Ispettore del Corpo delle Foreste PREMESSA.
La ricerca del volume di un complesso di alberi in piedi è sempre stato 0g getto di accese polemiche tra forestali, in quanto la cosiddetta stia della massa legnosa ritraibile da un bosco risulta essere in definitiva di natura empirica e soggettiva.
La dendrometria, che è appunto la scienza preposta alla ricerca della massa legnosa, si avvale di determinati metodi, tra i quali non si può scegliere #2 pid preciso, in quanto anche uno stesso metodo seguito da due operatori diversi, durante la misurazione di una medesima particella boscata, dà come risultato ‘finale volumi diversi, giacchè di un bosco è ben difficile stimare l'altezza degli alberi in piedi con una certa precisione e non è priva di difficoltà la determina zione della loro forma (che varia da pianta a pianta) pesando tutto ciò in modo non indifferente sul calcolo dei volumi a mezzo le formule in uso. (1)
Si deduce quindi che la dendrometria in pratica non può dettare norme atte a ottenere la misura esatta della massa legnosa ritraibile, ma offre dei me todi coni quali è possibile st1mare il volume degli alberi in piedi con sufficiente esattezza.
I metodi a terra ai quali ricorre la dendrometria perla ric@ca di detta mas sa legnosa si distinguono in sintetici ed analitici.
Le stime sintetiche sono certamente lo meno costose, ma con esse gli errori nella determinazione dei volumi sono grossolani e possono superare il + 30 %. Tra tali genere di stime c’è da annoverare quella oculare, per cui lo stimatore si basa salla sua lunga pratica e cerca con la comparazione mnemonica di determi nare il volume della massa legnosa ritraibile dal bosco in esame. C'è il metodo delle tavole alsometriche, con il quale la stima del bosco viene effettuata per com parazione di dati ricavati da speciali tavole, dati che si riferiscono alla massa legnosa ritraibile da un dosco normale. Si tratta perciò di valutare lo stato reale del bosco in esame e quindi di mettere a confronto i dati ricavati dagli elementi di misura con quelli corrispondenti alle tavole alsometriche del bosco normale, deducendo le diversità volumetriche. C'è infine la stima per pedali, la quale com porta la conoscenza della massa legnosa detraibile da un determinato albero, (1) G. PATRONE, Sezioni di dendrometria - Tip. Ricci, Firenze.
mentre la cubatura del complesso boscato si determina a mezzo la sommatoria dei volumi degli N alberi in esso radicati.
La stima analtica si basa sul cavallettamento o misura del diametro delle piante ricadenti nel bosco a m. 1,30 da terra (a petto d’uomo), mentre la loro cubatura si ottiene a mezzo la formula generale V = G.H.F.in cui G è l’area ba simetrica’ di una determinata particella boscata, ottenuta con il cavallettamen to di tutte lc piante in essa radicate, H è l'altezza media di tali piante, £ è un coefficiente di riduzione formale, il quale varia col variare della specie legnosa, ed in essa col variare dell’età e delle condizioni vegetative delle piante. Detto coefficiente F può essere dendromietrico (quando serve a calcolare la massa le gnosa ritraibile da tutta la pianta), cormometrico (se serve per calcolare il volume legnoso ricavabile dal solo tronco), blastometrico (se.serve per determinare la quantità di legna ritraibile dai soli rami).
I metodi per la stima analitica sono diversi, in quanto variano col varia re del sistema adoperato nel raggruppare i differenti soggetti arborei per classi di diametro ed altezza, e nel criterio seguito nella determinazione del coeffì- ciente formale. Con le stime analitiche gli errori della determinazione della . massa legnosa in un insieme di alberi, o di alberi isolati, si riducono a +3%- 10%.
Naturalmente i metodi di stima vengono scelti caso per caso a seconda dello scopo del rilievo (ricerche scentifiche, economiche, statistiche), al costo del rilievo (secondo la posizione più o meno favorevole del bosco rispetto al mercato, a seconda della vastità del complesso boscato, ecc.), alla forma di governo del bosco (cedui e fustaie).
