JGrass intro Italiano

Diapositiva 1

PROVINCIAAUTONOMADI TRENTO

Servizo Bacini MontaniINTRODUZIONE AL GIS JGRASSTrento, 16 ottobre 2008

Introduzione ai GIS

Introduzione al GIS JGrass

Installazione dell'applicativo

Configurazione dell'ambiente di lavoro

Strumenti di gestione dati in JGrass

SOMMARIO:

Introduzione ai GIS

SOMMARIO:

DEFINIZIONE DI GIS

Insieme di attrezzature, procedure e persone che hanno il compito di raccogliere, organizzare, selezionare, archiviare e comunicare i dati riguardanti le attivit di un'organizzazione (pubblica o privata).

Il suo obiettivo quello di mettere a disposizione dei responsabili delle decisioni operative tutte le informazioni necessarie per effetture le migliori scelte possibili.

I GIS sono sistemi informativi dedicati allo studio ed alla gestione di dati geografici, attraverso questi strumenti possibile:

raccogliere

modellizzare

manipolare

analizzare

presentare

dati geograficamente riferiti o meglio GEOREFERENZIATI.

I GIS consentono di sovrapporre differenti livelli di informazione relativi ad un'area e quindi di ottenere una migliore comprensione dei processi che la interessano e dei fattori che la caratterizzano.

Strumento completo adatto alla rappresentazione del territorio ed al trattamento delle informazioni associate agli oggetti georeferenziati.

Agli oggetti (punti, linee, aree) sono assegnate le coordinate spaziali congruenti con la base cartografica di riferimento.

I GIS integrano le caratteristiche di diversi tipi di software.

CADDATABASEImageProcessingGIS

I GIS integrano le caratteristiche di diversi tipi di software.

Utilizzare un GIS non significa solo usare un software ma piuttosto adottare un metodo di lavoro.

CADDATABASEImageProcessingGIS

Agricoltura (uso del suolo)Economia (analisi di mercato)Difesa (logistica, pianificazione)Ecologia e conservazione paesaggioReti tecnologiche (acqua, gas e luce)Protezione civileGestione delle risorse naturaliCatastoGestione forestaleSalute pubblica (epidemiologia)IstruzioneGeografia

Gestione beni immobiliariOsservazione della terraTelecomunicazioniGestione di dati amministrativiGestione di infrastruttureRedazione mappe e banche datiIndustria estrattiva e minerariaRilievo e topografiaTrasporti e logisticaUrbanisticaRicerca...

CAMPI DI APPLICAZIONE

I dati spaziali sono tradizionalmente divisi in due classi: RASTER e VETTORIALE

CAMPI o RASTER: oggetti definiti quasi ovunque nel dominio di interesse, molto spesso continui. Esempio temperatura, pressione, quote.

Sono rappresentati in forma discreta con matrici regolari di attributi (modelli matriciali o raster georeferenziato), reti irregolari di triangoli (modello TIN) oppure con curve di livello.

ENTIT o VETTORIALI: oggetti discreti e discontinui, delimitati in modo preciso. Esempio: edifici, aree amministrative, rete viaria.

Sono rappresentati con modelli vettoriali, eventualmente topologici e tabelle di attributi associate.

DATI: ENTIT E CAMPI

Quote (DTM: Digital Terrain Model)

RASTER - DTM

"Digital Elevation Model" (DEM): rappresenta le quote di una superficie particolare, se si utilizza DEM si deve sempre specificare la superficie di riferimento."Digital Terrain Model" (DTM): rappresenta le quote della superficie terrestre, ovvero del terreno. Il DTM un caso particolare di DEM dove la superficie che si rappresenta quella della terra.Digital Surface Model (DSM): rappresenta le quote della superficie terrestre inclusi gli elementi che sono sopra il terreno.

DTM / DEM

DTM e DEM descrivono una superficie continua attraverso un numero finito di punti tridimensionali (valori x,y,z) nello spazio (x,y,z). Le triplette xyz sono generalmente distribuite in modo irregolare perch ottenute con diversi metodi di misura. Questi punti irregolari vengono normalmente messi su un grigliato regolare (di solito quadrato, con la stessa ampiezza in direzione x ed y) utilizzando diverse tecniche di interpolazione (e.g. kriging, spline, minimi quadrati...). Ogni tripletta (x,y,z) del DTM/DEM rappresenta in questo modo un'area, ovvero un quadrato della griglia a cui appartiene che viene chiamato CELLA o PIXEL (= picture element).

DTM / DEM

GRIGLIA: distribuzione regolare di punti individuati dagli angoli di tassellatura, derivabili da una struttura 2D.

