dispense sull’uso di grass e qgis per l’analisi del...

DISPENSE

sull’uso di GRASS e QGIS per l’analisi del territorio

per il corso di

Geomorfologia per il progetto di paesaggio

Prof. Geol. G. Brancucci

Laurea magistrale in Progettazione delle Aree Verdi e del Paesaggio

a.a. 2013/2014

a cura di Prof. G.Brancucci, Dott.ssa Arch. P.Salmona, Dott.ssa V.Marin

Geomorfolab website: http://geomorfolab.arch.unige.it

e-mail: [email protected]

Dipartimento di Scienze per l’Architettura (DSA) Scuola Politecnica, Università degli Studi di Genova

Dispense per il corso di Geomorfologia per il Progetto del Paesaggio, 2013-2014 a cura di Prof. Geol. G.Brancucci, Dott.ssa Arch. P.Salmona, Dott.ssa V.Marin –

Geomorfolab http://geomorfolab.arch.unige.it - Scuola Politecnica, Università degli Studi di Genova

INDICE I_INIZIARE CON GRASS............................... ................................................................................ 3

Avviare GRASS la prima volta e creare la cartella del Database di GRASS............................... 3 Creare una Location.................................................................................................................... 6 Creare i Mapset........................................................................................................................... 7 Avviare GRASS le volte successive ............................................................................................ 9 Come si presenta GRASS......................................................................................................... 10 Uscire da GRASS...................................................................................................................... 10 Utilizzare i comandi in GRASS.................................................................................................. 11 Tipi di comandi in GRASS......................................................................................................... 14

II_PRIME OPERAZIONI CON FILE VETTORIALI ............ ........................................................... 15

Concetti base sui file vettoriali ................................................................................................... 15 Istruzioni esercitazione.............................................................................................................. 15 Passaggi e comandi per l’esercitazione .................................................................................... 16 Alcuni risultati delle elaborazioni ............................................................................................... 21 Esercitazioni in aula .................................................................................................................. 23

III_ ALTRE OPERAZIONI CON FILE VETTORIALI.......... ........................................................... 24

Istruzioni esercitazione.............................................................................................................. 24 Passaggi e comandi per l’esercitazione .................................................................................... 25

Creare un nuovo mapset e collegarlo al precedente..................................................................................... 25 Importare i file IFFI areali e tagliarli per l’area del bacino.............................................................................. 26 Importare i file IFFI puntuali e tagliarli per l’area del bacino.......................................................................... 27 Calcolare valori da inserire in tabella............................................................................................................. 28

Esercitazioni in aula (o a casa).................................................................................................. 28 Alcuni risultati delle elaborazioni ............................................................................................... 29

IV_ELABORAZIONI DA DTM E ANALISI GEOMORFOLOGICHE ... .......................................... 30

Istruzioni esercitazione.............................................................................................................. 30 Passaggi e comandi per l’esercitazione .................................................................................... 31

Creare un nuovo mapset, collegarlo al precedente ed impostare regione e risoluzione .............................. 31 Importare e unire il DTM dell’area di studio ................................................................................................... 32 Restringere l’area di elaborazione al solo bacino.......................................................................................... 34 Elaborazione della carta delle altimetrie ........................................................................................................ 35 Estrazione curve di livello............................................................................................................................... 36 Elaborazione delle carte delle pendenze e delle esposizioni ........................................................................ 36 Riclassificazione della carta delle pendenze ................................................................................................. 37 Riclassificazione della carta di esposizione dei versanti ............................................................................... 38 Gestione colori e visualizzazione 3D ............................................................................................................. 41

Alcuni risultati delle elaborazioni ............................................................................................... 42 Esercitazioni per casa ............................................................................................................... 45

V_ESTRAZIONE E ANALISI BACINI E RETICOLO IDROGRAFIC O ......................................... 46

Obiettivi ed istruzioni per l’esercitazione.................................................................................... 46 Individuazione di sottobacini e reticolo idrografico ........................................................................................ 47 Analisi e pulizia dei dati vettoriali ................................................................................................................... 49 Confronto mappe vettoriali con Carte Regionali (CR) raster......................................................................... 50

Alcuni risultati delle elaborazioni ............................................................................................... 52

VI_ANALISI DEI DATI DI MAPPE RASTER E VETTORIALI E INCROCIATE............................ 56

Obiettivi ed istruzioni per l’esercitazione.................................................................................... 56 Passaggi e comandi per l’esercitazione .................................................................................... 57

Analisi dei dati di mappe raster...................................................................................................................... 57



Esportazione dei dati derivanti da analisi di mappe raster in fogli di calcolo e realizzazione di elaborazioni e grafici .............................................................................................................................................................. 60 Passare dati da raster a raster- Es. carta della quota media dei sottobacini ................................................ 61 Passare dati da raster a vettore – Es.1 calcolo dell’energia del rilievo ......................................................... 62 Passare dati da raster a vettore – Es.2 calcolo del dislivello per ogni sottobacino....................................... 66 Passare dati da raster a vettore – Es.3 attribuzione della pendenza a una strada....................................... 67

Alcuni risultati delle elaborazioni ............................................................................................... 69 Esercitazioni per casa ............................................................................................................... 72

Esempio di analisi su vettori: calcolare l'indice di forma di un bacino I = Area/L2 (si parte dalla mappa sottobacini_def) .............................................................................................................................................. 72

VII_LAVORARE CON DATI DA RILIEVO SUL CAMPO O DA FON TI ESTERNE...................... 74

Obiettivi ed istruzioni per l’esercitazione.................................................................................... 74 Usare le tracce GPS.................................................................................................................. 75 Lavorare con dati da rilievo in QGIS.......................................................................................... 78

Cos’è QGIS .................................................................................................................................................... 78 Impostare il sistema di riferimento del progetto............................................................................................. 78 Importare le tracce ed i waypoints ................................................................................................................. 79 Esportare i vettoriali in shapefile .................................................................................................................... 80 Modificare i vettoriali (shapefile) .................................................................................................................... 80 Creare un nuovo vettoriale in QGIS............................................................................................................... 82

Lavorare con i dati da rilievo in GRASS .................................................................................... 83 Usare i dati rilevati e analizzarli e valorizzarli in GRASS............................................................................... 83

Esercizio............................................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.

VIII_ANALISI SPECIFICHE SU VETTORI LINEARI E RETI.. ...................................................... 85

Obiettivi ed istruzioni per l’esercitazione.................................................................................... 85 Creazione di reti ............................................................................................................................................. 90 Estrarre un file di punti da una linea .............................................................................................................. 92

Esercizi...................................................................................................................................... 94

TESTI............................................................................................................................................ 95

PORTALI CARTOGRAFICI e GEOPORTALI .................. ............................................................ 95

I_Iniziare con GRASS



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I_INIZIARE CON GRASS Avviare GRASS la prima volta e creare la cartella d el Database di GRASS Per chi ha la Virtual Machine: avviare Grass da terminale, andando su Accessori � LXTerminal e scrivere “grass” Per chi ha Windows o Mac: avviare Grass facendo doppio click sull’icona GRASS (wxphyton) Come prima cosa accendendo GRASS, il programma chiederà di indicare una cartella in cui poi archivierà in automatico tutti i files di lavoro (carte raster e vettoriali).

La prima volta che si accede è quindi necessario cerare questa cartella. Il nome non deve contenere spazi, caratteri special i e non deve iniziare per numero (questa regola vale sempre per GRASS per tutti i nomi di cartelle, locations, mapsets, mappe, ecc…). Si può chiamarla ad esempio gis_database . (chi ha la Virtual Machine ha già questa cartella in home/geo) Indicare al programma il percorso per trovare la cartella creata precedentemente (gis_database ) tramite il pulsante “Naviga”. Questa cartella dovrà essere indicata al programma in fase di avvio solo la prima volta (su Mac potrebbe essere necessario specificarlo tutte le volte che si apre il programma). Se si dovesse spostare in seguito la cartella gis_database , occorrerà indicarne nuovamente il percorso all’apertura di GRASS. Si consiglia di non inserire nella cartella gis_database altri files e di non cancellare/modificare/spostare quelli che il programma crea in automatico (in sostanza si consiglia di non toccare questa cartella, a meno di alcune eccezioni che vedremo). Si consiglia di crearsi un’altra cartella in cui salvare di volta in volta i dati originali che verranno forniti (mappe raster e vettoriali) e che serviranno per lavorare (ad es: dati_corso )




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STRUTTURA ARCHIVIO DATI DI GRASS In Grass i dati sono organizzati in una serie di “contenitori” gerarchizzati che costituiscono la struttura dell’archivio dati automatica di GRASS. All’interno della cartella DATABASE di Grass (per noi gis_database ) i file sono organizzati in cartelle chiamate Location . Una Location è identificata da uno specifico sistema di riferimento e quindi i dati (le carte raster e vettoriali) contenuti in essa sono omogenei da questo punto di vista (ad esempio le carte saranno tutte in WGS84 o tutte in Gauss_Boaga, a seconda del sistema di riferimento che identifica la Location). All’interno di ogni Location ci sono una o più sottocartelle, chiamate Mapsets, che servono agli utenti per organizzare il proprio lavoro a piacimento (per aree, per tematismi, per tipi di carte, per utenti, ecc..). In ogni Location il programma crea automaticamente un Mapset, che si chiama PERMANENT, dove generalmente vengono caricati tutti i dati da condividere con gli altri Mapset della stessa Location. Locations e Mapsets vengono create automaticamente dal programma in base alle istruzioni date dall’utente da “dentro” GRASS, nella schermata di avvio, tramite i pulsanti “Location wizard” e “Crea mapset”.

All’interno di queste cartelle, ogni volta che si crea una mappa in Grass (vettoriale o raster), il programma crea ulteriori sottocartelle (automatiche) in cui organizza i vari file con le diverse informazioni relative ad ogni singola mappa (colore, geometrie, dati, ecc…). Non è necessario per iniziare occuparsi di questo a spetto, ma è utile conoscerlo per capire perché NON si deve toccare il contenuto della cartella gis _database senza sapere cosa si sta facendo . Di seguito si riporta uno schema esemplificativo di questa organizzazione.




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Creare una Location A questo punto vediamo come creare una Location ed i relativi Mapsets. La Location , come già detto, è collegata al sistema di coordinate che si sceglie di usare (es. WGS84_UTM32, ED50_UTM32, GaussBoaga, ecc…). E’ consigliabile inserire sempre nel nome delle Location un rimando al sistema di coordinate, in modo da non fare confusione quando se ne avranno diverse (es. ValGesso_WGS84). Sarà possibile importare in ogni Location solo file con il corrispondente sistema di coordinate, altrimenti GRASS darà “ERROR: la proiezione del dataset non sembra corrispondere a quella della Location corrente” Creiamo ad esempio una Location che utilizzi il sistema di riferimento Roma 40 / Fuso Ovest, chiamandola gauss_boaga , che serve per esempio per aprire le mappe che riguardano la Regione Liguria. Per creare una location in Gauss Boaga selezionare l’EPSG 3003 e scegliere l’opzione 1 di trasformazione del datum.

Andando avanti con il lavoro, potranno essere create diverse Location a seconda delle necessità. I sistemi di coordinate che useremo nel corso e relativi codici EPSG sono: Gauss-Boaga �� EPSG: 3003 con trasformazione Datum opzione 1 (vale per tutta Italia) WGS84 �� EPSG: 4326 WGS84–UTM32 �� EPSG: 32632 E’ sufficiente creare una sola location per ogni si stema di coordinate non bisogna crearla ogni volta che si accede a GRAS S!!!!




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Creare i Mapset Ogni Location creata è composta da almeno un Mapset, creato automaticamente da GRASS e chiamato PERMANENT.

Vediamo adesso come creare nella stessa Location altri Mapsets a piacimento. I Maspets, si diceva, hanno la funzione di organizzare il lavoro, in modo da suddividere in sottocartelle le varie mappe e le varie elaborazioni che verranno effettuate. Questo è utile anche per alleggerire il peso dei files caricati di volta in volta, rendendo più veloce GRASS (se ad esempio bisogna lavorare su raster pesanti come ortofoto potrebbe essere utile creare un Mapstes apposito). E’ possibile creare un nuovo Mapset in due modi:

1. all’avvio di GRASS 2. da dentro GRASS

1. Creare un Mapset all’avvio di GRASS E’ possibile usare l’apposito pulsante “Crea mapset ” all’avvio di Grass. Creiamo ad esempio il Mapset confini , che useremo poi nella prima esercitazione per lavorare sull’inquadramento dell’area (confini amministrativi, bacini idrografici, ecc…).




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2. Creare un Mapset da dentro GRASS Se serve creare un nuovo Mapset mentre si sta già lavorando in GRASS, non è necessario chiudere il programma per crearlo dal menu di avvio (come sopra), ma è invece possibile creare un nuovo Mapset ciccando nella barra in alto su: Impostazioni � Ambiente di lavoro GRASS � Cambia ambiente di lavoro (g.mapset)

Lo stesso risultato può essere ottenuto digitando il comando g.mapset dalla console dei programmi (vedi sotto per come utilizzare i comandi) A questo punto si apre la finestra del comando, in cui occorre scrivere il nome del nuovo mapset (nella scheda impostazioni) e specificare che si vuole creare un mapset che non esiste (nella scheda create).

Dentro ad ogni Location potranno essere creati diversi Mapsets. Tutti i Mapset dentro ad una stessa Location avrann o quindi lo stesso sistema di coordinate della Location in cui vengono create (es. tutti i mapset creati dentro alla Location gauss_boaga dovranno contenere cartografia con sistema di coordinate Gauss-Boaga).




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Rinominare ed eliminare Location e Mapsets E’ possibile usare l’apposito pulsante all’avvio di Grass per Rinominare/Eliminare i Mapsets e le Locations.

Avviare GRASS le volte successive A questo punto, quando abbiamo creato la cartella di GRASS ed almeno una Location, basta far partire GRASS da terminale (come spiegato sopra), selezionare la Location ed il Mapset che si vogliono usare ed avviare GRASS dall’apposito pulsante (se avete seguito passo passo i punti precedenti, per ora potete scegliere solo la Location gauss_boaga e uno tra i Mapset PERMANENT e confini ).




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Come si presenta GRASS Avviando GRASS si apriranno tre finestre:

1. GRASS GIS Wxpython (o terminale su Linux) , deve restare sempre aperta, ma noi non la useremo direttamente (a meno che non scegliate di lavorare da linea di comando)

2. GRASS GIS Map Display , è il riquadro in cui si visualizzano le mappe

3. GRASS GIS Layer Manager , è il riquadro in cui si danno i comandi e si gestiscono le mappe

Uscire da GRASS

Per uscire correttamente da GRASS occorre:

- chiudere la finestra 2 (Map display) - chiudere la finestra 3 (Layer manager) - scrivere exit nella finestra 1 (terminale)

NB: non è necessario salvare, GRASS salva in automa tico ogni mappa creata.




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Utilizzare i comandi in GRASS La maggior parte dei comandi che eseguiremo nel corso saranno lanciati dalla finestra GRASS GIS Layer Manager . Qui i comandi possono essere eseguiti in tre modi:

1. da Menu o da icona , utilizzando l’interfaccia grafica 2. dalla scheda Cerca modulo 3. da Console dei programmi , scrivendo direttamente il comando

Il primo modo può risultare più semplice all’inizio, ma proseguendo verrà automatico usare la console dei programmi scrivendo direttamente il comando, almeno per quelli usati più frequentemente. 1. Esempio di comando da Menu (importa mappa vettoriale in formato .shp)

1. Esempio di comando da icona (importa mappa vettoriale in formato .shp)




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2. Esempio di comando da Cerca modulo (importa mappa vettoriale in formato .shp)

3. Esempio di comando da Console dei programmi (importa mappa vettoriale in formato .shp)




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In tutte e tre le modalità, una volta lanciato il comando si apre una finestra in cui bisogna fornire le informazioni necessarie (alcune obbligatorie altre opzionali). In particolare:

- per ogni comando ci sono sempre alcuni elementi da inserire obbligatoriamente, visibili nella finestra Richiesto . Tali dati sono generalmente come minimo la mappa su cui si vuole effettuare il comando (Input , che può essere recuperata tramite un tasto naviga o tramite menù a tendina) e il nome della mappa che ne risulterà (Output , da inserire a scelta);

- vi sono poi a seconda delle esigenze altri elementi opzionali che possono essere forniti o scelte che possono essere effettuate (ad esempio nelle schede dei Selection , Opzionale , ecc…);

- una volta lanciato il comando si apre la scheda Output di Comando , in cui GRASS scrive cosa sta facendo, quando termina un comando e se ci sono errori (se pregiudicano la riuscita del comando li evidenzia in blu, es: Cleaning polygons, result is not guaranteed!; se invece impediscono di eseguire il comando li evidenzia in rosso, es: ERROR: Unable select records from table);

- per ogni comando è fornita una pagina di spiegazioni, nella scheda Manuale. Esempio di finestra di comando, per il comando importa vettore (v.in.ogr), con le relative schede (Richiesto, Opzionale, Output di comando).




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Vi sono poi alcune funzioni che vengono eseguite dalla finestra del Map Display , generalmente quelle che riguardano le opzioni di visualizzazione (zoom, sposta, aggiorna, ecc..) e l’interrogazione delle mappe.

Tipi di comandi in GRASS In GRASS esistono gruppi di comandi che svolgono funzioni omogenee. Il campo di azione di un comando, ossia il tipo di funzione che svolge, è identificato dalla lettera (o lettere) a sinistra del punto. PREFISSO FUNZIONE TIPO DI COMANDO ESEMPI d.* display visualizzazione d.rast: visualizzare raster g.* general opzioni generali g.rename: rinominare una mappa r.* raster processamento di raster r.buffer: creazione di un orlo intorno a un oggetto v.* vector processamento di vettoriali v.overlay: intersezioni di mappe db.* database gestione di database db.select: ricavare valori da un database i.* imagery processamento di immagini i.smap: classifica immagini m.* misellaneous comandi vari m.proj: cambia opzioni di proiezione ps.* postscript creazione di carte in postscript ps.map: creazione di una mappa r3.* voxel processamento di voxel r3.mapcalc: algebra raster 3D

(gli ultimi due non verrano usati in questo corso) Nelle prossime pagine troverete la sequenza di comandi relativi alle esercitazioni svolte Può essere molto utile tenere un “diario” dei coman di usati più spesso o di quelli usati per arrivare ad un dato risultato!!!