Il bosco ceduo proviene da rinnovazione agamica, ossia dai germogli che rigettano dai ceppi tagliati, e normalmente viene utilizzato a breve scadenza (ogniro-30 anni). Si può distinguere in ceduo semplice e ceduo composto, in questo secondo caso esifte una specie di rada fustaia che si eleva sopra il ceduo, la qua le è formata da piante di riserva, (matricine) atte a dare legname da opera e ad assicurare la rinnovazione delle ceppate esauste, che, a lungo andare, cqn i tagli finirebbero col deperire e scomparire.
Il bosco di alto fusto o fustara è formato da piante nate da seme, che cre scono liberamente fino a raggiungere la maturità, i turni di utilizzazione variano normalmente dai 60-130 anni. Le fustaie a loro volta si distinguono in coetanee e disetanee: coetanee se il bosco risulta composto da piante tutte delle stessa età, disetanee, se il complesso boscato è formato da piante di età diversa fram miste fra di loro. | UTILITÀ DELL’AEROFOTOGRAMMETRIA.
Ciò premesso appare evidente come, sino dalle prime applicazioni della fotogrammetria terrestre ai fini cartografici, possano dei tecnici forestali te deschi avere pensato di ricorrere ad essa per la determinazione dei rapporti
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di accrescimento tra le varie parti di una pianta, per lo studio di quegli elementi formali tanto necessari per una buona impostazione dei calcoli dendrometrici.
Con l’affermarsi dell’aerofotogrammetria nel campo della cartografia, le applicazioni della stessa ai fini forestali non potevano tardare, e le prime speri mentazioni vennero eseguite da quegli stessi tecnici che si valsero per le loro ricerche della fotogrammetria terrestre. i
La fotografia aerea si impose sino dall'inizio all'attenzione degli studiosi di scienze forestali, in quanto la visione di una foresta effettuata dall’alto dà quelle possibilità di osservazione che nel suo interno non si hanno, perché lo studio di pochi soggetti fa perdere di vista il complesso boscato in cui essi vi Vono.
Da una più accurata osservazione dei fotogrammi, eseguita ad uno stereo scopio da tavola, si possono ritrovare importanti dati tecnici come: il riconosci mento delle differenti essenze che popolano il bosco, distinguendole a seconda che vivano in complessi puri o misti, si può circoscrivere la superficie da loro ‘occupata, gli spazi vuoti, nonché le zone danneggiate dai venti, dalle valanghe, — dagli insetti, dalle malattie fungine, dagli incendi, ecc., come pure lo sviluppo e la densità delle piante, la loro percentuale di mescolanza e di dominanza, de . ducendone in definitiva lo stato reale in cui si trova il bosco.
In considerazione dell'importanza economica delle selve per la loro utilità diretta ed indiretta, ed in conseguenza delle aumentate necessità di materiale legnoso e della progressiva diminuzione del territorio boscato per cause varie e complesse (tanto che in ogni nazione furono emanate leggi protettive non sempre etficaci), la scienza forestale ha dovuto imporre /’assestamento dei com plessi boscati, ai fini della loro conservazione, del miglioramento della loro pro duzione, e quindi ricavare da essi dei prodotti in periodi pressoché costanti (regime annuo, regime intermittente).
L'assestamento, per potere sistemare economicamente l'azienda forestale deve fare ricorso a distinte operazioni, tutte di costo non indifferente, che si riassumono in: 1° rilievo topografico della foresta; 29) divisione del bosco in unità economiche; ; 39) rilievi statistici generali e speciali.
Gran parte delle operazioni necessarie all’assestamento è agevole effettuar le aerofotogrammetricamente. A mezzo i moderni restitutori è possibile rica vare una mappa plano-altimetrica, sulla quale vengono riportati con esattezza tutti i particolari topografici, e sono identificabili tutte quelle linee topografi che (fossi, crinari, limiti di vegetazione, ecc.), che in un secondo tempo potran no essere indispensabili a limitare le superfici delle unità economiche della fo resta. Così pure molti particolari di carattere culturale ed ambientale potranno essere desunti dall’osservazione dei fotogrammi, attraverso lo studio dei rap porti tra le varie parti del bosco in relazione allo sviluppo, e densità delle singole
particelle boscate, nonché tramite lo studio dell’ambiente circostante. Eventua li osservazioni sulle condizioni geologiche e sull'ambiente biologico potrann. essere fatte a terra, in occasione dei rilievi dei capisaldi di restituzione aerofo togrammetrica.
