Geostatistica con GIS open source: gli insediamenti neolitici del Tavoliere

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Slides in Italian. A Django-powered geostatistical system to automate statistical calculation of perimeter, area, orientation and other values from neolithic compounds using only open source software.

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Geostatistica con GIS open sourceGli insediamenti neolitici del Tavoliere

Tesi di laurea triennale in Geofisica applicata

Francesco de Virgilio

Relatore: Ch.mo Prof. Marcello Ciminale

Correlatrice: dott.ssa Mariangela Noviello

Dipartimento di Scienze della Terra e GeoambientaliUniversità degli Studi di Bari “Aldo Moro”

39

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Workflow

Compounds

Distinzione

Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Insediamenti neolitici

ditch

compounds

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Accesso

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Conclusioni

Insediamenti neolitici

ditch

compounds

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Accesso

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Insediamenti neolitici

ditch

compounds

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2 Workflow

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Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

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Statistiche

Conclusioni

Il workflow dell’analisi geofisica

foto aeree database

SIT vettori dati derivati statistiche

magnetometria statistiche autom.

disegno

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3 Workflow

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Area, perim.

Accesso

Orientazione

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Il workflow dell’analisi geofisica

foto aeree database

SIT vettori dati derivati statistiche

magnetometria statistiche autom.

disegno

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4 Workflow

Compounds

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Area, perim.

Accesso

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Il workflow dell’analisi geofisica

foto aeree database

SIT vettori dati derivati statistiche

magnetometria statistiche autom.

disegno

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5 Compounds

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Area, perim.

Accesso

Orientazione

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Conclusioni

Compounds: difficoltà e stato dell’arte

A. Niekamp — 2013Pietrele, Romania

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6 Compounds

Distinzione

Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

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Compounds: difficoltà e stato dell’arte

A. Niekamp — 2013Pietrele, Romania

A. Laterza — 2013Tavoliere, Puglia

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Area, perim.

Accesso

Orientazione

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Conclusioni

Compounds: difficoltà e stato dell’arte

A. Niekamp — 2013Pietrele, Romania

perimetro

area

orientazione(accesso)

A. Laterza — 2013Tavoliere, Puglia

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Compounds: difficoltà e stato dell’arte

A. Niekamp — 2013Pietrele, Romania

perimetro

area

orientazione(accesso)

A. Laterza — 2013Tavoliere, Puglia

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6 Compounds

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Area, perim.

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Compounds: difficoltà e stato dell’arte

A. Niekamp — 2013Pietrele, Romania

A. Laterza — 2013Tavoliere, Puglia

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7 Distinzione

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Accesso

Orientazione

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Conclusioni

Distinzione di ditches e compounds: Jenks

Anglisano (Lucera): 47 geometrie

Dati geografici di partenza

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8 Distinzione

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Accesso

Orientazione

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Conclusioni

Distinzione di ditches e compounds: Jenks

Anglisano (Lucera): 47 geometrie

Classificazione dei perimetri con intervalli naturali di Jenks, k = 5ditches: classi 1, 2 compounds: classi 3, 4, 5

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9 Distinzione

Area, perim.

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Orientazione

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Conclusioni

Distinzione di ditches e compounds: Jenks

Anglisano (Lucera): 47 geometrie = 3 ditches + 44 compounds

ditches

compounds

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9 Distinzione

Area, perim.

Accesso

Orientazione

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Conclusioni

Distinzione di ditches e compounds: Jenks

Anglisano (Lucera): 47 geometrie = 3 ditches + 44 compounds

ditches

compounds

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10 Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

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Conclusioni

Derivazione aree e perimetro

Ccentroide

Fpunto piùdistante daC

Bbuffer da F

C

F

B

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11 Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

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Statistiche

Conclusioni

Derivazione aree e perimetro

P1

P2

P3

P4

D C

B

� = 1�

xp = xC + r � cos�

yp = yC + r � cos�

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12 Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

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Statistiche

Conclusioni

Derivazione aree e perimetro

P1

P2

P3

P4

D C

Bi1

i2

I = fi1(xi1 ; yi1)g

di2C < di1C

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13 Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

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Conclusioni

Derivazione aree e perimetro

P1

P2

P3

P4

D C

B

I = fi1(xi1 ; yi1); i2(xi2 ; yi2)g

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14 Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Derivazione aree e perimetro

P1

P2

P3

P4

D C

B

I = fi1(xi1 ; yi1); i2(xi2 ; yi2); i3(xi3 ; yi3)g

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15 Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Derivazione aree e perimetro

P1

P2

P3

P4

D C

B

I = fi1(xi1 ; yi1); i2(xi2 ; yi2); i3(xi3 ; yi3); i4(xi4 ; yi4); : : :g

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Distinzione

16 Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Derivazione aree e perimetro

I = fi1(xi1 ; yi1); i2(xi2 ; yi2); i3(xi3 ; yi3); i4(xi4 ; yi4); : : :g

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17 Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Derivazione aree e perimetro

I = fi1(xi1 ; yi1); i2(xi2 ; yi2); i3(xi3 ; yi3); i4(xi4 ; yi4); : : :g

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18 Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Derivazione dell’accesso

Segmento rettilineo più lungo tra quelli che compongono ilperimetro.

d = 0d < dp3;p4

d = dp3;p4

p3p4

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Area, perim.