II_Prime operazioni con file vettoriali



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II_PRIME OPERAZIONI CON FILE VETTORIALI Concetti base sui file vettoriali (da Wikipedia) I dati vettoriali sono costituiti da elementi semplici quali punti, linee e poligoni, codificati e memorizzati sulla base delle loro coordinate. Un punto viene individuato in un sistema informativo geografico attraverso le sue coordinate reali (x1, y1); una linea o un poligono attraverso la posizione dei suoi nodi (x1, y1; x2, y2; ...). A ciascun elemento è associato un record del database informativo che contiene tutti gli attributi dell'oggetto rappresentato. I file vettoriali possono essere in vari formati. I formati di file vettoriali più comuni sono supportati da OGR e possono essere aperti in GRASS. Alcuni esempi sono: ESRI Shapefile, ESRI ArcSDE, MapInfo (tab and mid/mif), GML, KML, PostGIS, Oracle Spatial, ecc... Lo Shapefile ESRI è un popolare formato vettoriale per GIS, sviluppato e regolato da ESRI ed emesso come (quasi) open source allo scopo di accrescere l'interoperabilità fra i sistemi ESRI e altri GIS. Di fatto è diventato uno standard per il dato vetto riale spaziale. Con "shapefile" si indica di norma un insieme di file (da 3 a 6) con estensioni diverse (le principali sono .shp, .dbf, .shx, .prj) che hanno in comune il prefisso dei nomi (che poi è il nome del livello vettoriale, per es. per il file vettoriale “laghi”, avremo: laghi.shp, laghi.dbf, laghi.shx, laghi.prj, ecc…). Spesso con shapefile si indica solo il file ".shp", ma questo file da solo è incompleto, poiché interpretazione ed utilizzo dipendono dagli altri file (ad esempio il file con estensione .prj contiene le informazioni sul sistema di riferimento). In caso di assenza (o corruzione) del files .prj conoscendo il sistema di riferimento del file, e' comunque possibile caricare la mappa. Istruzioni esercitazione Nella prima parte della lezione vengono mostrati e spiegati i principali comandi per lavorare con file vettoriali (apertura, visualizzazione, interrogazione, sovrapposizione, intersezione, gestione colori e gestione tabelle). Vengono fornite di seguito le spiegazioni puntuali relative alla prima parte, con le indicazioni su che comandi utilizzare per realizzare le varie azioni e su come usarli. Per ogni azione vengono indicati:

- il Comando , con indicazione sia del percorso da Menu o da Icona, sia del comando da scrivere nella Console dei programmi (vedi lezione I per differenza fra i due metodi)

- le Specifiche , con indicazione su cosa inserire nelle varie schede della finestra di comando, sia le cose obbligatorie (scheda Richiesto ), sia quelle opzionale se necessario, sia alcune note

- un Esempio , da considerare come tale e come spunto per le azioni che dovrete poi svolgere autonomamente

Nella seconda parte della lezioni vi viene assegnato un esercizio da completare utilizzando i comandi spiegati (con qualche integrazione). Per questa esercitazione useremo come dati:

- Confini comunali della Regione Liguria (Comuni_rid2.shp) - Confini bacini idrografici Regione Liguria (bacini_idr.tab)




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Passaggi e comandi per l’esercitazione

Azione Comando Specifiche Esempio

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Importare una mappa vettoriale (formati comuni)

Menu: File � importa mappa vettoriale �� formati comuni di importazione

Comando: v.in.ogr NOTA: Questo è uno dei pochi comandi in cui le schermate sono diverse a seconda che si usi il comando da menu o da console. Da menu se si usa la prima schermata bisogna impostare quale tipo di file si vuole aprire, però permette di importare una cartella invece che singoli file (consigliato in caso di file numerosi di cui si conosce il tipo ). Da menu se si vuole avere la stessa schermata del comando da console, andare su Finestra del comando

Scheda Richiesto � Input: nome della mappa da importare Output: nome della mappa da creare NB: i nomi delle mappe non devono mai avere spazi, o simboli o iniziare per numero Per i file Shape importare il file .shp Per i file MapInfo importare il file .tab Se nell’output di comando compare ERROR: la proiezione del dataset non sembra corrispondere a quella della Location corrente, significa che manca il file .prj con le informazioni sul sistema di coordinate del file. Se si è sicuri che il sistema di riferimento del vettore corrisponde a quello della Location, allora nella scheda Opzionale scegliere “Override dataset projection ”

Input: Comuni_rid2.shp Output: comuni_liguria

2 Aprire mappa vettoriale

Menu: Comando: d.vect

Questo comando serve per visualizzare un file vettoriale già importato in GRASS. Dopo averlo eseguito la mappa scelta compare nella scheda "Layer" della finestra "Layer manager". Se nel map display non compare cliccare con il tasto destro sul nome della mappa e scegliere l'opzione "zoom alla mappa selezionata", oppure cliccare sul pulsante

Scegliere dal menu a tendina � comuni_liguria




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3 Chiudere mappa vettoriale

Menu: Oppure cliccare sul layer, tasto dx � rimuovi

Questo comando non elimina una mappa, ma semplicemente la scollega dal Layer Manager. Per visualizzarla nuovamente basta accenderla con il comando d.vect

4

Gestione dati mappe vettoriali da tabella

Menu: (apre la tabella dei dati del layer selezionato)

Posso fare varie operazioni, come aggiungere, cancellare, rinominare le colonne (attributi) oppure selezionare, ordinare, modificare, cancellare i dati.

Cancellare la colonna “ID” dal vettore comuni_liguria

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Interroga mappe vettoriali da tabella


Seleziono la riga in tabella dell’oggetto che mi interessa e poi cliccando con il tasto destro posso fare varie azioni (es. evidenziare l’oggetto nella mappa) Posso cercare l’oggetto che mi interessa anche usando la Query SQL sotto alla tabella

Evidenziare nella mappa il Comune di Bargagli Per Query SQL: SELECT from comuni_liguria WHERE COMUNE=’BARGAGLI’ oppure SELECT from comuni_liguria WHERE CAT = 139

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Interroga mappe vettoriali da Map Display

(interroga il layer selezionato)

Clicco su oggetti per visualizzare i dati associati posso interrogare vettori come Interroga mappa vettoriale in edit mode (apre finestra con dati che sono modificabili) (funziona solo per vettori nel mapset corrente) Interroga mappa vettoriale in display mode (scrive dati su output comando)




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Importare una mappa vettoriale (formati comuni)


Comando: v.in.ogr (vedi Azione 1)

Scheda Richiesto � Input: nome della mappa da importare Output: nome della mappa da creare Nota: questo è un file MapInfo, quindi importare il file .tab

Input: bacini_idr.tab Output: bacini_liguria

8 Cambiare Mapset

Menu: Impostazioni �� ambiente di lavoro GRASS �� cambia ambiente di lavoro ( oppure cambia mapset)

Comando: g.mapset

Scrivere (o selezionare da tendina) il mapset che si vuole mettere come corrente. Cambiando mapset, potremo vedere tutte le mappe importate prima in PERMANENT, ma le mappe nuove che creeremo verranno salvate solo nel mapset corrente.

Spostiamoci sul Mapset confini

9

Creare una mappa solo con gli oggetti scelti da comando

Menu: Vettore �� Interrogazione dai campi Comando: v.extract

Scheda Richiesto � Input: nome della mappa da importare Output: nome della mappa da creare Scheda Selezione scrivere la condizione richiesta in WHERE Per selezionare più di un oggetto usare OR ATTENZIONE: se si esegue l'interrogazione su una colonna di testo occorre mettere il valore richiesto tra apici (es. 'MELE'). se si esegue l'interrogazione su una colonna numerica occorre mettere il valore richiesto senza apici (es. 169).

Creare una mappa con il solo Comune di Mele Richiesto � input � comuni_liguria output � Mele WHERE � COMUNE=‘MELE' Creare una mappa con il Comune e un vicino input � comuni_liguria output � Mele_Masone WHERE � COMUNE=‘MELE' OR

COMUNE =‘MASONE’ oppure WHERE � CAT = 169 OR CAT = 168




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Creare una mappa solo con gli oggetti scelti da tabella


Seleziono le righe in tabella degli oggetti che mi interessano, poi tasto destro � Estrai feature selezionate

Tabella da aprire� comuni_liguria Creare una mappa con i Comuni dell’Unione SOL (Mele, Masone, Rossiglione, Tiglieto, Campo Ligure) output � comuni_SOL

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Impostare la regione da mappa vettoriale

Menu: Impostazione � Regione �� Imposta Region

Comando: g.region

Scheda Esistente � imposta la regione da questa mappa vettoriale

Impostare la regione sui Comuni dell’unione SOL imposta la regione da questa mappa vettoriale � comuni_SOL

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Dissolvere i confini interni di un’area

Menu: Vettore �� Sviluppa vettoriale �� Dissolvi confini

Comando: v.dissolve

Scheda Opzionale � name of column used to dissolve common boundaries NB: La mappa che esce è senza tabella

input � comuni_SOL output � comuni_SOL_uniti name of column used to dissolve common boundaries� PROV

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Estrarre degli elementi di un vettore sulla base di un altro

Menu: Vettore �� Selezione feature�� Interroga con un altro vettoriale

Comando: v.select

Scheda Richiesto � Input A: nome della mappa da cui estrarre Input B: nome mappa su cui confrontare Output: nome della mappa da creare Scheda Selezione � Indicare Tipo di elemento A e B (area)

Input A � bacini_liguria Input B � comuni_SOL output � bacini_SOL Tipo di elemento A: area Tipo di elemento B: area

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Tagliare un vettore sui confini di un altro

Menu: Vettore �� Overlay vettori �� Overlay vettori

Comando: v.overlay

Scheda Opzionale � feature type(A) � area feature type(B) � area Operator � AND Il vettoriale in uscita avrà una tabella che contiene gli attribute di entrambe le mappe (a_colonna;b_colonna)

input (A)� comuni_SOL input (B) � bacini_SOL output � bacini_SOL_tagliati




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15 Sistemare la tabella


Scheda Gestione delle tabelle � Selezionare le colonne da eliminare � tasto dx � cancella colonna selezionata Rinomina colonna � scegliere la colonna da rinominare, indicare il nome nuovo e clicca su rimonina

Tabella da aprire� bacini_SOL_tagliati Selezionare le colonne da eliminare � b_cat, b_sup_km, b_codice, b_tot_deri, b_num_amb Rinomina colonna � rinominare la colonna a_comune in comune

16 Aggiustare colori e trasparenze

Clicco sul layer � tasto destro Proprietà � colori Clicco sul layer � tasto destro � cambia livello di opacità

Vedi immagini sotto

17 Eliminare una mappa vettoriale

Menu: File � gestione mappe e volumi �� elimina

Comando: g.remove

Scheda Opzionale� Scegliere da tendina i file da rimuovere

Rimuovere comuni_SOL_uniti

18 Esportare una mappa vettoriale

Menu: File � esporta mappa vettoriale �� formati comuni di importazione

Comando: v.out.ogr

Scheda Richiesto � Input: scegliere la mappa da esportare Output: nome della mappa da creare Scheda Input � Scegliere il tipo di feature Scheda Creazione � Indicare il nome se si vuole che i vari files dello shape esportato siano contenuti in una cartella Scegliere il tipo di formato in uscita Scheda Creazione � Export feature with category only

Scheda Richiesto � Input: bacini_SOL Output: bacini_SOL Scheda Input � area Scheda Creazione � ESRI shapefile




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Alcuni risultati delle elaborazioni Azione 2: visualizzazione della mappa dei confini comunali della Provincia di Cuneo (d.vect )

Azione 10: estrazione dei confini comunali dei comuni dell’Unione SOL (v.extract o selezione da tabella )




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Azione 12: creazione del confine dei comuni dell’Unione SOL, con dissolvenza dei confini interni (v.dissolve )

Azione 13-14 e 16: confronto fra le mappe create (v.select ) (v.overlay ) (gestione colori e trasparenze )




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Esercitazioni in aula In un mapset chiamato "esercizio " partendo dai comuni della Provincia di Genova :

• realizzare una mappa con tutti i comuni che sono contenuti in tutto o in parte (anche minima) nel bacino del torrente Bisagno , colorarli in blu e visualizzare l'etichetta con i nomi di ciascun comune.

• Creare una mappa che contenga solamente i comuni che hanno una parte consistente di territorio contenuta nel bacino del Bisagno

• realizzare una mappa che contenga solo le parti dei comuni contenuti entro il bacino del Torrente Bisagno e colorarle di rosso

• realizzare una mappa dei comuni che non hanno nessuna parte contenuta nel bacino del torrente Bisagno e colorarli di verde

Attenzione! Le tabelle devono essere pulite e comprensibili I nomi delle mappe devono almeno dare un'idea del contenuto Non devono essere presenti mappe di prova o sbagliate

III_Altre operazioni con file vettoriali



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III_ ALTRE OPERAZIONI CON FILE VETTORIALI Istruzioni esercitazione Nella prima parte della lezione vengono nuovamente utilizzati i principali comandi, già spiegati nella lezione precedente, per lavorare con file vettoriali nuovi (apertura, visualizzazione, intersezione, gestione colori e gestione tabelle), con l’aggiunta di alcuni comandi per la gestione dei dati associati. Vengono fornite di seguito le spiegazioni puntuali relative alla prima parte, con le indicazioni su che comandi utilizzare per realizzare le varie azioni e su come usarli. Per ogni azione vengono indicati:




Nella seconda parte della lezione vi viene assegnato un esercizio da completare utilizzando i comandi spiegati (con qualche integrazione). Per questa esercitazione useremo come dati: i cinque livelli IFFI (Inventario dei fenomeni franosi in Italia)1

- aree_soggette_a_crolli_o_a_frane_superficiali_diffuse.shp - dati_frana.shp - deformazioni_gravitative_profonde_di_versante.shp - movimenti_franosi_a_prevalente_sviluppo_longitudinale.shp - perimetrazione_frana.shp

1 Il rapporto sulle frane in Italia, elaborato sulla base dei dati IFFI, è disponibile online al sito: http://www.isprambiente.gov.it/it/pubblicazioni/rapporti/Rapporto-sulle-frane-in-Italia




25

Passaggi e comandi per l’esercitazione Creare un nuovo mapset e collegarlo al precedente Azione Comando Specifiche Esempio

1 Creare un nuovo mapset

Aprendo Grass usare l’apposito pulsante “Crea mapset ” all’avvio Se Grass è già aperto: Menu: impostazioni ��GRASS ambiente di lavoro �� cambia mapset Comando: g.mapset Vedi Lezione 01_Iniziare con GRASS

Scheda Impostazioni � Scrivere il nome del mapset da creare Scheda Create� Spuntare “Crea un mapset se non ne esiste uno” NOTA:questo stesso comando serve anche solo per cambiare mapset (senza la spunta)

Creare il mapset “Frane ”

2

Collegare e vedere altri mapsets della stessa location

Menu: Impostazioni �� GRASS ambiente di lavoro �� accesso al mapset

Comando: g.mapsets

Permette lavorando dal Mapset A di vedere anche i contenuti del mapset B NOTA: NON è possibile lavorando da un mapset A modificare le mappe di un mapset B. NOTA: Da ogni mapset si vedono sempre di default le mappe del mapset PERMANET, ma non quelle degli altri mapset, a meno di specificarlo con questo comando

Chiedere di vedere dal mapset corrente (“Frane”) il mapset “confini”



Questo comando serve per visualizzare un file vettoriale già importato in GRASS. Dopo averlo eseguito la mappa scelta compare nella scheda "Layer" della finestra "Layer manager". Se nel map display non compare cliccare con il tasto destro sul nome della mappa e scegliere l'opzione "zoom alla mappa selezionata",

oppure cliccare sul pulsante

Scegliere dal menu a tendina la mappa vettoriale con il solo confine del bacino del Torrente Bisagno

Chi non avesse questa mappa, può rifarla partendo dal file dei confini dei bacini della Regione Liguria, usando il comando v.extract (Vedi Lezione 02_ PRIME OPERAZIONI CON FILE VETTORIALI)




26

Importare i file IFFI areali e tagliarli per l’area del bacino Azione Comando Specifiche Esempio

4 Importare una mappa vettoriale (formati comuni)


Comando: v.in.ogr (vedi Azione 1 lezione II)

Scheda Richiesto � Input: nome della mappa da importare Output: nome della mappa da creare Scheda Opzionale � Spuntare “Override dataset projection” NOTA: Questa spunta è necessaria perché gli shapefiles di partenza non hanno il file con estensione .prj con le informazioni sul sistema di coordinate del file. Se si dimentica, il programma darà ERROR: la proiezione del dataset non sembra corrispondere a quella della Location corrente. In generale utilizzare questa spunta SOLO se si è sicuri che il sistema di riferimento del vettore corrisponde a quello della Location.

Input: perimetrazione_frana.shp

Output: perim_frana

5 Tagliare un vettore sui confini di un altro

Menu: Vettore �� Overlay vettori �� Overlay vettori

Comando: v.overlay

Scheda Opzionale � feature type(A) � area feature type(B) � area Operator � AND Il vettoriale in uscita avrà una tabella che contiene gli attributi di entrambe le mappe (a_colonna; b_colonna)

input (A)� perim_frana

input (B) � bacino_Bisagno

output � perim_frana_Bisagno

6 Aggiustare colori e trasparenze

Clicco sul layer � tasto destro Proprietà � colori Clicco sul layer � tasto destro � cambia livello di opacità

Scegliere un colore per le frane (es. rosso)

Vedi immagini sotto




Tabella da aprire� perim_frana_Bisagno

Selezionare le colonne da eliminare � ad esempio a_cat, a_AREA, b_cat, b_Tot_deri, b_sup_Km

Rinomina colonna � ad esempio rinominare le colonne togliendo b_




27

Importare i file IFFI puntuali e tagliarli per l’ar ea del bacino Azione Comando Specifiche Esempio

8 Importare una mappa vettoriale (formati comuni)


Comando: v.in.ogr

Scheda Richiesto � Input: nome della mappa da importare Output: nome della mappa da creare Scheda Opzionale � Spuntare “Override dataset projection” NOTA: utilizzare questa spunta SOLO se si è sicuri che il sistema di riferimento del vettore corrisponde a quello della Location.

