Ambiente4b sistemi-informativi-territoriali

GIS

GIS GIS ––

SistemiSistemi

InformativiInformativi

GeograficiGeografici

Marco Moriondo

Camilla Dibari

[email protected].: 055 328 8257

Dipartimento di Scienze Agronomiche e Gestione del Territorio Agro-forestale (DISAT)

Università

di Firenze

Esame di Monitoraggio Ambientale del Territorio

GIS

Geoide -

Elissoide

•

La superficie topografica

è

quella che noi vediamo

•

La superficie ellissoidica

è una astrazione matematica, una semplificazione che noi adottiamo per sostituire la forma reale della Terra con un modello che siamo in grado di descrivere analiticamente

•

La superficie geoidica

è quella che “percepiamo” studiando l’attrazione

gravitazionale

GIS

Orientamento dell’Elissoide

-

1L’ellissoide può essere orientato rispetto al geoide in modo che in un certo punto sia garantita la tangenza tra le due superfici e la coincidenza tra la verticale geoidica e la verticale ellissoidica

La cartografia prodotta proiettando sul piano tale superficie ellissoidica

risulterà

particolarmente affidabile solo per il territorio circostante il punto di tangenza

(ORIENTAMENTO FORTE)

GIS

Orientamento dell’Elissoide

-

2


risulterà

sufficientemente affidabile per un vasto territorio circostante il punto di contatto, anche se con bassa precisione (ORIENTAMENTO DEBOLE)

L’ellissoide può essere orientato rispetto al geoide in modo che non

vi sia un punto in cui sia garantita la tangenza tra le due superfici, e in cui non

si abbia la coincidenza tra la verticale geoidica e la verticale

ellissoidica, ma si abbia piuttosto una posizione reciproca per cui gli scarti tra le due superfici risultino minimi per una vasta estensione di territorio.

GIS

Elissoide

GeocentricoL’ellissoide può essere orientato rispetto al geoide in modo che vi sia coincidenza tra il centro dell’ellissoide ed il centro di massa del geoide, e quindi non è

garantita

la tangenza tra le due superfici e non si ha alcun punto in cui è

imposta la

coincidenza tra la verticale geoidica e la verticale ellissoidica.

L’ellissoide, geocentrico, risulta il miglior sistema di riferimento per l’intero pianeta (ORIENTAMENTO GEOCENTRICO O GLOBALE).


non risulterà

ottimale, ma consente di disporre di un

unico sistema di riferimento per l’intero pianeta. Diventa indispensabile studiare gli scarti tra ellissoide e geoide (ondulazioni)

GIS

DatumPer inquadrare i punti della SUPERFICIE TERRESTRE e calcolarne le posizioni da mettere su di una rappresentazione è

necessario

stabilire un SISTEMA DI RIFERIMENTO CARTOGRAFICO = DATUM

DATUM=

TIPO DI ELLISSOIDE + ORIENTAMENTO ELISSOIDE

• EUROPEAN DATUM (ED 50)• ROMA DATUM 1940 (ROMA 40)• WGS 84

I Sistemi di riferimento (DATUM)

più

importanti IN USO:

GIS

Datum

geodetici nazionaliIn Italia convivono tre DATUM diversi:

•

roma40: il più

usato a fini geodetici e topografici. Adottato per la cartografia nazionale e regionale.

•

ed50: utilizzato nella cartografia IGM di nuova produzione in quella regionale

•

wgs84-etrf89: di recente adozione, utilizzato per l’inquadramento della nuova cartografia ufficiale al 25.000 dell’IGM

I metodi utilizzati per i passaggi tra i tre DATUM:•

–

trasformazioni mediante le isolinee delle differenze di

longitudine e latitudine•

–

trasformazioni mediante costanti additive

•

–

trasformazioni mediante formula di Molodensky

GIS

Datum: Roma 40•

Sistema di riferimento Nazionale (Roma1940)

•

Ellissoide Internazionale di Hayford

•

Orientamento forte in corrispondenza dell’Osservatorio Astronomico di Roma Monte Mario: ellissoide tangente al geoide in corrispondenza dell’osservatorio, ed attribuzione a tale punto delle coordinate geografiche ricavate da misure astronomiche;

•

coincidenza nel punto di tangenza, o punto di emanazione, tra la verticale geoidica e la verticale ellissoidica, e conseguente

minimizzazione tra le deviazioni della verticale e gli scarti tra superficie geoidica ed ellissoidica

su tutto il territorio

interessato dal Sistema di Riferimento;•

orientamento dell’asse di rotazione dell’ellissoide nella direzione del Nord astronomico (ottenuto mediante la definizione di una direzione sia sull’ellissoide che sul geoide: nel nostro caso la geodetica di collegamento di Roma Monte Mario con Monte Soratte, e imposizione della coincidenza del relativo azimuth sia sull’ellissoide che sul geoide).

