Generatore di curve di livello per qualsiasi luogo

Un creatore di mappe con curve di livello che funziona nel browser

Una mappa delle curve di livello mostra la forma del terreno con delle linee. Ogni linea unisce punti alla stessa quota: dove le linee sono fitte il terreno è ripido, dove si allargano è piano. Una mappa topografica con curve di livello è il disegno di base per quasi ogni lavoro sul terreno: progettare una casa, una strada, un sentiero, un fosso di drenaggio o un impianto solare. Il problema è procurarsela. La maggior parte delle mappe con curve di livello online sono immagini che non si possono modificare, oppure lavoro GIS che richiede software, file altimetrici ed esperienza.

Questo generatore di curve di livello fa questo lavoro per te. Clicca su un luogo: carica dati altimetrici gratuiti dagli AWS Terrain Tiles, costruisce una griglia di quote di circa 3–5 m per cella, la smussa e disegna le curve di livello di un quadrato da 1 a 5 km² intorno al tuo clic. Scegli tu l’equidistanza, l’unità di quota e i colori. Le linee sono colorate dal basso verso l’alto, una linea ogni cinque è più spessa come curva direttrice, e le quote seguono le linee, come su una mappa topografica stampata.

Quando la mappa con curve di livello ti convince, portala con te. Scarica le linee in GeoJSON per GIS e mappe web, in un file DXF per AutoCAD, BricsCAD o Civil 3D (in metri UTM, con la quota reale su ogni linea), in KML per Google Earth o come PNG pronto per la stampa con legenda, scala e freccia del nord. Insieme arriva un rapporto tecnico con statistiche di quota, pendenza, esposizione e curve. Il mio consiglio: parti dall’equidistanza automatica, guarda il risultato e solo dopo scendi più nel dettaglio. Il rapporto ti dice quanto sono davvero fini i dati della tua zona.

Cosa fa questo generatore di curve di livello

Ecco tutto ciò che fa lo strumento, nell’ordine in cui lo userai.

1. Trova il tuo luogo. Cerca un indirizzo, una città o un luogo noto e premi Invio, oppure sposta e ingrandisci tu la mappa satellitare. I pulsanti di esempio portano a cinque paesaggi famosi, ognuno coperto da un tipo diverso di dati altimetrici, così vedi subito lo strumento in funzione.
2. Clicca per disegnare le curve. Clicca sulla mappa. Intorno al punto viene disegnato un quadrato dell’area scelta e dopo un paio di secondi compaiono le curve di livello. Clicca altrove per spostare il quadrato; lo strumento disegna lì nuove curve.
3. Imposta l’area. Il cursore imposta l’area da 1 a 5 km² a passi di 0,5 km². Un quadrato di 1 km² misura 1 × 1 km; 5 km² sono circa 2,24 × 2,24 km. Le aree più grandi caricano più tile e richiedono un po’ più di tempo.
4. Scegli l’equidistanza. Auto sceglie un’equidistanza tonda che dà un numero di linee leggibile per l’intervallo di quote e la qualità dei dati. Puoi anche scegliere un valore fisso da 0,5 m a 100 m (o da 1 ft a 250 ft). La mappa viene ridisegnata subito, senza ricaricare i dati.
5. Curve direttrici e quote. Una linea ogni cinque (o ogni quattro o dieci, se preferisci) è una curva direttrice: più spessa, più scura e con la quota scritta. Le quote seguono la direzione della linea e si leggono sempre diritte.
6. Colore in base alla quota. Ogni linea è colorata in base alla quota con una di tre scale: Spettrale (blu in basso, rosso in alto), Ipsometrico (verde in pianura fino al marrone e grigio in montagna) o Viridis (leggibile anche per chi ha difficoltà con i colori). Una legenda mostra la scala.
7. Ombreggiatura e riempimento a colori. Attiva un’ombreggiatura, calcolata dalla stessa griglia di quote, per vedere la forma del terreno sotto le linee. Il riempimento a colori tinge il quadrato in base alla quota. Entrambi aiutano a spiegare il terreno a chi non sa leggere le curve di livello.
8. Smussatura e unità. La smussatura elimina i piccoli gradini che compaiono quando si ingrandiscono dati grossolani. Auto sceglie l’intensità in base alla risoluzione dei dati di origine; puoi disattivarla o impostarla leggera o forte. Le quote si possono mostrare in metri o in piedi.
9. Leggi i risultati. Il pannello mostra il punto più basso e più alto, il dislivello, la pendenza media, il numero e la lunghezza totale delle curve e i dataset usati. Passa il mouse su una linea per vederne la quota.
10. Scarica e condividi. Scarica GeoJSON, DXF, KML, una mappa PNG o il rapporto tecnico. «Copia link» ti dà un link che apre lo stesso quadrato con le stesse impostazioni.

