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CONVENZIONE
REGIONE LAZIO
DIREZIONE REGIONALE AMBIENTE E COOPERAZIONE TRA I POPOLI
LA SAPIENZA UNIVERSITA’ DI ROMA DIPARTIMENTO DI BIOLOGIA ANIMALE E DELL’UOMO
RILIEVO E CARATTERIZZAZIONE DELLE PRATERIE DI POSIDONIA ANTISTANTI LE COSTE DELLA REGIONE
LAZIO E DEI PRINCIPALI POPOLAMENTI MARINI COSTIERI PER LA REALIZZAZIONE DI UNA CARTOGRAFIA
DEI FONDALI DELLA REGIONE LAZIO E LA PREDISPOSIZIONE DI UN ATLANTE DEGLI HABITAT
MARINI
RAPPORTO II FASE VERSIONE PROVVISORIA
GIUGNO 2009
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RILIEVO E CARATTERIZZAZIONE DELLE PRATERIE DI POSIDONIA ANTISTANTI LE COSTE DELLA REGIONE
LAZIO E DEI PRINCIPALI POPOLAMENTI MARINI COSTIERI PER LA REALIZZAZIONE DI UNA CARTOGRAFIA
DEI FONDALI DELLA REGIONE LAZIO E LA PREDISPOSIZIONE DI UN ATLANTE DEGLI
HABITAT MARINI
Responsabile Scientifico
Prof. Domenico ARDIZZONE
Collaboratori
Dr. Andrea BELLUSCIO Dr. Piero BARANI
Dr. Alessandro CRISCOLI
RAPPORTO II FASE
VERSIONE PROVVISORIA
GIUGNO 2009
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1. Introduzione
La presente relazione riporta i risultati provvisori della seconda Fase, ancora non conclusa,
della Convenzione tra la Regione Lazio e il Dipartimento di Biologia Animale e
dell’Uomo dell’Università di Roma “La Sapienza” dal titolo “Rilievo e caratterizzazione
delle praterie di Posidonia antistanti alle coste della Regione Lazio e dei principali
popolamenti marini costieri per la realizzazione di una Cartografia dei fondali marini
costieri della Regione Lazio e la predisposizione di un Atlante degli Habitat Marini”.
Il progetto si propone il completamento della cartografia delle praterie di Posidonia
oceanica presenti lungo la piattaforma laziale, con la definizione della loro estensione,
margine superiore ed inferiore e stato di salute (copertura, presenza di matte morta, ecc.).
Inoltre, a seguito di questa indagine, saranno ridefiniti i confini dei Siti di Importanza
Comunitaria (SIC) marini del Lazio. Questo permetterà un aggiornamento dello stato di
conservazione di tali habitat e la mappatura e caratterizzazione di eventuali aree
attualmente non incluse nei SIC.
La prima fase della Convenzione prevedeva lo svolgimento delle seguenti attività:
- Acquisizione delle informazioni disponibili sulle praterie di Posidonia del Lazio;
- Acquisizione delle informazioni su altre Cartografie od Atlanti prodotti nell’ambito di
interesse;
- Analisi delle foto aeree disponibili per acquisire il dettaglio della zona costiera;
- Preparazione delle carte di base, delle attrezzature, sopralluoghi sui luoghi di indagine;
- Preparazione del disegno di campionamento.
La seconda Fase, oggetto di questa relazione, prevedeva la realizzazione dei rilievi Side
Scan Sonar in tutta l’area di studio. Date le cattive condizioni meteo marine dei primi mesi
dell’anno, il lavoro di rilievo è iniziato in ritardo ed è tutt’ora in corso. Questa relazione si
riferisce quindi solamente ai primi risultati provvisori.
I dati cartografici raccolti durante la Fase I del progetto e quelli che man mano si rendono
disponibili dalla Fase II sono stati inseriti nel sistema GIS in implementazione presso il
nostro Dipartimento.
