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Francesca Cantone - L'attività

SISTEMI DI GESTIONE INFORMATIZZATA INTEGRATA DEI DATI ARCHEOLOGICI.
PROTOCOLLI OPERATIVI, QUALITY MANAGEMENT, PROCESSI DI TRASFERIMENTO TECNOLOGICO.
LINEE DI INTERVENTO PRESSO L'HERAION ALLA FOCE DEL SELE E IL SITO DI CUMA.

Background metododologico e obiettivi

La genesi di questo lavoro si inserisce nel filone di ricerca e approfondimento dell'ampio ed articolato spettro di innovazioni metodologiche in archeologia che nella letteratura scientifica sono definite con denominazioni varie: Archeoinformatica, Informatica Archeologica, Archeologia Computazionale, Archeologia Digitale, Archeologia Virtuale.
Tali espressioni fanno riferimento a linee di indagine che vanno assumendo una sempre maggiore specificità, pur nell'articolazione e ricchezza interna delle applicazioni.
In particolare il piano di ricerca elaborato è stato finalizzato alla sperimentazione di protocolli operativi per la gestione di dati archeologici e per il controllo e miglioramento qualitativo del flusso di lavoro (workflow) della prassi archeologica.
In tal senso le metodologie e le strumentazioni informatiche elaborate, testate, acquisite, messe a punto, personalizzate, sono state intese e finalizzate ad un arricchimento metodologico piuttosto che come un mero supporto strumentale.
La gestione del dato archeologico è, infatti, uno dei settori di indagine più problematici e complessi nell'applicazione delle nuove tecnologie ICT all'archeologia.
Salvatore Settis ha puntualizzato in un recente contributo alcuni degli aspetti più delicati di tale applicazione:
"Parlando di dati, o di basi di dati, si rischia di credere che il dato sia neutro, mentre non lo è affatto, e il modo come crea (o non crea) conoscenza dipende da come è strutturato e da come è presentato. … le scelte culturali degli operatori determinano fortemente contenuti e strutture, e perciò andrebbero evidenziate, proprio come accade nei libri."
Le critiche di Settis sono rivolte ad un atteggiamento estremamente diffuso nel panorama accademico e della ricerca in Italia: l'informatizzazione nel settore dei beni culturali è stata molto spesso guardata con sospetto o con atteggiamenti ostici".
Nonostante tale difficoltà di fondo, a partire già dagli anni '60, e di pari passo con l'evoluzione tecnologica, si riscontra negli studi il nascere di "alcune nicchie di sperimentazione" caratterizzate da una attenzione alle possibilità offerte alla documentazione archeologica dall'informatica; vengono dunque elaborati una serie di sistemi (DBMS, poi GIS, infine sistemi basati sulla Realtà Virtuale o orientati ad Internet) rispondenti a specifiche esigenze della ricerca e, dunque, caratterizzati in molti casi dalla mancanza di standardizzazione, confrontabilità e interoperabilità dei dati.
In tal senso negli ultimi anni nuove prospettive sembrano delinearsi con l'applicazione alla disciplina archeologica di alcuni nuovi orientamenti meno condizionati dalla formalizzazione del dato di input, come i linguaggi di marcatura, che sembrano offrire notevoli vantaggi, tra cui:

• possibilità di integrazione di tipologie di dati differenziati;
• possibilità di standardizzazione;
• possibilità di interazione e networking tramite Internet/Intranet;
• facilità di pubblicazione dei dati on line;
• modularità;
• human readability;
• elaborazione di vocabolari, librerie grafiche, utilities;
• possibilità di più output a partire da un unico set di dati in input (gestione differenziata contenuto/forma).

Svolgimento del piano di intervento e contenuti della ricerca

Una prima fase dell'indagine proposta, dunque, è stata condotta attuando una ricognizione su:

• linguaggi di rappresentazione dei dati (SGML; XML; VRML/X3D; etc.);
• sistemi di gestione dei dati archeologici (ALADINO; NIKE; ODOS; OPEN ARCHEO; etc.);
• standard di descrizione di dati nei beni culturali (ICCD; CIDOC; DUBLIN CORE; etc.)