Input: dati_frana.shp

Output: dati_frana

9

Estrarre degli elementi di un vettore sulla base di un altro

Menu: Vettore �� Selezione feature �� Interroga con un altro vettoriale

Comando: v.select

Scheda Richiesto � Input A: nome della mappa da cui estrarre Input B: nome mappa su cui confrontare Output: nome della mappa da creare Scheda Selezione � Indicare Tipo di elemento A e B

Input A � dati_frana

Input B � bacino_Bisagno

output � dati_frana_Bisagno

Tipo di elemento A: point Tipo di elemento B: area

10 Aggiustare colori e simboli

Clicco sul layer � tasto destro Proprietà � Simboli Clicco sul layer � tasto destro Proprietà � colori

Scegliere un simbolo per le frane (es. stella verde)

Vedi immagini sotto




Tabella da aprire� perim_frana_Bisagno

Selezionare le colonne da eliminare � ad esempio a_cat, a_AREA, b_cat, b_Tot_deri, b_sup_Km

Rinomina colonna � ad esempio rinominare le colonne togliendo b_




28

Calcolare valori da inserire in tabella Azione Comando Specifiche Esempio

Icona: aprire la tabella dei dati del layer selezionato cliccando sull’icona

Scheda Gestione delle tabelle � Nome della colonna: scrivo il nome della

colonna che voglio creare � dalla tendina "tipo dei dati" scelgo il tipo di dati che conterrà la colonna � aggiungi (o ENTER)

Scheda Gestione delle tabelle � Nome della colonna: area Tipo dei dati: integer cliccare “aggiungi” (o ENTER)

8

Aggiungere una colonna alla tabella del percorso spezzato

In alternativa: Menu: Database �� connessione al

database vettoriale �� aggiungi colonna

Comando: v.db. addcol

Scheda Richiesto � Vector map for which to edit attribute table:

scegliere la mappa su sui lavorare Scrivere: nome_colonna1 tipo_dato1,nome_colonna2 tipo_dato2 Occhio agli spazi!


perim_frana_Bisagno Scrivere: area integer

9

Calcolare il valore dell’area e scriverlo nella colonna creata

Menu: Vettore � report e statistiche �� upload or report topology

Comando: v.to.db

Scheda Richiesto � Input: scegliere la mappa su sui lavorare Valore da aggiornare: � area Scheda Opzionale� Si indicano l’unità di misura e la colonna in cui si scriveranno i valori aggiornati

Scheda Richiesto � Input: perim_frana_Bisagno Valore da aggiornare: � area Scheda Opzionale� units � meters nome della colonna dell'attributo � area

Esercitazioni in aula (o a casa) Ripetere i comandi visti per tutti i file IFFI consegnati




29

Alcuni risultati delle elaborazioni Azioni 3-4-5-6: confronto fra le mappe create (d.vect ) (v.in.ogr ) (v.overlay ) (gestione colori e trasparenze )

Azioni 8-9-10: confronto fra le mappe create (v.in.ogr ) (v.select ) (gestione colori e simboli )

III_Elaborazioni da DTM



30

IV_ELABORAZIONI DA DTM E ANALISI GEOMORFOLOGICHE Istruzioni esercitazione Nella prima parte della lezione vengono mostrati e spiegati i principali comandi per lavorare con i DTM (Modelli Digitali del Terreno) (importazione, apertura, visualizzazione, interrogazione, unione, riclassificazione, intersezione, …) e realizzare analisi geomorfologiche di base (altimetria, pendenza ed esposizione). Nella seconda parte verranno invece presentate le operazioni principali per l’estrazione automatica di bacini, sottobacini e reticolo idrografico a partire dal Digital Terrain Model (DTM). Verranno inoltre introdotti alcuni comandi per gestire, analizzare ed elaborare i dati associati alle cartografie vettoriali realizzate. Vengono fornite di seguito le spiegazioni puntuali relative alla prima parte, con le indicazioni su che comandi utilizzare per realizzare le varie azioni e su come usarli. Per ogni azione vengono indicati:




Nella seconda parte della lezione vi viene assegnato un esercizio da completare utilizzando i comandi spiegati (con qualche integrazione). Per questa esercitazione useremo come dati:

- DTM 5m Regione Liguria, squadri area Bisagno (213121.asc e via dicendo) - Carte realizzate nelle esercitazioni precedenti

IV_Elaborazioni da DTM



31

Passaggi e comandi per l’esercitazione Creare un nuovo mapset, collegarlo al precedente ed impostare regione e risoluzione Azione Comando Specifiche Esempio

1 Creare un nuovo mapset

Aprendo Grass usare l’apposito pulsante “Crea mapset ” all’avvio Se Grass è già aperto: Menu: impostazioni ��GRASS

ambiente di lavoro �� cambia mapset

Comando: g.mapset Vedi Lezione 01_Iniziare con GRASS

Scheda Impostazioni � Scrivere il nome del mapset da creare Scheda Create� Spuntare “Crea un mapset se non ne esiste uno” NOTA:questo stesso comando serve anche solo per cambiare mapset (senza la spunta)

Creare il mapset “DTM”

2

Collegare e vedere altri mapsets della stessa location


Comando: g.mapsets

Permette lavorando dal Mapset A di vedere anche i contenuti del mapset B NOTA: NON è possibile lavorando da un mapset A modificare le mappe di un mapset B. NOTA: Da ogni mapset si vedono sempre di default le mappe del mapset PERMANET, ma non quelle degli altri mapset, a meno di specificarlo con questo comando

Chiedere di vedere dal mapset corrente (“DTM”) il mapset “esercizio”



Questo comando serve per visualizzare un file vettoriale già importato in GRASS. Dopo averlo eseguito la mappa scelta compare nella scheda "Layer" della finestra "Layer manager". Se nel map display non compare cliccare con il tasto destro sul nome della mappa e scegliere l'opzione "zoom alla mappa selezionata",

oppure cliccare sul pulsante

Scegliere dal menu a tendina la mappa vettoriale con il solo confine del bacino del Torrente Bisagno

Chi non avesse questa mappa, può rifarla partendo dal file dei confini dei bacini della Regione Liguria, usando il comando v.extract




32


4 Impostare la regione di lavoro e la risoluzione


Comando: g.region

Scheda Esistente � imposta la regione da questa mappa vettoriale (scegliere da tendina) Scheda Risoluzione � risoluzione 2D della griglia � inserire il numero corrispondente alla risoluzione desiderata

Scheda Esistente � imposta la regione da questa mappa vettoriale � bisagno Scheda Risoluzione � risoluzione 2D della griglia � 5 Si mette 5 in questo caso perché usiamo DTM a risoluzione 5m, cioè ogni pixel sulla mappa corrisponde ad un quadrato di 5x5 m

Importare e unire il DTM dell’area di studio Azione Comando Specifiche Esempio

5

Importare uno squadro DTM

Menu: file�� importa mappa raster �� importa ESRI ASCII grid

Comando: r.in.arc ATTENZIONE:il comando di importazione può variare a seconda del tipo di file a punti quotati. In ogni caso, tutti dovrebbero aprirsi anche con: Menu: file�� importa mappa raster �� formati comuni di importazione Comando: r.in.gdal NOTA: è più semplice utilizzare il comando r.in.gdal da console perché associa automaticamente l'estensione al tipo di file. Da menu invece bisogna impostare prima quale tipo di file si vuole aprire, ma nel caso dei DTM può non essere così semplice.

Scheda Richiesto � Input: cercare DTM che serve Output: scrivere nome della mappa ATTENZIONE: sempre un nome che inizi per lettera e senza spazi o trattini alti (solo _ )

Scheda Richiesto � Input: 213121.asc Output: dtm213121

5 bis

ripetere per tutti gli squadri che servono

Per ripetere il comando conviene lasciare aperta la finestra del comando e cambiare solo Input e Output OPPURE vedi sotto




33


Importare più squadri DTM

Menu: file�� importa mappa raster ��

formati comuni di importazione NOTA: Funziona solo se si conosce il tipo di file, poiché occorre indicarlo NOTA: se le mappe da importare iniziano con un numero, questo verrà sostituito con una x

Tipo di sorgente: cartella Sorgente: cercare la cartella con i DTM dal pulsante Naviga Formato: selezionare da tendina Estensione: scrivere l’estensione dei file DTM Opzione: Spuntare sovrascrivi la proiezione Spuntare le mappe da importare dalla lista

Tipo di sorgente: cartella Sorgente: cercare la cartella da Naviga Formato: Arc/Info ASCII Grid Estensione: asc Opzione: sovrascrivi la proiezione Spuntare tutte le mappe (esclusa quella importata prima)

6

NOTA: visualizzare tutte le mappe insieme può essere molto pesante, si consiglia di togliere la spunta “Aggiungi Layer importati nel layer tree” e poi usare il comando d.rast o l’icona apposita dal Layer Manager (Aggiungi Layer raster) per "accendere" solo quelle che servono NOTA: se le mappe importate non si visualizzano o appaiono “alternate” occorre rendere trasparenti le parti bianche: layer manager� seleziono mappa� tasto destro� Proprietà� Null-cells � Overlay (non null values only) [Posso impostarlo direttamente da: impostazioni � preferenze � impostazioni raster ]

PROMEMORIA: per visualizzare le mappe

Aggiungi Layer vettoriali

Permette di scegliere una mappa vettoriale da visualizzare e impostarne le proprietà (colore,

spessore linea di contorno, ecc.)

Aggiungi Layer raster

Permette di scegliere una mappa raster da visualizzare e impostarne le proprietà (valori delle

celle, trasparenza dei pixel vuoti, ecc.)

Aggiungi diversi Layer raster o vettoriali

Permette di scegliere più mappe vettoriali o raster, ma non permette di impostarne direttamente le

proprietà


7 Unire i DTM

Menu: raster �� sovrapponi raster �� unire raster Comando: r.patch Per utilizzare il comando non serve che le mappe da unire siano visualizzate

Scheda Richiesto � Input: selezionare i DTM che si vogliono unire Output: nome della mappa risultante (che inizi per lettera!)

Scheda Richiesto � Input: dtm213121@DTM,

dtm213121@DTM, dtm213121@DTM,

… Output: dtm_bisagno

8 Gestire i colori del DTM

Menu: raster �� gestisci colori �� tabella dei colori Comando: r.colors

Scheda Richiesto � Input: selezionare la mappa da modificare Colors � Tipo tavola colore � scelgo una tabella Cliccare � equalizzazione dell'istogramma

Scheda Richiesto � Input: dtm_bisagno Colors � Tipo tavola colori � elevation Cliccare � equalizzazione dell'istogramma




34


9 Individuare eventuali valori anomali

Menu: Raster �� report e statistiche �� metadata del raster Comando: r.info

Scheda Richiesto � Input: si sceglie il file su cui avere informazioni

Scheda Richiesto � Input: dtm_bisagno

10

Rendere nulli i valori anomali (solo se necessario)

Menu: raster �� sviluppa raster �� gestisci valori NULL Comando: r.null NOTA: questo comando modifica direttamente la mappa originale

Scheda Richiesto � Input: � scegliere file Scheda Modify� Elenco dei valori da impostare a NULL � si indica il valore da mandare a NULL NOTA: Si assegna il valore "NULL" ai punti il cui valore è chiaramente sbagliato o fuorviante

Scheda Richiesto � Input: dtm_bisagno Scheda Modify � Elenco dei valori da impostare a NULL � -9999 (nei DTM della Liguria al mare viene assegnato il valore -9999)

11

Interpolare le giunzioni tra le mappe DTM (solo se necessario)

Menu: raster �� interpolazione superfici �� riempi celle nulle Comando: r.fillnulls

Scheda Richiesto � Raster map in which to fill nulls � si sceglie il file Output raster map � nome alla nuova mappa

Scheda Richiesto � Raster map in which to fill nulls � dtm_bisagno Output raster map� dtm_bisagno_corr

Restringere l’area di elaborazione al solo bacino Azione Comando Specifiche Esempio

12 Trasformare il limite del bacino in raster

Menu: file �� conversione tipo di mappa�� vettore a raster Comando: v.to.rast

Scheda Richiesto � Input: selezionare la mappa Output: nome da dare alla nuova mappa raster Sorgente per i colori raster� val Scheda Selezione � Tipolo delle feature: Area

Scheda Richiesto � Input: bisagno Output: bisagno_rast Sorgente per i colori raster � val Scheda Selezione � Area

Alternativa 1: PROCEDIMENTO REVERSIBILE (crea una maschera che permette di visualizzare solo l’area di interesse)

13a Creare una "maschera"

Menu: raster �� mask Comando: r.mask NOTA: per ritornare all'estensione originaria eliminare (g.remove) o rinominare (g.rename) la maschera

Scheda Create � Mappa da usare come mask� mappa raster dell’area Se la mappa resta uguale aggiornare il "map

display" cliccando sul pulsante

Scheda Create � Mappa raster da usare come mask� bisagno_rast




35

Alternativa 2: PROCEDIMENTO DEFINITIVO (taglia la mappa sul confine desiderato)

13b

Ritagliare il DTM sul contorno del bacino

Menu: raster �� calcolatore per raster map algebra Comando: r.mapcalc Attenzione! se ci sono già nel mapset mappe con lo stesso nome, questo comando le sovrascrive SENZA CHIEDERE NIENTE

Nome per il nuovo raster da creare: scelgo un nome Expression � mappa DTM * mappa confine Le mappe possono essere selezionate da tendina

Nome per il nuovo raster da creare: dtm_bisagno_cut Expression � dtm_bisagno @DTM * bisagno_rast @DTM

Elaborazione della carta delle altimetrie Azione Comando Specifiche Esempio

14

Individuare le quote min e max dell'area in esame


Scheda Richiesto � Input: si sceglie la mappa su cui avere info Scheda Opzionale� stampa esclusivamente l'intervallo

Scheda Richiesto � Input : dtm_bisagno_cut Scheda Opzionale� stampa esclusivamente l'intervallo

Menu: Raster �� cambia i valori e le etichette delle categorie �� riclassifica Comando: r.reclass

Scheda Richiesto � Mappa raster da riclassificare � il DTM Nome del raster di output � si da un nome alla nuova mappa Scheda Opzionale� File contenente le regole di riclassificazione: scegliere con Naviga il file .txt con le regole oppure Inserisci interattivamente i valori � scrivere direttamente le regole Nomenclatura regole di riclassificazione :

x thru y=1 nomeclasse1 descrizione1 *=* nodata End

i valori soglia devono essere numeri interi

Scheda Richiesto � Mappa raster da riclassificare � dtm_bisagno_cut Nome del raster di output �altimetrie_300

Scheda Opzionale�

0 thru 300=1 0-300 300 thru 600=2 300-600 600 thru 1100=3 > 600 *=* nodata end

15

Riclassificare le altimetrie (carta delle altimetrie)

NOTA: conviene scrivere le regole di riclassificazione in un .txt in modo da poterle eventualmente modificare senza riscriverle




36

Estrazione curve di livello Azione Comando Specifiche Esempio

16 Estrazione curve di livello

Menu: Raster �� analisi terreno �� genera curve di livello Comando: r.contour

Scheda Richiesto � nome mappa raster in input � scelgo il DTM nome mappa vettoriale in output � nome Scheda Opzionale� Livello minimo delle isoipse � quota minima Livello massimo delle isoipse � quota massima Incremento fra le isoipse � equidistanza

Scheda Richiesto � mappa raster in input � dtm_bisagno_cut mappa vettoriale in output � curve_100

Scheda Opzionale� Livello minimo isoipse � 0 Livello massimo isoipse � 1100 Incremento fra le isoipse � 100

Elaborazione delle carte delle pendenze e delle esp osizioni Azione Comando Specifiche Esempio

17

Calcolare pendenza ed esposizione

Menu: raster �� analisi terreno �� pendenza ed esposizione Comando: r.slope.aspect

Scheda Richiesto � nome raster dell'elevazione � il DTM Output � Nome mappa raster della pendenza � Nome mappa raster delle esposizioni Impostazioni � formato di rappresentazione delle pendenze: scegliere NOTA: è possibile anche fare solo una delle due carte di pendenza (slope) ed esposizione (aspect) o farle in tempi diversi.

Scheda Richiesto � nome raster dell'elevazione � dtm_bisagno_cut Output � Nome mappa raster della pendenza

� pendenza Nome mappa raster delle

esposizioni � esposizioni Impostazioni � formato di rappresentazione delle pendenze: percent




37

Riclassificazione della carta delle pendenze Azione Comando Specifiche Esempio

18

Individuare le pendenze max e min dell'area in esame


Scheda Richiesto � Input: si sceglie la mappa su cui avere info Scheda Opzionale� stampa esclusivamente l'intervallo

Scheda Richiesto � Input : pendenze Scheda Opzionale� stampa esclusivamente l'intervallo

19 Riclassificare le pendenze


Scheda Richiesto � Mappa raster da riclassificare � si sceglie la mappa delle pendenze Nome del raster di output � nome Scheda Opzionale� File contenente le regole di riclassificazione: scegliere con Naviga il file .txt con le regole oppure Inserisci interattivamente i valori � scrivere direttamente le regole Vedi nomenclatura regole di riclassificazione

Scheda Richiesto � Mappa raster da riclassificare � pendenze Nome del raster di output �pendenze_reclass Scheda Opzionale� 0 thru 3=1 < 3 3 thru 6=2 da 3 a 6 6 thru 10=3 da 6 a 10 10 thru 20=4 da 10 a 3ì20 20 thru 30=5 da 20 a 30 30 thru 2000=6 magg. di 30 *=* nodata end




38

Riclassificazione della carta di esposizione dei ve rsanti Le esposizioni in GRASS vengono calcolate associando ad est il valore 0° e proseguendo in senso antior ario, fino a tornare ad Est con 360°. Per convenzione, le esposizioni vengono espresse secondo "spicchi" di ampiezza pari a 45°. Quindi in G RASS su un angolo giro di 360° con origine in Est, lo "spicchio" Est avrà ampiezza da -22,5° a 22 ,5°, ecc. Il valore 0 viene assegnato alle aree con pendenza 0 e quindi esposizione nulla. Tramite il comando r.reclass , si assegna una classe, corrispondente ad un'esposizione a ciascun gruppo di valori. Tale comando, tuttavia, funziona solo assegnando come soglia valori interi, ma se si approssimano le classi a numeri interi tutti i valori compresi tra l'estremo superiore di una classe e quello inferiore di quella successiva restano non assegnati, o vengono attribuiti erroneamente. Per ridurre quest errore è conveniente moltiplicare per 100 tutta la mappa delle esposizioni ed eseguire la riclassificazione sulla mappa risultante (ovviamente moltiplicando per 100 anche i valori soglia di riclassificazione). In questo modo la percentuale dei punti esclusi o attribuiti alla classe sbagliata si riduce a 1/100 e, alla scala di lavoro utilizzata, si può considerare trascurabile. Alternativa 1: PROCEDIMENTO che prosegue dalle cart e fatte fino ad ora Azione Comando Opzioni Esempio

