L'Informatica Applicata
alle Scienze della Terra

Il processo di permeazione di tutti i settori scientifici ad opera della rivoluzione informatica ha interessato, ovviamente, anche quello delle Scienze della Terra, seppure in modo differenziato a seconda dei vari ambiti disciplinari, per alcuni dei quali l'interfaccia con l'Informatica costituisce lo strumento essenziale per assicurare l'ulteriore sviluppo e le applicazioni delle metodologie proprie della Geologia.

In risposta ad una sempre più crescente esigenza di informatizzazione della conoscenza geologica, a partire dal 1988, gli studiosi di Scienze della Terra interessati alle applicazioni geomatematiche ed informatiche ai rispettivi settori disciplinari, accogliendo anche il suggerimento del Comitato Nazionale per la Scienza e le Tecnologie dell'Informazione, si sono aggregati in un gruppo informale, denominato Gruppo per l'Informatica Applicata alle Scienze della Terra (GIAST), sotto l'egida dello stesso Comitato.

II Gruppo aggrega attualmente un notevole numero di ricercatori e studiosi (circa 300) di varia formazione disciplinare, appartenenti a strutture non solo universitarie, che svolgono ricerche inerenti alle applicazioni dell'informatica nell'ambito delle Scienze della Terra.

II GlAST, nel suo assetto attuale, aderisce alla International Association for Mathematical Geology (lAMG) e si propone come struttura di riferimento per la costituenda sezione europea dell'Associazione stessa, in base alla deliberazione assunta nella "Annual Conference" del 1994.

L'attività del Gruppo ha consentito al CNR di svolgere, in questi anni, una forte azione di stimolo indirizzata allo sviluppo delle attività informatiche in ambito geologico, fornendo nel contempo anche un valido punto di riferimento per l'orientamento delle ricerche e per gli aspetti inerenti alla "formazione scientifica". Di ciò sono testimonianza tutta una serie di attività cui il Gruppo ha dato vita fino ad oggi:

a) progetti di ricerca interdisciplinari e di interesse strategico, come ad esempio i Progetti di Comitato "Applicazioni dell'intelligenza artificiale allo studio dei fenomeni geologici ad evoluzione medio-rapida" e "sistemi ipermediali distribuiti per le Scienze della Terra", ed il Progetto "Schema concettuale integrato per le Scienze della Terra e paradigmi di interazione con l'utente" del Comitato Nazionale per le Scienze Geologiche e Minerarie;

b) una "Scuola di Applicazioni Informatiche" nell'ambito della quale, a partire dal 1989, si sono tenuti corsi sui Sistemi Informativi Geografici, di Fotointerpretazione Avanzata, di Analisi di Immagini, di Stratigrafia Quantitativa, di Statistica Multivariata, ecc. I corsi, tenuti principalmente presso l'Università di Camerino da docenti provenienti da Università e Servizi geologici stranieri, hanno visto la partecipazione di oltre 200 allievi e si sono rivelati un efficace strumento di aggiornamento scientifico e professionale;

c) cinque workshops, tenutisi presso Sarnano (Macerata) e Sansepolcro (Arezzo), che hanno consentito di fare il punto sullo stato della ricerca nell'ambito geo-informatico ed i cui contributi scientifici sono stampati nei relativi atti;

d) due brainstorms, il primo a Camerino sulle problematiche dei sistemi informativi geografici, il secondo a Bologna sui problemi dell'informatizzazione della nuova Carta geologica d'ltalia 1:50.000, la cui realizzazione consentirà di dotare il Paese di uno strumento aggiornato, utilizzabile anche per via informatica, adeguato agli standards europei;

e) tavole rotonde dedicate all' insegnamento dell'informatica nei corsi di laurea in Scienze Geologiche, alla presenza in rete Internet delle attività di ricerca nelle discipline di Scienze della Terra e alle modalità di realizzazione di cartografia geologica in forma numerica.

In questo quadro di iniziative volte ad azioni di stimolo, orientamento e formazione, non va sottaciuta la funzione assunta dalla rivista curata dal Gruppo, Geoinformatica, di cui sono usciti i primi 4 numeri.

Tutte queste attività, pur dando una risposta positiva alla forte e continua domanda di aggiornamento e di innovazione, hanno ridotto solo in parte il gap che, per varie ragioni, si è andato accumulando in questo settore nei confronti degli altri Paesi europei ed extraeuropei, dove si deve registrare una massiccia informatizzazione nelle Scienze della Terra.

L'obiettivo strategico, quindi, diviene quello di colmare il più rapidamente possibile tale ritardo, dotandosi di strumenti opportuni, anche di nuova costituzione. Per questo il Comitato è oggi fortemente determinato nella proposta di trasformazione del GIAST da struttura informale a Gruppo Nazionale di Ricerca del CNR, dando così vita ad un Organo in grado di fornire una risposta adeguata per il superamento delle lacune in precedenza accennate e di cogliere al meglio le opportunità offerte dai programmi quadro di ricerca scientifica dell'Unione Europea.

In questa cornice le linee fondamentali dell'azione del GIAST riguarderanno funzioni di promozione di ricerche di interesse strategico, di coordinamento di attività di interesse generale, di diffusione di informazioni e metodologie attraverso canali diversi.

Cristallografia,WWW e visualizzazione scientifica: simulazione della crescita di un cristallo

La funzione di promozione vuole essere indirizzata allo sviluppo di ricerche avanzate nel campo delle applicazioni informatiche. Tra i temi di più stretta attualità rientrano senz'altro quelli relativi a:

a) modellizzazione numerica e grafica di dati geografici e geologici, con visualizzazione e analisi di immagini mediante tecniche innovative, quali quelle della realtà virtuale;

b) utilizzo di sistemi ipermediali/ipertestuali distribuiti, resi accessibili da opportune interfacce utente;

c) passaggio dai classici sistemi informativi geografici a sistemi ipermediali e multimediali.

