sistemi informativi territoriali · approfondimenti gis e ambiente. graci et al. (2009). dario...
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Sistemi Informativi Territoriali
(GIS)
Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile – A.A. 2014-2015
Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio
Corso di Frane
Prof. ing. Michele Calvello
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Approfondimenti
Gis e Ambiente. Graci et al. (2009). Dario Flaccovio Editore, 270pp.
Sistemi informativi territoriali > Dispense
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Un GIS (Geographical Information Systems) è un sistema di hardware, software e
procedure che permette di creare, gestire, elaborare, analizzare e rappresentare geodati
per la soluzione di problemi complessi che riguardano la pianificazione e la gestione
delle risorse e del territorio (Graci et al. 2009).
Che cos’è un GIS?
Fonte immagine: http://didattica.uniroma2.it/assets/uploads/corsi/39144/Sistemi_informativi_geografici_280411.ppt
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GEOGRAFICO sta ad indicare che la localizzazione dei dati è nota o può essere
calcolata in termini di coordinate geografiche (latitudine e longitudine).
INFORMATIVO indica che i dati sono organizzati in modo tale da fornire
informazioni tabellari o grafiche e risposte ad interrogazioni interattive.
SISTEMA implica che un GIS è costituito da varie componenti funzionali correlate,
per l'inserimento, l'organizzazione, la manipolazione, la trasformazione, la visione, la
combinazione, l'interrogazione, la modellizzazione e la restituzione dei dati nella forma
voluta.
Che cos’è un GIS?
SIT (Sistema Informativo Territoriale)
Graci et al. (2009)
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Che cos’è un GIS?
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I GIS gestiscono la corrispondenza tra gli
attributi degli elementi e le geometrie che li
rappresentano e permettono di utilizzare le
relazioni spaziali tra i diversi elementi.
In particolare i GIS permettono di:
• Gestire cartografia tramite computer
• Georeferenziaziare i dati (attribuire ad
ogni elemento le sue coordinate spaziali
reali)
• Effettuare collegamenti tra informazioni
di diversa natura
• Elaborare le informazioni (attraverso
associazioni e sovrapposizioni) sulla base
di finalità prefissate
• Lavorare con diverse scale di riferimento
Immagini: www.uniroma2.it/didattica/met_gis_09/deposito/Lezione_1.ppt
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Geodati
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Informazioni geografiche e territoriali spazialmente riferite
Si compongono di due categorie di oggetti:
gli elementi grafici
le informazioni descrittive ad esso associate, che li qualificano e ne
quantificano determinate caratteristiche (attributi)
ELEMENTI GRAFICI
ATTRIBUTI
Fonte immagine: www.uniroma2.it/didattica/met_gis_09/deposito/Lezione_1.ppt
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Elementi grafici
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Elementi geometrici rappresentati secondo due principali formati di dati
• Formato vettoriale: organizzato secondo punti, linee e poligoni
• Formato raster: organizzato per celle elementari di informazione in una tassellazione
regolare del territorio
Esempi di tematismi
in formato raster
Esempio di tematismo
in formato vettoriale
Fonte immagini: www.uniroma2.it/didattica/met_gis_09/deposito/Lezione_1.ppt
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Formato vettoriale
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Caratteristiche
Geometria
rappresentazione cartografica degli oggetti,
forma (punto, linea, poligono) e posizione
Topologia
relazioni reciproche tra gli oggetti
(connessione, adiacenza, inclusione ecc…)
Informazioni
Dati (numerici, testuali ecc…) associati agli
oggetti
I formati vettoriali sono usati per rappresentare dati discontinui, ad esempio:
• ubicazione dei cassonetti dei rifiuti di una città
• infrastrutture viarie
• carta dell'uso del suolo
• carta inventario dei fenomeni franosi
http://193.206.192.136/cartanetiffi/cartografia.asp#
www.uniroma2.it/didattica/met_gis_09/deposito/Lezione_1.ppt
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Formato raster
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Il dato raster permette di rappresentare il mondo reale attraverso una matrice di
celle, generalmente di forma quadrata o rettangolare, dette pixel.