20

Moltiplicare per 100 il valore delle esposizioni

Menu: raster �� calcolatore per raster mapalgebra Comando: r.mapcalc

Nome per il nuovo raster da creare: nome Espressione � mappa_esposizioni * 100 La mappa può essere selezionata da tendina

Nome per il nuovo raster da creare: espo_100 Espressione � esposizioni@DTM * 100

21

Riclassificare la mappa delle esposizioni moltiplicate


Scheda Richiesto � Mappa raster da riclassificare � mappa esposizioni Nome del raster di output � nome Scheda Opzionale� File contenente le regole di riclassificazione: scegliere con Naviga il file .txt con le regole oppure Inserisci interattivamente i valori � scrivere direttamente le regole Nomenclatura regole di riclassificazione :

0=0 nomeclasse0 descrizione0 x thru y=1 nomeclasse1 descrizione1 ….. *=* nodata End

Scheda Richiesto � Mappa raster da riclassificare � espo_100 Nome del raster di output �espo_reclass Scheda Opzionale� 0=0 esposizione nulla 1 thru 2250=1 est 2250 thru 6750=2 nord est 6750 thru 11250=3 nord 11250 thru 15750=4 nord ovest 15750 thru 20250=5 ovest 20250 thru 24750=6 sud ovest 24750 thru 29250=7 sud 29250 thru 33750=8 sud est 33750 thru 36000=1 est *=* nodata end

NOTA: la classe 0 indica le aree senza esposizione in quanto non hanno pendenza. Può essere utile attribuire il valore 0 alle aree con pendenza bassa




39

Azione Comando Opzioni Esempio

22

Descrizione della distribuzione dei dati di un raster

Menu: raster �� report e statistiche �� somma aree di raster Comando: r.report NOTA: il report può essere salvato in txt ciccando sul bottone “Salva output” NOTA: questo comando può essere applicato a più mappe raster per ottenere informazioni incrociate (vedi lezione V)

Scheda Richiesto � Input: selezionare una o più mappe raster di

cui si vogliono analizzare i dati Scheda Opzionale � scegliere opzioni secondo necessità (NB alcune si escludono a vicenda) es. Filter out no data cells: toglie valori nulli; Units Scegliere sempre almeno un’opzione fra km, cell counts, % cover

Scheda Richiesto � Input: espo_reclass Scheda Opzionale � Filter out no data cells Units: kilometers, cell counts, percent cover

23

Isolare le aree pianeggianti dalla mappa delle pendenze

Menu: Raster �� cambia i valori e le etichette delle categorie �� riclassifica Comando: r.reclass Creo una mappa assegnando il valore 0 alle aree con pendenza < 3% e 1 a tutte le rimanenti aree

Scheda Richiesto � Mappa raster da riclassificare � si sceglie la mappa delle pendenze già riclassificata Nome del raster di output � nome Scheda Opzionale� File contenente le regole di riclassificazione: scegliere con Naviga il file .txt con le regole oppure Inserisci interattivamente i valori � scrivere direttamente le regole

Scheda Richiesto � Mappa raster da riclassificare � pendenza_reclass Nome del raster di output �pianura Scheda Opzionale 1=0 pianura 2 trhu 6=1 pendio *=* nodata end

24

Creare una mappa esposizione dei versanti con aree pianeggianti quando pendenza < 3%


Nome per il nuovo raster da creare: nome Espressione � mappa_esposizioni * mappa_pianura NOTA: nel passaggio precedente è stato assegnato il valore 0 alle aree pianeggianti (pendenza >3%). Moltiplicando le due mappe, le aree pianeggianti avranno valore 0, mentre le altre conserveranno la classe di esposizione

Nome per il nuovo raster da creare: espo_def Espressione � espo_reclass@DTM * pianura@DTM




40

Alternativa 2: PROCEDIMENTO più rapido ma a partire da nuova mappe di esposizione Azione Comando Opzioni Esempio

20bis

Calcolare una nuova carta dell’esposizione direttamente con area pianeggiante con pendenza a scelta (<3%)

Menu: raster �� analisi terreno �� pendenza ed esposizione Comando: r.slope.aspect

Scheda Richiesto � nome raster dell'elevazione � il DTM Output � Nome mappa della pendenza � Nome mappa delle esposizioni Impostazioni � formato di rappresentazione delle pendenze: scegliere � minimum slope val. (in %) for which aspect

is computed: indicare la pendenza % minima per cui si vuole che venga calcolata l’esposizione (es. lo stesso valore della I classe delle pendenze)

NOTA: La carta nuova carta che viene creata per le pendenze è uguale a quella già fatta e può essere ignorata.

Scheda Richiesto � nome raster dell'elevazione � dtm_bisagno_cut Output � Nome mappa della pendenza �

pendenza_da_ignorare � Nome mappa delle esposizioni �

espo_con_piana Impostazioni � formato di rappresentazione delle pendenze: percent minimum slope val. (in percent) for which aspect is computed: 3 NOTA: 3 è nel nostro caso la soglia che abbiamo usato per definire la classe pianeggiante nella carta delle pendenze

21bis

Moltiplicare per 100 il valore delle esposizioni


Nome per il nuovo raster da creare: nome Espressione � mappaesposizioni * 100

Nome per il nuovo raster da creare: espo_con_piana _100 Espressione � espo_con_piana @raster * 100

22bis

Riclassificare la mappa delle esposizioni moltiplicate


Scheda Richiesto � Mappa raster da riclassificare � si sceglie la mappa delle esposizioni (moltiplicata per 100) Nome del raster di output � si da un nome alla nuova mappa Scheda Opzionale� File contenente le regole di riclassificazione: scegliere con Naviga il file .txt con le regole oppure Inserisci interattivamente i valori � scrivere direttamente le regole

Scheda Richiesto � Mappa raster da riclassificare � espo_con_piana _100 Nome del raster di output �espo_con_piana_def Scheda Opzionale� vedi regole passaggio n.21




41

Gestione colori e visualizzazione 3D Azione Comando Specifiche Esempio

25 Gestire i colori dei raster riclassificati

Menu: Raster �� gestisci colori �� regole dei colori

Scheda Richiesto � Seleziona raster � si sceglie la mappa cui si

vuole assegnare i colori Aggiungere tante classi quante ne ha il raster scelto e poi scegliere il colore per ognuna Spunta: rimpiazza la tavola dei colori esistenti NOTA: è possibile salvare le regole dei colori e poi usarle da tavola dei colori

26 Visualizzazione 3D Comando: nviz

Scheda Raster� Name of raster map for elevation � si mette il DTM o il file di punti quotati Name of raster map for Color � mappa che si vuole visualizzare riportata in 3D

Name of raster map for elevation � dtm_bisagno_cut Name of raster map for Color � pendenza_reclass




42

Alcuni risultati delle elaborazioni Azione 5-6: importazione e visualizzazione di DTM (r.in.arc o r.in.gdal e d.rast )

Azione 7: unione dei DTM (r.patch) e limite vettoriale del bacino del Torrente Bisagno




43

Azione 12: trasformare il limite del bacino in raster (v.to.rast)

Azione 13b: Ritagliare il DTM sul contorno del bacino (r.mapcalc)




44

Azione 15 e 16: altimetrie e curve di livello (r.contour)

Azione 17: elaborazione delle carte delle pendenze e delle esposizione dei versanti (r.slope.aspect)

Azione 26: visualizzazione 3D (nviz)




45

Esercitazioni per casa Tema Individuare le aree adatte alla coltivazione delle patate Quarantine nella Val Bisagno tenendo conto che:

• crescono prevalentemente a quote comprese tra 300 e 600 m. Possono arrivare fino a 800 m ma la qualità è più bassa.

• il tipo di coltivazione richiede una pendenza dei versanti < 50% • per la coltivazione non possono essere utilizzate le aree a nord e nord-est

Dati

• squadri del DTM con risoluzione 5 m dell'area (importare con r.in.arc ) • confini dei bacini idrografici della Liguria in formato vettoriale

Si consiglia di creare un Mapset solo per l’esercitazione Elaborati minimi

• carta tematica delle aree adatte alla coltivazione della patata quarantina, evidenziando quelle di "prima qualità" e quelle di "seconda qualità"

• esportare la carta precedente in formato .shp Elaborati opzionali

• tabella che riporti l'estensione delle aree coltivabili in totale e per fascia altimetrica

V_Estrazione e analisi bacini e reticolo idrografico



46

V_ESTRAZIONE E ANALISI BACINI E RETICOLO IDROGRAFIC O Obiettivi ed istruzioni per l’esercitazione In questa esercitazione verranno presentate le operazioni principali per l’estrazione automatica di bacini, sottobacini e reticolo idrografico a partire dal Digital Terrain Model (DTM). Verranno inoltre introdotti alcuni comandi per gestire, analizzare ed elaborare i dati associati alle cartografie vettoriali realizzate (vengono fornite le descrizioni dei comandi con alcune applicazioni esemplificative, ma ovviamente gli stessi comandi e gli stessi procedimenti di analisi possono essere applicati anche per realizzare analisi differenti e anche su altre mappe, già realizzate o ancora da realizzare, non esplicitamente considerate in questi esempi). Vengono fornite di seguito le spiegazioni puntuali e le indicazioni su che comandi utilizzare per realizzare le varie azioni e su come usarli. Per ogni azione vengono indicati:




Per questa esercitazione useremo come dati:

- CR25000 - Idrografia Regione Liguria - carte realizzate nelle esercitazioni precedenti

IV_Estrazione e analisi bacini e reticolo idrografico



47

Individuazione di sottobacini e reticolo idrografic o Azione Comando Opzioni Esempio

1 Impostare il mapset

Aprendo GRASS scegliere il mapset desiderato dalla schermata di avvio Se si è già in GRASS Menu: impostazioni ��GRASS

ambiente di lavoro �� cambia mapset

Comando: g.mapset

Aprire il mapset “DTM”

Menu: Raster �� modellazione idrologica �� analisi dei bacini idrografici

Comando: r.watershed

Scheda Richiesto � Input: elevation on which the entire analysis is based: selezionare il DTM Scheda Opzioni Input � input value: "Input value: minimum size of

exterior watershed basin": indicare estensione min dei sottobacini (unità mappa)

NOTA: Se viene poco dettagliata si possono dare valori di soglia minori (o viceversa)

Scheda Opzioni Output � scrivere i nomi delle mappe da creare, es: Output map: unique label for each watershed

basin: (mappa dei sotto-bacini) Output map: number of cells that drain

through each cell: (mappa accumulazione)

Scheda Richiesto � Input map: elevation on which the

entire analysis is based : dtm_bisagno_cut

Scheda Opzioni Input � input value: "Input value: minimum

size of exterior watershed basin" :50000

Scheda Output options � Output map: unique label for each

watershed basin : sottobacini_50 Output map: number of cells that

drain through each cell: accumulazione_50

2 Estrapolare i sottobacini

Ripetere questo passaggio per creare mappe dei sottobacini con soglie di 25000 e 100000 (vedi esercitazione per casa)

Menu: raster �� calcolatore per raster mapalgebra

Comando: r.mapcalc Si affina la mappa dell’accumulazione

Nome per il nuovo raster da creare: scelgo un nome Expression � log(abs(nome_mappa_accumulazione)+1)

Creo la mappa log_accumulazione_50 log(abs(accumulazione_50)+1)

3 Estrarre il reticolo idrografico


Comando: r.mapcalc Si estrae il reticolo idrografico

if(nome_mappa_log_accumulazione>6) Con questa formula, se la mappa log_accumulazione ha valore >6 assegno valore 1, altrimenti valore 0

Creo la mappa fiumi_da_DTM_6 if(log_accumulazione>6) Se viene poco dettagliata si possono dare valori di soglia < 6 o viceversa




48


4 Assottigliare i fiumi ricavati

Menu: Raster �� caratteristiche di trasformazione �� sottile

Comando: r.thin

Scheda Richiesto � Nome del raster in input: mappa raster del

reticolo idrografico Nome del raster di output: scrivere il nome

della mappa che si vuole creare

Scheda Richiesto � Input: fiumi_da_DTM_6 Output”: fiumi_thin_6

5

Creare la mappa vettoriale dei fiumi

Menu: File �� Conversione tipo mappa �� raster a vettore

Comando: r.to.vect

Scheda Richiesto � Nome del raster in input: mappa raster del

reticolo idrografico assottigliato Nome del vettoriale in output: scrivere il nome

della mappa vettoriale che si vuole creare Tipo di elemento: line

Scheda Richiesto � Input: fiumi_thin_6 Output: fiumi_vect_6 Tipo di elemento: line

6

Creare la mappa vettoriale dei sottobacini

Menu: File �� Conversione tipo mappa �� raster a vettore

Comando: r.to.vect

Scheda Richiesto � Nome del raster in input: si mette il nome

della mappa raster dei sottobacini Nome del vettoriale in output: scrivere il nome della mappa vettoriale che si vuole creare Tipo di elemento: area

Scheda Richiesto � Input: sottobacini_50 Output: sottobacini_50_vect Tipo di elemento: area

7 Aggiustare i colori

Clicco sul layer desiderato � tasto destro Proprietà � colori Clicco sul layer � tasto destro � cambia livello di opacità

Clicco sul layer desiderato � tasto destro Proprietà � colori Cliccare su Random colors according to category number

Colorare ogni sottobacino di un colore casuale e impostare la trasparenza in modo da poterlo confrontare con le altre mappe create (es. DTM)




49

Analisi e pulizia dei dati vettoriali Azione Comando Opzioni Esempio

8

Ripulire una mappa vettoriale (es. rimuovere piccole aree)

Menu: vettore � gestione topologia �� aggiusta vettore Comando: v.clean NOTA: L'interfaccia del comando da menu e da console sono leggermente diversi, ma fanno le stesse cose

Scheda Richiesto � Nome della mappa vettoriale in input:

mappa da ripulire Vettoriale in output: nome che si vuole dare

alla mappa pulita Cleaning tool: spuntare gli strumenti che si

vogliono usare Scheda Opzionale � spuntare il tipo di oggetti da correggere [multiplo] treshold: si indicano le soglie

ovvero i valori massimi per cui fare l'operazione di pulizia (unità mappa)

In questo caso eliminare le piccole aree al confine tra alcuni sottobacini


sottobacini_50_vect Vettoriale in output:

sottobacini50__clean Cleaning tool: remove small areas Scheda Opzionale � spuntare il tipo di oggetti da correggere:

area [multiplo] treshold: 101 Mettere come treshold 101 significa che vengono eliminate tutte le aree < 101 m2

ATTENZIONE: La mappa creata a livello grafico è corretta, ma nella tabella restano i dati associati agli elementi modificati o eliminati. Un trucco per riallineare gli oggetti sulla mappa con le rispettive linee in tabella è quello di esportare e reimpostare la mappa vettoriale

9 Esportare la mappa vettoriale pulita

Menu: file � esporta mappa vettoriale �� formati comuni di esportazione Comando: v.out.ogr A meno di specificare il percorso di salvataggio le mappe esportate sono salvate automaticamente nella cartella dove è installato GRASS


mappa da esportare OGR output datasource name: nome da

dare alla cartella in cui salvare i file Scheda Creazione � OGR layer name: nome dei vari file

dentro alla cartella (se non si mette si chiameranno come il livello esportato)

Scheda Input � spuntare il tipo di oggetti da esportare Scheda Opzionale � si spunta la casella Export features with category (labelled) Only

Scheda Richiesto � Input: sottobacini_clean Output: sottobacini_clean Scheda Input � area Scheda Opzionale � si spunta la casella Export features with category (labelled) Only




50


10 Re-importare la mappa

Menu: File � importa mappa vettore �� formati comuni di importazione

Comando: v.in.ogr

Scheda Richiesto � Input: nome della mappa da importare Output: nome della mappa da creare Essendo shape va importato il file .shp

Scheda Richiesto � Input: sottobacini.shp Output: sottobacini_def

Confronto mappe vettoriali con Carte Regionali (CR) raster Azione Comando Opzioni Esempio

11 Creare un mapset nuovo

Se si deve ancora avviare grass si usa il pulsante crea mapset Se si è già in un altro mapset Comando: g.mapset Si crea un mapset nuovo così si può impostare la risoluzione al valore che conviene, senza il rischio di modificare altre mappe raster già presenti

Scheda Impostazioni � � name of mapset where to switch � scrivo il nome del mapset da creare Scheda Create � � si seleziona il quadratino "create mapset if it doesn't exist”

Creare il mapset “CR_25000”

12 Collegare agli altri mapsets


Comando: g.mapsets

Permette lavorando dal Mapset A di vedere anche i contenuti del mapset B

Chiedere di vedere dal mapset corrente (“CR_25000”) i mapset “DTM” e “confini”

13 Impostare la regione di lavoro


Comando: g.region

Scheda Esistente � imposta la regione da questa mappa vettoriale (scegliere da tendina) In questo caso non serve impostare la risoluzione perché è di default a 1m, che è la risoluzione corretta per la CR

imposta la regione dalla mappa vettoriale � Bisagno




51


14 Importare le CR

Menu: file�� importa mappa raster �� formati comuni di importazione Comando: r.in.gdal NOTA: Questo è uno dei pochi comandi in cui le schermate sono diverse per il comando da menu o da console. Da console associa automaticamente l'estensione al tipo di file. Da menu se si usa la prima schermata bisogna invece impostare quale tipo di file si vuole aprire, però permette di importare una cartella invece che singoli file (consigliato in caso di file numerosi di cui si conosce il tipo ). Sempre da menu se si vuole avere la stessa schermata del comando da console, andare su Finestra del comando

Se si sta usando il comando da Menu: Tipo di sorgente � selezionare il tipo di

sorgente in base ai file che si vogliono importare (se solo uno o pochi scegliere file singolo, se sono molti meglio cartella)

Nome sorgente � selezionare il file (o la cartella) desiderato

Se si sta usando da console r.in.gdal Scheda Richiesto � Input: cercare CR che serve Output: nome che inizi per lettera (ripetere per tutti gli squadri che servono) NOTA: se le mappe importate non si visualizzano o appaiono alternate: layer manager� seleziono mappa� tasto destro� Proprietà� Null-cells � Overlay (non null values only)

Se si sta usando il comando da Menu Tipo di sorgente � Cartella Nome sorgente � CR25000 Se si sta usando da console r.in.gdal Scheda Richiesto � Input: 213_2 Output: CR_213_2 (ripetere per tutti gli squadri che servono) ATTENZIONE: sempre un nome che inizi per lettera e senza spazi o trattini alti (solo _ )