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2. Aree di indagine
Oggetto di studio sono tutte le aree della piattaforma continentale laziale dove sono
presenti Praterie di Posidonia, corrispondenti ai seguenti Siti di Interesse Comunitario:
IT6000001 SIC Fondali tra le foci dei Fiumi Chiarone e Fiora IT6000002 SIC Fondali antistanti Punta Morelle IT6000005 SIC Fondali tra Punta S. Agostino e Punta Mattonara IT6000006 SIC Fondali tra Punta del Pecoraro e Capo Linaro IT6000007 SIC Fondali antistanti S. Marinella IT6000008 SIC Secche di Macchiatonda IT6000009 SIC Secche di Torre Flavia IT6000011 SIC Fondali tra Torre Astura e Capo Portiere IT6000012 SIC Fondali tra Capo Portiere e Lago di Caprolace IT6000015 SIC Fondali circostanti l'Isola di Palmarola IT6000016 SIC Fondali circostanti l'Isola di Ponza IT6000017 SIC Fondali circostanti l'Isola di Zannone
Dalle indagini sono escluse le praterie del Lazio meridionale, quelle cioè comprese tra
Sperlonga e il Circeo, per le quali sono disponibili dati aggiornati al 2006 e quelle delle
isole di Ventotene e S. Stefano, oggetto di uno specifico studio effettuato nel 2006.
Analogamente, in quanto inserita nell’AMP “Secca di Torpaterno”, è esclusa da specifiche
attività di rilievo la prateria di questo sito.
3. Le metodologie del lavoro sul campo
La metodica impiegata nell’ambito di questa Convenzione é quella messa a punto da
oramai diversi anni per questo tipo di mappatura (Ardizzone, 1992; Ardizzone e Belluscio,
1993, 1995, 1996a, 1996b; Ardizzone et al., 2003, 2006; Bianchi et al. 2003; Buia et al.
2003; Diviacco e Coppo, 2006; Somaschini et al., 1998) e prevede l’utilizzo integrato di
più tecniche. I diversi metodi hanno, infatti, un diverso significato secondo l’ambiente da
esplorare e della scala di restituzione finale. Se la fascia più costiera fino ad una decina di
metri di profondità può essere ad esempio ben descritta utilizzando la tecnica
aerofotogrammetrica, profondità maggiori devono essere esplorate con sonar a scansione
laterale. Inoltre, per aree in cui si richiede un maggior dettaglio, è necessario utilizzare
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telecamere subacquee, trainate o a controllo remoto (ROV, Remotely Operated Vehicle)
e/o ricercatori subacquei.
In dettaglio, il completamento della cartografia in scala 1:25.000 (con dettaglio di rilievo al
10:000) delle praterie di Posidonia presenti lungo la piattaforma continentale laziale viene
effettuato in una prima fase con analisi di fotografie aeree esistenti e indagini con Side
Scan Sonar per definire con esattezza estensioni e confini delle praterie.
3.1 Il Side Scan Sonar
Il Side Scan Sonar o Sonar a Scansione Laterale è uno strumento acustico che viene
normalmente impiegato per caratterizzare la morfologia e la tipologia dei fondali. Esso
acquisisce “immagini sonar” dal fondo del mare, paragonabili alle foto aeree terrestri,
investigando rapidamente ampie porzioni di mare.