Sono pienamente individuati da riga e colonna.

PIXEL: primitiva geometrica bidimensionale, corrisponde all'elemento base di una struttura 2D.

PRIMITIVE GEOMETRICHE RASTER 2D

TIN (Triangular Irregular Network)

CURVE DI LIVELLO

Le entit sono costituite da:

primitive geometriche:

superficie

primitive topologiche:

spigolo

faccia

ENTIT (punti linee - aree)

RASTERIZZAZIONE DELLE ENTIT

Il pi diffuso formato di files vettoriale sicuramente lo shapefile: .shp.

Un file shapefile costituito da una famiglia di files e comprende in particolare:

.shpcontiene le informazioni legati alla forma delle features

.shxcontiene un indice di posizione delle features per velocizzare le queries al file

.dbfcontiene gli attributi collegati alle features

.prjcontiene le informazioni legate al sistema di coordinate ed alla proiezione dei dati

.shp.xmlcontiene i metadati collegati alle features

Altri formati supportati dalla maggior parte dei GIS sono: tab, dxf, dwg, E00, ..., ascii.

FORMATI DEI FILES VETTORIALI

I pi diffusi sono:

I files raster di immagine che sono visualizzabili all'interno di un GIS devono contenere anche l'informazione legata al sistema di riferimento ed alla proiezione. I files come i TIFF devono quindi essere georeferenziati ovvero dei GEO-TIFF. L'informazione legata alla proiezione pu essere contenuta gi nel TIFF oppure essere scritta in un file a parte con estensione TFW (o JGW).

I files ASCII contengono le informazioni legate alla regione ed alla localizzazione dei dati.

FORMATI DEI FILES RASTER

Introduzione ai GIS

SOMMARIO:

JGrass un GIS Free ed Open Source nato per unire le potenzialit di GRASS, un ambiente di visualizzazione e gestione dei dati semplificato ed un ambiente GIS in cui integrare nuovi algoritmi di ricerca.

JGrass nasce dalla collaborazione tra Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell'Universit di Trento, CUDAM (Centro Universitario per la Difesa dell'Ambiente Montano) ed HydroloGIS di Bolzano.

Il punto di partenza di JGrass il GIS GRASS che allo stato attuale rappresenta il pi importante e completo progetto GIS Open Source.

JGRASS

JGrass, stato sviluppato per semplificare l'uso di GRASS sulle diverse piattaforme perseguendo i seguenti obiettivi:

versatilit: possibilit di utilizzare JGrass e GRASS indifferentemente su Windows, Unix/Linux e Mac-OS (write once, run everywhere)

possibilit per ognuno di sviluppare nuovi moduli e funzioni particolari in un ambiente di programmazione strutturato

scripting: possibilit di utilizzare un linguaggio di programmazione Java-based per automatizzare alcuni processi (programmer and scientific-work oriented)

semplicit d'uso: interfaccia grafica semplificata con menu e barre degli strumenti (end-user friendly)

JGrass un GIS libero ed Open Source che pu essere scaricato gratuitamente dal sito internet:

www.jgrass.org

Tutte le istruzioni d'uso si trovano sulla stessa pagina con anche la documentazione dei comandi disponibili.

JGRASS

JGRASS: ALCUNI ESEMPI

A partire da un DTM o un DEM possibile:

interpolare curve di livello

effettuare un'analisi di visibilit

generare profili longitudinali

effettuare analisi di pendenza, di esposizione...

calcolare lunghezze reali con riferimento anche alla coordinata verticale

interrogare una lista di attributi ed estrarre i valori richiesti

estrarre le caratteristiche morfologiche del terreno

elaborare grandezze relative al reticolo idrografico

effettuare analisi di stabilit dei bacini

effettuare analisi idrologiche a scala d'evento

Introduzione ai GIS

SOMMARIO:

INSTALLAZIONE

JGrass si pu installare su tutti i sistemi operativi in cui sia attiva una Java Virtual Machine:

Windows

MacOSX

Esistono due tipologie di installazione:

installazione usando la versione completa di JGrass

installazione come plugin di uDig

INSTALLAZIONE VERSIONE COMPLETA

La versione completa di JGrass viene rilasciata solo per progetti particolari o per eventi come l'attuale

JGrass_foss4g

Per l'installazione sufficiente cliccare sull'eseguibile ed installare JGrass nel percorso desiderato.

Con questa versione in Windows vengono forniti anche i comandi di GRASS pronti per l'esecuzione.

INSTALLAZIONE COME PLUGIN DI uDig

JGrass come plugin di uDig pu essere solo dopo aver installato uDig.

scaricare la versione consigliata di uDig

http://udig.refractions.net/download/

installare uDig seguendo le istruzioni della procedura guidata di installazione

scegliere dal menu Help -> Find and Install...