15

Rendere trasparenti i bordi (solo se necessario, es bordi)

Menu: raster �� sviluppa raster �� gestisci valori NULL Comando: r.null NOTA: questo comando modifica direttamente la mappa originale

Scheda Richiesto � Input: scegliere nome della mappa Scheda Modify� Elenco dei valori da impostare a NULL � si indica il valore da mandare a NULL NOTA: Si assegna il valore "NULL" al valore che hanno I punti del bordo

Scheda Richiesto � Input: CR_213_2 Scheda Modify � Elenco dei valori da impostare a NULL � 0 (nelle CR Liguri i bordi hanno valore 0)

16 Aprire mappe vettoriali


Scegliere dal menu a tendina � sottobacini_def � fiumi_vect




52

Alcuni risultati delle elaborazioni Azione 2: estrapolazione dei sottobacini (r.watershed) del Torrente Bisogno (mappa sottobacini_50)

Azione 3: mappa di accumulazione (r.watershed) del Torrente Bisagno (mappa accumulazione_50)




53

Azione 3: estrazione del reticolo idrografico (operazioni con r.mapcalc) del Torrente Bisogno: a sinistra assottigliamento della mappa dell’accumulazione (mappa log_accumulazione_50), a destra mappa raster del reticolo idrografico potenziale (mappa fiumi_da_DTM_6)

Azione 4: Assottigliamento del reticolo idrografico potenziale ricavato da DTM (r.thin ) (mappa raster fiumi_thin_6)




54

Azione 5: Conversione della mappa raster del reticolo idrografico potenziale assottigliato in una mappa vettoriale (r.to.vect ) (mappa vettoriale fiumi_vect_6)

Azione 6 e 7: Conversione della mappa raster dei sottobacini in una mappa vettoriale (r.to.vect ) (mappa

sottobacini_50_vect) e colorazione random




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Azione 8: pulizia della mappa vettoriale dei sottobacini, rimuovendo aree al di sotto di una soglia (v.clean )

Azione 14-16: confronto dei corsi d'acqua ricavati con la cartografia tecnica regionale

VI_Analisi dei dati di mappe raster e vettoriali



56

VI_ANALISI DEI DATI DI MAPPE RASTER E VETTORIALI E INCROCIATE

Obiettivi ed istruzioni per l’esercitazione

In questa esercitazione verranno presentati ulteriori comandi per effettuare l’analisi dei dati delle cartografie precedentemente realizzate. In particolare verranno descritti alcuni dei comandi che permettono non solo di analizzare i dati relativi a mappe raster e/o a mappe vettoriali, ma anche di analizzare in modo incrociato i dati associati a file vettoriali e file raster. Come nelle altre esercitazioni, ovviamente, gli stessi comandi e gli stessi procedimenti possono essere applicati anche per realizzare analisi differenti e anche su altre mappe, già realizzate o ancora da realizzare, non esplicitamente considerate in questi esempi. Vengono fornite di seguito le spiegazioni puntuali e le indicazioni su che comandi utilizzare per realizzare le varie azioni e su come usarli. Per ogni azione vengono indicati:





- carte realizzate nelle esercitazioni precedenti - file vettoriale prova strada (o un tratto qualsiasi di file vettoriale di una strada)




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Passaggi e comandi per l’esercitazione Analisi dei dati di mappe raster Azione Comando Opzioni Esempio

1. Impostare il mapset corrente

Aprendo Grass scegliere il mapset desiderato dalla schermata di avvio. Se si è già in GRAS in un altro mapset: Menu: impostazioni ��GRASS ambiente

di lavoro �� cambia mapset Comando: g.mapset

scegliere il mapset “DTM”

2. Aprire mappa raster

Menu: Comando: d.rast

Questo comando serve per visualizzare un file raster già presente in grass.

Aprire dtm_bisagno_cut


Scheda Richiesto � nome della mappa raster in input � si sceglie il file Scheda Opzionale� selezionare le opzioni a seconda delle

necessità

Scheda Richiesto � nome della mappa raster in input � dtm_bisagno_cut Scheda Opzionale� stampa esclusivamente l'intervallo

3. Informazioni base sui dati di un raster

Questo comando è già stato eseguito (ad.es. per ottenere le quote min e max per decidere le regole di riclassificazione delle altimetrie)

Menu: raster �� report e statistiche �� somma aree di raster Comando: r.report NOTA: il report può essere salvato in txt ciccando sul bottone “Salva output” NOTA: questo comando può essere applicato a più mappe raster contemporaneamente per ottenere informazioni incrociate (vedi sotto)

Scheda Richiesto � Input: selezionare una mappa raster di cui

si vogliono analizzare i dati Scheda Opzionale � scegliere opzioni secondo necessità (NB alcune si escludono a vicenda) es. Filter out no data cells: toglie valori

nulli; Read fp map as integer: riporta i

risultati per valori interi invece che per classi;

Number of fp subranges: permette di scegliere il numero di classi

Scegliere sempre almeno un’opzione fra Units (km, cell counts, % cover, )

Scheda Richiesto � Input: dtm_bisagno_cut Scheda Opzionale � Filter out no data cells Number of fp subranges: 10 Units: kilometers, cell counts, percent cover NOTA: con raster con molti valori o valori non riclassificati, come ad esempio il DTM, è molto utile scegliere il numero di classi da usare per il report

4.

Descrizione della distribuzione dei dati di un raster

Anche questo comando è già stato eseguito




58


5.

Calcolo di statistiche generali sui dati di un raster

Menu: raster �� report e statistiche �� statistiche generali Comando: r.stats

Scheda Richiesto � Input: selezionare la mappa raster che

interessa Scheda Stampa � selezionare le azioni che interessano Scheda Opzionale �

selezionare le opzioni utili a seconda delle necessità (vedi r.report)

Scheda Richiesto � Input: dtm_bisagno_cut Scheda Stampa � Print averaged values instead of intervals Print area totals Scheda Opzionale � Number of fp subranges: 5

6.

Calcolo di statistiche univariate sui dati di un raster

Menu: raster �� report e statistiche �� statistiche univariate raster Comando: r.univar

Scheda Richiesto � Input: selezionare la mappa raster che

interessa Scheda Opzionale � calcolate extended statistics

Scheda Richiesto � Input: dtm_bisagno_cut Scheda Opzionale � calcolate extended statistics

7.

Realizzazione di un istogramma di un raster

Menu: �� crea istogramma di

immagini o file raster ��

Scheda Richiesto � Raster map for which histogram will be

displayed: selezionare la mappa raster Scheda Opzionale � Indicate if a pie or bar chart is desired:

scegliere se istogramma o torta

Scheda Richiesto � Raster map for which histogram will be

displayed: dtm_bisagno_cut Scheda Opzionale � Indicate if a pie or bar chart is desired: bar

8.

Descrizione della distribuzione dei dati di un raster riclassificato

Menu: raster �� report e statistiche �� somma aree di raster Comando: r.report

Scheda Richiesto � Input: selezionare una mappa raster

riclassificata di cui si vogliono analizzare i dati

Scheda Opzionale � Selezionare le opzioni a seconda delle

necessità Scegliere sempre almeno un’opzione fra Units NOTA: con raster con pochi valori o riclassificati non è necessario indicare il numero di classi da usare per il report

Scheda Richiesto � Input: esposizioni_rec Scheda Opzionale � Filter out no data cells Units: kilometers, cell counts, percent cover




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9.

Descrizione della distribuzione incrociata dei dati di due raster (uno classificato e uno no)

Menu: raster �� report e statistiche �� somma aree di raster Comando: r.report NOTA: questo comando può essere applicato a più di due mappe raster contemporaneamente per ottenere informazioni incrociate, senza creare la mappa incrociata (che si può fare con r.cross)

Scheda Richiesto � Input: selezionare le mappe raster per

cui analizzare i dati Scheda Opzionale � selezionare le opzioni a seconda delle

necessità es. Number of fp subranges: scegliere il

numero di classi per il report. Scegliere sempre almeno un’opzione fra Units

Scheda Richiesto � Input: sottobacini, dtm_bisagno_cut Scheda Opzionale � Filter out no data cells Number of fp subranges: 10 Units: kilometers, cell counts, percent cover

10.

Descrizione della distribuzione incrociata dei dati di due raster (entrambi classificati)

Menu: raster �� report e statistiche �� somma aree di raster Comando: r.report

Scheda Richiesto � Input: selezionare le mappe raster di cui

si vogliono analizzare i dati Scheda Opzionale � selezionare le opzioni a seconda delle

necessità es. Filter out no data cells: toglie valori nulli; Scegliere sempre almeno un’opzione fra Units (km, cell counts, % cover, …) NOTA: con raster riclassificati non è necessario indicare il numero di classi

Scheda Richiesto � Nome delle mappe raster in input:

esposizioni, altimetrie_3classi Scheda Opzionale � Filter out no data cells Units: kilometers, cell counts, percent cover

Queste stesse analisi ed i relativi grafici (vedi sotto) possono essere realizzati anche per altre mappe. In particolare per una descrizione completa degli aspetti geomorfologici del territorio è utile considerare almeno le mappe di altimetria, pendenze ed esposizioni,




60

Esportazione dei dati derivanti da analisi di mappe raster in fogli di calcolo e realizzazione di elab orazioni e grafici Per poter realizzare analisi e grafici sui dati e sui valori statistici calcolati da GRASS relativamente a mappe raster, può essere utile esportare i risultati ottenuti in un foglio di calcolo. NOTA: Di seguito si riporta la procedura utilizzando il programma OpenOffice. Con programmi diversi o diverse versioni, la procedura potrebbe essere un poco diversa. Abbiamo visto che è possibile salvare i risultati calcolati da GRASS in un file .txt, cliccando sul bottone “Salva output”. Aprire il file .txt. che interessa e copiare i dati avendo cura di evidenziarli dal primo delimitatore ( | ) prima della prima colonna, fino all’ultimo delimitatore dell’ultima colonna. A questo punto fare copia (CTRL-C), spostarsi sul file .xls e fare incolla (CTRL-V) ed eventualmente seguire la procedura guidata di importazione. Se si usa Open Office (LibreOfficeCalc) appare ad esempio una finestra “importazione testo” in cui occorre specificare come si vuole che siano importati i dati. Nel nostro caso occorre mettere in “Separator options ” l’opzione “Other ” e il simbolo “ | ”. I dati importati in questo modo hanno formato testo, occorre quindi effettuare qualche passaggio per trasformarli in formato numerico e poter così realizzare operazioni e grafici. Come primo passaggio occorre eliminare lo spazio prima di ogni numero e sostituire i “.” con “,” come separatore decimale: entrambe le operazioni (ma una per volta) possono essere effettuate in automatico evidenziando la colonna ed usando il comando Edit �� Find and Replace . Come ultimo passaggio occorre copiare la colonna dei dati così modificata ed incollarla in una colonna nuova usando il comando Incolla da icona

( ) e scegliendo l’opzione Testo non formattato. A questo punto i dati sono numerici (in caso di problemi verificare che il formato della cella sia numerico, generalmente i numeri vengono allineati a dx mentre i testi a sx) e possono essere utilizzati per le elaborazioni.

1 2 3 4 I passaggi principali per l’importazione e l’elaborazione dei dati in .xls: esempio delle fasce altimetriche.

1. Evidenziare e copiare i dati del .txt; 2. Incollare i dati in .xls con la schermata “Importazione testo”; 3. Trasformare i dati in numeri; 4. Trasformare i dati in formato numerico e realizzare il grafico.




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Passare dati da raster a raster- Es. carta della qu ota media dei sottobacini (creazione di mappe raster derivate, con valori statistici calcolati su altre mappe raster) Azione Comando Opzioni Esempio

11.Impostare il mapset corrente

Aprendo Grass scegliere il mapset desiderato dalla schermata di avvio. Se si è già in Grass e si è in un altro mapset: Menu: impostazioni ��GRASS ambiente

di lavoro �� cambia mapset Comando: g.mapset

Accertarsi di essere nel mapset “DTM”

12. Aprire mappa raster

Menu: Comando: d.rast

Questo comando serve per visualizzare un file raster già presente in grass.

Scegliere dal menu a tendina � dtm_bisagno_cut Ripetere per � sottobacini_50

13.

Trasformare il DTM in una mappa con solo valori interi


Comando: r.mapcalc

Nome per il nuovo raster da creare: scelgo un nome Expression � int(nome_mappa) Questa formula crea una nuova mappa in cui al valore di ogni pixel della mappa di partenza viene sostituito l’equivalente valore intero (elimina i decimali)

Nome per il nuovo mappa da creare: DTM_int Espressione � int(dtm_bisagno_cut @DTM)

14.

Realizzazione della mappa della quota media per ogni sottobacino

Menu: Raster �� sovrapponi raster �� statistical overlay Comando: r.statistics

Scheda Richiesto � Nome del raster base: nome della mappa

con elementi areali Nome del raster cover:� nome della mappa raster su cui calcolare la statistica Method of object-based statistic�: si sceglie

un’elaborazione statistica dal menu a tendina

Scheda Opzionale � Resultant raster map: �nome della mappa

di output

Scheda Richiesto � Nome del raster base: sottobacini_50 Nome del raster cover:� �DTM_int Method of object-based statistic�: average Scheda Opzionale � Resultant raster map: �media_sottobacini Calcola la quota media partendo dal DTM per ogni sottobacino e crea una nuova mappa raster in cui ad ogni sottobacino è associato tale valore.




62

Passare dati da raster a vettore – Es.1 calcolo del l’energia del rilievo (aggiungere e calcolare attributi nelle tabelle di vettori a partire da dati raster: es. calcolo di valori statistici e indici per un’area a partire dal DTM) Creazione ed impostazione del nuovo mapset di lavoro Azione Comando Opzioni Esempio

15. Creare un mapset nuovo

Se si deve ancora avviare GRASS si usa il pulsante crea mapset Se si è già in un altro mapset Comando: g.mapset Si crea un mapset nuovo così si può impostare la risoluzone al valore che conviene, senza il rischio di modificare altre mappe raster già presenti

Scheda Impostazioni � � name of mapset where to switch � scrivo il nome del mapset da creare Scheda Create � � si seleziona il quadratino "create mapset if it doesn't exist”

Creare il mapset “energia ”

16. Collegare agli altri mapsets


Comando: g.mapsets

Permette lavorando dal Mapset A di vedere anche i contenuti del mapset B NON è possibile lavorando da un mapset A modificare le mappe di un mapset B. NOTA: Da ogni mapset si vedono sempre di default le mappe del mapset PERMANET, ma non quelle degli altri mapset, a meno di specificarlo con questo comando

Chiedere di vedere dal mapset corrente i mapset che servono (es “DTM” e “confini”)

17.

Impostare la regione di lavoro e la risoluzione


Comando: g.region


Scheda Esistente � imposta la regione dalla mappa vettoriale: Bisagno Scheda Risoluzione � risoluzione 2D della griglia: 5 Perché usiamo DTM a risoluzione 5m, cioè ogni pixel sulla mappa corrisponde ad un quadrato di 5x5 m




63

Individuazione del “bounding box” Azione Comando Opzioni Esempio I due passaggi seguenti (sono equivalenti, quindi è sufficiente eseguire l’uno o l’altro) servono a in dividuare il punto in cui posizionare la griglia

su cui calcolare l’energia del rilievo

Menu: Raster �� report e statistiche �� metadata del raster

Comando: r.info

Scheda Richiesto � Input: mappa di cui si vuole conoscere l’estensione Scheda Opzionale � stampa solo la regione della mappa

Scheda Richiesto � Input: bisagno_rast Scheda Opzionale � stampa solo la regione della mappa

OPPURE

Menu: Vettore �� reports e statistiche �� metadati basilari per vettoriale

Comando: v.info

Scheda Richiesto � Input mappa di cui si vuole conoscere l’estensione Scheda Stampa �� print map region only

Scheda Richiesto � Input: bisagno Scheda Stampa �� stampa solo la regione della mappa

18

Individuazione del “bounding box” (coordinate del rettangolo che contiene la mappa)

Nella finestra “output del comando” sono riportate le coordinate di massima estensione in direzione N, S, E, W. Salvarle in un file di testo

Creazione della griglia Azione Comando Opzioni Esempio

19. Creazione di una griglia

Menu: Vettore �� genera griglie Comando: v.mkgrid

Scheda Richiesto � Output: nome che si vuole dare alla griglia Numero di righe e di colonne nella griglia:

numero dei quadrati in orizzontale e in verticale che comporranno la griglia, di seguito e separati da virgole. (meglio dare un numero un po’ più alto)

Scheda Opzionale � Where to place the grid: si sceglie “coor” dal

menu a tendina Lower left easting and northing coordinates

of map”: si incollano le coordinate dell’angolo in basso a sinistra della mappa su cui sovrapporre la griglia (coor W e S trovate con v.info o r.info)

Width and heigth of boxes in grid: si mette l’altezza e la larghezza delle maglie della rete, di seguito e separati dalla virgola

Scheda Richiesto � Output: griglia_500 Numero di righe e di colonne nella griglia: 22,32 Scheda Opzionale � Where to place the grid: “coor” Lower left easting and northing coordinates of map: 1494192.25,4915328.5 (controllare che siano le coordinate W e S trovate prima con r.info o v.info) Width and eight of boxes in grid: 500,500 Cioè maglie quadrate di lato 500 m




64

Calcolo dell’energia del rilievo Azione Comando Opzioni Esempio

20.

Tagliare la griglia sul confine del bacino del Bisagno

Menu: Vettore �� overlay vettori �� overlay vettori

Comando: v.overlay

Scheda Richiesto � name of input vector map (A): nome della mappa vettoriale che si vuole tagliare name of input vector map (B : nome della mappa vettoriale che si vuole usare come contorno per il taglio nome del vettoriale in output: nome che si vuole dare alla mappa vettoriale ritagliata Scheda Opzionale � feature type(A) � area feature type(B) � area Operator � and

Scheda Richiesto � input vector map (A : griglia_500 input vector map (B): bisagno output : griglia_bisagno_500 Scheda Opzionale � feature type(A) � area feature type(B) � area Operator � and

21. Pulire la tabella

Icona: aprire la tabella dei dati del layer selezionato ciccando sull’icona

Scheda Gestione delle tabelle � Selezionare le colonne da eliminare � tasto dx � cancella colonna selezionata

Eliminare tutte le colonne escluso cat

22.