Il dispositivo sonar comprende due trasduttori, uno trasmettitore e uno ricevitore. Il
dispositivo trasmettitore (pesce) viene trainato da un’imbarcazione appoggio a velocità
comprese tra 2 e 8 nodi e ad altezze dal fondo pari al 20-40% del battente d’acqua. Durante
la navigazione il trasmettitore del sonar emette onde acustiche di elevata frequenza su due
fasci laterali che nell’insieme generano un ventaglio di onde molto ampio nel piano
trasversale alla rotta (Fig. 1). L’impulso acustico si propaga nell’acqua e incide sul fondale
generando onde riflesse e diffratte. Di queste, generalmente solo le ultime, denominate
backscatter, ritornano al dispositivo sonar ricevente dove vengono registrate. La
giustapposizione dei dati relativi a ciascun ciclo di emissione/ricezione crea delle
“immagini sonar” in cui le variazioni di backscatter vengono rappresentate con differenti
toni di grigio dai pixel costituenti l’immagine. L’immagine sonar (sonogramma) si
presenta quindi composta da una infinità di micro-punti in “scala di grigi”, dove le tonalità
più chiare indicano i tratti di fondo più omogenei e pianeggianti, mentre i toni più scuri
indicano le riflessioni più marcate che si creano in presenza di morfologie che sporgono
dal fondale (come porzioni rocciose, presenza di fanerogame marine, oggetti vari) od
ondulazioni del fondale stesso (fig. 1). Ad ogni sonogramma sono associate le
informazioni relative alla loro posizione spaziale (georeferenziazione)
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Fig. 1 – schema di funzionamento del Side Scan Sonar (Sonar a Scansione Laterale)
L’immagine tipica di un tracciato Side Scan Sonar è costituita nella parte centrale da una
zona non rilevata (slant-range) dal trasduttore perché posta immediatamente al di sotto
della rotta seguita dal veicolo. Il rilievo viene effettuato lungo linee di navigazione
generalmente parallele tra loro. Ciascuna linea di navigazione consente di indagare un
corridoio di fondale di larghezza variabile tra 50 e 1000 metri a seconda della risoluzione
richiesta e della profondità dell'acqua. I sonogrammi (georeferenziati) ottenuti da ciascuna
linea di navigazione vengono poi uniti tra di loro tramite il processo di mosaica tura (fig. 2)
fino a formare l’immagine bidimensionale dell’intera area di studio (fig.. 3).
Fig. 3 – Il passaggio dalla singola immagine alla strisciata e il montaggio delle singole strisciate a
formare il foto mosaico georeferenziato.
Sonogramma del fondo marino
Sonogramma elaboratoSonogrammi in formato geotiff Sovrapposizione dei singoli
sonogrammi
Realizzazione del fotomosaico SSS
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Uno strumento Side Scan Sonar si compone di una unità di controllo e gestione posta sul
mezzo navale e di un veicolo subacqueo, trainato mediante cavo armato al seguito del
mezzo, contenente i sistemi per l’emissione e la ricezione dei segnali sonar. L’unità di
controllo si compone di una consolle con video dotata di processore per la gestione dello
strumento e l’acquisizione ed elaborazione dei dati.
Il veicolo subacqueo ospita invece i trasduttori per l’emissione dei segnali acustici ed i
sensori per l’acquisizione dei segnali riflessi dal fondale. Le frequenze operative e
l’ampiezza del cono di emissione variano nei diversi tipi di strumenti presenti sul mercato,
ma indicativamente, i Side Scan Sonar lavorano a frequenze comprese tra 50 e 1.000 kHz
con ampiezze del cono di 45 – 60°.
Il Side Scan Sonar viene utilizzata per diversi scopi. È possibile identificare le varie
litologie presenti sul fondale marino (sabbie, ghiaia, roccia, fango), individuare la presenza
di fanerogame marine (Posidonia oceanica, Cymodocea nodosa, ecc.), oppure può essere
utilizzato anche per la ricerca di oggetti dispersi sul fondale (relitti).
Per lo studio delle fanerogame marine le immagini ottenute, sono in grado di indicare la
distribuzione e l’abbondanza (in termini di densità di ricoprimento) delle piante presenti
sul fondo, caratterizzate da diverse tonalità di grigio. Il principio è basato sulla diversa
risposta acustica che danno queste formazioni rispetto al fondale privo di vegetazione. In
particolare in presenza di gradini o terrazzi di “matte” si viene a creare un’ombra acustica
che è rilevabile attraverso l’immagine restituita dai sonogrammi. Questa prima distinzione
seguita da una successiva elaborazione delle immagini, consente di individuare le
tipologie, i limiti e la presenza di facies biocenotiche presenti sui fondali marini (fig. 4).
I foto mosaici così ottenuti vengono poi inseriti come layer all’interno del GIS in fase di
implementazione presso il Dipartimento (fig. 5).
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Fig. 4 – Esempio di interpretazione di un foto mosaico ottenuto da Side Scan Sonar
Fig. 5 – Fotomosaico Side Scan Sonar della zona di S. Marinella inserito nel sistema GIS
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3.2 L’imbarcazione
Per l’esecuzione dei rilievi è stata utilizzata la M/B “ BLOOM” di proprietà della
FuturOceano s.n.c. (fig. 6). L’imbarcazione è immatricolata come imbarcazione da lavoro
in uso conto proprio presso la Capitaneria di Porto di ROMA.
