I sistemi di mappe online hanno cambiato il nostro modo di orientarci, ma il processo per ottenerle non è affatto facile. Anche dopo aver realizzato fotografie aeree, le auto di Google Maps devono macinare chilometri per tracciare manualmente i labirinti di strade più intricati, il tutto in paesaggi urbani in continua evoluzione.
Il risultato è che ci sono ancora molti buchi, nelle mappe degli oltre 32 milioni di km di strade che percorrono il Pianeta: vuoti che potrebbero creare difficoltà a chi guida e, un domani, ai veicoli autonomi.
Gli ingegneri del Laboratorio di Scienze informatiche e di Intelligenza artificiale del MIT hanno messo a punto un sistema automatico che sfrutta l'intelligenza artificiale per ricostruire, a partire dalle immagini aeree, i reticoli di strade di quartieri e città, raggiungendo un'accuratezza del 45% superiore ai software impiegati di solito.
Non infallibili. In genere, i programmi usati per analizzare le immagini aeree e satellitari sfruttano le reti neurali (architetture di algoritmi che mimano le connessioni tra neuroni nel cervello) per analizzare l'intera foto tutta in una volta, e decidere quali pixel, nell'immagine, corrispondono a strade e quali no. Questo metodo, chiamato segmentazione, non è particolarmente accurato: le ombre proiettate da alberi e case possono confondere le idee e risultare in buchi ed errori che vanno poi corretti a mano, decidendo in base ad assunzioni non sempre corrette (per esempio, collegando due tratti stradali soltanto perché adiacenti).
Google Earth ci permette di catapultarci praticamente ovunque e di sorvolare canyon, ponti, cascate, strade, grattacieli. Ci riesce collegando immagini bidimensionali catturate da satelliti, fino a comporre un collage coerente di una porzione di paesaggio. In due dimensioni, l'operazione è piuttosto immediata, ma in tre, e nelle situazioni meno lineari - dove le strade si sovrappongono, o si apre un precipizio - le cose si fanno più complesse e l'algoritmo rischia di incepparsi. Proprio come è accaduto nelle immagini che vi mostriamo.
Foto: © Postcards From Google Earth
Postcards From Google Earth è una collezione virtuale di questi "blackout" di visualizzazione. Porzioni di paesaggio reali che sembrano provenire da un quadro di Escher.
Foto: © Postcards From Google Earth
Negli istanti selezionati, l'illusione di una rappresentazione fedele della Terra si disintegra, e il mappamondo virtuale di Google si rivela nella sua natura di, appunto, ricostruzione del reale. Una copia che può uscire con qualche difetto.
Curiosità: 10 cose che (forse) non sai su Google Maps e Google Earth
Foto: © Postcards From Google Earth
«All'inizio li consideravo problemi tecnici - scrive Clement Valla, il collezionista di queste curiose cartoline - errori nell'algoritmo. Ma guardandoli più da vicino ho realizzato che la situazione è molto più interessante. Sono il risultato perfettamente logico del sistema».
Foto: © Postcards From Google Earth
«Sono una condizione limite, forse. Una anomalia, ma non un errore. Mostrano come funziona Google Earth, che è un database camuffato da rappresentazione fotografica». Queste interruzioni di regolarità evidenziano l'intero processo di "dietro le quinte", fatto di satelliti, telecamere automatiche, piloti, sistemi di stoccaggio dati, algoritmi, computer.
Foto: © Postcards From Google Earth
Le anomalie si verificano più frequentemente quando gli indizi di profondità delle fotografie aeree, come le ombre o i giochi di luce, non si allineano perfettamente con le tracce di profondità dei modelli tridimensionali. I due input contrastanti creano un conflitto che dà origine a una collezione di immagini "sbagliate" alla vista, ma allo stesso tempo perfettamente logiche, per l'algoritmo che le ha generate.
Curiosità: 5 cose che (forse) non sai sulle mappe
Foto: © Postcards From Google Earth
Le immagini 3D come quelle utilizzate su Google Earth sono generate con una tecnica di computer grafica chiamata texture mapping, che permette di proiettare un'immagine bidimensionale su una o più facce di un oggetto tridimensionale. Queste rappresentazioni somigliano più a scansioni, che a fotografie dalle quali si percepisce lo spazio tridimensionale. Nelle immagini aeree, raffiguriamo la profondità dei paesaggi sottostanti attraverso luci e ombre. Quando queste rappresentazioni piane vengono adattate a forme tridimensionali, la distorsione e l'incongruenza tra due spazi possono risultare evidenti.
Foto: © Postcards From Google Earth
La maggior parte delle volte queste incongruenze passano inosservate, ma in alcuni casi, quando la distanza tra rappresentazione bidimensionale e oggetti reali è macroscopica, si creano paesaggi sbagliati ed effetti vertiginosi.
