A Firenze il gemello digitale urbano prende forma a partire dall'infrastruttura geografica del Comune e da un patrimonio crescente di dati tridimensionali. Rilievi LiDAR, modelli del terreno e delle superfici, 3D Tiles e tecnologie open source concorrono alla costruzione di un ambiente digitale nel quale la rappresentazione 3D può diventare uno strumento a supporto delle attività tecniche e della conoscenza della città.
Il Digital Twin comincia dall'infrastruttura dei dati
Quando si parla di Digital Twin urbano l'immagine più immediata è quella di una città riprodotta in tre dimensioni. Il caso di Firenze mostra però che la costruzione di un gemello digitale parte molto prima della visualizzazione: dalla disponibilità, organizzazione e interoperabilità dei dati territoriali.
Il Comune ha impostato questo percorso come evoluzione della propria Spatial Data Infrastructure. Una relazione tecnico-illustrativa della Direzione Sistemi Informativi dedicata proprio all'evoluzione della SDI per il supporto alla visualizzazione 3D e al Digital Twin descrive l'acquisizione di dati attraverso rilievi fotogrammetrici, topografici, laser scanner, multispettrali e termici.
I prodotti ottenuti da questi rilievi sono destinati alle attività degli uffici tecnici – dalla riqualificazione alla manutenzione e alle opere pubbliche – ma possono contemporaneamente alimentare quello che la stessa amministrazione definisce il “gemello digitale della città”.
Una base informativa che può essere riutilizzata
Questo passaggio è importante perché cambia il ruolo del modello tridimensionale. Il dato raccolto per una specifica attività non deve necessariamente rimanere confinato al progetto che lo ha prodotto: può diventare parte di un ambiente informativo condiviso e contribuire alla costruzione di scenari digitali utilizzabili trasversalmente dalle diverse direzioni dell'ente.
Il Digital Twin assume così la forma di un'infrastruttura in evoluzione, alimentata progressivamente da nuovi rilievi e nuovi strati informativi.
È un approccio particolarmente rilevante per una città come Firenze, dove gestione urbana, opere pubbliche, ambiente e tutela di un patrimonio storico di valore mondiale convivono nello stesso territorio.
Il LiDAR fotografa la geometria della città
Tra le componenti più interessanti di questa infrastruttura ci sono i dati LiDAR. Il portale Open Data del Comune di Firenze pubblica, tra gli altri prodotti, il Digital Terrain Model e il Digital Surface Model ottenuti dal rilievo LiDAR effettuato il 27 giugno 2023.
I due modelli descrivono aspetti differenti della città. Il DTM rappresenta l'andamento del terreno, mentre il DSM restituisce la superficie comprendendo gli elementi presenti sopra il suolo. Sono informazioni che consentono di leggere la morfologia urbana e costituiscono una base importante per numerose elaborazioni tridimensionali.
I dataset sono pubblicati dal Comune come open data con licenza Creative Commons Attribution 4.0 e possono quindi essere riutilizzati nel rispetto delle condizioni previste dalla licenza.
Dal dato LiDAR al centro storico tridimensionale
L'integrazione dei dati diventa particolarmente evidente nelle visualizzazioni tridimensionali dedicate al centro storico UNESCO di Firenze presentate da GeoSolutions. Le dimostrazioni mostrano edifici 3D combinati con elementi estratti dai dati LiDAR, tra cui coperture e alberi.
Una vista di dettaglio riguarda anche l'area storica dell'Oltrarno. Non si tratta semplicemente di applicare una texture a una ricostruzione della città: l'obiettivo tecnologico è poter combinare all'interno dello stesso ambiente informazioni geografiche e oggetti tridimensionali provenienti da fonti differenti.
Il centro storico diventa così anche un banco di prova per verificare come grandi quantità di informazioni spaziali possano essere organizzate, visualizzate e interrogate attraverso il web.
3D Tiles per portare grandi modelli sul web
Uno dei problemi di una città digitale tridimensionale è la quantità di dati da gestire. Modelli di edifici, nuvole di punti, fotogrammetria e altri contenuti 3D possono raggiungere dimensioni incompatibili con una distribuzione tradizionale attraverso un browser.
La strategia indicata dal Comune di Firenze prevede per i prodotti tridimensionali navigabili l'utilizzo dei 3D Tiles, una specifica aperta progettata per distribuire in streaming grandi dataset geospaziali tridimensionali.
