Perché in Italia esistono diversi sistemi di coordinate?
A differenza di quanto si potrebbe pensare, in Italia non esiste un unico sistema di coordinate utilizzato da tutte le mappe. Questa situazione è il risultato dell'evoluzione della cartografia nazionale, sviluppatasi nel corso di oltre un secolo per rispondere a esigenze molto diverse: produzione della cartografia ufficiale dello Stato, realizzazione delle carte tecniche regionali, gestione del Catasto e, più recentemente, navigazione satellitare e sistemi GPS.
Nel tempo sono quindi nati e si sono affermati diversi sistemi cartografici, ciascuno caratterizzato da uno specifico sistema di riferimento e da un proprio sistema di coordinate. Ognuno è stato progettato per rispondere a esigenze particolari ed è spesso legato al periodo storico in cui è stato adottato. Per questo motivo è ancora oggi possibile trovare mappe e banche dati che utilizzano sistemi diversi pur rappresentando lo stesso territorio.
Figura 1. Evoluzione della cartografia italiana: datum, sistemi di coordinate (CRS), proiezioni cartografiche e principali ambiti di utilizzo.
La cartografia italiana si è sviluppata nel tempo seguendo tre grandi filoni storici, nati in epoche diverse per rispondere a esigenze specifiche, ciascuno con propri sistemi di riferimento, proiezioni cartografiche e modalità di rappresentazione del territorio.
- la cartografia dell'Istituto Geografico Militare (IGM), che per oltre un secolo ha rappresentato la cartografia ufficiale dello Stato e costituisce ancora oggi il riferimento storico per gran parte della cartografia italiana;
- la Cartografia Tecnica Regionale (CTR), sviluppata dalle Regioni per esigenze di pianificazione territoriale, progettazione e gestione del territorio;
- la cartografia catastale, realizzata per l'identificazione, il censimento e la gestione delle proprietà immobiliari.
Comprendere come si sono evoluti questi tre filoni aiuta a spiegare perché in Italia convivano ancora oggi sistemi di coordinate e datum differenti. Molte carte storiche e tecniche utilizzano infatti sistemi come Gauss-Boaga, Roma40, ED50 o Cassini-Soldner, mentre gli strumenti GPS moderni operano normalmente nel sistema WGS84. Per utilizzare correttamente mappe provenienti da fonti diverse è quindi fondamentale conoscere il sistema di coordinate con cui sono state realizzate.
La cartografia dell'Istituto Geografico Militare
Per comprendere la cartografia italiana è necessario partire dall'Istituto Geografico Militare (IGM), l'ente che per oltre un secolo ha realizzato la cartografia ufficiale dello Stato italiano. Le sue carte topografiche hanno costituito il riferimento per amministrazioni pubbliche, professionisti, escursionisti e studiosi, diventando la base su cui è stata costruita gran parte della cartografia successiva. Molte carte escursionistiche e turistiche oggi disponibili derivano direttamente o indirettamente da questo patrimonio cartografico.
Per rappresentare l'intero territorio nazionale con precisione, l'IGM adottò il sistema cartografico Gauss-Boaga, basato sul datum Roma40, che per molti decenni ha rappresentato lo standard della cartografia italiana.
Ancora oggi è frequente imbattersi in mappe IGM o in cartografia che utilizza coordinate Gauss-Boaga. Per questo motivo conoscere questo sistema rimane importante, sia quando si lavora con documentazione storica, sia quando è necessario confrontare mappe prodotte in epoche differenti con dati GPS moderni.
Perché Gauss-Boaga è diventato lo standard italiano
Per molti decenni il sistema cartografico Gauss-Boaga ha rappresentato lo standard della cartografia italiana. La sua ampia diffusione non è stata casuale: permetteva infatti di rappresentare il territorio nazionale con elevata precisione ed era perfettamente adatto alla produzione delle carte topografiche dell'IGM.
Grazie alla sua affidabilità, il sistema è stato adottato anche da numerose amministrazioni pubbliche e da molti enti che producevano cartografia tecnica. Per questo motivo ancora oggi è possibile trovare mappe, archivi e banche dati che utilizzano coordinate Gauss-Boaga, nonostante la diffusione dei moderni sistemi di riferimento impiegati dai ricevitori GPS.
La Cartografia Tecnica Regionale (CTR)
A partire dagli anni Settanta, accanto alla cartografia ufficiale dell'IGM, le Regioni italiane iniziarono a realizzare la Cartografia Tecnica Regionale (CTR), destinata alla pianificazione urbanistica, alla progettazione delle infrastrutture, alla gestione del territorio e alla protezione civile.
Rispetto alle tradizionali carte topografiche, la CTR è stata progettata per offrire un livello di dettaglio molto più elevato, rappresentando con precisione edifici, viabilità, corsi d'acqua, confini amministrativi e numerosi altri elementi utili alle attività tecniche e amministrative.
Le diverse Regioni hanno adottato, nel corso degli anni, sistemi di coordinate differenti. Molte delle prime CTR furono realizzate nel sistema Gauss-Boaga / Roma40, mentre altre utilizzarono il sistema UTM basato sul datum ED50. Più recentemente la produzione cartografica si è progressivamente orientata verso sistemi di riferimento moderni come ETRS89 e WGS84, in linea con gli standard europei e con la diffusione delle tecnologie GPS.