E’ dotata di ampi spazi per l’alloggiamento della strumentazione idrografica e di impianto
elettrico dedicato 12/220 V.
Fig. 6 – L’imbarcazione utilizzata per i rilievi Side Scan Sonar
E’ stato utilizzato un DGPS submetrico Fugro con correzione differenziale satellitare
Omnistar. L’effettivo funzionamento del sistema è stato verificato prima del rilievo su un
punto di coordinate note evidenziando scostamenti tra posizione effettiva e posizione
rilevata inferiore agli 0.80 m. Di seguito le specifiche tecniche:
Receiver Frequency 1525Mhz to
1559 Mhz
Data Rates 600 - 38,400
Velocity <515 m/s Output Message NMEA 0183 version
2,3
Acceleration <4 g Power supply 10 -32 VDC
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3.3 Side Scan Sonar E’ stato utilizzato un Side Scan Sonar EDGETECH 4125P (fig. 7). Di seguito le specifiche
tecniche:
Fig. 7 - Lo strumento per i rilievi side Scan Sonar. Sono visibili il pesce – trasduttore, il cavo di
traino e l’unità di superficie.
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3.4 Software di navigazione ed acquisizione dati
Allo scopo di garantire la corretta navigazione e la conseguente acquisizione dei dati sulle
rotte precedentemente stabilite ed allo scopo di assicurare una copertura totale dell’area
rilevata, il software di navigazione HYPACK è stato interfacciato al software di gestione
ed acquisizione dati EDGETECH DISCOVER.
3.5 Software elaborazione dati
Il software CODA GEOSURVEY è stato utilizzato per garantire una mosaicatura ottimale
dei dati acquisiti, che tenesse conto anche di tutte le misurazioni effettuate in fase di
acquisizione.
3.6 Esecuzione dei rilievi
Il rilievo è stato eseguito utilizzando la frequenza nominale di 400 Khz ed un range
operativo di 100 m per canale. Sono state percorse rotte il più possibile parallele tra loro ad
una velocità media di 3 nodi, con equidistanza di 150 m (fig. 8), garantendo una
sovrapposizione tra le linee del 50%. Il layback è stato costantemente monitorato
attraverso la misurazione della lunghezza del cavo di traino.
Fig. 8 – Esempio di rotte per i rilievi Side Scan Sonar nella zona di Ladispoli
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3.7 Processing
I dati acquisiti sono stati trattati allo scopo di garantire la migliore interpretazione possibile
delle risposte acustiche permettendo la migliore definizione delle praterie di Posidonia,
della matte morta, dei substrati rocciosi (figg. 9 e 10). La restituzione delle immagini è
stata eseguita con una risoluzione di 3 px/metro.
Fig. 9 – Esempi di restituzione Side Scan Sonar che illustrano la precisione del rilievo ed il
dettaglio ottenuto.
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Fig. 10 – Esempio del dettaglio disponibile dalla restituzione Side Scan Sonar. Le linee sul fondo
sono segni lasciati dai divergenti delle reti a strascico.
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4 Stato di avanzamento dei lavori
Alla data del 30 giugno 2009 risultano completate al 90 % la macroarea 1 e al 100 % la
macroarea 2 (fig. 11). Sono in corso di rilievo le indagini all’interno della macroarea 4
(isole pontine) e a seguire saranno avviati i rilievi all’interno della macroarea 3. Le parti
mancanti all’interno della macroarea 1 si riferiscono alle zone antistanti ai poligoni
militati, per le quali i rilievi saranno completati nel mese di agosto, quando le attività di
tiro saranno sospese.