La tecnologia permette di caricare progressivamente le informazioni necessarie in funzione dell'area osservata e del livello di dettaglio richiesto. È un principio simile a quello utilizzato da tempo nelle mappe web, applicato però a contenuti tridimensionali molto più complessi.
Una scelta orientata all'open source
Il percorso fiorentino si innesta su una infrastruttura geografica che utilizza da anni tecnologie open source. La documentazione comunale cita esplicitamente GeoServer, GeoNetwork e MapStore tra i componenti della SDI e indica nelle tecnologie aperte una delle direttrici seguite per il Digital Twin.
Per la visualizzazione tridimensionale MapStore utilizza le capacità offerte da Cesium, consentendo di integrare i 3D Tiles all'interno dell'ambiente cartografico.
La scelta ha una conseguenza che va oltre il software utilizzato. Un Digital Twin urbano destinato a evolvere nel tempo deve poter integrare nuovi dataset, nuovi servizi e nuovi casi d'uso senza trasformarsi in un sistema isolato rispetto al resto dell'infrastruttura informativa dell'amministrazione.
Non una fotografia 3D, ma un ambiente aggiornabile
È proprio la possibilità di aggiornare il modello a distinguere concettualmente un Digital Twin da una semplice ricostruzione tridimensionale. Firenze dispone di serie di dati territoriali prodotte in momenti differenti: il catalogo comunale conserva, per esempio, modelli altimetrici derivati da campagne LiDAR precedenti oltre ai prodotti del rilievo 2023.
La disponibilità di acquisizioni successive apre la possibilità di confrontare informazioni prodotte in epoche diverse e di aggiornare progressivamente la rappresentazione digitale del territorio.
Questo non significa che ogni possibile funzione di un Digital Twin sia già operativa. Significa piuttosto che l'amministrazione sta costruendo gli elementi informativi e tecnologici necessari affinché applicazioni diverse possano utilizzare una base territoriale comune.
Il patrimonio UNESCO come caso particolarmente significativo
Nel caso fiorentino la dimensione del patrimonio culturale rende il tema ancora più interessante. Il centro storico di Firenze è un ambiente urbano nel quale edifici monumentali, spazi pubblici, infrastrutture e attività contemporanee devono essere gestiti all'interno di un tessuto storico estremamente complesso.
La possibilità di mettere in relazione geometria tridimensionale e informazioni territoriali può offrire una base utile per costruire strumenti destinati a differenti attività tecniche. Le fonti esaminate documentano l'infrastruttura e le capacità di visualizzazione, mentre non consentono di attribuire automaticamente al sistema tutte le possibili applicazioni operative nella gestione del patrimonio: è quindi importante distinguere le capacità tecnologiche già documentate dai futuri casi d'uso.
Perché interessa alle PA
Il caso Firenze suggerisce che la costruzione di un Digital Twin non debba necessariamente iniziare acquistando una piattaforma monolitica dedicata al gemello digitale. Un'amministrazione può partire dal patrimonio che possiede già: infrastruttura GIS, rilievi, modelli altimetrici, servizi geografici e competenze interne.
Il passaggio successivo consiste nel rendere questi elementi interoperabili e progressivamente utilizzabili anche in tre dimensioni. Standard aperti e tecnologie open source possono contribuire a mantenere separati i dati dalle singole applicazioni e a ridurre il rischio che il patrimonio informativo dell'ente rimanga vincolato a un unico ambiente tecnologico.
La questione centrale diventa quindi la continuità del dato: acquisirlo, documentarlo, pubblicarlo quando possibile, aggiornarlo e renderlo disponibile ai diversi uffici.
Dalla Firenze misurata alla Firenze digitale
Firenze offre così un esempio di come il Digital Twin possa crescere per stratificazioni successive. Il rilievo della città produce dati; i dati alimentano modelli del terreno e delle superfici; edifici e altri elementi vengono integrati nell'ambiente tridimensionale; i 3D Tiles ne permettono la distribuzione attraverso il web; l'infrastruttura GIS mette questi contenuti in relazione con il patrimonio informativo dell'amministrazione.
Il risultato non va letto come un modello digitale definitivamente concluso. È piuttosto un'infrastruttura che può evolvere insieme alla città e ai dati che la descrivono. Ed è proprio questa capacità di aggiornamento e integrazione, più della spettacolarità della visualizzazione 3D, a rendere il caso fiorentino interessante per le amministrazioni che stanno valutando un proprio percorso verso il Digital Twin.
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