Attraverso il GIAST si ritiene fondamentale assicurare la funzione di coordinamento di attività di interesse generale, quali:

a) produzione di basi di riferimento comuni (standards) da utilizzare sia nella costruzione di basi di dati, sia per l'accesso ai dati (anche visuali) raggiungibili attraverso le reti, anche in riferimento al progetto nazionale di Cartografia Geologica in scala 1:50000;

b) sviluppo delle interfacce utente per l'accesso alle informazioni disponibili nelle reti informatiche;

c) relazioni con organismi internazionali come, ad esempio, la commissione IUGS-COGEOINFO, e l'associazione internazionale di geologia matematica lAMG, della quale è in via di costituzione, come già detto, una sezione europea;

d) aggregazione fisica e virtuale di Organi e singoli ricercatori tramite l'organizzazione di reti nazionali di acquisizione e scambio di informazioni e documentazione, sia a livello nazionale sia internazionale;

e) coordinamento e promozione di progetti finalizzati e strategici.

Il GIAST, infine, ha come obiettivo prioritario quello di implementare i canali di diffusione delle conoscenze nel settore di applicazione. Accanto alla riproposizione di strumenti già sperimentati in passato con ampio successo, se ne individuano altri anche tecnologicamente innovativi:

a) Scuole di base, volte a diffondere nell'ambiente geologico italiano le conoscenze matematiche, statistiche e informatiche di base, che oggi devono assistere lo sviluppo delle attività nelle discipline geologiche;

b) Scuole avanzate, destinate a far conoscere ed acquisire tecniche matematiche, statistiche ed informatiche di alto livello, per incrementare, approfondire e consolidare le basi scientifiche della ricerca geologica;

c) Reti di collegamento, che attraverso l'utilizzazione di quelle esistenti, permettano di accedere in tempo reale alle informazioni su eventi importanti, documentazione, sperimentazioni, realizzazioni. Queste reti sono ritenute strategiche, ad esempio, nell'ambito della Commissione COGEOINFO che già da tempo ha sollecitato la costituzione di una rete europea per lo scambio delle informazioni sulle attività in corso.

d) Convegni, per i quali sembra oggi opportuno far evolvere la formula del workshop di interesse nazionale verso partecipazioni più ampie, a livello almeno europeo, la cui prima edizione potrebbe rappresentare il momento costitutivo della sezione europea dell'lAMG.

e) Riviste: l'attuale rivista curata dal GIAST, Geoinformatica, che si prepara a passare dall'attuale veste di periodico nazionale ad uno strumento di più ampia diffusione della conoscenza, proponendosi come rivista europea secondo quanto prospettato in ambito IAMG.

II GIAST, nell'attuale proposta di formalizzazione, risulta strutturato in tre sezioni tematiche, identificate dalle seguenti linee di ricerca:

1) Acquisizione e rappresentazione di informazioni geologico-territoriali;

2) Modellistica geologica;

3) Sistemi multimediali;

1) Nella prima sezione si identificheranno le Unità Operative con attività di ricerca nel campo della acquisizione delle informazioni geologiche primarie e della loro rappresentazione in forma di documento grafico ("carta geologica").

Saranno quindi comprese in queste tematiche le tecniche di rilevamento orientate alla organizzazione di basi dati e sistemi informativi geografici, come pure le metodologie di standardizzazione, valutazione, gestione e utilizzo dell'informazione geologica mediante sistemi di analisi, elaborazione e rappresentazione automatica di dati e immagini.

Saranno importanti in questo contesto gli studi volti alla creazione di standard di lavoro sia allo scopo di adeguare l'acquisizione dei nuovi dati alle esigenze dei sistemi automatizzati di trattamento, sia per attuare un efficiente recupero ed utilizzo dei dati esistenti in letteratura.

2) La seconda sezione raggrupperà le Unità Operative che si dedicano all'elaborazione delle informazioni geologiche con metodi informatici, matematici, statistici, grafici, per lo studio di oggetti e fenomeni con modelli spazio-temporali descrittivi e interpretativi, sviluppando ricostruzioni cinematiche e dinamiche e modelli previsionali.

3) Il terzo gruppo di tematiche, infine, comprende le ricerche necessarie a sostenere le attività di diffusione, integrazione e scambio dei dati di diversa natura e origine, sfruttando i sistemi di comunicazione in rete per l'accesso intelligente alle informazioni documentarie, fattuali, visuali.

Le Unità Operative afferenti saranno quindi orientate alla creazione di standards concettuali per la navigazione nei sistemi di reti ed allo studio delle metodologie multi/ipermediali per l'integrazione delle informazioni, proseguendo cioè nel ciclo evolutivo che ha visto l'informazione geologica passare dalla fase originaria, prevalentemente descrittivo-verbale, alla successiva dicotomia descrittiva-informatica, all'attuale tendenza descrittivo-visuale basata su standardizzazioni orientate alla formalizzazione logico-matematica, imposta dall'impiego di metodologie informatiche avanzate.

Da ultimo, nell'annunciare che il GIAST organizzerà a Napoli, nell'Ottobre 1998, il prossimo congresso mondiale dell'IAMG, si segnala che pagine informative relative all'attività del Gruppo e alla rivista Geoinformatica sono consultabili via internet al seguente indirizzo: http://dindy.geo.uniroma1.it/geoinfo.html.