19 Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Derivazione dell’accesso

Segmento rettilineo più lungo tra quelli che compongono ilperimetro.

d = dp3;p4

d > dp6;p7

d = dp3;p4

p6p7

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Area, perim.

20 Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Derivazione dell’accesso

Segmento rettilineo più lungo tra quelli che compongono ilperimetro.

d = dp3;p4

d < dp9;p10

d = dp9;p10

p9

p10

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21 Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Derivazione dell’accesso

Segmento rettilineo più lungo tra quelli che compongono ilperimetro.

d = dp9;p10

d > dp12;p13

d = dp9;p10

p12p13

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Area, perim.

22 Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Derivazione dell’accesso

Segmento rettilineo più lungo tra quelli che compongono ilperimetro.

d = dp9;p10

d < dp14;p1

d = dp14;p1

p1

p14

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Area, perim.

23 Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Derivazione dell’accesso

d = 0

d = din ;in+1

in = in+1

get in+1

fin (xin ; yin ) j in 2 I and n = 1g

din ;in+1 > d

register d , in

F

T F

T

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Area, perim.

Accesso

24 Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Calcolo dell’orientazione

C

B

a1

a2

e

(xe ; ye) = ( 12 (x1 + x2) ; 12 (y1 + y2))

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25 Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Calcolo dell’orientazione

e

N

NW

W

SW

S

SE

E

NE

� = 45�

xp = xC + r � cos�

yp = yC + r � cos�

39

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Distinzione

Area, perim.

Accesso

26 Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Calcolo dell’orientazione

e

N

NW

W

SW

S

SE

E

NE

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Area, perim.

Accesso

Orientazione

27 Codice

WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Dalla logica al codice

d = 0

d = din;in+1

in = in+1

get in+1

fin (xin ; yin) j in 2 I and n = 1g

din;in+1 > d

register d , in

F

T F

T

1 # i t e r a t e on a l l open compounds2 f o r compound i n cur_shp . he l p e r compoundsa r ea_se t \3 . f i l t e r ( t ype= ’ compound ’ , open=True ) :4 # get s i d e s and r e l a t i v e l e n g t h s as d i c t i o n a r y5 s i d e s = ge t_s i d e_d i c t ( compound , 3857)6 # get l o n g e s t s i d e i n a r e a po l y gon as a L i n e S t r i n g7 a c c e s s_ l i n e s t r = max ( s i d e s , key= s i d e s . ge t )89 # get a c c e s s l e n g h t as p r o j e c t e d v a l u e10 p r o j_ a c c e s s_ l i n e s t r = a c c e s s_ l i n e s t r11 p r o j_ a c c e s s_ l i n e s t r . t r a n s f o rm ( cur_shp . p r o j )1213 # get the c e n t r o i d o f the a c c e s s s i d e14 f e a t u r e_ c e n t r o i d = compound . p o l y . c e n t r o i d1516 # get compound ’ s f a r t h e s t p o i n t from c e n t r o i d17 max_point = Po i n t ( compound . p o l y . c on v e x_hu l l . e x t e n t [ 2 ] ,18 compound . p o l y . c on v e x_hu l l . e x t e n t [ 3 ] ,19 s r i d =3857)20 r a d i u s = max_point . d i s t a n c e ( f e a t u r e_ c e n t r o i d )2122 # draw c a r d i n a l p o i n t s a round the compound e v e r y23 # 45 degree , and r o t a t e them by 12 deg r e e24 # to a l i g n p e r p e n d i c u l a r l y to N25 c a r d i n a l_ p t s = get_round_ver tex (26 45 ,27 r a d i u s ,28 f e a t u r e_ c e n t r o i d . x ,29 f e a t u r e_ c e n t r o i d . y ,30 3857 ,31 12)3233 # c r e a t e " cake s l i c e s " u s i n g c a r d i n a l p o i n t s34 p o l y g o n_ l i s t = [ ]35 f o r i , i t em i n enumerate ( c a r d i n a l_ p t s ) :36 p o i n t s = ( f e a t u r e_ c e n t r o i d . coords ,37 i t em . coords ,38 c a r d i n a l_ p t s [ i � 1 ] . coords ,39 f e a t u r e_ c e n t r o i d . c oo r d s )40 p o l y g o n_ l i s t . append ( Po lygon ( p o i n t s , s r i d =3857))41 s e c t o r s = Mu l t i Po l y gon ( p o l y g o n_ l i s t , s r i d =3857)4243 # get a c c e s s s i d e c e n t r o i d44 a c c e s s_c e n t r o i d = a c c e s s_ l i n e s t r . c e n t r o i d45 a c c e s s_c e n t r o i d . t r a n s f o rm (3857)

