3
CAPITOLO I
Tecnologie e applicazioni dei Locative media
Il termine Locative media è un concetto-ombrello, che
comprende al suo interno tutti i media digitali di comunicazione
che basandosi sulle tecnologie di geolocalizzazione forniscono
un servizio, determinando nuove e particolari tipologie reazioni
sociali
1
.
Coniato inizialmente da Karlis Kalnins nel 2003
2
, il termine è
oggi associato ad una vera rivoluzione che sta radicalmente
cambiando il modo di intendere lo spazio e le relazioni fra gli
individui.
A monte di ulteriori distinzioni è possibile dividere i locative
media in due categorie, push e pull, operando la distinzione in
base al coinvolgimento o meno dell‘utente nel processo di
consegna delle informazioni; I servizi pull forniscono
l‘informazione su richiesta diretta dell‘utente, mentre i servizi
push possono non essere richiesti dall‘utente o essere richiesti
in maniera indiretta, e sono in genere attivati in base a un
evento (ad esempio lo scadere di un limite di tempo o
l‘ingresso dell‘utente in un‘area). Questi ultimi sono molto più
complessi da stabilire, proprio perché slegati dall‘interazione
con l‘utente.
1
T. Thielmann , 2010, ―Locative Media and Mediated Localities: An
introduction to Media Geography‖, Aether, The Journal of Media
Geography, n.5, California State University.
2
M. Tuters, K. Varnelis, 2006, ―Beyond Locative Media: Giving
Shape to the Internet of Things‖, Leonardo, Vol. 39, N.4, pp. 357-
363
4
Alle due tipologie di servizi sono anche legate due diverse
concezioni di utenza. Il prevalere per lungo tempo di strategie
di comunicazione push ha portato a considerare gli utenti
come consumatori passivi di informazioni. Tuttavia, come
analizzato più avanti, permettere agli utenti di partecipare al
processo di creazione, diffusione e soprattutto condivisione dei
dati (assieme a permettergli di fornire le proprie opinioni e
raccomandazioni su un servizio) può portare a risultati
sorprendenti.
Pur non rappresentando il fulcro dello studio proposto,
comprendere il funzionamento e le applicazioni possibili delle
tecnologie di geolocalizzazione è fondamentale per analizzare
il funzionamento dei locative media.
1.1 Tecnologie e concetti di base
La possibilità di localizzare la posizione di dispositivi
elettronici è ormai radicata all‘interno della nostra società,
essendo diventata accurata e facilmente accessibile.
Tecnologie nate per applicazioni militari o di pubblica
sicurezza sono ora alla portata dei singoli individui, con
innovazioni che stanno modificando il funzionamento di
commercio, reti sociali e spazi urbani e non; questi servizi a
valore aggiunto basati sulla localizzazione sono molteplici, sia
nelle applicazioni che nelle tecniche utilizzate.
A prescindere dalla tecnologia utilizzata, i dispositivi di
geolocalizzazione hanno un‘architettura generale simile, che
prevede il coinvolgimento di tre entità: l‘utente, il fornitore del
servizio e un intermediario, che trasmette i dati di
localizzazione al fornitore del servizio, che li combina con
quelli geografici per fornire il servizio richiesto dall‘utente.
5
Questa struttura di base si articola in maniera differente
secondo le tecnologie utilizzate, che analizzerò nei prossimi
paragrafi.
1.1.1 I GIS
Alla base dei molteplici locative media abbiamo la creazione
dei cosiddetti sistemi informativi territoriali (in originale
Geographical Information System o GIS), un insieme di
strumenti software in grado di ottenere, analizzare e gestire
dati georeferenziati, fornendo una visualizzazione spaziale di
quegli stessi dati. Anche se il processo di unione fra dati
sociali e mappe topografiche affonda le sue radici nella metà
dell‘800(Studi sulla diffusione del colera a Londra, effettuati da
J. Snow e H. Whitehead
3
), i primo GIS vero e proprio nasce
nel 1960 ad opera del cartografo Roger Tomlinson sotto il
patrocinio dell‘amministrazione Canadese e dell‘IBM. Il CGIS
(acronimo per Canadian Geographical Information System) fu
il primo esempio d‘implementazione di dati georeferenziati e
mappe digitali
4
, grazie all‘utilizzo di un elaboratore elettronico
che permetteva di eliminare molti limiti delle mappe fisiche,
aumentando flessibilità e immediatezza nella consultazione. Il
sistema si è evoluto sfruttando le innovazioni nel campo dei
sistemi di disegno computerizzato e dei database relazionali
diventando in soli vent‘anni un‘industria da milioni di dollari,
grazie alle sue applicazioni in campo militare, civile ed
economico.
Durante il 1990, la possibilità di fornire servizi GIS su Internet
iniziò a cambiare l‘utilità sociale dei processi di mappatura.
