilizzati per la gestione del Patrimonio Culturale. In particolare, si esamina il ruolo dei sistemi informativi geografici per la rappresentazione del Patrimonio Culturale georeferenziato e più in generale delle banche dati digitali relative al CH. Vengono illustrati gli strumenti off erti dalla disciplina delle Digital Humanities, e in particolar modo dal Semantic Web, che fornisce una serie di buone pratiche per la pubblicazione e l'interconnessione di dati strutturati, soprattutto se declinato come Geospatial Semantic Web. Vengono infine elencati alcuni progetti di ricerca che rappresentano lo stato dell’arte per quanto riguarda la gestione e la valorizzazione del Patrimonio Culturale attraverso gli strumenti digitali. Il caso-studio selezionato è quello del sistema dei conventi dell’Osservanza Francescana della Provincia S. Francisci (perlopiù corrispondente al territorio dell’attuale Regione Umbria), come illustrato in dettaglio nella PARTE II. Si tratta di complessi conventuali nei quali le strutture architettoniche hanno una stretta correlazione con l’ambiente circostante — in molti casi le fabbriche sono edificate sul versante della montagna o sopra antiche grotte di frati eremiti, oppure si trovano all’interno di Boschi Sacri. I conventi hanno delle caratteristiche comuni dal punto di vista architettonico e di ubicazione rispetto ai centri abitati, ma presentano vicende storiche individuali che hanno portato a sviluppi particolari dei singoli complessi conventuali. In primis, è possibile fare una distinzione iniziale tra i conventi di fondazione osservantina e quelli fondati precedentemente alla nascita del movimento. Successivamente, è opportuno considerare lo stato di conservazione del bene e la sua destinazione d’uso attuale. Vi sono infatti conventi che, nonostante abbiano subito la secolarizzazione dei beni ecclesiastici, sono tornati ad ospitare gli ordini religiosi, altri sono stati convertiti in strutture di accoglienza, altri ancora, infine, risultano abbandonati o non agibili anche in seguito ad eventi sismici. È quindi comprensibile come, anche nell’ottica più ampia della gestione di questi Beni Culturali finalizzata alla loro conservazione, valorizzazione e disseminazione, il ruolo della documentazione, in particolare modo di quella digitale, è di cruciale importanza. Nella PARTE III vengono illustrate le metodologie utilizzate per l’acquisizione, l’elaborazione, la restituzione e la gestione dei dati, applicate al caso-studio specifico. Ai fini di acquisizione del dato, si fa ricorso ad un duplice approccio teorico e pratico: lo studio delle fonti bibliografiche e di archivio e le indagini digitali in situ. Lo studio delle fonti bibliografiche è indispensabile per delineare un quadro storico delle vicende fondamentali per la nascita e lo sviluppo dei complessi conventuali analizzati. Risulta decisivo anche per lo studio delle caratteristiche architettoniche, aiutando a stabilire “reti” di connessioni logiche tra i casi-studio. I materiali archivistici contengono inoltre foto, disegni e progetti utili per ricostruire le fasi evolutive dei corpi di fabbrica. La ricerca si avvale poi di metodologie consolidate nell’ambito del rilievo digitale integrato, con strumenti laser-scanner per l’acquisizione di punti referenziati e strumentazione fotografica, da terra e UAV, per l’acquisizione fotogrammetrica con tecnica Structure from Motion (SfM). I prodotti di tali acquisizioni sono delle nuvole di punti 3D e dei modelli di mesh texturizzati, i quali possono essere elaborati per ottenere rappresentazioni bidimensionali e tridimensionali delle architetture e dei contesti paesaggistici nei quali sono inserite, a diverse scale di dettaglio. Le indagini digitali in situ sono affiancate da un’operazione di schedatura dei singoli complessi conventuali, che prevede la compilazione di schede di catalogazione formulate in modo tale da adattarsi alle caratteristiche generali di tutti i casi-studio. Le schede di catalogazione contengono informazioni quali la localizzazione del caso-studio, la sua denominazione, i dati storici, quelli relativi alle caratteristiche architettoniche, allo stato di conservazione e alla destinazione d’uso, la bibliografia. È inoltre necessario confrontarsi con le problematiche relative alla gestione del dato acquisito (ad es. interoperabilità semantica tra software, discretizzazione del dato in base al Livello di Dettaglio richiesto, accuratezza della georeferenziazione in base allo standard selezionato, ...) e a quelle legate alla rappresentazione del dato (ad es. diversificazione della rappresentazione in base alle esigenze del fruitore), all’interno del database comune. Nella PARTE IV vengono riportati i risultati dell’analisi dei dati e mostrata un’ipotesi di fruizione del database (mockup di un portale per un’utenza di tipo turistico). Analizzando ed interpretando i dati raccolti attraverso il rilievo digitale e la schedatura dei casi-studio, con il supporto dello studio delle fonti storiche, è possibile formulare alcune osservazioni circa le caratteristiche tipiche dei conventi dell’Osservanza della Provincia S. Francisci, la loro ubicazione nel territorio ed il rapporto tra ambiente e costruito. I casi-studio vengono messi in correlazione all’interno di un sistema informativo geografico (GIS), ovvero un database condiviso e consultabile online che raccolga le informazioni di varia natura (georeferenziazione, rappresentazioni 2D e 3D, informazioni storiche, ...). Il database viene reso interrogabile attraverso l’utilizzo di ontologie adeguate, in modo che l’utente possa eseguire query relative ai singoli casi-studio ed ottenere informazioni circa i percorsi che li collegano, tra di loro e con gli altri punti di interesse presenti sul territorio. La presenza di modelli 3D navigabili, misurabili e gestibili direttamente dall’utente, consente di fruire anche da remoto del complesso conventuale, senza constraints o percorsi pre-impostati. — Abstract — ENG The research aims to investigate the most appropriate ways of representing data relating to Cultural Heritage, in the context of dissemination aimed at a tourist user, through designing a Web portal that exploits the potential currently offered by digital tools for using and managing Cultural Heritage. The portal must allow the display of a map with the location of the convents of the Franciscan Observance in Umbria, the interrogation of data relating to individual convents and the paths of connection between religious complexes and other points of interest of the