Per la definizione delle masse legnose, ai fini statistici speciali, l’aerofoto grammetria si avvale di metodi sintetici, che si basano sul conteggio det ci malk delle singole piante su coppie stereoscopiche, ed il calcolo della loro altezza media a mezzo uno stereomicrometro; oppure a mezzo il metodo del profilo, che viene descritto più avanti. I metodi analitici si fondano sulla misura del l’area d’insidenza o superficie K delle singole piante, sulla determinazione della altezza H allo stereocomparatore, e sulla ricerca di un coefficiente di riduzione coronale F,, da calcolarsi in relazione alle variazioni del rapporto di. In tale modo la formula generale della dendrometria per la ricerca del volume legnoso di un complesso di alberi, viene sostituita in aerofotogrammetria dalla: Vji= K.H.F,.
Da questa geniale risoluzione derivano vari metodi di stima, che variano col variare del criterio seguito nella ricerca dei tre valori in essa rappresentati a seconda che vengano usati mezzi speditivi o di precisione.
E’ per le sopradescritte possibilità che i tecnici forestali di molte nazioni, direttamente interessate nell'economia forestale, intravedono oggi nell’aero fotogrammetria il mezzo meno costoso, dal quale si possa ricavare, tramite la restituzione delle steroscopiche, sia la cartografia necessaria, sia gli elementi atti alla compilazione del fiano economico della foresta, col vantaggio di avere negli archivi della fototeca sempre a disposizione il materiale aerofotografico, dal quale si possano in qualsiasi momento ricontrollare le misure effettuate ed 1 dati da esse ricavate.
Per il presente esperimento, quando è stato necessario si è fatto ricorso agli studi dei precursori, traendone tutto quanto vi era di buono e di utilizzabile; si tratta ora di continuare nel tipo di lavoro, procedendo ad una più vasta ed organica ricerca sperientale.
L'ESPERIMENTO.
A seguito accordi intercorsi tra la Direzione Generale del Catasto e dei SS. TT. EE. e la Direzione Generale delle Foreste, durante l’esercizio finanziario 1950-5I, è stato eseguito il primo esperimento ufficiale di rillevi aerofotogram metrici a carattere forestale nel Demanio Forestale dell’Abetone (Pistoia), su circa 5.000 ha.
Il lavoro venne affidato alla Società E.I.R.A. di Firenze. La ripresa dall’ae reo venne eseguita con la bicamera Galileo Santoni III a lastre di formato cm. 13 X 18, usando materiale Ferrania « Aviopancro » 18-10 Din, tempo di posa I-200 de sec., F-8, filtro G-1. La restituzione cartografica, date le esigenze catastali, avvenne in scala I-2.000.