Tutta l’elaborazione avviene nel tuo browser. Le tile altimetriche arrivano direttamente dallo spazio pubblico di AWS; i tuoi clic e i tuoi file non vengono mai inviati al nostro server.

Come fare una mappa delle curve di livello, passo per passo

Un esempio reale: una mappa topografica del bordo del cratere del Monte Sant’Elena, nello stato di Washington (USA), pronta per il CAD.

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Passo 1: Apri il generatore di curve di livello

Lo strumento si apre su una mappa satellitare del mondo. Il pannello a destra contiene la ricerca, i luoghi di esempio e tutte le impostazioni. Non viene disegnato nulla finché non scegli un luogo.

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Passo 2: Cerca il tuo luogo

Scrivi il nome di un luogo e premi Invio, oppure clicca su un esempio. Qui «Mount St. Helens» porta la mappa sul vulcano, e lo strumento disegna subito le curve di livello di 1 km² intorno al risultato.

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Passo 3: Clicca per disegnare curve ovunque

Clicca in un punto qualsiasi della mappa per spostarvi il quadrato. Lo strumento carica le tile altimetriche del nuovo luogo e disegna le linee in un paio di secondi. Le curve direttrici sono più spesse e riportano le quote.

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Passo 4: Imposta area ed equidistanza

Porta il cursore dell’area a 2 km² e scegli un’equidistanza di 10 m. Il quadrato diventa 1,41 × 1,41 km e la mappa viene ridisegnata subito. Il pannello dei risultati mostra quante linee ottieni (qui più di 100) e la loro lunghezza totale.

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Passo 5: Dai stile alla mappa topografica

Attiva l’ombreggiatura e il riempimento a colori e scegli i colori ipsometrici. Il riempimento colora il suolo in base alla quota, quindi le linee diventano scure per il contrasto. La legenda mostra quale colore corrisponde a quale quota.

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Passo 6: Controlla il pannello dei risultati

Passa il mouse su una linea per vederne la quota esatta. Il pannello dei risultati indica il punto più basso e più alto, il dislivello, la pendenza media e i dataset usati. Qui i dati sono il modello USGS 3DEP a 1/9 di secondo d’arco (circa 3 m), ecco perché le linee mostrano tanto dettaglio sulla parete del cratere.

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Passo 7: Scarica la mappa PNG

La mappa PNG misura 2200 × 1700 pixel con ombreggiatura, curve colorate, quote, legenda, barra di scala, freccia del nord e crediti dei dati. È pronta per la stampa o per un rapporto.

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Passo 8: Apri il rapporto tecnico

Il rapporto riporta le statistiche di quota, pendenza, esposizione e curve, le impostazioni di elaborazione e una lettura del terreno in parole semplici. Stampalo o salvalo in PDF con il pulsante in alto.