All‘inizio considerato uno strumento professionale di analisi
dati, il sistema si diffuse rapidamente sul web dando vita a
3
E.Gordon, A. deSouza e Silva, Net Locality. Why Location Matters
in a Networked World, Wiley-Blackwell , 2011, pp. 21-23
4
Ivi, p. 24
6
numerosi esempi di sistemi GIS online cambiandone
radicalmente la natura. Secondo Christian Harder, affermare
che il web non abbia innovato profondamente i GIS è:
―[...]comparabile ad affermare che la stampa non cambia la
fondamentale natura di un libro. Il valore di informazioni
geografiche (come per tutte le forme di informazione digitale),
e il potenziale dei GIS di risolvere problemi, sono
proporzionali alla loro accessibilità.‖
5
Di sicuro l‘impatto che i cosiddetti Web GIS hanno avuto sulla
società è comparabile agli effetti dell‘invenzione della stampa
a caratteri mobili, fornendo nuovi modi di interagire con
informazioni localizzate.
Il funzionamento dei Web GIS si basa su degli strumenti di
analisi, che permettono all‘utente di definire specifici elementi
di interesse (ad esempio tutti gli edifici governativi presenti
sulla mappa) da visualizzare sulla mappa, scomporre la stessa
in strati detti anche theme (come il tracciato stradale o quello
idrografico), o sovrapporre diversi strati tramite il cosiddetto
overlay topologico, o ancora modificare elementi come scala
cartografica e tipo di proiezione. I dati su questi singoli
elementi in genere sono gestiti secondo tre metodi:
Dati raster: sono organizzati tramite una matrice celle
che generano un'immagine, dove le celle della griglia
hanno la funzione di pixel all‘interno di una fotografia.
La combinazione di queste celle forma un‘immagine
non interrogabile. Ulteriori dati raster possono
contenere informazioni su elevazione del territorio, o
anche riferimenti per immagini satellitari. I dati raster
vengono in genere utilizzati per mostrare elementi
5
Cit. in C.Harder, Serving maps on the internet: Geographic
information on the World Wide Web, Redlands CA:Environmental
Systems Research Institute,1998, p.1
7
dettagliati dell‘area di una mappa, non visualizzabili
con dati vettoriali.
Dati vettoriali: tramite l‘utilizzo di linee, punti e poligoni
vengono designati gli elementi geografici di una mappa.
Utilizzati in un GIS, ognuno di questi elementi
geometrici è collegato ad un file in una banca dati, che
ne definisce le caratteristiche (ad esempio le
informazioni riguardo una città potrebbero essere
popolazione, inquinamento, servizi collegati divisione in
zone ecc..) che vengono visualizzate in maniera
appropriata .
Un sistema ibrido che unisce visualizzazione tramite
dati raster con sovrapposizione di dati vettoriali.
Questo sistema ibrido si sta imponendo sempre di più
all‘interno del mercato dei GIS, portando allo sviluppo
di mappe in tre dimensioni sempre più accurate e
realistiche.
Figura 1.1: Esempio di immagine ottenuta tramite un sistema
ibrido; esso mostra sia dati vettoriali (i tracciati in nero) che i
dati raster (che compongono la visualizzazione 3D)
8
1.1.2 Il Global Positioning System
Il GPS (acronimo di Global Positioning System) e un sistema
di geolocalizzazione in tempo reale a copertura globale, che si
basa sull‘interazione fra un ricevitore e dei satelliti posti
nell‘orbita terrestre. Il sistema, uno dei mezzi di
geolocalizzazione più diffusi, è gestito dal dipartimento della
Difesa Statunitense.
Nata come strumento militare nel 1971 sotto l‘acronimo di PPS
(Precision Positioning System), la tecnologia fu messa a
disposizione del mondo civile solo nel 1991 col nome di SPS
(Standard Positioning System), pur includendo errori
intenzionali introdotti nel segnale satellitare in modo da ridurne
l‘accuratezza di rilevazione ad un margine di centinaia di metri.
Questa limitazione, definita Selective Avaiability, fu
abbandonata nel 2000 su decreto dell‘allora presidente degli
Stati Uniti Bill Clinton.
Esistono altri sistemi di satelliti assimilabili al GPS, come il
sistema russo GLONASS (reso disponibile globalmente nel
2007), l‘europeo Galileo (che sarà completato nel 2019), il
cinese Compass ed infine l’Indian Regional Navigational
Satellite System, il quale raggiungerà piena funzionalità nel
2014.
Attualmente il sistema GPS conta un totale di trentuno satelliti
attivi e due di riserva, capace di fornire una precisione nel
posizionamento pari a poche decine di metri. Il sistema è
diviso in tre segmenti: posti nello spazio (Space Segment), di
controllo (Control Segment) e in possesso dell‘utente (User
Segment)
6
.