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La fase della sperimentazione forestale venne sviluppata attraverso le * singole operazioni: 1°) formazione di un mosaico di aerofotografie alla scala 1-10.000 (fig. 1); 29) studio della zona boscata per la determinazione delle essenze legno | — se, sia attraverso il mosaico che attraverso gli ingrandimenti fotografici dei fotogrammi. ‘BI È IPP) 9 n de da MI O a a "2 TRAI ia "n da e] A 4, i o "ale 9” fi der i a a RT la £ ‘w \ id hi o Ro. Mia po e 2” a TAA i dat. è aero Pai ae br 6 RAZR e & IP Rf: Pato Lt (A RL i I od e na ca ica a AMENO 4 OO LAT AARON e i ° ICAO E 48 ee ove P i DAL, FARC Ani vo bai VIE dg } À vale 00, dd N al n, A o a E Le np ge a. n e "a ira ” ni; x VILLA: , €. a ai Vero. ST ni cei nr T, . LT È ate RE + LS Pa è: gi i RN pareti 1 alt _H6 _ Rag . a i ‘ a de, FP a © . ei ti , ur : & Res E0) . LA I _ * pa v a ld tf e Ty è n ; a PAT E, RS SESTA RM o DI ET #. O a au? È ce” È k" i” Ì ) Pa . b Ja n e , > e % 09 Bel. "a a n Sd LE Meta Le La ZA A , ea. U Ne Î ) ti) d Pall 0a CS ( : per È, i : uti n, Did NBA 5): fps ? pia pri Hd È Meet "4 ; FP ti . È * 4 be î Sea { ge : a 3 ne A PIO mA g n ; ” a e aC RE e LERII cdl ua \ a LA RIiemz. 3°) Determinazione delle misure dendrometriche e tassonometriche, scelta del tipo di stima da adottare. (fig. 2). 4°) Restituzione plano-altimetrica delle coppie e contemporanea resti tuzione grafica degli elementi forestali. 59) Calcoli delle superfici boscate, degli spazi vuoti e degli elementi fo restali ricavati. | 6°) Stima delle masse legnose. 7°) Riporto su un calcopallido del mosaico aerofotografico dei valori.
ritrovati, a mezzo appropriate colorazioni, in modo da determinare lo stato reale del bosco. \
Il riconoscimento delle essenze legnose venne eseguito su ingrandimenti fo tografici quattro volte l'originale, mentre con l’osservazione ad uno stereoscopio semplice delle « coppie » vennero staccate le particelle forestali distinte per sviluppo delle piante, loro densità, e conseguente feracità del bosco.
Le stime della massa legnosa seguirono nel tempo la restituzione cartografi " . . . .- 6 ca catastale, effettuando allo stereocartografo Galileo-Santoni III i sondaggi con 1 seguenti metodi: 1°) Per fustaie coetanee e cedui semplici = metodo del profilo. 20) Per fustaie disetanee e cedui composti = metodo del saggio. Per l'attuazione del metodo del profilo (fig. 3), dopo aver determinato le direzioni del tracciato, parallelo all'asse della X, che viene bloccato, si invertono e __SA n Nu sq ti fe ® ° \ vu - n 3 S \ I Y i ly n \ f i è Li to f ° ” I 4 È 6 ri ‘ n a) 4 \ Fic. 3. 4 I 2 3 | 4 i 5 | 6 7; 8 9 II II = || area | area irapportoî ___ | volu- !volu- | coeffi- | volu- | volu-| Prefilo N. 25 Sub. | Lato} 21€2 |; area rapporto] area volu- i volu coeffì . volu- | volu- | Prc . ° rettan- reale del! fra me ri- | me jcienteri-| me me ; Part, | mi golo m2 | terreno ! le aree | profilo | ferito | 10edo duzione | netto [ad Ha Comune di S. Marcello P. ‘'misural 2.L | Planim. ! 301-4 | planim. 6xL |7x5 fa calcolo] 8:9|10:4 Bv:co di Maresca Coppia N. 25-26 II S, 25/a | IR0 — — — 70 — — — [| — | Particelle N, 80 Ha 7.03,00 25 | 150] — | — _ 8873} — || — | —| Data 83-12-1951 25/b | 125 — — — 697 — — — — — | Riferimento saggio n. 40 455 | 2.27.50! 7.03.0:]+3.08 | 2254 |1142c0j35122] 340 | 1033) 147 | Scala 1/:.259
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di assi della Y e della Z, passando così dalla fotogrammetria aerea a quella ‘errestre. In tale maniera le sezioni vengono tracciate meccanicamente, facendo correre la marca stereoscopica sulle chiome degli alberi e lungo i punti nei quali ‘ può intravedere il terreno. Si tracciano diversi profili, paralleli fra di loro distanziati di una determinata misura A, nel nostro caso di 50 m.
20 -- lume totale, v = volume della massa legnosa del saggio, S = superficie dells particella, s = superficie del saggio.