La logica e la matematica dietro le curve di livello

Una curva di livello sembra semplice, ma disegnarne una buona richiede diversi passaggi. Ecco esattamente cosa fa lo strumento con i numeri, dalla tile altimetrica alla linea finita.

quota = (R × 256 + G + B / 256) − 32768      (metri)

pixel di esempio  R = 128, G = 100, B = 64
quota = (128 × 256 + 100 + 64 / 256) − 32768
      = 32868.25 − 32768
      = 100.25 m

s = √A                         A = 2 km²  →  s = 1414.2 m
Δφ = (s / 2) / (111132.95 − 559.82·cos 2φ + 1.18·cos 4φ)
Δλ = (s / 2) / (111412.84·cos φ − 93.5·cos 3φ)

x = (λ + 180) / 360 × 256 × 2^15
y = (1 − ln(tan φ + sec φ) / π) / 2 × 256 × 2^15

dimensione cella = 40075016.69 × cos φ / (256 × 2^15)
                 = 4.78 m all’equatore, 3.31 m a 46.2° N (Monte Sant’Elena)

G(d) = e^(−d² / 2σ²)                 peso alla distanza d (celle)
z'(x, y) = Σ G(i)·G(j)·z(x+i, y+j) / Σ G(i)·G(j)     per |i|, |j| ≤ 3σ

auto:  σ = 0.3 × risoluzione originale / dimensione cella   (da 0.7 a 4 celle)
SRTM 30 m, cella 3.4 m  →  σ = 2.6 celle (9 m)
LIDAR 2 m, cella 3.0 m  →  σ = 0.7 celle (2 m)

angoli  as  ad        bit = 1 se quota ≥ L
        bs  bd        caso = 8·as + 4·ad + 2·bd + 1·bs   (0 … 15)

attraversamento su uno spigolo da a a b:
  t = (L − za) / (zb − za)          0 ≤ t ≤ 1
  punto = a + t × (b − a)

esempio  za = 512.0 m, zb = 527.0 m, L = 520 m
  t = (520 − 512) / (527 − 512) = 0.533  → 53 % lungo lo spigolo

id spigolo (orizzontale) = riga × colonne + colonna
id spigolo (verticale)   = righe × colonne + riga × colonne + colonna

ritaglio (Liang–Barsky):  tenere la parte con  0 ≤ t ≤ 1  dentro il quadrato
semplificazione (Douglas–Peucker): togliere un punto se dista meno
  di 0.2 celle (circa 0.6–1 m) dalla linea che passa per i suoi vicini

livelli    = ⌈zmin / i⌉ × i  …  ⌊zmax / i⌋ × i
direttrice = livello / i  divisibile per 5   (o 4, o 10)

esempio  zmin = 832 m, zmax = 1095 m, dislivello = 263 m
  i = 5 m  → 53 livelli (troppi)
  i = 10 m → 26 livelli (troppi)
  i = 20 m → 13 livelli  ✓   curve direttrici a 900 e 1000 m

dz/dx = ((c + 2f + i) − (a + 2d + g)) / (8 × cella)
dz/dy = ((g + 2h + i) − (a + 2b + c)) / (8 × cella)

pendenza    = atan( √(dz/dx² + dz/dy²) )          gradi
esposizione = atan2( −dz/dx, dz/dy )              0° = verso nord
pendenza %  = tan(pendenza) × 100                 45° = 100 %

ombreggiatura = sin(alt)·cos(pendenza) + cos(alt)·sin(pendenza)·cos(az − esposizione)
                azimut del sole 315° (nord-ovest), altezza 45°

HI  = (media − min) / (max − min)       0 … 1
      HI > 0.6 tipo altopiano,  HI < 0.4 tipo valle

rapporto di superficie = media di √(1 + dz/dx² + dz/dy²)
      1.000 piano,  1.155 ovunque a 30°

TRI = media di  Σ |z_vicina − z_centro| / 8

densità delle curve = lunghezza totale delle linee / area     (km per km²)

I formati di download nel dettaglio

Ogni download viene creato nel tuo browser dalle stesse curve di livello, quindi i file corrispondono sempre a ciò che vedi sulla mappa. Ecco cosa contiene ogni file e dove usarlo.