Partendo da tale cornice metodologica si è impostata una ricerca finalizzata alla elaborazione di protocolli di gestione di dati archeologici il più possibile standardizzati, user-friendly, flessibili, efficienti, modulari, fruibili on line.
Gli scavi archeologici condotti dal Dipartimento di Discipline Storiche E. Lepore dell'Università degli Studi di Napoli hanno costituito l'oggetto principale delle sperimentazioni metodologiche affrontate.
In particolare sono oggetto della ricerca le problematiche specifiche di gestione, archiviazione, interpretazione degli interventi presso i siti archeologici dell'Heraion alla Foce del Sele e di Cuma .
A partire dalla prima scoperta negli anni Trenta ad opera di Paola Zancani Montuoso e Umberto Zanotti Bianco, le indagini all'Heraion alla Foce del Sele sono state svolte in periodi diversi e con diversi sistemi di documentazione dei dati.
Negli ultimi anni l'equipe di ricerca diretta dalla prof. Giovanna Greco ha maturato il progetto di una edizione sistematica dei dati archeologici emersi nel corso delle recenti indagini, che offrono un quadro quanto mai vasto ed articolato delle realtà oggetto di indagine.
In tale prospettiva, l'apporto metodologico derivante dalle tecnologie informatiche appare offrire un ampio spettro di avanzamenti metodologici nella gestione e nell'analisi dei dati, sia alfanumerici, che grafici e fotografici.
In particolare, per quanto riguarda gli scavi all'Heraion, si sono impostate e condotte sperimentazioni relativamente ai protocolli di documentazione foto/grafica e ai sistemi di archiviazione, gestione e condivisione del dato.
I principali nuclei operativi predisposti per la sperimentazione metodologica sono stati i seguenti:

• Laboratorio di grafica e elaborazione di protocolli standardizzati per il disegno vettoriale di materiale archeologico;
• Fotografia e ortofoto per la documentazione grafica dello scavo;
• Elaborazione di un DBMS intermedio per l'acquisizione e gestione di dati di archivio provenienti dai vecchi scavi.
• Elaborazione di un sistema di gestione dei dati e la costruzione cooperativa di una banca dati modulare e aperta (SISTEMA DATARCH).

Tali sperimentazioni hanno condotto innanzitutto alla definizione/verifica del prototipo di un nuovo sistema di gestione dei dati archeologici (DATARCH).
Le indagini effettuate hanno confermato una delle ipotesi progettuali: la necessità di forte integrazione tra dati foto/grafici e dati alfanumerici nella documentazione di scavo.
Un filone specifico di approfondimento, dunque, è stato perciò orientato proprio all'approfondimento delle applicazioni in archeologia delle tecniche fotogrammetriche e stereo-fotogrammetriche.
In tale fase l'intervento sul campo ha interessato non solo gli scavi condotti all'Heraion alla Foce del Sele, ma anche gli interventi dell'Università Federico II presso il sito di Cuma e diretti dal prof. C. Gasparri.
Nel 1994 la Soprintendenza Archeologica di Napoli e Caserta ha avviato interventi di scavo e valorizzazione del sito archeologico di Cuma, realizzati attraverso due successivi progetti (Kyme I 1994-1997 e Kyme II 1999-2002). Il Dipartimento di Discipline Storiche dell'Università Federico II partecipa al progetto curando lo scavo archeologico del Foro, finalizzato alla valorizzazione del sito, attraverso il recupero dell'area pubblica e degli edifici ad essa adiacenti.
In questo caso, dunque, il focus dell'azione nell'ambito della presente ricerca è stato la sperimentazione e la verifica applicativa di sistemi di documentazione fotogrammetrica tridimensionale, finalizzati alla documentazione e archiviazione dei dati di scavo, e, in prospettiva, alla ricostruzione tridimensionale virtuale di varie fasi di occupazione del foro.
Il patrimonio strumentale in dotazione al nucleo di ricerca è stato stavolta incrementato attraverso l'intervento del centro C.I.Be.C. (Centro Interdipartimentale per i Beni Culturali dell'Università Federico II) e del work-package diretto dal prof. S. D'Agostino nell'ambito del centro INNOVA. Centro di Competenza per lo sviluppo ed il trasferimento dell'Innovazione nel settore dei Beni Culturali e Ambientali (diretto dal prof. A. Massarotti).
L'acquisizione, sperimentazione, personalizzazione di strumentazioni portatili ed integrate per la rilevazione diretta sul campo di dati grafici e fotografici ha consentito di elaborare metodi innovativi di documentazione, con la costituzione un nucleo di competenze specialistiche per i beni culturali e un aggregarsi di interessi e ricerche che si aprono a future articolazioni, approfondimenti, arricchimenti.