A ciascun pixel sono associate le informazione relative a ciò che esso rappresenta
sul territorio.
La dimensione del pixel è indicativa della precisione del dato.
I raster sono adatti alla rappresentazione di dati continui, ad esempio un modello
digitale di elevazione o una carta delle pendenze dei versanti.
Caratteristiche
È possibile convertire un tematismo
vettoriale in un tematismo raster
(e viceversa)
Immagine: www.uniroma2.it/didattica/met_gis_09/deposito/Lezione_1.ppt
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Formati dei dati in un software GIS
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Formati vettoriali
• Shapefile (*.shp, *.shx, *.dbf)
• MapInfo file (*.mif, *.tab)
• Altri formati proprietari
Formati raster
• Immagini (tif e tfw, jpg e jpw, …)
• Grid arcinfo (formato esclusivo di esri)
• Asciigrid, *ASC (formato di interscambio)
• Altri formati proprietari
Entrambi i formati
• Geodatabase (access, Postgres-postgis, oracle spatial ecc.)
http://geoserver.disat.unimib.it/mda/SIT/pdf/lucidi_BN/modelli%20dati%20geografici_BN.pdf
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Dati in formato raster e vettoriale: vantaggi e svantaggi
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http://host.uniroma3.it/docenti/carlucci/ManualeGIS.pdf
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Georefenziazione
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Per il corretto utilizzo delle informazioni tematiche è necessario georiferire gli elementi
grafici presenti in un GIS. La georeferenzazione è la procedura di attribuzione di
coordinate ai punti di una mappa (vettoriale o raster).
Comporta la esatta collocazione geografica della mappa su un’area della superficie della
terra attraverso opportuni sistemi di riferimento geografico e sistemi di proiezione.
Immagini: http://www.eudata-sit.it/articolipdf/georef.pdf
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Sistemi di riferimento e coordinate
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La posizione geografica di un punto sulla Terra può essere definita come la sua
posizione relativa ad una superficie di riferimento: geoide (superficie equipotenziale del
campo di gravità) o ellissoide biassiale.
Datum o sistema geodetico di riferimento
Modello matematico della Terra che usiamo per definire le coordinate geografiche dei
punti (per un ellissoide biassiale sono necessari 8 parametri: 2 di forma e 6 di posizione
ed orientamento)
I sistemi di riferimento più usati in Italia sono:
ROMA40 (ellissoide di Hayford orientato a Roma, Monte Mario)
ED50 – European Datum 1950 (ellissoide di Hayford orientato a Postdam)
WGS84 – World Geodetic System 1984 (basato sull'elissoide GRS80)
ETRS89 – European Terrestrial Reference System (basato sull'elissoide GRS80)
http://issuu.com/geomedia/docs/cartlab3_descrizione
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Esigenze di rappresentazione del territorio su carta (cartografia) generano la necessità
di definire delle proiezioni della superficie tridimensionale di riferimento su superfici
che possano essere rese piane.
La maggior parte della cartografia a grande scala utilizza la rappresentazione conforme
di Gauss, detta anche di Mercatore trasversa, isometrica (assenza di deformazioni) lungo
il meridiano su cui si sceglie di centrare la rappresentazione.
In uno stesso Datum si possono usare molti sistemi di coordinate piane.
Sistemi di coordinate piane associati ai sistemi geodetici più usati in Italia:
Gauss-Boaga (ROMA40)
UTM-ED50 (ED50)
UTM-ETRF89 e UTM-ETRF2000 (ETRS89)
http://issuu.com/geomedia/docs/cartlab3_descrizione
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Sistemi di riferimento e coordinate
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La quota s.l.m. geoidica non corrisponde alla quota ellissoidica.
Di prassi, alle coordinate cartografiche è sempre associata la quota geoidica.