{ "type": "Feature",
  "properties": { "elevation": 1000, "unit": "m", "type": "index",
                  "closed": false, "length_m": 1243.6,
                  "stroke": "#f88d52", "stroke-width": 2.5 },
  "geometry": { "type": "LineString",
                "coordinates": [[-4.0761234, 53.0687456, 1000], …] } }

Layer    CONTOUR_INDEX          curve direttrici, colore 7
         CONTOUR_INTERMEDIATE   altre curve, colore 8
         CONTOUR_LABELS         quote sulle curve direttrici
         BOUNDARY               il quadrato
Entità   POLYLINE con elevazione (gruppo 30) = quota della curva
         ogni VERTEX porta anche Z = quota della curva

Ti servono le linee in Shapefile? Apri il GeoJSON in QGIS e usa Esporta → Salva elementi come → ESRI Shapefile. Per controllare velocemente un file, trascinalo nel visualizzatore GeoJSON o nel visualizzatore DXF di questo sito. I nomi dei file contengono il punto centrale e l’equidistanza, quindi più download non si sovrascrivono mai.

Chi usa le mappe delle curve di livello, e per cosa

Le curve di livello sono la lingua comune di chi lavora con la forma del terreno. Ecco gli usi più frequenti di questo generatore di curve di livello.

1. Architetti e paesaggisti. Porta le curve di livello di un lotto in AutoCAD prima del primo schizzo, per posizionare la casa, progettare terrazzamenti e verificare le visuali. Il DXF si apre alla giusta scala e nella giusta posizione.
2. Ingegneri civili e studi preliminari. Controlla la pendenza di una strada, una condotta o un drenaggio prima di pagare un rilievo, stima scavi e riporti e crea in Civil 3D una superficie TIN approssimativa dalle curve.
3. Progetti solari ed eolici. Pendenza ed esposizione decidono dove possono andare pannelli e turbine. Il rapporto indica in una pagina la quota di terreno sotto i 5° e l’esposizione principale.
4. Escursionisti, runner e costruttori di sentieri. Crea una mappa topografica di un percorso o di una cima, stampa il PNG o carica il GeoJSON in un’app GPS. Le linee chiuse mostrano cime e conche a colpo d’occhio.
5. Agricoltura e gestione di suolo e acqua. Pianifica arature a girapoggio, fossi di infiltrazione, laghetti e terrazzamenti. Un’equidistanza di 1 o 2 m con buoni dati mostra dove scorrerà l’acqua.
6. Piloti di droni e topografi. Pianifica le quote di volo su terreno collinare, oppure confronta un nuovo modello da drone con i dati altimetrici pubblici dello stesso quadrato.
7. Insegnanti e studenti. Mostra come le curve di livello descrivono la forma di una valle o di un vulcano attivando e disattivando l’ombreggiatura, e usa il rapporto per compiti di geografia e GIS.
8. Immobiliare e acquirenti di terreni. Capisci in un minuto se un lotto è piano, in leggero pendio o ripido, e aggiungi una mappa delle curve pulita a un annuncio o a una relazione sul terreno.
9. Creatori di videogiochi e artisti 3D. Usa forme reali del terreno come base per livelli di gioco, plastici ferroviari e stampe 3D: il KML e il GeoJSON contengono le quote.

Domande frequenti sulle curve di livello e su questo strumento

Le 20 domande più comuni su mappe delle curve di livello, mappe topografiche e questo generatore.

Fonti dei dati e crediti

Le quote provengono dagli AWS Terrain Tiles. Le tile combinano molti dataset altimetrici pubblici, e le loro licenze richiedono i crediti qui sotto. I dataset usati davvero per il tuo quadrato compaiono nel pannello dei risultati, nel PNG e nel rapporto.