Le linee di rilievo percorse e le superfici esplorate sono di seguito riportate (per le
macroaree 1 e 2 sono dati reali, per le 3 e 4 sono dati stimati):
MACROAREA 1 (completata al 90%) kmq km lineari Punta Mattonara e Focea Marta nord 8.7 77 Punta Mattonara e Focea Marta sud 4.6 43 Foce Marta e Torrente Arrone 14.6 115 Torrente Arrone e Fiume Fiora 12.4 108 Fiume Fiora e limite regionale 19.2 160
MACROAREA 2 (completata al 100%) kmq km lineari Secche di Palo 3.8 35 Secche di Torre Flavia 8.9 79 Secche di Macchia Tonda e Capo Linaro 27.5 260 Capo Linaro e Punta Pecoraro 8.4 90
MACROAREA 3
kmq km lineari Torre Astura – Capo Portiere 8,3 78,4 Capo Portiere – lago Caprolace 19,4 190,7
MACROAREA 4 (completata al 60%)
kmq km lineari Fondali Isola Palmarola 9,3 79,3 Fondali Isole Ponza e Zannone 13,5 105,8
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Fig. 11 – Le 2 macro aree a nord del Tevere con i rilievi fino ad ora completati
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5 Risultati preliminari
Le figure 12 e 13 riportano i fotomosaici finora disponibili rispettivamente della Macroarea
1 e della Macroarea 2.
Fig. 12 – Fotomosaico della zona compresa tra il confine nord della Regione e Civitavecchia
(Macroarea 1)
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Fig. 13 – Fotomosaico della zona compresa tra Santa Marinella e Ladispoli (Macroarea 2)
In alcune di queste aree iniziati anche i rilievi mediante videocamere subacquee e
immersioni subacquee per la definizione delle tipologie rilevate dal Side Scan Sonar (Fase
III del Progetto).
I dati sono rappresentati nella proiezione piana Trasversa di Mercatore nel sistema
WGS84.
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6. Il sistema GIS
I dati cartografici raccolti durante la prima fase del lavoro sono stati inseriti nel sistema
GIS in corso di implementazione presso il Dipartimento di Biologia Animale e dell’Uomo.
Il GIS (Geographic Information Systems) è considerato uno degli strumenti più potenti tra
le tecnologie dell’informazione, perché permette di integrare la conoscenza da più sorgenti
e di creare un ambiente trasversale di analisi.
I GIS uniscono a un potente ambiente di visualizzazione la struttura analitica e di
modellazione che ha le proprie radici nelle scienze della geografia.
Per supportare questa impostazione, i GIS devono potere essere visti secondo tre modalità
diverse:
1. L’approccio dei geodati (cioè dati geografici): un GIS è un database spaziale, ossia un
database contenente dataset che rappresentano l’informazione geografica in termini di
modello di dati generico, e consente la gestione di elementi vettoriali, immagini raster,
attributi, topologie, reti e così via;
2. L’approccio geovisualizzazione: un GIS consente di costruire rappresentazioni
geografiche complete e complesse (mappe) in cui vengono visualizzati gli elementi
geografici e le loro relazioni spaziali con la superficie terrestre. Si possono costruire viste
sul sistema informativo attraverso interrogazioni, analisi ed editing dell’informazione
geografica. Ogni GIS ha un insieme di applicazioni cartografiche bidimensionali (2D) e
tridimensionali (3D) che forniscono gli strumenti per potere interagire con l’informazione
geografica utilizzando questi differenti approcci.
3. L’approccio geoprocessing: un GIS è un insieme di strumenti operativi per l’analisi
geografica e l’elaborazione dell’informazione. Le funzioni di geoprocessing, a partire da
dataset geografici esistenti, consentono di applicare a essi delle funzioni analitiche e
archiviare i risultati in nuovi dataset. Il geoprocessing permette di programmare le attività e
di automatizzare i flussi di lavoro attraverso l’assemblaggio di sequenze ordinate di
operazioni.
La piattaforma utilizzata per il GIS del Dipartimento è il software ARCGIS della ESRI
Italia. In ARCGIS sono presenti ArcCatalog (il GIS è una collezione di dataset geografici),
ArcMap (il GIS crea ed elabora mappe) e ArcToolbox (il GIS è una collezione di strumenti
per il geoprocessing).
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Il sistema in fase di implementazione parte da un layer (strato) di base che rappresenta la
zona di interesse, con la linea di costa, gli insediamenti urbani, le batimetrie, ecc. sul quale
è possibile sovrapporre layer successivi che rappresentano ognuno informazioni diverse.