Aggiungere nella tabella della griglia, per ciascun riquadro, i valori statistici calcolati sul DTM

Menu: Vettore �� Aggiorna gli attributi dell’area da raster

Comando: v.rast.stats

Scheda Richiesto � Name of vector polygon map: nome della

mappa con vettoriale con elementi areali Name of raster map to calcolate statistics

for nome della mappa raster su cui effettuare i calcoli statistici

Column prefix for new attribute columns: prefisso che verrà messo nelle colonne con i nuovi attributi

Scheda Opzionale � calcolate extended statistics

Scheda Richiesto � Name of vector polygon map:

griglia_bisagno_500 Name of raster map to calcolate statistics

fo”: dtm_bisagno_cut Column prefix for new attribute columns:

DTM Scheda Opzionale � calcolate extended statistics

23.

Controllare i risultati in tabella


Nella tabella dovrebbero essere state aggiunte una serie di colonne il cui nome inizia per il prefisso scelto prima (es. DTM_ ) e che poi indica il tipo di parametro statistico calcolato (n, max, min, ecc..) per ogni elemento del livello vettoriale (nel nostro caso per ogni cella della griglia) La colonna DTM_range contine l’intervallo di dati p er una singola cella della griglia, ossia la differenza tra valore max e valor e min, quindi esattamente il valore dell’energia del rilievo.




65


24.

Colorare la mappa vettoriale (impostare i colori della mappa in base all’energia del rilievo)

Menu: Vettore �� gestisci colori �� tabella dei colori

Comando: v.colors

Scheda Richiesto � Name of input vector map: selezionare la

mappa vettoriale di cui si vogliono modificare i colori

Name of column containing numeric data: si sceglie la colonna contenente i dati sulla base dei quali cambiare i colori

Scheda Colori � Tipo di tavola dei colori: si sceglie la tabella dei colori

Scheda Richiesto � Input vector map: griglia_bisagno_500 Name of column containing numeric

data: � energia Scheda Colori � tipo di tavola dei colori: elevation

NOTA: su Windows questo comando potrebbe restituire l’errore rosso ERROR: Creating color column poiché non riesce a creare automaticamente la colonna in cui scrivere i colori RGB da associare ai valori. In questo caso occorre creare prima la colonna (seguire il 24_bis)

Aggiungere una colonna alla tabella della griglia ritagliata


Scheda Gestione delle tabelle � Nome della colonna: scrivo il nome Tipo dei dati: scelgo il tipo di dati cliccare “aggiungi” (o ENTER)

Scheda Gestione delle tabelle � Nome della colonna: GRASSRGB Tipo dei dati: varchar (11) cliccare “aggiungi” (o ENTER)

24bis

Ripetere v.colors come al punto 24

25. Visualizzare i colori impostati

Clicco sul layer � tasto destro Proprietà Clicco sul layer � tasto destro Proprietà � colori � si spunta la casella “get colors from map table column”

Calcoli da valori nelle colonne (esempio su energia del rilievo, alternativa ad usare direttamente DTM_range) Azione Comando Opzioni Esempio

26.

Aggiungere una colonna alla tabella



Scheda Gestione delle tabelle � Nome della colonna: energia Tipo dei dati: double cliccare “aggiungi” (o ENTER)

27.

Operazioni fra colonne: calcolare la differenza tra quota max e min per riquadro

Menu: Database � connessione al database vettoriale � cambia valori Comando: v.db.update NOTA: Questo comando permette di eseguire operazioni matematiche tra le colonne di una tabella di una mappa

Scheda Richiesto � Vector map to edit the attribute table for: mappa sulla cui tabella eseguire operazioni Column to update: colonna in cui si

vogliono scrivere i valori modificati Scheda Opzionale � Value to update the column with:

operazione che si vuole fare

Scheda Richiesto � Vector map to edit the attribute table for: griglia_bisagno_500 Column to update: energia Scheda Opzionale � Value to update the column with. DTM_max-DTM_min




66

vettoriale Passare dati da raster a vettore – Es.2 calcolo del dislivello per ogni sottobacino (aggiungere e calcolare attributi nelle tabelle di vettori a partire da dati raster: es. calcolo di valori statistici e indici per un’area a partire dal DTM) Azione Comando Opzioni Esempio

28.

Copiare una mappa vettoriale da un altro mapset

Menu: File �� Gestione mappe e volumi �� Copia

Comando: g.copy

Scheda Opzionale � vect file da copiare: scelgo mappa dal

menu a tendina, dopo metto una virgola e scrivo di seguito il nome nuovo del file

Nome_vecchio@mapset,nome_nuovo Nota: nome del file dopo la virgola indica il nome che il file che stiamo copiando avrà nel mapset corrente (può anche essere lo stesso del mapset di partenza)

Scheda Opzionale � vect file da copiare: sottobacini_def @DTM, sottobacini_def Nota: controllare che la vostra mappa vettoriale dei bacini corretta ed elaborata nell’esercitazione IV abbia realmente questo nome e sia realmente nel mapset DTM. Altrimenti cambiate la riga di comando secondo le vostre esigenze

29.

Aggiungere nella tabella di un vettore i valori statistici calcolati sulla base di mappe raster

Menu: Vettore �� Aggiorna gli attributi dell’area da raster

Comando: v.rast.stats

Scheda Richiesto � name of vector polygon map: nome della

mappa con vettoriale con elementi areali name of raster map to calcolate statistics for

nome della: mappa raster su cui effettuare i calcoli statistici

Column prefix for new attribute columns: prefisso che verrà messo nelle colonne con i nuovi attributi

Scheda Opzionale � calcolate extended statistics

Scheda Richiesto � “name of vector polygon map”:

sottobacini_def “name of raster map to calcolate statistics

for”: dtm_bisagno_cut Column prefix for new attribute columns :

DTM Scheda Opzionale � calcolate extended statistics

30.

Controllare i risultati in tabella


La colonna DTM_range contiene l’intervallo di dati per un singolo sottobacino, ossia la differenza tra valore max e valore min, qu indi esattamente il dislivello nel sottobacino. In alternativa di può eseguire il calcolo seguendo i passi 26 e 27




67

Passare dati da raster a vettore – Es.3 attribuzion e della pendenza a una strada (aggiungere e calcolare attributi nelle tabelle di vettori a partire da dati raster: es. passare i valori di un DTM ad un vettore di tipo linea e calcolo di valori associati) NOTA: prima di eseguire questi passaggi assicurarsi che il file vettoriale a cui vengono associati i dati sia:

- “pulito ”, in caso contrario occorre prima pulirlo, ad esempio con QGIS - nel giusto sistema di riferimento , in caso contrario occorre ri-proiettarlo

Creazione ed impostazione del nuovo mapset di lavoro Azione Comando Opzioni Esempio

31. Creare un mapset nuovo

Se si deve ancora avviare GRASS si usa il pulsante crea mapset Se si è già in un altro mapset Comando: g.mapset Si crea un mapset nuovo così si può impostare la risoluzone al valore che conviene, senza il rischio di modificare altre mappe raster già presenti

Scheda Impostazioni � � name of mapset where to switch � scrivo il nome del mapset da creare Scheda Create � � si seleziona il quadratino “create mapset if it doesn’t exist”

Creare il mapset “es_strada ”

32. Collegare agli altri mapsets


Comando: g.mapsets

Permette lavorando dal Mapset A di vedere anche i contenuti del mapset B NON è possibile lavorando da un mapset A modificare le mappe di un mapset B. NOTA: Da ogni mapset si vedono sempre di default le mappe del mapset PERMANET, ma non quelle degli altri mapset, a meno di specificarlo con questo comando

Chiedere di vedere dal mapset corrente il mapset “DTM” e “confini”

33.

Impostare la regione di lavoro e la risoluzione


Comando: g.region


Scheda Esistente � imposta la regione dalla mappa vettoriale: Bisagno Scheda Risoluzione � risoluzione 2D della griglia: 5 Perché usiamo DTM a risoluzione 5m, cioè ogni pixel sulla mappa corrisponde ad un quadrato di 5x5 m




68

Calcolo della pendenza di un vettore lineare Azione Comando Opzioni Esempio

34. Importare una traccia vettoriale

Menu: File �� importa mappa vettore �� formati comuni di importazione Comando: v.in.ogr

Scheda Richiesto � Input: scegliere da “Naviga” la mappa da importare Output: nome della mappa da creare

Scheda Richiesto � Input: prova_strada.shp Output: prova_strada (potrebbe essere .shp o .gpx o .kml)

35.

Aggiungere una colonna alla tabella della traccia



Scheda Gestione delle tabelle � Nome della colonna: pendenza Tipo dei dati: double cliccare “aggiungi” (o ENTER)

36.

Passare i valori del DTM al vettore lineare

Menu: Vettore �� Sviluppa vettoriale �� crea vettore 3D sopra il raster

Comando: v.drape Questo comando passa le caratteristiche di un raster ad un vettore di tipo linea o punto, anche se non vengono visualizzate in tabella. In questo caso si associano i valori di un DTM per calcolare poi la pendenza del percorso

Scheda Richiesto � Input: mappa cui si vogliono associare le caratteristiche di un raster Output: mappa da creare Scheda Opzionale� tipo di feature: scegliere il tipo da usare Elevation raster map for heigth extraction: DTM o mappa a punti quotati

Scheda Richiesto � Input: acquedotto Output: acquedotto_pend Scheda Opzionale� tipo di feature da usare: line' Elevation raster map for heigth extraction: dtm_bisagno_cut

37.

Scrivo nella colonna che ho creato il valore della pendenza


Comando: v.to.db NOTA: In alcuni casi ci saranno pendenze negative perchè dipendono da come è stata digitalizzata la mappa. Per eliminarle bisogna moltiplicare per -1 solo i valori negativi

Scheda Richiesto � Input: mappa cui sono state associate le caratteristiche di un raster Valore da aggiornare: � slope Scheda Opzionale� Si indicano il tipo di features, le unità di misura e la colonna in cui si scriveranno i valori aggiornati

Scheda Richiesto � Input: acquedotto_pend Valore da aggiornare: � slope Scheda Opzionale� feature type � line units � degrees nome della colonna dell'attributo � pendenza

38.

Operazioni fra colonne: elimino i valori negativi

Menu: Database � connessione al database vettoriale �� cambia valori

Comando: v.db.update moltiplico per -1 quando il valore è <0

Scheda Richiesto � column to update: scegliere colonna Scheda Opzionale� Value to update the column with: pendenza*-1 WHERE conditions for update: pendenza<0

Lo può scrivere nella stessa colonna, cioè "pendenza" o se ne può creare un'altra




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Alcuni risultati delle elaborazioni Azione 4: estrazione di informazioni (area, numero di celle e % di copertura) relative al DTM del bacino del Bisagno, in 10 range automatici di quota, identificati da intervalli di quota (r.report )

Azione 6: calcolo di statistiche univariate relative al DTM del bacino del Bisagno (r.univar )




70

Azione 7: istogramma relativo al DTM del bacino del Bisagno

Azione 19: creazione di una griglia sull’area di interesse (v.mkgrid)




71

Azione 26 e 27: impostare e visualizzare i colori della mappa in base all’energia del rilievo (v.colors )

Azione 35: importazione la traccia del sentiero dell’acquedotto e visualizzazione su CTR




72

Esercitazioni per casa Esempio di analisi su vettori: calcolare l'indice d i forma di un bacino I = Area/L 2 (si parte dalla mappa sottobacini_def) Azione Comando Opzioni Esempio

17 Entrare nel, Mapset DTM

Menu: Impostazioni �� ambiente di lavoro GRASS �� cambia ambiente di lavoro ( oppure cambia mapset)

Comando: g.mapset

Scrivere (o selezionare da tendina) il mapset che si vuole mettere come corrente


Scheda Gestione delle tabelle � Selezionare le colonne da eliminare � tasto dx � cancella colonna selezionata

18 Gestire tabella: eliminare colonne inutili


database vettoriale �� cancella colonna

Comando: v.db.dropcol

Scheda Richiesto � Vector map for which to drop column:

scegliere la mappa su sui lavorare Nome della colonna da eliminiare:

scegliere il nome della colonna da eliminare

Mappa su cui lavorare: sottobacini_def Colonne da eliminare: cat_, value, label


Scheda Gestione delle tabelle � “nome della colonna”: scrivo il nome della colonna che voglio creare � dalla tendina “tipo dei dati” scelgo il tipo di dati che conterrà la colonna � aggiungi

Mappa su cui lavorare: sottobacini_def Nome della colonna � area � “tipo dei dati” � double � aggiungi Ripeter l’operazione e creare le colonne “lunghezza” e indice

Scheda Richiesto � Vector map for which to edit attribute

table: scegliere la mappa su sui lavorare Scrivere: nome_nuova_colonna1 tipo_dato1,nome_nuova_colonna2 tipo_dato2 Occhio agli spazi!


table: sottobacini_def Scrivere: lunghezza double,area integer, indice double

19 Gestire tabella: aggiungere colonne




I tipi di dati sono: ntegre (numeri interi), double (numeri decimali), varchar (carattere, per il quale occorre specificare il numero di caratteri), date (data)




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20 Compilare la colonna area

Menu: Vettore � aggiornamento attributi �� aggiorna I valori del database da elementi vettoriali

Comando: v.to.db Questo comando permette di calcolare automaticamente alcuni parametri geometrici (es. area, perimetro, lunghezza, ecc.) per gli elementi di una mappa

Scheda Richiesto � Nome del vettoriale in input: mappa per

cui si vogliono calcolare alcuni valori Valore da aggiornare: scegliere il valore da calcolare Scheda Opzionale � Unità: si sceglie l'unità di misura Nome della colonna dell'attributo: si indica la colonna in cui si vuole scrivere il valore calcolato

Scheda Richiesto � Input: sottobacini_def valore da aggiornare: area Scheda Opzionale � Unità: meters Nome della colonna dell'attributo: area

Icona : � misura distanza Per interrompere il comando doppio click

Per ogni sottbacino si misura la distanza in linea retta dalla sezione di chiusura del bacino (=punto in cui il fiume esce da un sottobacino) al punto più lontano. NOTE: queste lunghezze sono in Km

21 Compilare la colonna lunghezza Icona:

aprire la tabella dei dati del layer selezionato ciccando sull’icona Selezionare il record corrispondente ad ogni sottobacino � cliccare con il tasto destro � edita il record selezionato � scrivere nel campo lunghezza la misura ottenuta con lo strumento "misura distanza" (passaggio precedente)

22

Calcoli fra colonne: convertire unità di misura (moltiplicare i valori in tabella)

Menu: Database � connessione al database vettoriale �� cambia valori

Comando: v.db.update Questo comando permette di eseguire operazioni matematiche sulle colonne e tra le colonne di una tabella associata ad una mappa vettoriale

Scheda Richiesto � Vector map to edit the attribute table for:

mappa su cui lavorare Column to update: In quale colonna si

vogliono scrivere i valori modificati NOTA: se si indica una colonna già piena verranno modificati i valori Scheda Opzionale � Value to update the column with: scrivere l’espressione dell’operazione che si vuole fare sulle colonne

Scheda Richiesto � Vector map to edit the attribute table for:

sottobacini_def Column to update: lunghezza Scheda Opzionale � Value to update the column with:

lunghezza*1000

23 Calcolare il quadrato della lunghezza

Ripetere il comando precedente modificando opportunamente l’espressione Scheda Opzionale � Value to update the column with: lunghezza*lunghezza

24 Compilare la colonna indice di compattezza

Ripetere il comando precedente modificando opportunamente l’espressione Scheda Opzionale � Value to update the column with: area/lunghezza

VII_Lavorare con dati da rilievo sul campo o da fonti esterne



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VII_LAVORARE CON DATI DA RILIEVO SUL CAMPO O DA FON TI ESTERNE

Obiettivi ed istruzioni per l’esercitazione

In questa esercitazione si lavorerà sui dati acquisiti durante l’escursione in Val Bisagno lungo il percorso acquedotto storico, da mettere a confronto con le carte precedentemente elaborate.

A questo scopo, verranno presentate alcune operazioni per gestire dati georiferiti acquisiti in campo tramite strumenti mobile (GPS, applicazioni per smartphone e/o tablet) e/o dati provenienti da fonti esterne (dati e cartografie ufficiali, come ad esempio da portali cartografici, e/o dati non ufficiali dal web, come ad esempio tracce .kml o .gpx di escursionisti o dati da Open Street Map).

Verrà introdotto anche il software Qgis, che risulta particolarmente adatto per la gestione, la pulizia e l’editing di questo tipo di dati.

Alcune possibilità (lista non esaustiva!) per sperimentare metodi di rilievo sul campo sono: Per tablet o smartphone Android: l'app Open Source Geopaparazzi Scaricabile gratuitamente dal sito http://geopaparazzi.github.io/geopaparazzi/ Per Ipad o un Iphone esistono diverse app, fra cui GPSMotionX (non Open, non gratuita). Come nelle altre esercitazioni, ovviamente, gli stessi comandi e gli stessi procedimenti possono essere applicati anche su tracce diverse da quelle di esempio e per realizzare analisi differenti non esplicitamente considerate in questi esempi. Vengono fornite di seguito le spiegazioni puntuali e le indicazioni su che comandi utilizzare per realizzare le varie azioni e su come usarli. Per ogni azione vengono indicati:





- carte realizzate nelle esercitazioni precedenti - traccia e waypoints del percorso acquisiti durante l’escursione (o dal sito del laboratorio dopo

l’escursione) - altra cartografia da fonti istituzionali (a scelta)




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Usare le tracce GPS Durante l’escursione sono state raccolte diverse informazioni. In questa parte ci occupiamo sostanzialmente dei dati raccolti tramite GPS, considerando in particolare l’applicazione open proposta. I dati rilevati nel nostro caso, attraverso smartphone (con Geopaparazzi o simile) o Iphone/Ipad (con GPSMotionX o simili), si possono esportare in formato KMZ, (nativo di Google Earth ma utilizzabile eventualmente in Grass o QGIS) oppure in formato GPX. In entrambi i casi si ottengono dei file vettoriali, composti almeno da un livello lineare (es. track) e un livello di punti (es. waypoints, trackpoints). A questi livelli, oltre alle informazioni specificatamente annotate sul campo (es. nome della località), sono associati in automatico altri dati, come l'ora, le coordinate, la quota, la data. I dati rilevati sono salvati nel sistema di coordinate WGS84 (coordinate geografiche, latitudine e longitudine in gradi, primi e secondi o in gradi decimali), quindi per essere utilizzate nel sistema di coordinate Gauss Boaga (sistema di coordinate piane, in metri), utilizzato per tutte le altre esercitazioni, devono essere riproiettate. Per esportare i dati rilevati con Geopaparazzi , cliccare sul tasto Export e poi selezionare la modalità preferita. Noi esporteremo sia in formato .gpx sia in formato .kmz.