territory, the display of three-dimensional models. The particular character of these convents, both religious architecture, points of attraction for certain types of tourism, but also Cultural Heritage to be preserved, offers interesting ideas for reflection on the most appropriate ways to enhance and use them — even remotely. It is reasonable to act in a way that does not distort the intrinsic value and simultaneously consider the type of end-use to which the dissemination product is addressed. The tourist reading level requires a specific data selection to be comprehensible on a large scale and provide an average depth of knowledge. The level of mass dissemination is, in fact, more generic than the various levels of specific dissemination, addressing a large audience. Using integrated Survey and Representation methodologies offers the possibility of obtaining metrically and morphologically reliable data with a certain expressive value. This data, if adequately supported by bibliographical material, contributes to the creation of 'knowledge networks', which in turn can be linked to other existing networks. PART I provides a general overview of the most commonly used instruments for managing Cultural Heritage. In particular, it examines the role of geographic information systems in representing georeferenced Cultural Heritage and, more generally, of digital databases related to CH. The tools offered by the discipline of Digital Humanities are illustrated, particularly by the Semantic Web, which provides a series of good practices for the publication and interconnection of structured data, significantly if declined as Geospatial Semantic Web. Finally, some research projects that represent the state of the art regarding managing and enhancing Cultural Heritage through digital tools are listed. The selected case study is the system of convents of the Franciscan Observance of the Province of St. Francis (mainly corresponding to the territory of the current Umbria Region), as illustrated in PART II. These are conventual complexes in which the architectural structures closely correlate with the surrounding environment — in many cases, the constructions are built on the mountainside or above ancient hermits’ caves or are located within Sacred Woods. The convents have common characteristics from the point of view of architecture and location concerning the towns, but present individual historical events that have led to particular developments of the individual conventual complexes. First, it is possible to make an initial distinction between Observant foundation convents and those founded before the movement's birth. Subsequently, it is appropriate to consider the state of conservation of the asset and its current use. There are convents that, despite having undergone the secularisation of ecclesiastical goods, have returned to host religious orders, others have been converted into reception facilities, and others, finally, are abandoned or not accessible even after seismic events. It is therefore understandable that, even in the broader perspective of managing these Cultural Heritage aimed at their preservation, enhancement and dissemination, the role of documentation, particularly the digital one, is crucial. PART III describes the methodologies used to acquire, process, represent and manage data in the specific case study. A dual theoretical and practical approach is used for data acquisition: studying bibliographical and archival sources and in situ digital surveys. Studying bibliographical sources is indispensable to delineate a historical picture of the fundamental events for the birth and development of the analysed conventual complexes. It is also decisive for studying architectural features, helping to establish "networks" of logical connections between case studies. The archival materials also contain photos, drawings and projects helpful in reconstructing the evolutionary phases of the buildings. The research also uses consolidated methodologies in integrated digital survey, with laser-scanner instruments for the acquisition of referenced points and photographic instrumentation, from the ground and UAV, for photogrammetric acquisition with Structure from Motion technique (SfM). The products of these acquisitions are 3D point clouds and textured mesh models, which can be processed to obtain two-dimensional and three- dimensional representations of the architectures and landscape contexts in which they are inserted, at di erent scales of detail. The in situ digital surveys are accompanied by a filing operation of the individual conventual complexes, which involves the compilation of cataloguing sheets formulated in such a way as to adapt to the general characteristics of all the case studies. The cataloguing sheets contain information such as the location of the case study, its name, historical data, those relating to architectural characteristics, the state of conservation and the intended use, and the bibliography. It is also necessary to confront the problems associated with the management of the acquired data (e.g. semantic interoperability between software, data discretisation according to the required Level of Detail, georeferencing accuracy according to the selected standard, ...) and data representation (e.g. diversification of representation according to the needs of the user), within the shared database. PART IV shows the data analysis results and a hypothesis of using the database (mockup of a portal for tourist users). Analysing and interpreting the data collected through digital survey and case study filing, with the support of the study of historical sources, it is possible to formulate some observations about the typical characteristics of the Observant convents in the Province of St. Francis, their location in the territory and the relationship between environment and built. The case studies are correlated within a geographic information system (GIS), a shared and searchable online database that collects information of various kinds (georeferencing, 2D and 3D representations, historical data, ...). The database is made interrogatable through adequate ontologies so that the user can perform queries related to individual case studies and obtain information about the paths that connect them among themselves and with other points of interest in the territory. The presence of navigable 3D models, measurable and manageable directly by the user, allows you to enjoy even remotely the conventual complexes without constraints or pre-set paths.