6
AA.VV., 1994 Federal Radionavigation Plan, U.S. Department of
Defense, U.S. Department of Homeland Security, U.S. Department
of Transportation, p. A-34
9
Il segmento nello spazio è costituito da un insieme di almeno
ventiquattro satelliti (la cui vita media è di sette anni) posti a
ventimila duecento chilometri di altezza, divisi in gruppi di
quattro e posti su sei diversi piani orbitali (distanti di 60° fra
loro). Satelliti ulteriori garantiscono l‘accuratezza del segnale
grazie a un sistema di ridondanza.
Il segmento di controllo è formato da:
Sei stazioni di monitoraggio (Hawaii, Kwajalein,
Ascension Island, Diego Garcia, Colorado Springs e
Cape Canaveral)
Quattro antenne terrestri per la ricezione dei segnali
(Kwajalein, Ascension Island, Diego Garcia, e Cape
Canaveral)
Un centro di controllo denominato MCS(Master Control
Station) ospitato dalla base aerea americana Schriever
in Colorado. Oltre ai dati ricevuti dai mezzi di cui sopra,
la MCS ha accesso alle antenne del Network di
Controllo Satellitare delle forze aeree degli Stati Uniti
(AFSCN) e dell‘ Agenzia Nazionale di Intelligence
Geospaziale (NGA). Scopo della MCS è anche inviare
ai satelliti dati per la correzione dell‘orbita e di
regolazione dell‘orologio interno
Una MCS di riserva
I dispositivi ricettori in possesso dell‘utente possono essere di
qualunque tipo, purché siano collegati a un ricevitore GPS
esterno (collegato tramite USB o rete Bluetooth) o ne abbiano
uno al loro interno. Questo è formato in genere da un‘antenna,
un processore che elabori i dati, un orologio interno di
precisione, e un display per la visualizzazione dei dati da parte
dell‘utente. I ricevitori GPS sono distinti per numero di canali,
vale a dire il numero massimo di satelliti che il dispositivo può
monitorare contemporaneamente. Oggi i ricevitori più avanzati
10
possono avere fino a venti canali. Infine i dispositivi ricettori
devono essere dotati di un software per la navigazione di cui
esistono ormai numerosissime varianti, sia open source sia a
pagamento.
Il principio alla base del funzionamento del sistema GPS si
basa sulla misurazione del tempo impiegato da un segnale
radio a percorrere la distanza fra satellite e ricevitore, e della
posizione di tre (per una localizzazione a due dimensioni) o
quattro satelliti (per una localizzazione in tre dimensioni). Tale
procedimento è definito trilaterazione. La precisione del
posizionamento può essere ulteriormente aumentata a pochi
metri tramite l‘utilizzo di altri sistemi satellitari minori, come
EGNOS (European geostationary navigation overlay system,
precursore del sistema Galileo), WAAS (Wide Area
Augmentation System, americano) e MSAS (Multi-functional
Satellite Augmentation System, giapponese). Alternativamente
è possibile sfruttare il sistema detto Differential-GPS o DGPS,
che consiste nella ricezione di dati tramite collegamento radio
da antenne terrestri o, più di recente, direttamente dalla rete
Internet tramite connessione Wi-Fi (IP-DGPS). Tuttavia questo
tipo di servizio è in genere molto costoso.
L‘integrazione del segnale satellitare con il segnale dei
ripetitori per la telefonia mobile viene definita A-GPS (Assisted
GPS) e permette di risolvere il problema del cosiddetto fixing
7
tramite localizzazione dei satelliti in vista in base alla posizione
del dispositivo all‘interno della copertura (definita cella) di un
dato ripetitore.
7
È definito fixing il processo di verifica dei satelliti in grado di
interfacciarsi col dispositivo per ricavarne la posizione , il che
comporta un significativo ritardo all‘avvio della ricezione GPS.
11
Data la presenza di differenti tecnologie e dispositivi, e della
disponibilità globale del servizio, il sistema GPS si basa su
uno standard di comunicazione dati definito NMEA 0183,
acronimo che indica la National Marine Electronics Association,
ente statunitense che ha creato lo standard. La maggior parte
dei software che forniscono dati sul posizionamento in tempo
reale (non unicamente il sistema GPS) ricevono ed elaborano
dati in formato NMEA, che contengono informazioni su
posizione, velocità e tempo del dispositivo
8
. Tutti i pacchetti di
dati conformi allo standard possiedono un prefisso di due
lettere indicante il tipo di dispositivo capace di utilizzare una
data informazione. I ricevitori GPS utilizzano il prefisso GP.
