Metodologie GIS per la valutazione predittiva dei miglioramenti ambientali su piccola scala

Lo scopo di questo lavoro è lo sviluppo di metodologie software, in ambiente GIS, da utilizzarsi per la valutazione predittiva delle operazioni di miglioramento ambientale su piccola scala. In particolare si sono realizzati degli strumenti per l’analisi sistematica e il monitoraggio, in grado di associare ad una configurazione ambientale esistente o obiettivo un opportuno
indicatore della conservazione o del miglioramento dell’habitat per la fauna selvatica.
Il lavoro rientra nell'ambito degli sforzi intrapresi dal Servizio Faunistico della Provincia Autonoma di Trento (PAT), per applicare le indicazioni della L.P. n. 24/1991. Questa legge pone tra gli obiettivi prioritari dell’amministrazione provinciale, la conservazione ed il miglioramento ambientale per la fauna selvatica e individua nella gestione diretta degli ambienti naturali, attraverso interventi di carattere locale, una importante strada da seguire per la realizzazione di tali miglioramenti.
Per il perseguimento del suddetto obiettivo, si `e sviluppato uno strumento informatico di analisi e valutazione che fornisca l’indispensabile supporto alle fasi di progettazione e verifica degli interventi di miglioramento. Più precisamente si è realizzato un sistema GIS integrato (capitolo 1) che soddisfa i seguenti obiettivi principali:

• la gestione e l’aggiornamento di tutti i dati, in particolare quelli di carattere spaziale (SIAT, dati faunistici, immagini SAR), disponibili per la descrizione dell’ambiente;
• il calcolo degli indicatori numerici di configurazione ambientale, utilizzando le informazioni contenute nei tematismi GIS;
• lo sviluppo di un modello predittivo valido per il Trentino, che associ agli indicatori numerici calcolati in maniera automatica un valore di qualità ambientale per le diverse zone esaminate.

L’ambiente GIS che costituisce la base del sistema integrato `e GRASS (Geographical Resource Analysis Support System), il quale `e stato potenziato dall’interfacciamento con il motore statistico S-PLUS e dallo sviluppo di moduli software per la gestione di basi dati specifiche. Per interfacciare i diversi ambienti che costituiscono il sistema GIS integrato, si sono prodotte apposite procedure software nei linguaggi C, Perl e Shell di Unix. Si `e anche realizzato il potenziamento delle procedure ordinarie di GRASS e S-Plus, per risolvere specifiche problematiche insite nell’elaborazione dei dati spaziali a nostra
disposizione.
Come caso sperimentale specifico di impiego delle metodologie, si `e studiato l’habitat del fagiano di monte (Tetrao tetrix) per il quale si hanno a disposizione in Trentino dati precisi sul numero, sul tipo (es. maschi, femmine, pulli) e sulla localizzazione geografica degli esemplari presenti, questo grazie ad un censimento sistematico organizzato, a partire dal 1993, dal Servizio Faunistico della Provincia Autonoma di Trento (PAT) (capitolo 2).
In collaborazione con tale servizio, e all'interno di uno studio svolto presso i laboratori dell’ITC-Irst, sono stati trasferiti su supporto informatico, per la prima volta in Trentino, i dati relativi ai censimenti estivi del fagiano di monte per gli anni 1998 e 1999. Il nuovo data base prodotto, comprende, oltre alle coordinate geografiche dei punti di avvistamento dei vari esemplari, anche la cartografia in formato vettoriale di 28 aree campione.
Per risolvere i problemi di inserimento e aggiornamento dei dati specifici di interesse faunistico `e stata utilizzata un’interfaccia grafica per GRASS (capitolo 3), che ha velocizzato notevolmente le operazioni di informatizzazione dei dati relativi ai censimenti. Per l’archiviazione e il trattamento dei dati si è sviluppato anche uno specifico data base relazionale.
Al fine di esprimere dei giudizi quantitativi sulle dinamiche ecologiche in corso, si sono adottati i principi e le metodologie derivanti dall'ecologia del paesaggio (capitolo 4). Più precisamente, si sono implementate delle procedure in ambiente GIS che consentono di estrarre dai dati ambientali a nostra disposizione numerosi indicatori numerici di ecologia del paesaggio.
Per facilitare il calcolo degli indicatori ambientali si sono sviluppati degli strumenti di interpretazione e classificazione dei dati spaziali disponibili per il Trentino. Si sono, in particolare, messe a punto alcune procedure per la classificazione di immagini applicandole principalmente al caso delle ortofoto digitali (capitolo 5).
I principali risultati di questa tesi hanno riguardato lo sviluppo di modelli predittivi in grado di individuare le configurazioni ambientali più favorevoli alla presenza di covate di fagiano di monte (capitolo 6). I modelli sono stati addestrati sui dati di presenza effettiva di esemplari di fagiano di monte derivati dai censimenti estivi: gli indicatori di ecologia del paesaggio sono stati applicati a tre diverse scale di risoluzione ed infine combinati per ottenere un modello multiscala basato su alberi di classificazione. Il miglior modello
sviluppato permette di discriminare adeguatamente (10% di errore predittivo calcolato tramite cross-validation) i siti di presenza dai siti generici utilizzati come esempi negativi. Tra le variabili automaticamente selezionate dal modello va segnalata l’importanza della misura di box-counting ed i coefficienti di forma e di caratterizzazione dei patch piccoli.