Foto: © Postcards From Google Earth
Questo capita soprattutto quando ci sono più piani sovrapposti, come nel caso di più strade che scorrano le une sopra le altre.
Foto: © Postcards From Google Earth
Una via per volta. RoadTracer (così si chiama il nuovo sistema) ha un approccio diverso. Parte da una località nota all'interno di una foto e poi si orienta da lì, determinando di volta in volta quale punto ha più probabilità di essere il successivo sulla strada. Questo punto viene aggiunto alla mappa e da lì si riparte, passo per passo.
«Anziché prendere migliaia di decisioni diverse tutte in una volta su quali pixel rappresentano parti di strade, RoadTracer si concentra su un problema più semplice, decidendo quale direzione prendere da un punto particolare che sappiamo già essere strada», spiega Fayven Bastani, tra gli sviluppatori. «Il processo è molto più vicino a quello che noi umani usiamo per costruire modelli mentali del mondo intorno a noi».
Buoni risultati. I ricercatori hanno istruito RoadTracer dandogli in pasto le immagini di 25 città tra Europa e Nord America, e lo hanno poi messo alla prova su 15 città diverse. Nel caso di New York ha predetto correttamente il 44% degli incroci stradali, oltre il doppio di quelli azzeccati dai sistemi precedenti.
Il progetto potrebbe in futuro essere sfruttato per mappare le aree in rapida trasformazione o quelle meno raggiungibili, per le quali non esistono ancora mappe accurate.
Qui sotto, un video che ne sintetizza il funzionamento.
Che forma ha la terra? Probabilmente già nella Preistoria gli uomini si sono posti questa domanda. Da allora ci sono stati innumerevoli tentativi di pensare e disegnare il cosiddetto ecumene, la parte del mondo abitata attraverso le mappe. E se nessuna è riuscita a riprodurlo fedelmente, ognuna ha dato un contributo importante, mettendo nero su bianco le conoscenze geografiche disponibili. Un viaggio tra le mappe si rivela così un percorso attraverso i secoli, molto istruttivo, come sottolinea anche il libro di Jerry Brotton La storia del mondo in 12 mappe (Feltrinelli). Ecco alcune delle carte più famose del passato.
La prima, o meglio la più antica. Il cosiddetto "mappamondo di Babilonia" (550 a.C.) è la più antica rappresentazione del mondo conosciuta. Il mondo è raffigurato in modo simbolico: Babilonia è al centro e la terra è appare come un disco circondato circolarmente da acqua (il fiume Oceano) così come sosteneva la tradizione arcaica e la religione babilonese. Oltre questo si estendono altre regioni o isole a forma triangolare.
La nascita della geografia. Attorno al 150 d.C. l’astronomo di Alessandria Claudio Tolomeo scrisse un trattato intitolato Guida alla geografia. Inciso in greco su un rotolo di papiro racchiudeva 1000 anni di pensiero greco sulle dimensioni, la forma e l’estensione del mondo abitato. L’originale non è giunto fino a noi, ma abbiamo una sua riproduzione: l’opera ricomparve infatti a Bisanzio nel XIII secolo (nella foto), accompagnata da mappe disegnate da scribi bizantini, basate sulla descrizione tolemaica della terra e delle posizioni delle 8000 località indicate nel testo. Si possono individuare il Mediterraneo, l’Europa, il Nord Africa, il Medio Oriente e alcune parti dell’Asia.
Sincretismo. Il Kitāb nuzhat al-mushtāqn (“Diletto per chi visita i Paesi della terra”) è un compendio geografico scritto dal geografo arabo Al-Idrīsī (1154): si tratta di una sintesi delle conoscenze sul mondo allora conosciuto, illustrato con 70 mappe regionali del mondo – più una piccola mappa del mondo miniata. Il libro e le mappe sono frutto delle tradizioni greche, cristiane e islamiche di scienza, geografia e viaggi, allora in circolazione.
Mappa cristiana (con l'Eden). Alta 1,59 metri e larga 1,34, la mappa mundi di Hereford (1330 ca.) si trova nella cattedrale dell'omonimo (e minuscolo) paese sul confine anglo-gallese: è una riproduzione del mondo, così come appariva a un cristiano del XIII secolo. Ottenuta da una enorme pelle di vitello su cui è stato disegnato l’ecumenem è una rappresentazione delle convinzioni teologiche, ma anche cosmologiche, zoologiche ed etnografiche del tempo. Gerusalemme è disegnata al centro del cerchio, l'est si trova in alto, e il Giardino dell'Eden è illustrato in un cerchio sul bordo del mondo. La mappa presenta però alcuni enigmi: non sappiamo esattamente quando fu realizzata, quale fosse la sua funzione e nemmeno perché si trovi proprio in quella cattedrale.
