La digitalizzazione del Servizio topografico 1960

La digitalizzazione del Servizio topografico 1960 – 1980

Il calcolo è un lavoro impegnativo. Con gli strumenti meccanici, gli ingegneri del Servizio topografico federale tentarono di ridurre il loro carico di lavoro, fino al momento in cui i computer elettronici non spostarono i limiti dei calcoli.

Alois Zimmermann , assistente tecnico, calcola con regolo calcolatore e macchina calcolatrice Curta, 1950 ca. n. inv. 000-401-517

1. Capitolo

Alla ricerca di strumenti di calcolo

Nel lavoro sul campo, i geometri producevano da sempre delle moli enormi di dati, dato che misuravano gli angoli, le distanze e i dislivelli tra i singoli punti. Tuttavia, solo con un immenso lavoro di calcolo questi dati di misurazione potevano essere trasformati in una riproduzione significativa della topografia svizzera. Prima che l’avvento dei computer elettronici semplificasse il lavoro di calcolo a partire dagli anni 1960, gli ingegneri del Servizio topografico si affidavano al duro lavoro manuale e agli strumenti meccanici.

La parola ai testimoni del tempo:

Dieter Schneider, ingegnere del Servizio topografico federale dal 1977, a proposito del lavoro sul campo senza strumenti digitali.

2. Capitolo

Inizia la marcia trionfale del computer

Dagli anni 1950 in poi, il computer elettronico conquistò i settori nei quali erano necessari molti calcoli. Banche, amministrazioni, università e altre strutture si affidarono ai suoi servizi. Negli anni 1960, anche il Servizio topografico federale iniziò a effettuare i calcoli elettronicamente. Erano impiegati tre tipi di computer, che si integravano a vicenda.

Centro di calcolo DMF

L’8 febbraio 1963, il Consiglio federale diede il via libera al Dipartimento militare federale (DMF) per compiere un altro passo avanti nel futuro digitale. Il DMF ebbe la possibilità di acquistare il suo primo grande calcolatore elettronico: l’IBM 360/50. Anche per il Servizio topografico federale, parte del DMF, si presentarono delle nuove possibilità con il «Centro di calcolo DMF» (CC DMF). Oramai i geodeti potevano affidare ai grandi calcolatori la compensazione impegnativa delle reti trigonometriche. Nel 1968 crearono a tale fine un proprio software, chiamato LTOP.

Immagine: L'IBM 360/50 nel centro di calcolo DMF, 1969. Archivio federale svizzero, E5001G#1982/19#455* (Dossier: Centro di calcolo DMF 1950-1970), 1969.

Calcolatrici da tavolo

Presso la sede centrale del Servizio topografico federale di Wabern iniziarono a essere usate anche le calcolatrici da tavolo. Nel 1967 entrò in servizio una Wanderer Conti, che in una frazione di secondo era in grado di sommare, sottrarre, moltiplicare e dividere i numeri fino a 14 cifre. Lo sferragliare delle macchine calcolatrici meccaniche, ormai obsolete, sparì dagli uffici. Fino al 1978 swisstopo acquistò due calcolatrici da tavolo Hewlett-Packard. Queste erano in grado di calcolare con la pressione di un tasto le funzioni angolari, assolutamente cruciali per la misurazione, e consentivano così di risparmiare ore di calcoli a mano. I modelli erano quindi molto ambiti: in inverno, quando non veniva svolto nessun lavoro sul campo e i calcoli si effettuavano presso la sede centrale del Servizio topografico federale, la HP 9100A girovagava anche tre volte al giorno da un ufficio all’altro.

Immagine: la calcolatrice da tavolo HP-97, 1976-1982. Collezione di strumenti swisstopo

Calcolatrici tascabili

Dal 1972, la Hewlett-Packard lanciò sul mercato la HP-35, la prima calcolatrice tascabile scientifica. Questa era in grado di svolgere le stesse funzioni trigonometriche della vecchia calcolatrice da tavolo HP-9100A, ma era più maneggevole e poteva quindi essere usata sul campo. Grazie alle calcolatrici tascabili, le ingegnere e gli ingegneri potevano verificare immediatamente sul campo le proprie misurazioni, evitando spesso di dover effettuare delle costose misurazioni successive.

Immagine: L'HP-65, successore dell'HP-35 del 1974. Collezione di strumenti swisstopo

Nel lavoro quotidiano, la varietà di calcolatrici tascabili, computer da tavolo e centri di calcolo aveva però uno svantaggio: i dati dovevano essere trasferiti manualmente da un dispositivo all’altro. Non esisteva nessuna trasmissione elettronica dei dati, nemmeno tra le singole calcolatrici da tavolo e il centro di calcolo del DMF. Gli ingegneri non potevano fare altro che immettere instancabilmente le cifre manualmente: la digitalizzazione diede così vita puntualmente a delle nuove operazioni faticose e prima sconosciute.