1.1.3 Sistemi non satellitari di geolocalizzazione
Esistono molte tecnologie, oltre alla trilaterazione satellitare,
che permettono di effettuare il posizionamento geografico in
tempo reale di un dispositivo elettronico. Queste tecnologie
vanno suddivise in sistemi basati sulla rete telefonica(utili per
localizzazioni regionali), sistemi basati sulle reti Wi-Fi (per
localizzazioni in ambito locale), e sistemi di tag Rfid.
E possibile localizzare un dispositivo di telefonia mobile grazie
a informazioni presenti già all‘interno della rete di telefonia,
senza quindi bisogno di ricevitori o elementi esterni.
Essenzialmente è possibile conoscere la distanza
approssimativa di un dispositivo mobile GSM (2G) o UMTS
(3G) dalla stazione BTS (Base Transceiver Station) a cui è
connesso. Ogni BTS ha un proprio codice identificativo, quindi
risulta certo che il dispositivo sia all‘interno dell‘area coperta
dal segnale di quella specifica stazione. Inoltre, ottenendo una
stima simile dai BTS circostanti è possibile conoscerne con
una certa approssimazione (da cinquanta metri in territorio
8
<http://www.nmea.org/content/nmea_standards/nmea_083_v_400.a
sp>. Data di ultima consultazione: 4 Gennaio 2012
12
urbano a un chilometro) la posizione esatta. Tuttavia è
necessario che il dispositivo riesca almeno ad emettere il
segnale di roaming, che per stabilire il contatto con un BTS
vicino. Bisogna precisare che mentre il GPS calcola la
posizione tramite trilaterazione, questo servizio ottiene il
posizionamento tramite triangolazione dei dati. Si tratta della
cosiddetta localizzazione cell-based, che identifica di volta in
volta la cella in cui si trova un certo dispositivo mobile. Questo
servizio, prima utilizzato unicamente dalle forze dell‘ordine per
ritrovare dispositivi rubati, ora è stato reso disponibile per uso
civile. Ciò ha portato diversi operatori del settore a
commercializzare applicazioni capaci di sfruttare questo
sistema mobile based.
Un altro sistema molto utilizzato è il posizionamento tramite
rete Wi-Fi. Il termine, abbreviazione di Wireless Fidelity serve
per indicare dispositivi (computer, smartphone, PDA, console
di videogames ecc.) capaci di connettersi senza fili alla rete
Internet, tramite un punto d‘accesso (denominato hotspot) la
cui copertura può variare da trentacinque a un centinaio di
metri. I punti d‘accesso servono da collegamento con una rete
locale cablata (ADSL o HDSL), o con un ripetitore satellitare
(tuttavia la connessione via satellite ha tempi di latenza elevati,
dell‘ordine di 1-2 secondi). Le reti Wi-Fi sono economiche e di
facile attivazione e sono protette da collegamenti non
autorizzati (tramite protocolli di codifica come il Wi-Fi
Protected Access o WPA). Esistono diversi tipi di punti
d‘accesso, capaci di coprire zone più o meno grandi, da una
singola abitazione ad un‘intera città.
Esistono diverse tecniche di geolocalizzazione capaci di
sfruttare la posizione dei vari punti di accesso Wi-Fi per
ottenere il posizionamento di un dispositivo:
13
Il TDoA (Time Difference of Arrival) è una tecnica di
multilaterazione, utilizzata per definire la posizione di
un dispositivo misurando la differenza temporale di
arrivo di un segnale emesso dal dispositivo (in
possesso dell‘utente) a tre o più dispositivi ricevitori (in
questo caso punti d‘accesso Wi-Fi). La differenza
temporale è dovuta alla distanza diversa di ogni
ricettore dal dispositivo. Conoscendo la posizione dei
ricettori è possibile calcolare, tramite una funzione
matematica, l‘esatta posizione in tre dimensioni del
dispositivo. La precisione è inferiore ai quattro metri.
Il RSSI (Receiver Signal Strenght Indicator) è un
dispositivo capace di indicare la potenza di un segnale
radio (in questo caso di un segnale Wi-Fi). Con i dati
forniti da questo strumento, è possibile identificare con
discreta precisione (cinque metri) la posizione di un
dispositivo a portata di almeno quattro punti d‘accesso.
Poco efficace in esterni.
Il RF (radio frequency) fingerprinting è un sistema di
localizzazione complesso, che utilizza degli algoritmi
per calcolare le impronte delle frequenze radio
(modificate dal loro impatto con oggetti fisici come
edifici, persone, elementi ambientali). Analizzando
questa traccia particolare, è possibile definire con
precisione di alcuni metri la posizione di un dispositivo.
Le impronte sono rilevate tramite dispositivi portatili di
analisi dello spettro radio. Questo è un sistema
estremamente preciso, ma gli sviluppatori di questo
tipo di sistema hanno il problema di ottenere impronte
affidabili e soprattutto stabili nel tempo.
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