lez. 4 - corso di modelli e gis per l'ambiente
DESCRIPTION
Concetti introduttivi sui sistemi di coordinate, sistemi di riferimento nazionali, creare una nuova location in GRASS GIS, importare ed esportare mappe raster e vettoriali. Lezioni 11/01/2012 e 12/01/2012.TRANSCRIPT
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Universita` degli Studi della BasilicataDipartimento di Ingegneria e Fisica dell'Ambiente (DIFA)
Creare una nuova location in GRASS GIS
Ing. Margherita Di Leo
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Concetti intoduttivi
● Per lavorare con GRASS, e` necessario conoscere a priori la proiezione ed il sistema di coordinate in cui stiamo lavorando, perche` tali informazioni
sono necessarie per definire la location.
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La forma della Terra
● L'ellissoide (o sferoide) e` una superficie definita matematicamente che approssima la forma reale
della Terra con un errore accettabile.
● Esistono diversi ellissoidi di riferimento, che approssimano meglio una data zona piuttosto che
un'altra.
● Gli ellissoidi di riferimento sono usati comunemente come superficie di riferimento per definire una rete geodetica e qualunque punto dello spazio di cui sia definita la latitudine, la
longitudine e l'elevazione sull'ellissoide.
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La forma della Terra
● Il geoide e` definito come la superficie equipotenziale della forza di gravita` terrestre e
corrisponde al livello medio del mare.
● Per le proiezioni cartografiche, si utilizza un ellissoide di riferimento per il posizionamento
orizzontale, mentre per il calcolo esatto della quota e` necessario utilizzare il geoide.
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Il datum geodetico
● Il datum geodetico e` un set di costanti che definiscono il sistema di coordinate utilizzato per il
posizionamento sulla superficie terrestre.
● Il datum orizzontale definisce l'origine e l'orientazione del sistema di posizionamento
orizzontale.
● Il datum verticale definisce l'origine del sistema in riferimento al calcolo della quota (livello medio
mare).
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Il datum geodetico
● Per sovrapporre due o piu` mappe, e` necessario che i loro rispettivi datum coincidano.
● In caso contrario, le origini dei loro sistemi di riferimento risultano traslati, e di conseguenza le
mappe risultano traslate tra di loro.
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Le proiezioni cartografiche
● Quindi, il sistema geodetico di riferimento e` un sistema per indicare dove si trova un oggetto sulla
superficie terrestre.
● Generalmente si esprimono due dati, la longitudine e la latitudine.
● Una proiezione cartografica e` il risultato di trasformazioni geometriche, matematiche o
empiriche di punti geografici espressi in coordinate geografiche in punti espressi in
coordinate cartesiane.
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Le proiezioni cartografiche● Le proiezioni vengono usate per rappresentare su un piano (con le carte geografiche) un fenomeno che nella realta` esiste
sulla superficie dell'ellissoide terrestre.
● E` impossibile evitare deformazioni.
● Le proiezioni cartografiche possono essere costruite e classificate in modo da possedere alcune proprieta`. Ad
esempio una proiezione può essere:
● equivalente se mantiene i rapporti tra le superfici, cioè se le superfici sono in scala;
● equidistante se mantiene i rapporti tra le distanze da un punto (o da due punti, ma e` impossibile costruire carte con
tutte le distanze in scala);
● conforme (o equiangola, o isogonale) se mantiene gli angoli.
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Le proiezioni cartografiche
● Le proiezioni cartografiche possono essere classificate anche in funzione del tipo di proiezione
con cui vengono ottenute.
● La proiezione di sviluppo si ottiene per proiezione prospettica su un altro solido (tipicamente un cilindro
o un cono), che viene poi sviluppato ("srotolato").
● La proiezione azimutale si ottiene per proiezione prospettica su un piano tangente e mantiene gli
angoli rispetto al punto di tangenza.
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Le proiezioni cartografiche● In funzione del punto di tangenza, la proiezione e`:
* polare se il punto e` uno dei due poli;
* equatoriale se il punto e` sull'equatore;
* obliqua altrimenti.
● In funzione del punto di proiezione puo` essere:
* gnomonica (o centrografica), rispetto al centro della terra;
* stereografica, rispetto al punto opposto al punto di tangenza;
* scenografica, rispetto ad un punto fuori dalla terra;
* ortografica, rispetto al punto ad infinito.
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Nota bene!
● Oltre al tipo di proiezione utilizzata, per individuare univocamente un punto sulla superficie terrestre e` anche importante
specificare il sistema geodetico, ovvero il datum.