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Distinzione

Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

28 WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Interfaccia alle funzioni: webGIS

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Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

29 WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Interfaccia alle funzioni: webGIS

39

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Compounds

Distinzione

Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

30 WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Interfaccia alle funzioni: webGIS

39

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Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

31 WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Interfaccia alle funzioni: webGIS

39

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Distinzione

Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

32 WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Interfaccia alle funzioni: webGIS

39

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Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

33 WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Interfaccia alle funzioni: webGIS

39

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Distinzione

Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

34 WebGIS

Statistiche

Conclusioni

Interfaccia alle funzioni: webGIS

39

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Distinzione

Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

35 Statistiche

Conclusioni

Affidabilità: numero di ditches e compounds

ang1

ang2 ipp

omlr1

mlr2 mt

o

plm10

plm11 pn

tsln1

sln2

0

20

40

60

80

compounds

(n) Lat13

current

ang1

ang2 ipp

omlr1

mlr2 mt

o

plm10

plm11 pn

tsln1

sln2

0

2

4

6

insediamenti

ditches(n)

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Distinzione

Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

36 Statistiche

Conclusioni

Affidabilità: aree e perimetri

ang1

ang2 ipp

omlr1

mlr2 mt

o

plm10

plm11 pn

tsln1

sln2

0

2

4

�105

area

(m2)

Lat13

current

ang1

ang2 ipp

omlr1

mlr2 mt

o

plm10

plm11 pn

tsln1

sln2

0

1;000

2;000

insediamenti

perim

etro

(m)

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Codice

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37 Statistiche

Conclusioni

Affidabilità: aree e perimetri

N NE E SE SSW W NW

0

20

40

60

orientazione dei compounds

frequenza(n)

Lat13

current

H0 : �21 = �22 s2 =

1N � 1

N∑i=1

(xi � x)2 Fcal =s22s21

= 1:07

Ha : �21 6= �22 s21 = 438:79 Fcal < Ftab

s22 = 470:84 H0 verificata

39

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Accesso

Orientazione

Codice

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37 Statistiche

Conclusioni

Affidabilità: aree e perimetri

N NE E SE SSW W NW

0

20

40

60

orientazione dei compounds

frequenza(n)

Lat13

current

H0 : �21 = �22 s2 =

1N � 1

N∑i=1

(xi � x)2 Fcal =s22s21

= 1:07

Ha : �21 6= �22 s21 = 438:79 Fcal < Ftab

s22 = 470:84 H0 verificata

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Accesso

Orientazione

Codice

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Statistiche

38 Conclusioni

Conclusioni

Dati: 11 insediamenti – 155 compounds

Metodo standard Metodo proposto

tempi � 2 mesi � 30min

affidabilità 100% 100%riproducibilità parziale completa

software installazione locale internet (webGIS)costi licenza GIS (e 2850) open source: e 0

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Distinzione

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Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

38 Conclusioni

Conclusioni

Dati: 11 insediamenti – 155 compounds

Metodo standard Metodo proposto

tempi � 2 mesi � 30minaffidabilità 100% 100%

riproducibilità parziale completasoftware installazione locale internet (webGIS)costi licenza GIS (e 2850) open source: e 0

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Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

38 Conclusioni

Conclusioni

Dati: 11 insediamenti – 155 compounds

Metodo standard Metodo proposto

tempi � 2 mesi � 30minaffidabilità 100% 100%

riproducibilità parziale completa

software installazione locale internet (webGIS)costi licenza GIS (e 2850) open source: e 0

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Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

38 Conclusioni

Conclusioni

Dati: 11 insediamenti – 155 compounds

Metodo standard Metodo proposto

tempi � 2 mesi � 30minaffidabilità 100% 100%

riproducibilità parziale completasoftware installazione locale internet (webGIS)

costi licenza GIS (e 2850) open source: e 0

39

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Distinzione

Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

WebGIS

Statistiche

38 Conclusioni

Conclusioni

Dati: 11 insediamenti – 155 compounds

Metodo standard Metodo proposto

tempi � 2 mesi � 30minaffidabilità 100% 100%

riproducibilità parziale completasoftware installazione locale internet (webGIS)costi licenza GIS (e 2850) open source: e 0

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Distinzione

Area, perim.

Accesso

Orientazione

Codice

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Statistiche

39 Conclusioni

Grazie

So Long, and Thanks for All the Fish(D. Adams)