Parola ai testimoni del tempo:

Dieter Schneider sul significato delle prime calcolatrici tascabili scientifiche.

Le calcolatrici elettroniche semplificavano il lavoro di calcolo umano. Una parte del tempo risparmiato doveva tuttavia essere impiegata per svolgere le nuove mansioni generate dalla digitalizzazione.

Calcoli manuali

Contrariamente ad altre fasi della produzione di carte, le osservazioni dei geometri erano già stampate in forma numerica ed erano quindi leggibili per i computer. «Il computer si è intrufolato nella geodesia», affermò un osservatore dell’epoca.

Foto: taccuino degli ingegneri Jeanrichard e Gubler sulla livellazione federale svizzera (Pfäffikon-Goldau-Basel-Olten), 1968, p. 7.

Scheda perforata

Per fare in modo che i computer fossero in grado di effettuare i calcoli di compensazione, le schede perforate dovevano essere punzonate e trasportate al centro di calcolo. Dopo la conclusione del procedimento di calcolo, i risultati dovevano essere fatti arrivare al Servizio topografico federale di Wabern. La trasmissione di questi dati avveniva nella maggior parte dei casi ricorrendo alla posta in entrambe le direzioni, cosa che comportava un’attesa di due giorni.

LTOP, il primo prodotto digitale del Servizio topografico federale

La digitalizzazione produceva un carico di lavoro aggiuntivo anche per il fatto che richiedeva dei software specializzati. Negli anni 1960 e 1970, tali programmi dovevano essere scritti in gran parte direttamente dagli utenti. Erich Gubler, geodeta e futuro direttore di swisstopo, sviluppò il programma LTOP nel 1968. Questo era orientato alla compensazione delle reti trigonometriche e permetteva per la prima volta alla geodesia svizzera di compensare contemporaneamente più punti di una rete trigonometrica, anziché compensare un solo punto alla volta. Il lavoro necessario per i calcoli si ridusse notevolmente grazie all’impegno di Erich Gubler, al punto che il LTOP – il primo prodotto digitale del Servizio topografico federale – è stato di gran lunga il prodotto digitale più richiesto fino agli anni 1990 inoltrati ed è stato usato da un centinaio di altri uffici di ingegneria. Il programma è usato ancora oggi, in forma ampliata e adattata.

Figura: Rappresentazione schematica del flusso di dati di LTOP, 1979

Parola ai testimoni del tempo:

Erich Gubler, dal 1967 ingegnere alla Topografia e dal 1998 al 2005 suo direttore, sullo sviluppo del programma LTOP.

3. Capitolo

Un rilievo topografico digitale per la Svizzera

L’IBM 360/50 portò a un balzo in avanti della digitalizzazione per l’esercito e al Servizio topografico federale. Questo non solo perché era possibile affidare al grande calcolatore centrale gli impegnativi calcoli geodetici. Nel centro di calcolo, negli anni 1960, nacque anche RIMINI, il primo modello altimetrico digitale della Svizzera.

Immagine di copertina della descrizione del prodotto RIMINI

Tra il 1966 e il 1968, 60 soldati in corso di ripetizione elaborarono i dati necessari per RIMINI, basandosi sulla carta nazionale 1:25 000 e sovrapponendovi una griglia trasparente con maglie di 250 m. La stessa ampiezza delle maglie si ritrova nel prodotto digitale finito. Per ogni punto della griglia fu registrata un’altezza ricavata dalle curve di livello e dai nodi della carta nazionale: il primo modello altimetrico digitale della Svizzera fu frutto di molto lavoro manuale, che fu salvato su 540 000 schede perforate.

Studio sulle possibilità di salvataggio digitale della topografia, 1969

«La digitalizzazione è la rappresentazione in forma numerica di un materiale di partenza non disponibile in formato numerico.»

Il progetto RIMINI rappresentò un grande passo avanti verso il futuro. Per la prima volta la topografia svizzera venne digitalizzata, vale a dire convertita in numeri adatti all’elaborazione con un computer, e salvata quale banca dati. Fino alla fine degli anni 1990, swisstopo ricavava i geodati digitali anche dalle carte analogiche, come era avvenuto con il progetto RIMINI. Con il nuovo millennio fu possibile eliminare il passaggio dalle carte analogiche, e i geodati iniziarono a essere prodotti direttamente dalle immagini aeree.

4. Capitolo

Cresce la domanda di geodati digitali

Nel corso degli anni 1970, i computer diventarono sempre più potenti e accessibili. La domanda di dati spaziali digitali crebbe di conseguenza. Nel 1976, il Servizio topografico decise quindi di modernizzare la propria elaborazione elettronica dei dati. Un elemento fondamentale della «Riorganizzazione informatica» fu il computer PRIME 400, il cui acquisto fu approvato ed effettuato nel 1978. Il 16 maggio, il modernissimo calcolatore attraversò l’oceano Atlantico in aereo, per entrare quindi in servizio a Wabern, presso Berna.