Questa evoluzione spiega perché ancora oggi sia possibile trovare cartografia tecnica regionale distribuita con sistemi di coordinate diversi, rendendo spesso necessaria la trasformazione delle coordinate per poter integrare dati provenienti da fonti differenti.
Il Catasto e il sistema Cassini-Soldner
Un terzo importante filone della cartografia italiana è rappresentato dalla cartografia catastale, nata con finalità completamente diverse rispetto alla cartografia topografica. Il suo obiettivo principale non era infatti la rappresentazione del territorio per la navigazione o lo studio geografico, ma l'identificazione e la gestione delle proprietà immobiliari.
Per questo motivo il Catasto adotta il sistema Cassini-Soldner, particolarmente adatto alla rappresentazione di aree relativamente limitate con elevata precisione. Ogni zona catastale fa riferimento a un proprio punto di origine, consentendo di ridurre le deformazioni nelle misure locali, un aspetto fondamentale per il frazionamento dei terreni e la definizione dei confini delle proprietà.
A differenza del sistema Gauss-Boaga, utilizzato per rappresentare l'intero territorio nazionale, il Cassini-Soldner è impiegato soprattutto nelle mappe catastali. Ancora oggi gran parte della documentazione del Catasto utilizza questo sistema di coordinate, motivo per cui è spesso necessario convertirne le coordinate quando si integrano dati catastali con cartografia tecnica, mappe IGM o dati GPS.
ED50 e l'introduzione delle coordinate UTM
Dopo la Seconda guerra mondiale emerse l'esigenza di adottare un sistema di riferimento comune a livello europeo, che consentisse una maggiore omogeneità nella produzione cartografica e facilitasse lo scambio di dati tra i diversi Paesi.
Per questo motivo venne introdotto il datum ED50 (European Datum 1950), realizzato a partire da una rete geodetica estesa a gran parte dell'Europa occidentale. In Italia il suo impiego si diffuse progressivamente, soprattutto nella cartografia tecnica e in numerose applicazioni civili e militari.
Con ED50 si diffuse anche il sistema di coordinate UTM (Universal Transverse Mercator), che suddivide la superficie terrestre in fusi di ampiezza costante, semplificando la rappresentazione cartografica e rendendo più agevole lo scambio di dati tra nazioni diverse.
Per molti anni il sistema ED50/UTM ha convissuto con il sistema Gauss-Boaga/Roma40. Ancora oggi è frequente trovare cartografia, banche dati territoriali e documentazione tecnica che utilizzano coordinate ED50, rendendo necessaria la conversione verso sistemi più moderni.
L'arrivo del GPS: WGS84 ed ETRS89
La diffusione dei ricevitori GPS ha introdotto un nuovo sistema di riferimento destinato a diventare lo standard mondiale: WGS84 (World Geodetic System 1984). A differenza dei sistemi storici utilizzati dalla cartografia italiana, WGS84 è stato progettato per rappresentare l'intero pianeta e costituisce ancora oggi il sistema di riferimento utilizzato dai ricevitori GPS, dagli smartphone e dalla maggior parte dei servizi di navigazione oltre che da numerose piattaforme di cartografia web.
Parallelamente, nei Paesi europei si è progressivamente affermato ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989), il sistema di riferimento adottato per la cartografia tecnica moderna e per numerose infrastrutture geografiche nazionali. In Italia molte basi dati territoriali e la cartografia più recente sono ormai distribuite in questo sistema.
Pur essendo molto simili nell'utilizzo quotidiano, WGS84 ed ETRS89 rispondono a esigenze differenti: il primo è un sistema di riferimento globale, mentre il secondo è stato definito specificamente per garantire la stabilità della cartografia europea nel corso del tempo.
La progressiva diffusione di WGS84 ed ETRS89 non ha però sostituito immediatamente i sistemi precedenti. Per questo motivo ancora oggi è frequente dover integrare dati provenienti da cartografia storica in Gauss-Boaga o Roma40 con informazioni acquisite mediante GPS o ottenute da cartografia tecnica moderna.
Pur rispondendo a esigenze differenti, nella maggior parte delle applicazioni cartografiche e GPS WGS84 ed ETRS89 possono essere considerati praticamente equivalenti, poiché le differenze tra i due sistemi risultano generalmente dell'ordine di pochi decimetri sul territorio europeo. Solo le applicazioni geodetiche ad alta precisione richiedono di tenere conto di tali differenze.
Perché oggi convivono così tanti sistemi di coordinate?
La presenza contemporanea di sistemi come Gauss-Boaga, Roma40, ED50, Cassini-Soldner, UTM, WGS84 ed ETRS89 non è il risultato di una mancanza di standardizzazione, ma la naturale conseguenza dell'evoluzione della cartografia italiana.
Ogni sistema è nato in un preciso contesto storico per rispondere a esigenze specifiche: dalla cartografia nazionale dell'IGM alla cartografia tecnica regionale, fino alla gestione del Catasto e, più recentemente, alla diffusione dei ricevitori GPS e dei sistemi di informazione geografica (GIS).
Poiché molti archivi cartografici continuano ancora oggi a utilizzare questi sistemi, la conversione delle coordinate rappresenta un'attività fondamentale quando si integrano mappe provenienti da fonti diverse o quando si confrontano dati storici con rilievi moderni.