Conclusioni e prospettive

Dopo una fase preliminare di analisi del contesto metodologico di riferimento, la parte operativa del presente lavoro ha comportato la ricerca, la proposta e la sperimentazione di un nuovo protocollo per la gestione di dati archeologici, e per il controllo e il miglioramento qualitativo del flusso di lavoro (workflow) della prassi archeologica.
Lo screening preliminare aveva infatti evidenziato le peculiarità e i limiti dei sistemi attualmente disponibili per la gestione dei dati archeologici: se da un lato essi rispondono alla necessità di gestire esigenze specifiche dei singoli gruppi di ricerca, dall'altro generano incompatibilità e mancanza di interoperabilità.
Si è notato, inoltre, che i sistemi disponibili consentono solo raramente ed in misura limitata la gestione integrata delle diverse tipologie di dati che compongono la documentazione archeologica, tra cui, di estremo interesse, il materiale foto/grafico. È sembrato, perciò, degno di particolare approfondimento il settore della documentazione fotografica e stereofotogrammetrica per l'intrinseca densità di informazioni capace di veicolare.
La peculiarità della documentazione fotografica ha reso obbligatorio un accurato riesame degli aspetti hardware e software allo scopo di meglio definire termini di realizzazione, trattamento e fruizione capaci di superare i limiti della fotografia "ingenua", di modesta o nulla utilità per le applicazioni scientifiche. A tale scopo sono stati rivisitati i fattori che maggiormente influenzano il rigore documentario dell'immagine fotografica in ambito scientifico (messa a fuoco, illuminazione, esposizione e gamma tonale, varie tipologie di distorsioni ottiche, etc).
Più specificamente sono stati considerati i benefici che un hardware adeguato (fotocamera a corpi mobili) poteva apportare alla soluzione ottimizzata di alcuni dei problemi classici della ripresa scientifica, quali il pareggiamento del piano di nitidezza (Regola di Scheimpflug) e la neutralizzazione delle distorsioni prospettiche per le esigenze fotogrammetriche.
Parimenti è stato considerato l'insieme delle tecniche di intervento software e di post-processo digitale, richieste di volta in volta da esigenze specifiche.
Sia le tecniche hardware che quelle software state utilizzate sperimentalmente sui casi di studio dell'Heraion alla Foce del Sele e di Cuma, ottenendo proficue indicazioni su vantaggi, limiti e condizioni di applicabilità dei vari metodi.
Il post-processo digitale comporta alcuni ovvi aspetti positivi, quali l'applicabilità a materiali documentari esistenti e una relativa economicità di uso, accompagnate da reversibilità e riproducibilità del processo.
Tuttavia è risultato evidente che la realizzazione ottimale di nuove riprese fotografiche, prive di limitazioni qualitative pregiudizievoli, comporta sempre l'utilizzo di attrezzature avanzate, che consentano fin dall'inizio l'acquisizione di immagini ricche di dettaglio e prive di errori che solo difficilmente e parzialmente potranno essere corretti da pur sofisticati software.
Una delle tipologie di dato archeologico che più proficuamente si avvantaggia dei benefici connessi ai supporti fin qui descritti è certamente la cosiddetta "fotogrammetria", soprattutto quella terrestre (o "del vicino"), per sua stessa natura spesso afflitta da problemi di distorsione e limiti nella capacità di ricostruzione tridimensionale della realtà.
Gli scavi archeologici condotti a Cuma dal Dipartimento di Discipline Storiche hanno costituito una proficua occasione di sperimentazione per tali strategie di intervento. In tale circostanza sono state confermate le linee guida di un protocollo operativo relativo a: requisiti minimi della strumentazione, dotazione hardware, presupposti metodologici, step operativi, modalità e prospettive di utilizzazione.
In linea con i risultati attesi dalla presente ricerca, dunque, si è elaborato un criterio di intervento per il rilievo stereofotogrammetrico archeologico, che si presta ad una riproducibilità scientifica e può essere esportato e applicato ad altri casi di studio.
Il protocollo operativo risultante è stato definito come un modulo specialistico nell'ambito dell'indagine complessiva sulla gestione integrata dell'informazione archeologica, assumendo come caso di studio il sito dell'Heraion alla Foce del Sele, indagato ed esplorato negli ultimi decenni da una équipe internazionale guidata anch'essa dal Dipartimento di Discipline Storiche.
Le problematiche di gestione dei dati, connesse con lo studio del sito, hanno costituito un'occasione di grande interesse per la definizione di linee di intervento modulari ed esportabili ad altre situazioni analoghe.
Decenni di ricerche condotte sul sito in momenti diversi e con metodologie differenziate hanno prodotto una documentazione tipologicamente molto eterogenea, difficilmente o per nulla integrabile; la sperimentazione di nuovi protocolli di acquisizione e gestione di dati archeologici, dunque, non poteva che porsi come primo obiettivo quello di armonizzare e standardizzare archivi di dati disponibili in formati estremamente diversificati.
La sperimentazione ha comportato, perciò, una prima riflessione su aspetti riguardanti la normalizzazione di vocabolari e la redazione di liste standardizzate di terminologie specifiche.
In tal senso la ricerca si è aperta a spunti di indagine sulle ontologie archeologiche e sul semantic web, una prospettiva che è stata impostata in maniera parziale, con l'intento soprattutto di indicare le possibilità di applicazione specifica di questo strumento organizzativo dei dati.