Il formato .gpx esporta solo i dati GPS ed è quindi composto dalla traccia del percorso in formato lineare e/o puntuale e dai punti rilevati come waypoints lungo il percorso. Questa estensione può essere aperta facilmente da QGIS (mentre con GRASS potrebbero esserci problemi se i dati contengono caratteri speciali, anche solo lo “/” delle date o i “:” ). Il formato kmz esporta i dati GPS (tracce e punti), ma anche le immagini, i testi e gli audio presi come note. Questa estensione è pensata per essere aperta in Google Earth, dove è possibile vedere tutte le informazioni contenute incluse le fotografie, ma volendo può essere aperta anche da QGIS, perdendo però le informazioni diverse dai dati GPS (ossia si aprono solo le tracce e i punti). Il modo migliore per aprirli in QGIS è dezippare il .kmz ed aprire solo il file .kml, ignorando i files immagini e le note. I files .kmz e .kml potrebbero aprirsi anche in GRASS, fermo restando la limitazione dovuta ai caratteri speciali). E’ possibile anche scaricare separatamente le note audio e fotografiche, che si trovano generalmente nell’archivio del proprio smartphone/tablet (cartella MEDIA del progetto Geopaparazzi nella scheda sd).




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Visualizzazione in Google Earth del file kmz esportato da geopaparazzi: si vedono la traccia, le fotografie e la nota di testo

Visualizzazione in QGIS del file gpx esportato da geopaparazzi: si vede la traccia, sia come vettore lineare (tracks) sia come vettore punti (track_points)




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I dati “bruti” scaricati in questo modo sono sicuramente da pulire (es eliminare “caramelle” o tracce ripetute) e ordinare (ad esempio sulla base delle note prese lungo il percorso). Per poter lavorare sui dati in QGIS occorre trasformare i file vettoriali scaricati da .kml o .gpx in .shp (perchè gli strumenti associati alla modalità “Modifica” in QGIS sono disponibili solo per il formato .shp). Inoltre i dati puliti devono essere riproiettati (cambio di come sistema di riferimento) se si intende utilizzarli in GRASS insieme alle cartografie realizzate precedentemente (Gauss Boaga). Come supporto alle operazioni di pulizia ed ordinamento dei dati è possibile utilizzare anche Google Earth , in quanto permette la visualizzazione contemporanea anche delle foto e dispone di strumenti opportuni (i principali strumenti di Google Earth; per approfondire potete guardare i tutorial della sezione “Impara ” del sito http://www.google.com/intl/it/earth/index.html).

Un esercizio può essere quello di utilizzare lo strumento “aggiungi segnaposto” per creare un livello kml contenente i punti chiave del percorso e/o ad esempio i punti che si possono usare per suddividere il

percorso in tratte (punti “tappa”).




78

Lavorare con dati da rilievo in QGIS Cos’è QGIS QGIS nasce nel 2002 da un gruppo di volontari con lo scopo di fornire un visualizzatore di dati geografici facile e veloce come risposta alI’impostazione “da esperti” di GRASS. Con l’evoluzione del progetto, emerse l’idea di usare QGIS come Graphical User Interface (GUI) di GRASS. QGIS è stato successivamente esteso ed ora permette di realizzare molte funzioni attraverso i PLUGINS. In particolare, per quel che interessa noi, grazie al Plugin di GRASS, è possibile vedere in Q GIS i mapsets e le mappe realizzate in GRASS e lavorarci direttamente da QGIS. Un punto di forza di QGIS è la sua integrabilità con altri software e la possibilità di gestire dati di formati diversi (raster, vettori, dati WebServers, ecc.) Qgis ha un’interfaccia grafica intuitiva che ne facilita molto l’utilizzo, con un’unica finestra in cui si trovano comandi, mappe e layers. E’ possibile trovare online moltissima documentazione, dai manuali, ai tutorial ai forum. Il sito ufficiale è www.qgis.org L’ultima versione ad oggi è 2.2 Valmiera. Impostare il sistema di riferimento del progetto La prima operazione che effettuiamo in QGIS è quella di impostare il sistema di riferimento del nostro progetto. Questa operazione NON è obbligatoria in QGIS, ma farla evita errori involontari quando si lavora con cartografie con diversi sistemi (come nel nostro caso, in cui le tracce GPS in kml o in gpx sono in WGS84, mentre la nostra cartografia regionale è in Gauss Boaga). Con l’opzione “Abilita la riproiezione al volo ” ogni layer caricato viene (eventualmente) riproiettato nel sistema di riferimento del progetto. E’ poi eventualmente possibile impostare il Sistema di Riferimento direttamente sui layer caricati (tasto destro sul nome del layer nella finestra a sinistra, imposta il SR del layer) (non sempre consigliabile).

Impostare il sistema di riferimento del progetto

Progetto �� Proprietà progetto �� Sistema di Riferimento WGS84 (EPSG 4326) Cliccare su “Abilita la riproiezione al volo”




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Importare le tracce ed i waypoints Per questa esercitazione utilizzeremo le tracce del percorso ed i dati acquisiti durante l’escursione. Iniziamo ad esempio delle tracce in formato gpx. Il primo passo è importare i file vettoriali

Importare file vettoriali .gpx

Layer �� aggiungi vettore (o icona ) �� sfoglia (cerco acquedotto_storico.gpx) Scegliere gli elementi che interessano dalla tabella

Nel caso di file provenienti da Geopaparazzi, ad esempio, iene visualizzata una tabella con diversi layer, e noi scegliere almeno waypoints, tracks e tracks_points.

Schermate di importazione in QGIS del file gpx esportato da geopaparazzi: tracks è la traccia lineare, track_points sono i punti che compongono la traccia (presi automaticamente dalla app) e waypoints sono i punti corrispondenti alle note prese dall’utente.




80

Esportare i vettoriali in shapefile QGIS permette di modificare ed editare le geometrie ed i dati dei file vettoriali solo se sono in formato shapefile . Per questa ragione il passo successivo è quello di esportare i file vettoriali in formato shapefile, (formato utile non solo per questa ragione, ma anche perché può essere aperto e gestito più facilmente anche da GRASS).

Salvare/esportare un file vettoriale

Cliccare con il tasto destro sul nome del layer da esportare (nella finestra a sinistra) �� Salva con nome �� Scegliere formato, nome e Sistema di riferimento

Mentre si esporta un file è possibile scegliere:

- il formato (noi scegliamo ESRI Shapfile) - il nome e dove salvarlo (da Sfoglia) (nel nostro caso ad esempio: track_acquedotto_dapulire.shp) - il sistema di riferimento in cui lo si vuole (nel nostro caso scegliamo Monte Mario)

NOTA: Poter scegliere il sistema di riferimento mentre si salva un file permette di evitare i passaggi di riproiezione in GRASS (v.proj e r.proj, vedi fine dell’esercitazione 5).

Questa operazione va ripetuta per tutti i files che servono. Modificare i vettoriali (shapefile) Ora possiamo lavorare sui file vettoriali che abbiamo salvato come shapefiles. Per far questo occorre però:

- rimuovere i vecchi files (tasto destro sul nome �� rimuovi ) - cambiare le impostazioni del progetto in Monte Mario (EPSG 3003) - aprire i nuovi files che abbiamo appena salvato Layer �� aggiungi vettore (o icona ) �� sfoglia

(In alternativa potremmo anche chiudere e riaprire QGIS, impostando comunque il SR)




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Apriamo ad esempio il file dei waypoints ed apriamo la tabella ciccando sull’icona . Si vede subito che nella tabella ci sono dati scritti con caratteri speciali e punteggiatura non ammessi da GRASS (in particolare gli / delle date e i : degli orari). Il primo passo da fare è eliminare le colonne che contengono questi caratteri, usando l’icona elimina colonna o il Plugin Table Manager (da scaricare da Plugin� Gestisci ed installa Plugin).

Il passo successivo è pulire la traccia, correggendo eventuali errori come ad esempio caramelle o tracce ripetute e/o correggere il percorso in base al confronto ad esempio con la CTR. Per aprire la CTR usare:

Layer �� aggiungi raster (o icona ) �� sfoglia (cerco ad esempio la CR 214_3.tif)

Per iniziare le modifiche sui files shp (sia la traccia sia i punti) cliccare sull’icona di modifica .(nella barra degli strumenti di Digitalizzazione ). Per effettuare le modifiche usare i comandi appositi che compaiono di fianco all’icona di modifica (un poco diversi per layer di punti, o di linee o di poligoni)

(strumenti per i layer punti) E’ utile inoltre utilizzare anche i comandi nella barra degli strumenti di Digitalizzazione avanzata (se non si vede, aggiungerla alla barra degli strumenti da Visualizza� Barra degli strumenti oppure cliccando su un punto qualsiasi vuoto delle barre con il tasto destro e poi spuntandola dall’elenco).

Questi strumenti ci possono servire ad esempio per spezzare le linee e dividere il percorso in diverse tratte, spezzate sui punti di interesse (es. waypoints).

Per spezzare la linea usare l’icona

Finite le modifiche occorre salvare e chiudere la modalità modifica ciccando sulla stessa icona e poi salvare il file definitivo come shapefile in Monte Mario in modo da poterlo usare in GRASS.




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Per visualizzare la traccia nel suo contesto, oltre ad aprire la CTR, è possibile in QGIS aprire sotto alla traccia la mappa di OpenStreetMap (o anche di Google) andando su Plugin�� OpenLayerPlugin (da scaricare da Plugin� Gestisci ed installa Plugin). In figura si vede in violetto una traccia scaricata da internet e in azzurro il percorso dell’escursione 2013.

Creare un nuovo vettoriale in QGIS Per chi non avesse utilizzato strumenti GPS, è possibile ricostruire ex novo il percorso fatto semplicemente creando un nuovo layer vettoriale e disegnando il percorso.

Per creare un nuovo file vettoriale di linee in QGIS usare l’icona , scegliere il tipo di geometria (punti, linee o poligoni), scegliere il sistema di riferimento (se abbiamo sotto visualizzato il layer di OSM o di Google scegliere WGS84, se sotto per il controllo abbiamo aperta la CTR scegliere Monte Mario), aggiungere eventualmente le colonne che interessano (es. data, rilevatore, ecc…) e poi scegliere dove salvare il nuovo file (che sarà shp).




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Lavorare con i dati da rilievo in GRASS

Attenzione! Saranno spiegati in modo dettagliato solo i comandi nuovi o le operazioni che richiedono particolare attenzione. Le cose già viste in precedenza verranno solo indicate, con qualche annotazione Usare i dati rilevati e analizzarli e valorizzarli in GRASS Azione Comando Opzioni Esempio


Comando: v.in.ogr

Scheda Richiesto � Input: nome della mappa da importare Output: nome della mappa da creare

Input: track_acquedotto.shp Output: track_acquedotto.shp.

Ripetere per i waypoints

1

Importare il percorso e i punti notevoli (waypoints o simili)

Chi ha utilizzato Geopaparazzi o un'app simile durante l'escursione o ha creato tracce ex-novo con Google Earth e/o QGIS può importare le tracce che ha registrato/creato (pulendole prima con Google Earth e/o QGIS, come spi egato nella sezione precedente ) e facendo attenzione al Sistema di Riferimento Attenzione: in teoria sarebbe possibile importare i file .gpx direttamente in GRASS, tuttavia spesso crea problemi perchè molti dispositivi GPS impostano la data nel formato giorno/mese/anno (es 07/05/2013) e utilizzano il carattere / che è considerato un carattere “speciale”. Provate, se vi da errore “rosso” potete passare da QGIS (vedere I parte della lezione)

Menu: file�� importa mappa raster �� formati comuni di importazione Comando: r.in.gdal

Scheda Richiesto �

Input: CTR che serve

Output: nome che inizi per lettera

Scheda Richiesto �

Input: ctr_213122.tif

Output: ctr_213122.tif

(ripetere per tutti gli squadri che servono)

2

Visualizzare il percorso e i waypoints sulla CTR

Per dare un contesto al percorso e ai punti e per avere la possibilità di valutare la precisione dei dati potete accendere una CTR. Si raccomanda di evidenziare il percorso e i punti assegnando loro uno stile appropriato (colore, spessore linea, ecc.)

Una volta importati i dati in GRASS, è possibile confrontarli con tutte le cartografie già realizzati ed è possibile effettuare analisi ed elaborazioni specifiche per vettori lineari, di cui vedremo qualche esempio nel prossimo capitolo. NOTA: come visto a lezione, è possibile utilizzare GRASS anche da dentro QGIS, con gli opportuni accor gimenti!




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Esercitazioni per casa ESERCIZIO 1 Spezzare il percorso in punti scelti a piacere in base al sopralluogo (il modo più rapido è utilizzare gli strumenti di editing di QGIS come spiegato sopra) e calcolare la pendenza di ogni tratta (vedi la fine della lezione VI)

ESERCIZIO 2 Individuazione delle aree maggiormente visibili dal percorso dell’acquedotto Dati una serie di punti di vista (scelti in base al sopralluogo) calcolare la visibilità di ciascun punto ed evidenziare le aree che sono visibili da più punti, quelle che sono “nascoste” o quelle che sono visibili solo da un punto specifico. NOTA: vedere l’approfondimento sul comando r.los e i seguenti indizi:

- Realizzare una mappa della visibilità per ogni punto di vista scelto (utilizzare ad esempio i punti presi come waypoints) - Eliminare i valori “null” in ciascuna mappa ed assegnargli il valore 0 (serve per poter dopo sommare le mappe fra loro) - Semplificare le mappe della visibilità (facendole diventare solo mappe con due valori: visibile, valore 1, e non visibile, valore 0) - Sommare le mappe riclassificate (più è alto il valore di un punto maggiore sarà la sua visibilità, ad es. un punto con valore =3 sarà visibile

da 3 punti di vista)

VIII_Lavorare con vettori lineari e reti



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VIII_LAVORARE CON VETTORI LINEARI E RETI Obiettivi ed istruzioni per l’esercitazione In questa esercitazione si mostreranno alcuni metodi per la pulizia di vettori lineari e per la creazione di reti, cioè l'integrazione di dati puntuali e lineari in un insieme organizzato. Come nelle altre esercitazioni, ovviamente, gli stessi comandi e gli stessi procedimenti possono essere applicati anche su tracce diverse da quelle di esempio e per realizzare analisi differenti non esplicitamente considerate in questi esempi. Vengono fornite di seguito le spiegazioni puntuali e le indicazioni su che comandi utilizzare per realizzare le varie azioni e su come usarli. Per ogni azione vengono indicati:





- carte realizzate nelle esercitazioni precedenti - traccia e waypoints del percorso acquisiti durante l’escursione (o dal sito del laboratorio dopo

l’escursione) - altra cartografia da fonti istituzionali (a scelta)




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Correzione e pulizia di vettori lineari E' possibile che in alcuni file vettoriali lineari, specie se complessi come ad esempio una rete stradale o un reticolo idrografico, si trovino alcuni errori, sia geometrici, sia legati ai dati collegati. Questi, oltre a fornire informazioni sbagliate possono impedire elaborazioni successive sulla mappa. Conviene quindi correggerli. Ci sono diversi procedimenti, di seguito si presentano i più comuni. Azione Comando Opzioni Esempio 1 Importare file

vettoriale Menu: File �� importa mappa vettore �� formati comuni di importazione Comando: v.in.ogr (se shape va importato il file .shp)

Scheda Richiesto � Input: scegliere da “Naviga” la mappa da importare Output: nome della mappa da creare in Grass

Scheda Richiesto � Input: tratte_stradali.shp Output: tratte_stradali

2 Ritagliare la mappa sull'area di lavoro Menu: Vettore �� Overlay vettori ��

Overlay vettori Comando: v.overlay

Scheda Opzionale � feature type(A) � line feature type(B) � area Operator � AND Il vettoriale in uscita avrà una tabella che contiene gli attributi di entrambe le mappe (a_colonna; b_colonna)

input (A)� tratte_stradali input (B) � bacino_Bisagno output � strade_Bisagno

PULIZIA IN AUTOMATICO, CONVIENE EFFETTUARLA SE NON SI E' CERTI DELLA CORRETTEZZA DELLA MAPPA SE FOSSERO EVIDENTI ERRORI GRAVI CONVIENE PRIMA EFFETTUARE UNA PRIMA CORREZIONE MANUALE (V.SOTTO IN G RIGIO) 3 Pulire la mappa

in automatico Menu: vettore � gestione topologia �� aggiusta vettore Comando: v.clean NOTA: L'interfaccia del comando da menu e da console sono leggermente diversi, ma fanno le stesse cose


mappa da ripulire Vettoriale in output: nome che si vuole dare

alla mappa pulita Cleaning tool: spuntare gli strumenti che si

vogliono usare Scheda Opzionale � spuntare il tipo di oggetti da correggere [multiplo] treshold: si indicano le soglie

ovvero i valori massimi per cui fare l'operazione di pulizia (unità mappa)

In questo caso collegare le tratte, spezzarle ai nodi in caso di incroci, eliminare


strade_bisagno Vettoriale in output:

strade_bisagno_clean Cleaning tool:

• snap lines to vertex in threshold remove duplicate geometry features (treshold =11)

• remove dangles, threshold ignored if < 0 remove duplicate geometry features (treshold =11)

• remove duplicate geometry features (treshold =11)

• remove all lines or boundaries of zero length, threshold is ignored




87

eventuali linee sovrapposte, ripassate o "caramelle", ecc. ATTENZIONE: è necessario ripetere il comando due volte perché per le diverse opzioni sono necessarie treshold diverse Ogni volta si prende come mappa di input quella prodotta nell'operazione di v.clean precedente Esempio: Nome della mappa vettoriale in input:

mappa_clean_1 Vettoriale in output: mappa_clean_2

remove duplicate geometry features (treshold =11)

• remove small angles between lines at nodes remove duplicate geometry features (treshold =11)

• break lines at each intersection (treshold =0)

• remove duplicate geometry features (treshold =0)

Scheda Opzionale � spuntare il tipo di oggetti da correggere:

line Treshold La prima volta si mette treshold =11 La seconda volta si mette treshold = 0 Mettere come treshold 11 significa che vengono collegate le linee in un raggio di 10 m

4 Trasformare le linee in polilinee

Menu: Vettore �� Sviluppa vettoriale �� costruisce polilinee

Comando: v.build.polylines Questo comando serve per unire tante tratte in una serie di polilinee mantenendo la topologia (cioè la correttezza della geometria) Il comando corregge le linee ma non la tabella associata, quindi sono necessari alcuni passaggi successivi per riallineare mappa e tabella.