. restitutore Galileo-Santoni non solo migliora la visione plastica del terreno, aa rende possibile la interpretazione di certi particolari topografici (siepi, ‘iversità di culture, ecc.), che erano difficilmente osservabili nella coppia. Aviopanero, data la leggera diversità tonale dei soggetti su quella di fondo.
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Si ottiene così una serie di superfici verticali S, disegnate in scala 1-1.000, he verranno misurate col planimetro o col reticolo. Il volume dendrometrico ‘si ottiene dalla formula V= A. È S.F,,in cui F, è un coefficiente di riduzione he serve a detrarre lo spazio vuoto; detto coefficiente varia col variare della pecie legnosa, dell’altezza, della densità e dell’età della pianta, inoltre varia .-nsibilmente qualora il volume da ricercare debba essere quello dendrometrico, rmometrico o quello blastometrico.
Per boschi disetanei in genere, venne dallo scrivente ideato uno speciale ‘rocedimento a mezzo saggi su superfici unitarie, preventivamente scelte in zone ii condizioni medie vegetative sulla particella (fig. 4).
La forma dell’area del saggio può variare: può essere circolare, e teori amente è la m'gliore, in quanto a parità di superficie il perimetro risulta mi ‘ore e quindi minore è il numero delle piante che cade su di esso; generalmente area del saggio è quadrata o rettangolare, essendo più facilmente determina» dile sui fotogrammi, dato che uno o più vertici possono cadere su particolari “acilmente individuabili a terra. Molto spesso è consigliabile fare un area di “aggio lunga e stretta, specialmente se il bosco è disforme per densità, in modo la avere un maggiore grado di approssimazione nelle misurazioni. Anche la superficie del saggio varia da caso a caso, per lo più è consigliabile eseguire più saggi di picccla superficie anziché pochi saggi di superficie vasta.
Circoscritta la zona da misurare, si procede al restitutore con la delimita zione dell’area interessata e con il disegno del perimetro delle chiome (area d’insidenza) di tutte le piante radicate entro la superficie del saggio, determi nando per differenza l’altezza di ciascuna pianta o del maggior numero di pian te possibile, a mezzo la lettura della quota al suolo e di quella alla cima delle singole piante. La quota al suolo deve essere presa lungo la presumibile linea di livello passante per la base dalla pianta; qualora la misura delle piante in altezza non si scosti di 25 cm., si potranno contrassegnare le chiome delle pian te con punti colorati diversi per ogni altezza, raggruppando così le piante stes se per classi di altezza direttamente al restitutore. Il lavoro verrà proseguito al tavolo, misurando il diametro delle singole chiome e ricavandone la relativa area di insidenza; quindi raggruppando le piante per classi di altezza si determi na per ciascuna di esse il rapporto, da cui si ricava il coefficiente di riduzione F. a mezzo speciali tavole a doppia entrata, preventivamente costruite. La
O i Si. massa totale della particella si ricava dalla formula V = DI cui V = vo»
Dalle misurazioni eseguite gli errori in altezza non si sono scostati da + 0,25 m., le misure delle aree di insidenza da +4- 0,250 mq., mentre le misure dendro metriche, paragonate ai classici metodi terrestri di stima, hanno date variazioni in + 5 %-8%.
CONCLUSIONI,
L'esperimento, eseguito in concomitanza alle restituzioni catastali, ha date la possibilità di studiare tutte le esigenze tecniche delle restituzioni forestali, nei confronti dell’aerofotogrammetria, sia per quanto riguarda la presa che per quanto -riguarda gli apparecchi restitutivi, esigenze che si possono determi nare In: 1°) volo di altezza relativa non superiore ai m. 1200, con macchina da presa di 200 mm. di focale; 2°) prese nadirali, in modo da poter formare senza difficoltà mosaici speditivi e per potere eseguire misure speditive e stereomicrometriche; 3°) scelta opportuna dell’ora e della stagione di presa dall’aereo, in rapporto all’ubicazione della foresta ed al suo sviluppo vegetativo; 4°) uso di speciali emulsioni fotografiche, combinate a filtri speciali, in modo da facilitare il riconoscimento delle essenze legnose; ° 59) prese saltuarie oblique, con camera a mano, in determinate zone della foresta; 6°) speciali adattamenti meccanici al pantografo del restitutore Galileo Santoni, per l'esecuzione dei profili della foresta in qualsiasi direzione; 7°) concatenamento tra le « coppie » all'atto della restituzione onde ri durre al minimo la triangolazione a terra, in caso di cartografia alla scala 1:10.000.