Al layer di base possiamo così sovrapporre, per esempio, un secondo layer con i sedimenti
presenti sul fondale, uno con i popolamenti bentonici, ancora uno con le aree protette e
infine quello con i potenziali impatti antropici.
Il GIS attualmente è suddiviso nei seguenti tematismi
Cartografia di base: Linee di coste del 1955, 1990, 1994, 1996, 2002, 2005 (fornite dalla Regione Lazio) Batimetrie (Dipartimento BAU e Regione Lazio) Città e urbano (Regione Lazio) Idrografia e laghi (Dipartimento BAU) Altimetrie (Regione Lazio) Porti e approdi (Regione Lazio) Opere di difesa in mare (Regione Lazio) Acque territoriali (Dipartimento BAU) Linee navigazione (Regione Lazio) Cartografia degli impatti antropici Limite 3 miglia pesca a strascico (Dipartimento BAU) Aree di discarica (Regione Lazio) Aree di sversamento (Regione Lazio) Cavi sottomarini (Regione Lazio) Piattaforme (Regione Lazio) Poligoni militari (Regione Lazio) Divieti vari (Regione Lazio) Linee navigazione (Regione Lazio) Cartografia tematica – Geologia Paleoalvei (Regione Lazio) Sedimentologia (Dipartimento BAU, Dip. Sc. Terra,
Regione Lazio, ICRAM) Tipologia substrato (Dipartimento BAU, Dip. Sc. Terra,
Regione Lazio, ICRAM)
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Cartografia tematica – Biologia Popolamenti bentonici (biocenosi bentoniche) (Dipartimento BAU, ICRAM) Cartografia tematica – Praterie di Posidonia Posidonia Mare del Lazio 1995 (Dipartimento BAU) Posidonia SIDIMAR (Ministero Ambiente – SIDIMAR) Posidonia Regione Lazio 2005-2006 (Dipartimento BAU e Regione Lazio) Posidonia Regione Lazio 2008 in poi (Dipartimento BAU e Regione Lazio) Cartografia tematica - Aree protette Aree Protette (Dip.BAU, Regione Lazio, Min. Ambiente) SIC e ZPS (Dip.BAU, Regione Lazio, Min. Ambiente) Oasi Blu e altro (Dip.BAU, Regione Lazio, Min. Ambiente) Cartografia tematica – Risorse marine Porti pescherecci – marinerie (MIPAF, Dip. BAU) Tipologia flotta per marineria (MIPAF, Dip. BAU) Aree di pesca per marineria (Dipartimento BAU) Aree distribuzione e abbondanza specie ittiche (Dipartimento BAU) Aree di concentrazione dei giovanili di specie ittiche (Dipartimento BAU) Aree di concentrazione dei riproduttori di specie ittiche (Dipartimento BAU) Cave sedimenti (Regione Lazio, ICRAM) Cartografia tematica – Siti d’immersione Siti di immersione di interesse biologico (Dipartimento BAU)
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Di seguito si riportano alcuni output provenienti dal sistema GIS del Dipartimento. Fig. 14 – Cartografia di base (linea di costa, urbano, idrografia e batimetrie) della zona del Circeo
Fig. 15 – Cartografia di base (poligoni di tiro con divieti in mare) della zona di S.Severa
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Fig. 16 – Cartografia tematica (sedimenti) della zona del Circeo
Fig. 17 – Cartografia tematica (praterie di Posidonia oceanica) della zona del Circeo
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Fig. 18 – Cartografia tematica (SIC e Aree protette) del Lazio meridionale Nel sistema GIS vengono inoltre inseriti i dati relativi alle attività di pesca svolte nella
Regione, alla distribuzione e abbondanza delle principali specie ittiche e alla presenza di
aree di reclutamento di giovanili (nursery) o di riproduzione delle stesse (fig. 19 e 20).
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Fig. 19 – Esempio di aree con presenza di giovanili di triglia (Mullus barbatus) lungo le coste laziali
Fig. 20 – Esempio di aree con presenza di giovanili di gambero eosa (Parapenaeus longirostris) lungo le coste laziali
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