Il PRIME 400 al Servizio topografico federale, dopo il 1978.

Zeitzeugen berichten:

Alessandro Carosio, ingegnere e primo responsabile del dipartimento EDP, sull'approvvigionamento del PRIME 400.

Per la digitalizzazione della produzione di carte ufficiali, l’anno 1978 rappresentò un salto quantico. Questo emerge già dalla forma della trasmissione dei dati: il nuovo calcolatore era collegato con il centro di calcolo DMF tramite un modem PTT. Le perdite di tempo per la spedizione e la restituzione per posta delle schede perforate e dei risultati dei calcoli vennero così evitate. Il PRIME 400 offriva però soprattutto delle nuove possibilità tecniche:

Fotogrammetria

Christoph Eidenbenz, responsabile della fotogrammetria, dotò quattro autografi (apparecchi per la restituzione di rilievi fotogrammetrici) esistenti di contatori elettronici e li connesse con il computer per mezzo di un’interfaccia. Un software programmato internamente fece in modo che i modelli integrati negli autografi venissero orientati automaticamente, ovvero che potessero essere messi in relazione con i dati misurati noti, consentendo di risparmiare molto tempo. L’obiettivo dell’automazione con il PRIME era però più ambizioso: si sarebbe dovuta perseguire la digitalizzazione del territorio per mezzo della fotogrammetria, come già esaminato in uno studio del 1976.

Foto: Studio sulla digitalizzazione della geometria del terreno, 1976.

Amministrazione

Già prima di PRIME, l’amministrazione del Servizio topografico federale utilizzava il centro di calcolo DMF per finalizzare calcoli più complicati. Il PRIME porto con sé un’ulteriore novità, anche se non nella contabilità: con il computer venne fornito un software per l’elaborazione dei testi, con il quale rendere invisibili le correzioni di testo – cosa molto impegnativa con le macchine da scrivere elettroniche allora in uso – diventava un gioco da ragazzi. Anche per la registrazione degli orari di lavoro si percorse la via digitale: un anno prima dell’introduzione in tutta l’amministrazione federale dell’orario di lavoro flessibile nel 1980, il Servizio topografico federale effettuò un tentativo con 20 collaboratori, programmato e gestito dal PRIME.

Foto: Christine Studer mentre lavora al Mitek, 1978.

Un nuovo modello altimetrico

Da parte dell’esercito e di altri utenti, nel corso degli anni 1970, si fece sempre più pressante la richiesta di un modello altimetrico della Svizzera più denso. «Il formato 250 x 250 non è più sufficiente», disse il divisionario Antoine Guisolan riferendosi alle maglie di RIMINI. Con l’aiuto del calcolatore PRIME, il Servizio topografico federale doveva quindi creare un modello altimetrico con un’ampiezza delle maglie da 10 a 20 metri. Nel 1982, l’ufficio diede vita al progetto «Dikart», che tra le altre cose portò alla creazione del modello altimetrico DHM25 (maglie di 25 m).

Foto: Più strettamente intrecciata rispetto a RIMINI, la vista prospettica del DHM25 con la vista delle Alpi bernesi dalla Bundesterrasse. Immagine di copertina Informazioni sul prodotto DHM25, 2001

Parola ai testimoni del tempo:

Christine Studer e Christoph Eidenbenz parlano dell’impiego di PRIME nei loro settori di lavoro dell’epoca.

5. Capitolo

Gli inizi della produzione di carte digitale

Per la produzione di carte svizzere, negli anni 1960 iniziò un cambiamento epocale. In primo luogo, al computer vennero delegati solo i calcoli geodetici, mentre con RIMINI, nel 1968, seguì il primo modello altimetrico digitale. In questo modo, il rilievo svizzero venne digitalizzato per la prima volta, per quanto in modo rudimentale.

A essere decisiva per i primi passi nello spazio digitale fu la connessione di persone e macchine. Senza i computer elettronici come l’IBM 1401, l’HP 9100A o il PRIME 400, l’immenso lavoro di calcolo necessario per la misurazione nazionale avrebbe continuato ad essere affidato completamente al lavoro umano. Senza persone intelligenti, inventive e anche capaci di improvvisare, queste macchine sarebbero tuttavia rimaste degli oggetti ingombranti e insignificanti. Solo dopo la scrittura di programmi sofisticati, la punzonatura di centinaia di migliaia di schede perforate e la riformulazione (e quindi la digitalizzazione) dei geodati in formati adeguati ai computer, i calcolatori diventarono dei pilastri imprescindibili di una nuova forma di produzione di carte. Nel 1981, uno scrittore ha scritto nel giornale del personale "TOPO": "Credo che il futuro inizia sempre ora".

Nel settembre 2023, nella nostra prossima mostra online, scoprirete come l’interazione di persone inventive e computer instancabili presso swisstopo fece degli ulteriori progressi negli anni 1980.