Va da sé che nella restituzione ai fini forestali è necessario, specialmente per boschi misti, poter riconoscere dai fotogrammi con sicurezza e rapidità le principali essenze legnose, e nel contempo tale materiale dovrà essere facil mente restituibile. Dato che le prese effettuate con materiale Avtopancro non davano sicurezza nella interpretazione delle specie legnose, si è pensato di ricorrere al materiale infrarosso. Le prese all’infrarosso, modificato con filtro Kodak minus bleu, facilitano l’interpretazione delle essenze legnose; la presa perciò venne orientata verso tale materiale sensibile, senonché la restituzione planoaltimetrica allo stereocartografo risultò molto difficile a causa delle tona lità fotografiche. L’inconveniente venne superato caricando il magazzino, della macchina da presa verticale, con lastre alternate di emulsione pancromatica e infrarossa della stessa sensibilità, mentre l'obbiettivo veniva schermato con filtro K-12. Nella «coppia stereoscopica » si avrà in tale maniera una lastra diapositiva del tipo pancromatico e una del tipo infrarosso, la cui fusione ottica
Ai fini delle esigenze dendrometriche, e per facilitare lo studio statistico lei rapporti intercorrenti tra le singole parti delle piante, eliminando così al minimo indispensabile i rilievi a terra, lo scrivente ha pensato di ricorrere a prese oblique. Tali prese dovrebbero essere eseguite in modo saltuario, in coppie «tereoscopiche, con macchina fotografica a mano, e su tratti di bosco ove esi stano radure, in modo da poter intravedere i singoli soggetti arborei dalla base illa cima, e quindi studiarne le proporzioni attraverso la restituzione stereo “copica. È naturale che gli stereocartografi Galileo-Santoni, creati per speciali esigenze cartografiche, non potessero rispondere in pieno alle necessità delle restituzioni a carattere forestale, sono perciò state studiate dallo stesso Ing. Santoni speciali modifiche meccaniche, tali da potere permettere l’esecuzione di tracciati non solo lungo l’asse della X, ma in qualsiasi direzione convenga fare la sezione del profilo della foresta, in modo da economizzare sensibilmente sul tempo di restituzione e quindi sul costo del lavoro.
Molto, forse troppo, è stato in questa prima prova richiesto a questo ma gnifico e moderno mezzo di rilievo, e la Società E.I.R.A., cui è spettato il non facile compito di realizzare l'esperimento, ha cercato sempre di rispondere a tutte le esigenze, mettendo a disposizione i tecnici e i materiali. Superate le pri me diffidenze edi primi ostacoli, ci si augura che pure in Italia questo ramo delle applicazioni aerofotogrammetriche trovi continuità di impiego, dando possi bilità alle Ditte interessate di affrontare le speciali attrezzature e di preparare i tecnici, in modo da offrire nel rilievo costi unitari più bassi, costi già da per se stessi contenuti in limiti ragionevoli.
Vada, attraverso questa Rivista, un pubblico riconoscimento e ringraziamento, a coloro che, con il loro autorevole appoggio resero possibile l'attuazione dell'esperimento:
Prof. Boaga Giovanni — Direttore Generale del Catasto e SS.TT.EE.
Prof. Paroli Alfredo - Capo del Servizio Aerofotogrammetrico Catastale.
Dott. Sacchi Giulio — Direttore Generale delle Foreste.
Dott. Salbitano Eduardo — V. Direttore dell'Azienda Stato Foreste Demaniali.
Dott. Ing. Camaiti Alberto —- Capo Divisione Affari Generali del Corpo delle Foreste.