A queste esigenze di normalizzazione ha corrisposto la progettazione e la realizzazione effettiva del prototipo di un nuovo sistema di gestione di dati, denominato DATARCH (Archaeological Data Manager), le cui caratteristiche salienti possono essere così sintetizzate:

• Realizzazione su piattaforma MS Visual Studio: l'impostazione del progetto su piattaforma MS Visual Studio consente di sfruttare la versatilità e potenza di tale ambiente per tutti gli sviluppi futuri del software. In particolare il passaggio al lavoro in network e l'utilizzazione di linguaggi di marcatura sono semplificati da tale IDE.
  
  
• Corrispondenza tra fasi della ricerca e sezioni del programma: le funzioni del DATARCH sono raggruppate in tre pannelli principali, ACQUIRE, ANALYSE e SHARE, che rispecchiano le fasi dell'intervento sul dato archeologico, acquisizione, analisi e divulgazione/pubblicazione. Tale strategia di progettazione consente una rapida curva di apprendimento da parte dell'utenza, come sperimentato durante i test del programma. Essa consente inoltre di ottimizzare e razionalizzare le fasi di lavoro sulla documentazione.
• 
  Query dinamiche: la fase di analisi dell'archivio di dati è resa molto flessibile tramite un pannello che consente interrogazioni su tutti i campi del database. In tal modo è possibile effettuare ricerche differenziate e via via rispondenti alle specifiche esigenze della ricerca in corso.
• 
  Immagini trasparenti: DATARCH integra un importante strumento di analisi/utilizzazione dell'immagine fotografica. La visualizzazione delle stratigrafie archeologiche può essere effettuata attraverso la sovrapposizione di layer a trasparenza controllata delle ortofoto degli strati archeologici. Tale opzione si propone come una prima fase nella realizzazione di uno scavo virtuale tridimensionale.
• 
  Report: già in fase prototipale sono stati introdotti nel DATARCH output cartacei relativi alle schede ministeriali italiane per la documentazione archeologica. I vantaggi derivanti dalla strategia modulare di programmazione consistono nella possibilità di aggiungere anche in seguito ulteriori output cartacei, a seconda delle specifiche esigenze di formattazione e diffusione dei dati (cataloghi, pubblicazioni, articoli, etc.).
• 
  Sperimentazione sul campo: l'impiego sul campo del DATARCH ne ha evidenziato le reali potenzialità in termini di avanzamento metodologico della gestione del dato archeologico. Inoltre i vari test effettuati su vari tipi di utenza hanno consentito di correggere gli inevitabili bugs di programmazione e di ri-orientare la progettazione in itinere. L'applicazione del programma ai dati degli scavi dell'Heraion alla Foce del Sele ha già mostrato significativi risultati in termini di normalizzazione, standardizzazione, automatizzazione, controllo, velocità e potenziamento dell'analisi del dato archeologico.