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Sistemi di riferimento nazionali
I sistemi geodetici di interesse per il territorio italiano sono prevalentemente i seguenti:
● Catastale;● Roma 40;● European Datum 1950 (ED 50);● World Geodetic System 1984 (WGS 84).
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Sistema di riferimento catastale
Il sistema catastale teoricamente non e` piu` in uso.
● La rappresentazione e` la Cassini-Soldner, di tipo policentrico, con 849 origini dislocate su tutto il territorio nazionale.
● Il geoide di riferimento e` quello di Bessel, orientato a Genova, Istituto Idrografico della Marina (definizione astronomica 1902).
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Sistema di riferimento Roma 40● L'ellissoide di riferimento e` quello di Hayford, orientato a
Roma Monte Mario (definizione astronomica 1940).
● Per la rappresentazione cartografica e` stata adottata la rappresentazione conforme di Gauss-Boaga, con fattore di scala di 0.9996.
● Esistono due proiezioni distinte: fuso Ovest e fuso Est, che differiscono per la scelta dei meridiani di riferimento. Essi sono posti rispettivamente a 9° e a 15° ad Est di Greenwich. Ciascuna proiezione copre una zona di longitudine ampia 6°, separate dal meridiano posto a 12°.
● Il sistema Roma40 e` ancora utilizzato per fini geodetici e topografici e a esso e` riferita la rete italiana fondamentale di triangolazione, la Carta d’Italia al 100'000 e al 25'000.
● La maggior parte della cartografia tecnica regionale e` inquadrata in tale sistema di riferimento.
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Sistema di riferimento ED 50● L'ellissoide di riferimento e` rimasto quello di Hayford, ma il
suo orientamento rispetto alla superficie terrestre e` cambiato leggermente, utilizzando come nuovo riferimento un vertice a Potsdam, nei pressi di Berlino.
● Per la proiezione cartografica, al sistema geodetico ED 50 e` stata associata la proiezione UTM (Universale Trasversa di Mercatore), basata sulla rappresentazione conforme di Gauss.
● Il fuso Ovest viene sostituito dal fuso 32 UTM e il fuso Est viene sostituito dal fuso 33 UTM. In ogni fuso di riferimento viene assegnato al meridiano centrale un falso est pari a 500000 m, per questo motivo nel sistema UTM non e` possibile desumere il fuso semplicemente osservando il valore di longitudine.
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Sistema di riferimento WGS 84
● Un ulteriore aggiornamento e` derivato dall'introduzione del datum WGS 84 (per la precisione il WGS 84 in Europa si materializza nel sistema ETRF89).
● Il nuovo sistema e` giustificato dall'introduzione del sistema GPS e dalla necessità di armonizzare a livello globale il datum.
● In questo caso varia sia l'ellissoide sia l'orientamento.
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I codici EPSG● Il comitato European Petroleum Survey Group ha
assegnato dei codici per identificare in modo univoco i sistemi di riferimento geodetici adottati nelle varie realta` nazionali (vedi: http://www.epsg-registry.org/).
● In particolare, per l'Italia:
* Al sistema Gauss-Boaga / Roma 40 sono stati assegnati i seguenti codici: EPSG 3003 (fuso Ovest) e EPSG 3004 (fuso Est).
* Al sistema ED 50 / UTM zona 32 corrisponde il codice 23032, alla zona 33 corrisponde 23033.
* Al sistema WGS 84 / UTM zona 32 corrisponde il codice 32632, alla zona 33 corrisponde 32633.
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La gestione dei dati● GRASS data:
E` la cartella contenente le location.
● Location:
Ogni LOCATION e` definita da una proiezione, e puo` contenere uno o piu` MAPSET. Ogni location contiene sempre un mapset speciale, denominato PERMANENT, che serve per conservare la cartografia di base.
● Mapset:
Contiene le mappe e i dati.
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GRASS DATA SET GRASSDATA
MAPSET
UTM33WGS84 UTM33ED50Gauss-
BoagaRoma40FusoEst
PERMANENT PERMANENT PERMANENT
USER1 USER2 USER1 USER1
La gestione dei dati
LOCATION
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La gestione dei datiVantaggi:
● E` un sistema avanzato pensato per permettere a piu` utenti di lavorare sullo stesso dataset contemporaneamente.
● Consapevolezza: abbiamo sempre presente in che sistema di coordinate stiamo lavorando.
● Ordine: utile anche per gli utenti tendenzialmente piu` disodinati.