• Terrain Tiles on AWS (Mapzen / Tilezen Joerd) · AWS Open Data, terms of each source
  Terrain Tiles: le tile altimetriche globali e unificate in formato PNG Terrarium lette da questo strumento, create dal progetto Joerd di Mapzen (Tilezen) e ospitate gratuitamente sull’AWS Open Data Registry.
• USGS 3DEP (formerly NED) · Public domain (U.S. Government)
  Stati Uniti: 3DEP (ex NED) a 1/3 di secondo d’arco (circa 10 m) e a 1/9 di secondo d’arco (circa 3 m), per gentile concessione dell’U.S. Geological Survey.
• SRTM (NASA / USGS) · Public domain (U.S. Government)
  Gran parte del mondo tra 60° N e 56° S: dati radar SRTM a 1 secondo d’arco (circa 30 m), per gentile concessione dell’U.S. Geological Survey.
• GMTED2010 (USGS) · Public domain (U.S. Government)
  Mondo agli zoom bassi: GMTED2010, per gentile concessione dell’U.S. Geological Survey.
• ETOPO1 (NOAA NCEI) · Public domain (U.S. Government)
  Oceani: rilievo globale ETOPO1 (circa 1,8 km), U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration.
• EU-DEM (Copernicus) · Copernicus free and open data policy
  Europa: EU-DEM, prodotto con dati e informazioni Copernicus finanziati dall’Unione europea.
• Environment Agency LIDAR (England) · Open Government Licence
  Inghilterra: LIDAR DTM dell’Environment Agency a 2 m, © Environment Agency copyright and/or database right 2015. All rights reserved.
• ArcticDEM (Polar Geospatial Center) · Free use with acknowledgement
  Artico (a nord di 60°): mosaici ArcticDEM a 5 m, creati da immagini DigitalGlobe, Inc. e finanziati dai contributi NSF 1043681, 1559691 e 1542736.
• Canadian Digital Elevation Model (NRCan) · Open Government Licence – Canada
  Canada: Canadian Digital Elevation Model, contiene informazioni concesse con la Open Government Licence – Canada.
• Geoscience Australia · CC BY 4.0
  Australia: © Commonwealth of Australia (Geoscience Australia) 2017.
• DGM Österreich (data.gv.at) · CC BY 4.0
  Austria: © offene Daten Österreichs – Digitales Geländemodell (DGM) Österreich.
• INEGI Continental Relief (Mexico) · INEGI terms of free use
  Messico: INEGI, Continental relief, 2016.
• Land Information New Zealand (LINZ) · Crown copyright
  Nuova Zelanda: Copyright 2011 Crown copyright (c) Land Information New Zealand and the New Zealand Government. All rights reserved.
• Kartverket (Norway) · CC BY 4.0
  Norvegia: © Kartverket.

Se pubblichi una mappa fatta con questo strumento, mantieni la riga dei crediti fornita con il PNG e il rapporto. Indica già i dataset usati per la tua zona.

Crediti software e mappe

Lo strumento si basa su software e servizi aperti:

• Leaflet 1.9 · BSD-2-Clause
  Mappa interattiva, polilinee, il quadrato e le sovrapposizioni di immagine.
• proj4js · MIT
  Converte l’esportazione CAD in metri UTM per la zona del tuo quadrato.
• Esri World Imagery and World Hillshade · Esri terms of use
  Mappa di base satellitare (World Imagery) e del rilievo (World Hillshade).
• Protomaps (hosted by KONAKTIVE), CARTO, OpenStreetMap · ODbL and provider terms
  Mappa di base stradale: tile vettoriali proprie ospitate da KONAKTIVE, con CARTO e OpenStreetMap come riserva.
• OnlineMapMaker address search (OpenStreetMap-based) · ODbL
  Ricerca dei luoghi tramite il servizio di indirizzi proprio di questo sito.

Il motore delle curve di livello (decodifica, smussatura, marching squares, ritaglio, statistiche e tutte le esportazioni) è stato scritto per questo sito e funziona interamente nel tuo browser.

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