Coordinate geografiche
• nei sistemi ROMA40 ed ED50 è di norma associata la quota geoidica
• nel sistema WGS84 si accompagnano alla quota ellissoidica
(fornita da determinazioni GPS)
http://issuu.com/geomedia/docs/cartlab3_descrizione
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Rappresentazione digitale della morfologia del territorio
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Modalità di rappresentazione tridimensionale del terreno in formato digitale
Modello vettoriale
• TIN (Triangulated Irregular Network)
Griglia raster a maglia regolare
• DEM (Digital Elevation Model)
• DTM (Digital Terrain Model)
• DSM (Digital Surface Model)
http://circe.iuav.it/labfot/VernierWeb/CI/Materiali/DTM.pdf
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Rappresentazione digitale della morfologia del territorio
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Il modello TIN rappresenta la
superficie con triangolari piani i cui
vertici sono situati in punti di cui è
nota l’altezza. La densità di tali punti è
funzione della complessità della
superficie da rappresentare e della
precisione desiderata.
Coordinate:
x, y, z (quota)
Il modello a griglia rappresenta la
superficie mediante celle quotate le
cui dimensioni devono essere
adeguate a rappresentare le zone a
maggiore regolarità.
http://www.regione.veneto.it/static/www/agricoltura-e-foreste/civ_tin_3d.jpg
http://www.dipsa.unifi.it/upload/sub/Dispense-info/Monitoramb/07_GIS.pdf
Graci et al. (2009)
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Rappresentazione digitale della morfologia del territorio
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Dal DEM possono essere ricavati facilmente numerosi altri tematismi
(e.g, pendenza, curvatura, ombreggiamento, esposizione)
DEM
pendenza ombreggiamento esposizione
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Software GIS
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Sono disponibili numerosissimi software che implementano funzionalità GIS.
Classificazione dei software GIS
generici: sono in grado di svolgere tutte o la maggior parte delle funzioni di un GIS,
funzioni più specialistiche sono spesso svolte da moduli aggiuntivi;
specializzati: sono sviluppati per uso in ambiti specifici (es. idrologia, marketing), ma
hanno funzioni, e quindi anche uso, più generali;
visualizzatori: puntano sulla facilità ed intuitività d’uso e sono usati soprattutto da
utenti occasionali per visualizzare dati e creare mappe;
strumentali: svolgono funzioni di servizio (es. trasformazione di formati o di datum) e
sono usati soprattutto in fase di produzione dei dati.
http://www.ing.unitn.it/~zatelli/cartografia_numerica/slides/GIS_piu_diffusi.pdf
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Software GIS commerciali: ESRI (ESRI Italia)
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La ESRI produce e
commercializza la linea di
prodotti GIS generici
attualmente più utilizzata,
sia in Italia che nel mondo.
http://www.esriitalia.it/prodotti.html
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Software GIS open source
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GRASS GIS (Geographic Resources Analysis Support System) http://grass.osgeo.org
ILWIS (Integrated Land and Water Information System) http://52north.org
Quantum GIS (QGIS) http://qgis.org
può essere usato (con limitazioni) come interfaccia di GRASS
Open Source Geospatial Foundation http://www.osgeo.org
riunisce i principali progetti GIS Free Software/Open Source
Lista dei GIS Free Software/Open Source http://opensourcegis.org
tra cui…
http://grass.osgeo.org/http://grass.osgeo.org/http://grass.osgeo.org/http://grass.osgeo.org/http://grass.osgeo.org/http://grass.osgeo.org/http://grass.osgeo.org/http://52north.org/http://52north.org/http://52north.org/http://52north.org/http://52north.org/http://52north.org/http://52north.org/http://qgis.org/http://qgis.org/http://qgis.org/http://qgis.org/http://qgis.org/http://www.osgeo.org/http://www.osgeo.org/http://www.osgeo.org/http://www.osgeo.org/http://www.osgeo.org/http://www.osgeo.org/http://www.osgeo.org/http://opensourcegis.org/http://opensourcegis.org/http://opensourcegis.org/http://opensourcegis.org/http://opensourcegis.org/
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