Regola d'oro:
Importare la cartografia di base nel mapset PERMANENT e creare un nuovo mapset da utilizzare come cartella di lavoro.
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I metodi per creare una location:
● Selezionare i parametri del sistema di coordinate da una lista;● Tramite codice EPSG;
● Leggere la proiezione e il datum da un file georeferenziato;
● Leggere la proiezione e il datum da un file WKT o PRJ;
● Specificare i parametri PROJ.4;
● Creare una location non georiferita (XY).
Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
Parametri relativi al fuso Est.
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Creare una location Gauss-Boaga
Possiamo utilizzare un datum predefinito oppure assegnare i parametri della trasformazione del datum manualmente, utilizzando il datum “international” e inserendo i 7 parametri towgs84=dx,dy,dz,Rx,Ry,Rz,m, ad esempio:
● towgs84=-104.1,-49.1,-9.9,0.971,-2.917,0.714,-11.68 – Italia peninsulare, accuratezza: 3-4m;
● towgs84=-168.6,-34.0,38.6,-0.374,-0.679,-1.379,-9.48 – Sardegna, accuratezza: 3-4m;
● towgs84=-50.2,-50.4,84.8,-0.690,-2.012,0.459,-28.08 – Sicilia, accuratezza: 3-4m.
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Creare una location Gauss-Boaga
Possiamo utilizzare un datum predefinito oppure assegnare i parametri della trasformazione del datum manualmente, utilizzando il datum “international” e inserendo i 7 parametri towgs84=dx,dy,dz,Rx,Ry,Rz,m, ad esempio:
● towgs84=-104.1,-49.1,-9.9,0.971,-2.917,0.714,-11.68 – Italia peninsulare, accuratezza: 3-4m;
● towgs84=-168.6,-34.0,38.6,-0.374,-0.679,-1.379,-9.48 – Sardegna, accuratezza: 3-4m;
● towgs84=-50.2,-50.4,84.8,-0.690,-2.012,0.459,-28.08 – Sicilia, accuratezza: 3-4m.
Traslazione
Rotazione
Scala
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Creare una location Gauss-Boaga
Scegliendo “datum with associated ellipsoid”, inseriamo i seguenti parametri:
● Scale factor: 0.9996;● Central Parallel : 0;● Central Meridian: 9 (per il fuso ovest)
oppure 15 (per il fuso est);● False Easting: 1500000 (per il fuso ovest)
oppure 2520000 (per il fuso est);● False Northing: 0.
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
![Page 33: Lez. 4 - Corso di modelli e GIS per l'ambiente](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052621/557bf4b0d8b42a2b348b4eaa/html5/thumbnails/33.jpg)
Creare una location Gauss-Boaga
● Ci viene chiesto se vogliamo impostare l'estensione e la risoluzione della regione di
lavoro di default in questo momento o successivamente.
● Per impostarla subito, occorre conoscere i limiti della regione.
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I metodi per creare una location:
● Selezionare i parametri del sistema di coordinate da una lista;
● Tramite codice EPSG;● Leggere la proiezione e il datum da un file
georeferenziato;
● Leggere la proiezione e il datum da un file WKT o PRJ;
● Specificare i parametri PROJ.4;
● Creare una location non georiferita (XY).
Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
Genericamente possiamo usare 1, altrimenti usiamo 2 per una maggiore accuratezza (Italia peninsulare).
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Creare una location Gauss-Boaga
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I metodi per creare una location:
● Selezionare i parametri del sistema di coordinate da una lista;
● Tramite codice EPSG;
● Leggere la proiezione e il datum da un file georeferenziato;
● Leggere la proiezione e il datum da un file WKT o PRJ;
● Specificare i parametri PROJ.4;
● Creare una location non georiferita (XY).
Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
A questo punto selezioniamo il file georeferenziato.
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I metodi per creare una location:
● Selezionare i parametri del sistema di coordinate da una lista;
● Tramite codice EPSG;
● Leggere la proiezione e il datum da un file georeferenziato;
● Leggere la proiezione e il datum da un file WKT o PRJ;
● Specificare i parametri PROJ.4;
● Creare una location non georiferita (XY).
Creare una location Gauss-Boaga
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I metodi per creare una location:
● Selezionare i parametri del sistema di coordinate da una lista;
● Tramite codice EPSG;
● Leggere la proiezione e il datum da un file georeferenziato;
● Leggere la proiezione e il datum da un file WKT o PRJ;
● Specificare i parametri PROJ.4;● Creare una location non georiferita (XY).
Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
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Creare una location Gauss-Boaga
● Inserire la stringa di parametri formattata secondo lo standard PROJ.4.
● Esempio:
+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=9 +k=0.9996 +x_0=1500000 +y_0=0 +no_defs
+a=6378388 +rf=297 +towgs84=-104.1,-49.1,-9.9,0.971,-2.917,0.714,-11.68
+to_meter=1
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I metodi per creare una location:
● Selezionare i parametri del sistema di coordinate da una lista;
● Tramite codice EPSG;
● Leggere la proiezione e il datum da un file georeferenziato;
● Leggere la proiezione e il datum da un file WKT o PRJ;
● Specificare i parametri PROJ.4;
● Creare una location non georiferita (XY).
Creare una location Gauss-Boaga
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● In questo ultimo caso, creiamo una location per importare dati non georiferiti.
● Utilizziamo questa opzione quando ad esempio dobbiamo importare un file da
georiferire.
Creare una location Gauss-Boaga
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Mediante questo comando e` possibile: ● creare nuove location;● interrogare i parametri della location esistente;● convertire da un formato all'altro le
informazioni sulla proiezione.
Il comando g.proj
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Il comando g.proj
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Il comando g.proj
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Crea una nuova location
Il comando g.proj
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Interroga i parametri della location esistente
Il comando g.proj
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Il comando g.proj
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Il comando g.projOutput dell'opzione “print”.
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● Dopo aver creato la nuova location, creiamo un nuovo mapset di lavoro, chiamato user1.
Creare un nuovo mapset
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Creare un nuovo mapset
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Impostare la regione● Nella command console
lanciamo il comando g.region -p per visualizzare le impostazioni della regione.
● Dobbiamo impostare la risoluzione della regione alla risoluzione di cella del file che intendiamo importare: g.region res=20 -ap
● I confini della regione verranno estesi automaticamente secondo i confini della mappa che importiamo, come vedremo di seguito.
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● Per importare un raster in
formato Geotiff utilizziamo r.in.gdal
Importare un raster
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Importare un raster
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Importare un raster
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Importare un raster
● La flag “Extend” estende i limiti della regione seguendo quelli del file importato.
● La flag “Override projection” usa la proiezione della location.
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● Per importare un file vettoriale utilizziamo il comando v.in.ogr.
Importare un vettoriale
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Importare un vettoriale
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Importare un vettoriale
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Importare un vettoriale
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Importare un vettoriale
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Importare un vettoriale
● La flag “Extend” estende i limiti della regione seguendo quelli del file importato.
● La flag “Override projection” usa la proiezione della location.
![Page 78: Lez. 4 - Corso di modelli e GIS per l'ambiente](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052621/557bf4b0d8b42a2b348b4eaa/html5/thumbnails/78.jpg)
Esportare un raster
● Il comando per esportare un file in formato Geotiff e` “r.out.gdal”.
● Tale comando si utilizza anche per esportare in altri formati gestiti dalla libreria gdal.
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Esportare un raster
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Esportare un raster
● Attenzione ad indicare il tipo di dato, scegliendo fra intero, floating point, ecc..
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Esportare un vettoriale
● Il comando per esportare un file vettoriale in formato shapefile e` “v.out.ogr”.
● Tale comando si utilizza anche per esportare in altri formati gestiti dalla libreria gdal/ogr.
![Page 82: Lez. 4 - Corso di modelli e GIS per l'ambiente](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052621/557bf4b0d8b42a2b348b4eaa/html5/thumbnails/82.jpg)
Esportare un vettoriale
● Selezionare il tipo di dato da esportare, fra punti, linee, area ecc..
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Esportare un vettoriale
● Selezionare il formato, es.: ESRI_Shapefile.
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Nota bene
● Per scambiare dati con altre piattaforme GIS, ad esempio ESRI, e` necessario “esportare” e “importare” le mappe da e per GRASS.
● Per scambiare dati da e per GRASS GIS da un computer all'altro, e` anche possibile copiare l'intera location da un GRASS dataset all'altro, non e` necessario esportare tutti i dati e reimportarli!
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Approfondimenti
Il “Libro Sacro” di GRASS GIS:● Markus Neteler and Helena Mitasova, 2008, Open Source GIS: A GRASS GIS Approach. Third Edition.
http://www.grassbook.org/
![Page 86: Lez. 4 - Corso di modelli e GIS per l'ambiente](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052621/557bf4b0d8b42a2b348b4eaa/html5/thumbnails/86.jpg)
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