Mappa asiatica. La mappa del mondo Kangnido (1470 ca.) è il più antico esempio proveniente dall’Asia orientale ed è la prima mappa asiatica a riprodurre l’Europa. Dipinta in modo raffinato in inchiostro su seta ha colori brillanti: i mari sono verde oliva e i fiumi blu. Le catene montuose sono indicate da linee nere a zig zag, le isole più piccole sono invece raffigurate come cerchi. Le dimensioni sono imponenti: 164 × 171 centimetri. In origine era fissata a un bastone in modo da poter essere srotolata dall’alto verso il basso, probabilmente fu progettata per essere appesa su un paravento.
La scoperta dell’America. Il mappamondo attribuito al cartografo tedesco Martin Waldseemüller si fa risalire al 1507. Si ritiene sia la prima carta che descriva e chiami “America” una massa continentale distinta dall’Asia.
Eurocentrismo. Il mappamondo del cartografo fiammingo Gerardo Mercatore (1569) fu realizzato negli anni delle grandi esplorazioni geografiche ed era principalmente ad uso dei navigatori. Mercatore fece la sua mappa con una proiezione detta “conforme” in grado cioè di preservare gli angoli, era quindi ideale per la navigazione tramite bussola. Mercatore pose l’Europa al centro della mappa. In questo modo le sue dimensioni risultarono distorte (maggiori rispetto ad altri continenti come l’America Latina). Lo dimostrerà negli anni Settanta del Novecento il cartografo tedesco Peters aprendo un dibattito su come la rappresentazione geografica delle mappe si riveli un “atto politico”.
Guarda anche: Come ci ingannano le mappe
Nuovo mondo. Dal 1638 Joan Blaeu fu cartografo ufficiale della Compagnia delle Indie orientali olandese e poteva quindi accedere alla documentazione di più di 150 anni di viaggi commerciali olandesi a ovest e a est dell’Europa, oltre che alle mappe e alle carte più recenti dei navigatori. L’Atlas Major (1662) è la riproduzione più aggiornata del tempo: raffigura con precisione la punta dell’America meridionale e la Nuova Zelanda e mostra sia la costa occidentale dell’Australia (indicata come “Hollandia Nova detecta 1644”) sia la Tasmania, che aveva preso il nome da Abel Janszoon Tasman, primo europeo a raggiungere l’isola e a prenderne formalmente possesso nel dicembre 1642. Nella foto una riproduzione della Norvegia dall’Atlas Major.
Mappe tematiche. Quando lo studioso inglese Halford Mackinder rappresentò nella sua mappa “il perno geografico della storia” (1904) la geografia come disciplina era nata da qualche decennio. Lo studioso riteneva che il "cuore" pulsante di tutte le civiltà di terra (pivot area) fosse da collocare dalle parti della Russia. Fece così una carta tematica che lo rappresentasse. Questo aprì la strada alle successive carte in grado di visualizzare la variazione nello spazio di un certo fenomeno sociale o di un tema particolare: per esempio la criminalità, le malattie o l’alfabetizzazione.
Guarda anche: le carte geografiche che non ti hanno fatto vedere a scuola
Il mondo da lassù. La prima fotografia della terra a figura intera fu realizzata dall’equipaggio dell’Apollo 17 nel 1972 presenta la terra come una palla, meravigliosa, sospesa nell’universo. Il mondo così descritto è percepito per la prima volta come fragile e caduco. L’immagine non a caso suscitò riflessioni politiche e ambientali sulla precarietà del nostro pianeta, resa ancora più manifesta dalle politiche industriali dei grandi della Terra, poco attente al tema della sostenibilità.
Guarda anche: le più belle foto della Terra vista dallo Spazio
Tutto è politica. Nel maggio 1973, lo storico tedesco Arno Peters (1916-2002) convocò una conferenza stampa a Bonn, allora capitale della Repubblica federale tedesca. Di fronte a una platea di 350 giornalisti internazionali, annunciò una nuova carta del mondo che aprì un ampio dibattito: era basata su una proiezione “equivalente” che conservava con precisione le dimensioni corrette dei paesi e dei continenti in base alla loro area, rettificando quello che era considerato il pregiudizio eurocentrico di Mercatore e presentando come disse lui “in modo egualitario tutti i paesi della terra”. L’America Latina risultava ad esempio molto più grande dell’Europa, a differenza di come da Mercatore in poi era stata rappresentata. Ottima proiezione dal punto di vista politico, ma pessima per navigare.
Atlanti digitali. Da oltre 10 anni Google Maps e la sua applicazione più sofisticata Google Earth sono tra le app geospaziali più utilizzate al mondo. Sono “atlanti digitali” che ci permettono di viaggiare stando comodamente seduti sul divano di casa. Non solo: Google Earth visualizza fotografie aeree e satellitari della terra, ma consente anche al singolo utente di inserire delle proprie informazioni, visualizzarle e condividerle con altri utilizzatori del programma in tutto il mondo.
Guarda anche: 10 cose che (forse) non sai su Google Maps e Google Earth