Scheda Richiesto � "Nome della mappa vettoriale in input": mappa su cui si vuole eseguire il comando "Nome del vettoriale in output": mappa da creare Scheda Opzionale� Category number mode: "first" Assegna a tutta la polilinea la categoria del primo segmento che la compone

Scheda Richiesto � "Nome della mappa vettoriale in input": strade_bisagno_clean_2 "Nome del vettoriale in output": strade_bisagno_poli Scheda Opzionale� Category number mode: "first"

5 Ricreare la topologia

Menu: Vettore �� Sviluppa vettoriale �� crea o ricrea topologia

Comando: v.build

Scheda Richiesto � "Nome della mappa vettoriale in input": mappa di cui si vuole ricreare la topologia Non c è una mappa in uscita, perché corregge direttamente quella in input

Scheda Richiesto � "Nome della mappa vettoriale in input": strade_bisagno_poli

6 Esportare la Menu: file �� esporta mappa vettoriale Scheda Richiesto � Scheda Richiesto � strade_bisagno_poli




88

mappa creata

�� formati comuni di esportazione Comando: v.out.ogr Questo passaggio e il seguente servono ad aggiornare le tabelle rispetto alle mappe corrette

"Nome della mappa vettoriale in input": mappa da esportare "OGR output datasource name": nome che si vuole dare alla cartella in cui verranno salvati i file shape Scheda Input � si spuntano i quadratini corrispondenti al tipo di oggetti da esportare Scheda Opzionale � si spunta la casella "Export features with category (labelled) Only"

"Nome della mappa vettoriale in input": "OGR output datasource name": strade_bisagno_poli_corr Scheda Input � line Scheda Opzionale � "Export features with category (labelled) Only"

7 Re-importare la mappa

Menu: File �� importa mappa vettore �� formati comuni di importazione Comando: v.in.ogr (se shape va importato il file .shp)


Scheda Richiesto � Input: strade_bisagno_poli_corr.shp Output: strade_bisagno_ok

CORREZIONE MANUALE (SOLO SE SERVE DAVVERO) A Correggere la

mappa manualmente Solo se ci sono errori evidenti e molto gravi

Menu: Vettore �� Sviluppa vettoriale �� digitalizza vettoriale usando il digitalizzatore Tcl/Tk

Comando: v.digit Prima di utilizzare questo comando conviene sempre fare una mappa di backup perché si va a modificare la mappa originale

Scheda Richiesto � “nome della mappa vettoriale in input” : si mette il nome dalla mappa che si vuole modificare In questo modo si apre una nuova finestra dove viene visualizzata solo la mappa da modificare. Per visualizzare altre mappe di sfondo: Scheda Opzionale " mostra i comandi da usare per lo sfondo": si usano i comandi d.vect o d.rast Per i vettori d.vect nome_mappa_di_sfondo Per i raster d.rast nome_mappa_di_sfondo

Scheda Richiesto � “nome della mappa vettoriale in input” : strade_Bisagno Per visualizzare un'altra mappa di sfondo: Scheda Opzionale "mostra i comandi da usare per lo sfondo" : d.rast [nome_foglio_CTR_della_zona] Si possono mettere più sfondi, scrivendo più volte i comanid necessari separati da punto e virgola ma attenzione al peso

A1 Casi in cui usare il

• Cancellare elementi • Spostare vertici




89

comando v.digit • Unire linee staccati • Spezzare linee o poligoni, • ecc.

Per una guida approfondita agli strumenti di digitalizzazione di grass vedere il manuale del comando v.digit scaricabile dal sito http://www.geo.unipr.it/clerici/vdigit6.4.svn.pdf v. digit può essere comunque usato per piccole correzioni. Per operazioni di digitalizzazione o modifiche importanti è meglio utilizzare il programma QGIS (v. lezione VII)

B Esportare la mappa creata

Menu: file �� esporta mappa vettoriale �� formati comuni di esportazione Comando: v.out.ogr Questo passaggio e il seguente servono ad aggiornare le tabelle rispetto alle mappe corrette

Scheda Richiesto � "Nome della mappa vettoriale in input": mappa da esportare "OGR output datasource name": nome che si vuole dare alla cartella in cui verranno salvati i file shape Scheda Input � si spuntano i quadratini corrispondenti al tipo di oggetti da esportare Scheda Opzionale � si spunta la casella "Export features with category (labelled) Only"

Scheda Richiesto � fiumi_cl1_corretti "Nome della mappa vettoriale in input": "OGR output datasource name": fiumi_cl1_corretti Scheda Input � line Scheda Opzionale � "Export features with category (labelled) Only"

C Re-importare la mappa

Menu: File �� importa mappa vettore �� formati comuni di importazione Comando: v.in.ogr (è uno shape quindi va importato il file .shp)


Scheda Richiesto � Input: fiumi_cl1_corretti.shp Output: fiumi_ok




90

Creazione di reti Secondo il procedimento illustrato di seguito, ogni tratta di un percorso (=arco) è messa in relazione con le altre e con una serie di punti significativi e le relative informazioni. A differenza di quanto fatto in precedenza con QGIS non si tratta semplicemente di spezzare una linea, ma di mettere a sistema delle informazioni (rete). La creazione di una rete è la base per la realizzazione di analisi spaziali più complesse, come ad esempio quelle di geo-routing (come vado da A a B) o di individuazione di percorsi personalizzati sulla base di criteri specifici (la via meno pendente per andare da A a B). Questo tema, per la sua complessità viene solo accennato in questo corso. Per analizzare un percorso (o una rete di percorsi), conviene suddividerlo in più tratte, individuate a seconda delle necessità, ad esempio in corrispondenza della confluenza di strade secondarie o di punti notevoli. Nel nostro caso si decide di dividere con GRASS la traccia originale rilevata durante il sopralluogo in corrispondenza dei punti in cui si è fatto tappa o sono stati individuati elementi significativi (mappa dei waypoints). Il procedimento per la creazione di una rete permette di collegare anche punti presi fuori dal percorso. La prima cosa da fare, quindi, è collegarli in qualche modo alla traccia. Azione Comando Opzioni Esempio

3

Collegare i punti notevoli al percorso

Menu: vettore �� analisi network �� gestione network Comando: v.net

Scheda Richiesto � “nome del vettoriale in input”: nome

della mappa contenente il percorso Scheda Opzionale � “nome della mappa contente i punti di

input”: nome della mappa dei punti notevoli

“nome del vettoriale in output”: nome della mappa risultante

“operazione da eseguire”: connect Threshold: indicare la distanza entro cui i

punti sono collegati al percorso (in m)

Scheda Richiesto � Input: track_acquedotto Scheda Opzionale � “nome della mappa contente i punti di

input”: waypoints “nome del vettoriale in output”:

acquedotto_net “operazione da eseguire”: connect Threshold: 50


della mappa creata con v.net, contenente linee e punti

Scheda Opzionale � “nome della tabella”: nome della tabella

dei punti notevoli “numero layer”: 2

Scheda Richiesto � Input: acquedotto.net Scheda Opzionale � “nome della tabella”: waypoints “numero layer”: 2 4

Associare la tabella corrispondente ai punti collegati

Menu: database �� connessione al database vettoriale �� imposta connessione al database della mappa vettoriale Comando: v.db.connect In questo modo si imposta una “rete”, per ora molto semplice, ma che funziona esattamente come sistemi più estesi o complessi

In questo modo si crea una mappa con DUE layer, uno di linee dette “archi” e uno di punti detti “no di”




91


5

Spezzare il percorso in corrispondenza delle intersezioni

Menu: vettore �gestione topologia ��aggiusta vettore Comando: v.clean


della mappa vettoriale da “pulire” “nome del vettoriale in output”: nome

della mappa risultante “cleaning tool”: si scelgono gli strumenti

di pulizia, in questo caso “break lines at each intersection”

Scheda Opzionale � “tipologia delle feature”: si spunta la

tipologia corretta, in questo caso “line”

Scheda Richiesto � Input: acquedotto_net Output: acquedotto_break “cleaning tool”: “break lines at each

intersection” Scheda Opzionale � “tipologia delle feature”: line

6

Allineare mappa e tabella esportando il layer

Menu: file � esporta mappa vettoriale �� formati comuni di esportazione Comando: v.out.ogr Come per altre mappe create con v.clean, la tabella non corrisponde alla mappa. Vanno riallineate esportando la mappa come shape e reimportandola (v. lezioni precedenti) ATTENZIONE! Si tratta di una mappa con 2 layer, quindi bisogna specificare quale layer va esportato. In questo caso siccome si intendono esportare delle linee si esporta il layer 1


mappa da esportare OGR output datasource name: nome da

dare alla cartella in cui salvare i file Scheda Creazione � OGR layer name: nome dei vari file che

compongono lo shapefile dentro alla cartella (se non si mette si chiameranno come l’output dato sopra)

Scheda Input � spuntare il tipo di oggetti da esportare “numero layer” � scegliere il layer da

esportare, in questo caso 1 Scheda Opzionale � si spunta la casella Export features with category (labelled) Only

Scheda Richiesto � Input: acquedotto_break Output: acquedotto_break Scheda Creazione � OGR layer name: acquedotto_break Scheda Input �line “numero layer” � 1 Scheda Opzionale � si spunta la casella Export features with category (labelled) Only

7 Reimportare la mappa pulita


Comando: v.in.ogr

Chiamare la mappa reimportata “acquedotto_spezzata”




92


Icona: aprire la tabella dei dati del layer selezionato cliccando sull’icona

Scheda Gestione delle tabelle � Nome della colonna: scrivo il nome della

colonna che voglio creare � dalla tendina "tipo dei dati" scelgo il tipo

di dati che conterrà la colonna � aggiungi (o ENTER)

Scheda Gestione delle tabelle � Nome della colonna: lunghezza Tipo dei dati: double cliccare “aggiungi” (o ENTER)

8

Aggiungere una colonna alla tabella del percorso spezzato





scegliere la mappa su sui lavorare Scrivere: nome_colonna1 tipo_dato1,nome_colonna2 tipo_dato2 Occhio agli spazi!


table: acquedotto_spezzata Scrivere: lunghezza double

9 Calcolare la lunghezza di ogni tratta

v.to.db come spiegato nella lezione 5 per la pendenza

Estrarre un file di punti da una linea Questo procedimento può esser utile ad esempio per individuare e salvare in una mappa la posizione di incroci stradali o confluenze di corsi d'acqua, di tratte di infrastrutture tipo elettrodotti, ecc. Azione Comando Opzioni Esempio

10

Estrarre i punti di inizio e fine delle diverse tratte

Menu: Vettore ��genera punti �� genera punti lungo linee Comando: v.to.points Anche questo comando crea una mappa con 2 layers. In entrambi i layer ogni punto è considerato due volte, come inizio di una tratta e fine di quella precedente. Nel primo ad ogni punto sono associati gli attributi della linea d'origine, nel secondo ad ogni punto è associata la

Scheda Richiesto � “mappa vettoriale in input contentente le

linee”: nome della mappa vettoriale da cui si vogliono estrarre i punti

“mappa vettoriale in output su cui scrivere i punti”: nome della mappa risultante

Scheda Opzionale � si spunta l'opzione “scrive i nodi della

linea” “tipologia delle feature”: si spunta la

tipologia della feature di origine, in

Scheda Richiesto � “mappa vettoriale in input contentente

le linee”: acquedotto_spezzata “mappa vettoriale in output su cui

scrivere i punti”: acquedotto_punti Scheda Opzionale � si spunta l'opzione “scrive i nodi della

linea” “tipologia delle feature”: line




93

Azione Comando Opzioni Esempio distanza dal punto precedente questo caso “line”

11

Allineare mappa e tabella esportando il layer più utile

Menu: file � esporta mappa vettoriale �� formati comuni di esportazione Comando: v.out.ogr Si tratta di una mappa con 2 layer, quindi bisogna specificare quale layer va esportato (vedi punto 6) . In questo caso si esporta il layer 2, ricordandosi che è un layer di punti Menu: File � importa mappa

vettoriale �� formati comuni di importazione

Comando: v.in.ogr

Chiamo la mappa reimportata acquedotto_punti_reimportato 12 Reimportare la

mappa “pulita”

Questo passaggio è necessario perchè Grass spesso ha problemi a lavorare sul layer 2

13 Estrarre i punti estremi di ogni tratta

Si tratta di estrarre dalla mappa il punto di inizio del percorso (cat_= 0 ) e tutti i punti di fine delle tratte che compongono il percorso, quindi quelli con il valore nella colonna along maggiore di 0

Nella tabella si selezionano le linee che corrispondono alla condizione richiesta, poi clic con il tasto destro �� estrai features selezionate Si può anche utilizzare v.extract, ma è più lungo...

Chiamare la nuova mappa acquedotto_punti_def

14

Aggiungere due colonne alla tabella dei punti

Icona: aprire la tabella dei dati del layer selezionato ciccando sull’icona oppure v.db.addcol (vedi punto 8)

Aggiungere le colonne alla mappa “acquedotto_punti_def” Serve una colonna per la longitudine, ovvero le coordinate lungo l'asse x (long ) e una per la latitudine, cioè le coordinate lungo l'asse y (lat )

15 Scrivere le coordinate dei punti


Comando: v.to.db Questo comando permette di scrivere nella tabella le caratteristiche di ogni oggetto riportato in una mappa vettoriale, in questo caso la posizione nello spazio di ogni punto (coordinate)

Scheda Richiesto � Input: mappa cui associare i dati Valore da aggiornare: � dato che si vuole riportare nella tabella Scheda Opzionale� Si indicano il tipo di features, le unità di misura e le colonne in cui si scriveranno i valori aggiornati

Scheda Richiesto � Input: acquedotto_punti_def Valore da aggiornare: � coor Scheda Opzionale� feature type � points units � meters nome della colonna dell'attributo � long,lat




94

Esercizi Scegliere l'itinerario della gara ciclistica "Davagna - Bargagli" tenendo conto che:

• deve svolgersi completamente su strade secondarie • deve partire dal centro di Davagna e arrivare in una frazione a piacere del Comune di Bargagli • Deve svolgersi completamente in Val Bisagno • deve essere lunga almeno 25 Km

Calcolare la lunghezza e la pendenza per ogni tratta del per corso scelto e la lunghezza totale inoltre realizzare una cartina da fornire ai corridori con più indicazioni possibili sul percorso e sull'area che andranno ad attraversare (altimetrie, curve di livello, sezioni schematiche, ecc... ) Dati

• squadri del DTM con risoluzione 5 m dell'area della Val Bisagno

• confini amministrativi dei comuni della Liguria in formato vettoriale

• carta della rete stradale della regione Liguria in formato vettoriale

• CTR scala 1:25.000 della zona ALCUNI INDIZI IMPORTANTI (se non ce la fate da soli ....):

• per evitare confusioni, conviene creare uno o più mapset dedicati esclusivamente all'esercitazione (sarebbe ancora meglio creare una location dedicata).

• ATTENZIONE A IMPOSTARE CORRETTAMENTE LA REGIONE , come estensione e come risoluzione.

• Estraete solo le strade della vostra area di lavoro, lavorare su tutta la Liguria è estremamente pesante.

• Trovate le informazioni relative al tipo di strada nella tabella associata al vettore, sulla base di queste estraete le strade secondarie

• la mappa della rete stradale è estremamente spezzettata, quindi poco gestibile. I diversi tratti vanno uniti utilizzando i comandi v.bulid.polyline e v.build.

• la lunghezza e la pendenza sono caratteristiche geometriche del vettore, che possono essere riportate in tabella con il comando v.to.db

• il possibile percorso va individuato "a occhio", non c'è un sistema automatico

• una volta scelto il percorso è necessario estrarlo e salvarlo come layer a sé. Da GRASS si può utilizzare il comando v.digit ma è piuttosto macchinoso. Conviene quindi selezionarlo da QGIS. (una possibilità potrebbe essere salvare le strade pulite, aprirle in QGIS, correggerle e reimportarle in GRASS...)

• Grass ha un compositore di stampe ma è complicato e poco versatile, da evitare. Per realizzare la cartina da distribuire ai partecipanti alla gara conviene aprire in QGIS le mappe e impaginarle con la funzione "gestore stampe".

TESTI E FONTI



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TESTI

Biallo G. (2005). Introduzione ai Sistemi Informativi Geografici, I Quaderni di MondoGis, ISBN 8890102683, pp.182 (scaricabile online).

Brancucci G., Marin V. e Salmona P. (2011). Geomorfologia Applicata. Appunti alle lezioni per studenti di Architettura , libreriauniversitaria

Casagrande L., Cavallini P., Frigeri A., Furieri A., Marchesini I., Neteler M. (2012). GIS Open Source - GRASS GIS, Quantum GIS e SpatiaLite . Elementi di software libero applicato al territorio, Dario Flaccovio Editore, Palermo. ISBN 978-88-579-0149-7

Lupia Palmieri E. e Parotto M. (2008). Il globo terrestre e la sua evoluzione . Zanichelli Ed.

NetelerM, Mitasova H., (2008). Open Source GIS: A GRASS GIS Approach . Third Edition. The International Series in Engineering and Computer Science: Volume 773. 406 pages, 80 illus., Springer, New York ISBN: 038735767X | ISBN-13: 978-0-387-35767-6

PORTALI CARTOGRAFICI e GEOPORTALI Di seguito si fornisce un elenco (assolutamente non esaustivo) di indirizzi di alcuni siti da cui è possibile visualizzare e/o ottenere cartografia in vari formati e con vari tipi di servizi (Visualizzazione, Download in pfd, shapefile e geotiff, WMS; WFS, ecc.) Geoportale Regione Liguria : http://www.cartografia.regione.liguria.it/ Archivio Cartografia tematica Provincia di Genova : http://cartogis.provincia.genova.it/cartogis/ Geoportale Provincia di Savona : http://cartonline.provincia.savona.it/ Portale dell'informazione geografica della Provinci a della Spezia: http://siti.provincia.sp.it/ Repertorio Cartografico della Regione Piemonte : http://www.regione.piemonte.it/repcarj/welcome.do Geoportale della Lombardia: http://www.cartografia.regione.lombardia.it/geoportale Geoportale Nazionale : http://www.pcn.minambiente.it/GN/ Portale Servizio Geologico d’Italia – ISPRA : http://sgi.isprambiente.it/geoportal/catalog/main/home.page

dispense sull’uso di grass e qgis per l’analisi del...

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