Scegliere di installare delle nuove funzionalit e proseguire con la procedura guidata.Nella scelta della funzionalit da installare selezionare JGrass.

L'installazione di JGrass in uDig aggiunge tre nuovi menu nella barra dei menu in alto:

HortonMachine

JGrass

L'installazione di JGrass in uDig aggiunge tre nuovi menu nella barra dei menu in alto:

HortonMachine

JGrass

E due nuove icone nella toolbar

apertura dell'editor di scripting

definizione della regione di lavoro

Allo stesso modo di JGrass possibile installare come plugin di JGrass o di uDig anche l'estensione Axios che aggiunge al GIS funzionalit di editing e modifica di dati vettoriali (shp).

Introduzione ai GIS

SOMMARIO:

DESCRIZIONE DELL'AMBIENTE DI LAVORO

VISTA DEI PROGETTI

VISTA DEI PIANI

VISTA MAPPA

CATALOGO, TABELLA ATTRIBUTI...

VISUALIZZAZIONE DEI DATI

In JGrass-uDig possibile visualizzare dati georiferiti sia RASTER che VETTORIALI.Per i dati vettoriali si fa riferimento alle funzionalit di uDig. Approfondimenti da questo punto di vista (personalizzazione visualizzazione, visualizzazione dati in rete...) si trovano nei due manuali:http://udig.refractions.net/confluence/display/EN/Walkthrough+1http://udig.refractions.net/confluence/display/EN/Walkthrough+2Per i dati raster si usano le funzionalit dei due sistemi a seconda del tipo di dato con cui si sta lavorando.

CREAZIONE DI UN NUOVO PROGETTO

La creazione di un nuovo progetto a partire dai dati importati automatica in uDig, tuttavia si consiglia per mantenere coerenza ed ordine nella gestione dei dati, di creare un nuovo PROGETTO a cui aggiungere le MAPPE desiderate.

nome del progetto

percorso di salvataggio del progetto

Introduzione ai GIS

Strumenti di gestione dati in JGrass

SOMMARIO:

OVERVIEW PER VISUALIZZAZIONE DATI

uDig e JGrass funzionano con la logica del Drag&Drop: tutti i dati si possono visualizzare semplicemente trascinandoli nel programma.

In alternativa trascinando il file dall'Esplora risorse sulla vista:

catalogo: il piano viene aggiunto al catalogo ma non visualizzato

mappa: il piano viene visualizzato ed aggiunto in cima ai piani visualizzati

piani: il piano pu essere aggiunto in un punto qualsiasi della lista dei piani attivi

progetto: il piano viene aggiunto al progetto aperto

OVERVIEW PER I DATI VETTORIALI

La visualizzazione dello shapefile avviene selezionando dalla famiglia dei files dello shapefile quello con estensione .shp.

selezionare il file nell'Esplora Risorse del PC e trascinarlo nel Catalogo di JGrass

selezionare la voce del catalogo e con il tasto destro del mouse selezionare Aggiungi ad una nuova mappa

in alternativa possibile anche semplicemente trascinare il file nella vista Mappa

Spostamento dei piani in alto ed in bassoModifica dello stile di visualizzazioneGestione delle trasparenze tra i pianiVisualizzazione dell'intero piano

Strumenti di selezione delle featuresRichiesta di informazioniEditing dei piani vettoriali

Strumenti di navigazione della mappaZooming e panning

OVERVIEW PER I DATI RASTER

I dati raster rappresentati da immagini (TIFF, JPG) possono essere visualizzati in JGrass-uDig allo stesso modo dei dati vettoriali.Questo tipo di dato non per modificabile all'interno del programma, serve solo come base cartografica di riferimento.

OVERVIEW PER I DATI RASTER

JGRASS: ANALISI DI DATI RASTER

In JGrass i dati devono essere organizzati secondo una logica precisa che prevede il raggruppamento degli stessi in:

DATABASE: una cartella di lavoro sul proprio hard disk in cui saranno contenuti tutti i dati trattati con JGrass per i diversi progetti

LOCATION: fisicamente una cartella su file system in cui sono contenute le informazioni relative al sistema di coordinate ed alla proiezione dei dati contenuti

MAPSET: fisicamente anch'esso una cartella all'interno della Location e rappresenta l'ambiente di lavoro principale di JGrass in cui sono contenuti i dati veri e propri

La struttura dei dati di JGrass viene completamente gestita dal programma, l'utente deve definire unicamente la cartella che rappresenta il DATABASE ed i nomi delle LOCATION quando vengono create.La creazione di una nuova Location avviene attraverso il menuFile -> New -> Other

Percorso del database dei dati di JGrass

Nome della nuova Location da creare

Scelta del Sistema di Proiezione (UTM)

Scelta del Sistema di Proiezione (Gauss Boaga Fuso Ovest)

Definizione del nome del nuovo Mapset

Cliccare Aggiungi per aggiungere il nuovo Mapset

Per essere valido il Mapset deve essere aggiunto alla lista!