***

L'applicazione dei protocolli proposti alla ricerca sul campo ha confermato la presenza di un feedback virtuoso tra la fase di organizzazione e gestione dei dati e i potenziali risultati dell'attività di studio.
Al di là dei risultati parziali già acquisiti, le ricerche condotte hanno anche aperto una serie di spunti di riflessione metodologica di cui è possibile delineare alcune linee programmatiche di sviluppo.
Le considerazioni sulla normalizzazione dei vocabolari, sui metadati e sull'impiego delle ontologie nella strutturazione dei dati archeologici appaiono meritevoli di approfondimento per le forti implicazioni in termini di ottimizzazione di uso dell'informazione.
Ulteriori sviluppi riguardano, inoltre, la possibilità di networking e di immissione e consultazione dei dati tramite la rete Internet. In particolare le architetture peer-to-peer e le applicazioni hub-based costituiscono un ambito di indagine di rilevante interesse per la possibilità di metodologie innovative di interscambio dei dati archeologici.
Notevole interesse deriva, poi, dall'ipotesi dell'attivazione di una opzione multilingue per il software prodotto. A tal proposito val la pena tenere in evidenza che, se da un lato la realizzazione di interfacce multilingue non comporta particolari problemi metodologici, notevoli implicazioni (e complicazioni) teoretiche sono collegate all'ipotesi di intervento sui contenuti degli archivi.
Significative prospettive sono aperte anche dallo sviluppo degli aspetti relativi alla analisi di immagini trasparenti, con un impatto che si prospetta molto promettente nel passaggio dall'indagine bidimensionale delle ortofoto a quella tridimensionale delle ricostruzioni stereofotogrammetriche.
In tal senso un ambito di indagine estremamente interessante appare anche la sperimentazione di strumentazioni avanzate per la fotografia scientifica e lo studio delle possibilità di rilievo automatico da esse ottenibili.
Inoltre le prospettive di sviluppo del software verso un collegamento più stretto e dinamico tra la sezione di analisi dell'immagine foto/grafica con gli archivi di dati promettono notevoli avanzamenti verso la strutturazione di uno scavo virtuale ricomponibile.

Si prevede di attivare linee di approfondimento specifico all'integrazione ottimizzata dei dati bibliografici all'interno dell'archivio e alle possibilità di creazione automatica di output grafici relativi al matrix di Harris.
Inoltre l'esigenza di una più accurata e neutrale documentazione e registrazione dei dati cromatici in archeologia ha condotto alla proposta dell'uso di strumentazioni hardware innovative come il Color Cue della Pantone. Tali informazioni dovranno essere integrate nelle schede dei materiali archeologici, eventualmente istituendo tavole comparative tra diverse codifiche cromatiche (Pantone, Munsell, etc).
Va ricordato infine che il DATARCH è concepito come un modulo all'interno di una struttura di dati più ampia, il DASSACH, relativo ai beni culturali: aperture interdisciplinari consentiranno di approfondire la ricerca su tali aspetti.

Ricordando le osservazioni di S. Settis sulla neutralità della tecnologia e degli archivi dei dati, bisogna osservare che ogni intervento sulla struttura dei dati è carico di implicazioni metodologiche, e, dunque, appare di per sé un contributo alla riflessione sulla stessa disciplina di applicazione.
Il protocollo di cui sono state tracciate le linee preliminari, dunque, finisce per proporre una chiave di lettura dei dati e delle operazioni archeologiche.
Viene quindi confermata la necessità di assumere consapevolezza della responsabilità di un intervento sul processo di acquisizione e gestione del dato archeologico per contrastare il determinismo tecnologico acritico che ha in molti casi ha accompagnato uno sviluppo tecnologico tecnology-driven piuttosto che culture-driven.