La Location si aggiunge automaticamente al Catalogo, nel caso ci non dovesse avvenire, trascinare il file .jgrass che si trova nella Location nel Catalogo di JGrass

Nella nuova versione non viene pi visualizzato il Mapset PERMANENT usato da JGrass di default.

Tipologia di dato che si pu importare direttamente in JGrass

Reset permette di aggiornare la lista delle mappe contenute nel Mapset nel caso ci non avvenisse automaticamente

Per la visualizzazione dei dati del Mapset di JGrass si consiglia di creare una nuova Mappa, in questo modo vengono gestite al meglio le informazioni della proiezione.Attualmente i dati vettoriali e le immagini raster vengono proiettate on the fly, stiamo sviluppando il supporto per la riproiezione anche dei dati raster di JGrass.

Selezionare dal menu del tasto destro del mouse sul nome della mappa importata l'opzione Aggiungi ad una nuova mappa.

Un concetto importante per l'analisi raster quello di Regione Attiva o Regione di Lavoro.La Regione Attiva rappresenta la porzione di area sulla quale verranno fatti i tutti i calcoli, ovvero quella su in cui lavorano i comandi di GRASS-JGrass.

Per visualizzare la Regione Attiva necessario trascinarla nella Vista Mappe prendendola da:Catalogo -> Grafica della Mappa -> Grafica della Regione Attiva

Un concetto importante per l'analisi raster quello di Regione Attiva o Regione di Lavoro.La Regione Attiva rappresenta la porzione di area sulla quale verranno fatti i tutti i calcoli, ovvero quella su in cui lavorano i comandi di GRASS-JGrass.

Per visualizzare la Regione Attiva necessario trascinarla nella Vista Mappe prendendola da:Catalogo -> Grafica della Mappa -> Grafica della Regione Attiva

Se nel Catalogo sono caricate pi Location o ci sono pi Mapset per un'unica Location sar necessario indicare al programma su quale di questi dati lavorare selezionando il Mapset nell'apposita finestra.

La Regione Attiva viene visualizzata con le impostazioni predefinite, come un'area bianca su sfondo verde.Tutte le analisi che vengono fatte con i comandi di JGrass-GRASS vengono fatte solo sulla Regione Attiva e con la Risoluzione della stessa. Quindi se non ci sono dati nell'area bianca della regione, o se i dati sono tutti coperti dal colore verde, questi non verranno utilizzati per le elaborazioni.

La modifica dell'estensione della Regione Attiva e delle diverse opzioni che la riguardano pu essere fatta utilizzando

il pulsante di selezione dello stile dei piani partendo dalla selezione del piano che rappresenta la Regione Attiva

l'icona della barra degli strumenti: in questo caso viene modificata solo l'estensione della regione attiva e non la risoluzione

JGRASS: AMBIENTE DI LAVORO

JGrass per la corretta esecuzione dei comandi necessita della definizione di due specifiche:

Mapset di lavoro: ovvero il Mapset che contiene i dati che si andranno ad analizzare (-> Regione Attiva che viene usata dai comandi quella relativa a quel Mapset)

percorso dei comandi di GRASS: questo dato non necessario se si utilizzano solamente i comandi nativi di JGrass, indispensabile per usare i comandi di GRASS. In particolare ci si riferisce al percorso di installazione di GRASS sul proprio pc. Con la versione completa di JGrass nella cartella di installazione di JGrass ci sono anche i comandi di GRASS da utilizzare e quindi a quella cartella che si deve fare riferimento. In tutti gli altri casi si richiede un'installazione di GRASS sul pc.

JGRASS: AMBIENTE DI LAVORO

JGRASS: COMANDI GENERALI

Per informazioni riguardo JGrass visitare i siti:www.jgrass.orgwww.hydrologis.eu

Domande e informazioni sul funzionamento dei comandi e del programma in generale possono essere fatte nelle mailing list degli utenti (italiano o inglese) o direttamente a:Riccardo Rigon: riccardo.rigon@ing.unitn.itSilvia Franceschi: silvia.franceschi@hydrologis.eu

CONTATTI:

GRAZIE DELL'ATTENZIONE...

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