GIS

Datum

–

ED50

Sistema di riferimento Europeo (ED50)Ellissoide Internazionale di Hayford

•

Orientamento debole in corrispondenza dell’Osservatorio Astronomico di Potsdam: ellissoide “legato”

al geoide in corrispondenza

dell’osservatorio, ed attribuzione a tale punto delle coordinate geografiche ricavate da misure astronomiche;

•

deviazione della verticale, ovvero scarto tra la verticale geoidica e la verticale ellissoidica, media per tutto il territorio europeo

GIS

Datum

–

WGS84Sistema di riferimento Mondiale

(WGS84)Ellissoide WGS84

•

Geocentrico (elissoide

e geoide hanno lo stesso centro coincidente)

•

L’elissoide

e’

molto piu’

piccolo•

necessità

di stimare le ondulazioni (scarti) esistenti

tra la superficie geoidica e quella ellissoidica, non trascurabili

•

Utilizzato dai GPS

e probabile standard per il futuro.

GIS

Sistemi di Proiezione

Carte Equidistanti: Il rapporto fra due generiche

lunghezze

sulla carta è

uguale al

rapporto tra le

lunghezze

corrispondenti sulla terra

Carte Equivalenti: il rapporto tra due generiche superfici

sulla carta e’

uguale al

rapporto tra le superfici

corrispondenti sulla terra

Carte Isogone (o conformi): l’angolo

tra due linee qualsiasi sulla terra e’

uguale all’angolo

tra le loro rappresentazioni sulla carta

GISIL SISTEMA CARTOGRAFICO INT. UTM

Con la proiezione cilindrica di Mercatore

il globo terrestre viene “avvolto”

da un cilindro il cui asse

è

coincidente con l’asse terrestre. Con questa proiezione il reticolato geografico conserva inalterati gli angoli di intersezione. Meridiani e paralleli sono semirette che si intersecano ad angolo retto perciò è

una proiezione isogonica.

Tuttavia, mentre sul globo i meridiani convergono verso i poli, nelle carte ottenute con la proiezione di Mercatore

restano paralleli.

Tale proiezione introduce deformazioni crescenti dall’equatore ai poli (rappresentati da una linea!) giudicate inaccettabili

per una

rappresentazione cartografica accurata.


Ponendo il cilindro di proiezione con l’asse coincidente ad un diametro equatoriale, la superficie di contatto con il globo si materializza lungo il meridiano tangente, per cui le deformazioni sono molto piccole e comunque accettabili per la rappresentazione cartografica.Ai lati del meridiano di tangenza le deformazioni diventano via via più

grandi fino a diventare

inaccettabili. Pertanto, si sposta il cilindro affinché

sia tangente ad un altro meridiano,

cioè

ad un’altra zona da cartografare.

Tale sistema di proiezione viene chiamato Universal Transverse

Mercator

(U.T.M.),

(proiezione universale trasversa di Mercatore), per l’ovvia analogia con il sistema originario, ed è

stato elaborato da GAUSS.


•

Ogni fuso è

sovrapposto con i contigui per una ampiezza di 30’•

All’asse X (Est) viene attribuita la falsa origine 500.000

per evitare

valori negativi delle coordinate•

I valori delle coordinate sono contratti per il fattore 0,9996 per limitare il modulo di deformazione lineare

•

L’Italia ha adottato nel 1950

il sistema UTM

sovrastampando sugli elementi cartografici il relativo reticolato chilometrico

•

È

un sistema cartografico di tipo metrico

•

In pratica la terra è’

divisa in 60

fusi di ampiezza 6°

ciascuno numerati nel verso

di rotazione della terra, a partire dal semimeridiano opposto a Greenwich, da 1 a 60. All’Italia competono i fusi 32, 33 e , in minima parte, 34.

GIS

IL SISTEMA GAUSS-BOAGA

36°

40°

44°

48°

1.500.000 2.520.000

In Italia, la proiezione di Gauss è

stata elaborata da BOAGA, da qui il nome Gauss-Boaga

usato per indicare il sistema

di riferimento.

Il territorio italiano è

disegnato su due fusi, di ampiezza in longitudine di poco superiore a 6°, detti fuso Ovest (primo fuso) e fuso Est (secondo fuso).I due fusi hanno una sovrapposizione di circa 30’

(1/2) grado.

Il sistema di riferimento italiano è

quello di: Monte Mario - Roma 40cioè

l’origine delle coordinate è

stata fissata

nel 1940 all’Osservatorio di Roma Monte Mario, la cui longitudine rispetto a Greenwich

è

pari a λ

=12° 27′

10′′.93

Ci sono false origini 1.500.000 (fuso Ovest, a sinistra del

meridiano di riferimento) e 2.520.000 (fuso Est, a destra del meridiano di riferimento)

GIS

Sistema Informativo (def.)

Un sistema informativo è

un insieme organizzato di:• procedure• risorse umane• risorse materiali

utilizzati per:- la raccolta- l'archiviazione-

l'elaborazione

-

la comunicazione di informazioni necessarie ad una organizzazione per gestire le proprie attività

operative e di governo.

GIS

Sistema Informativo Geografico (o territoriale = SIT)

GEOGRAFICO

sta ad indicare che la localizzazione dei dati è nota o può essere calcolata in termini di coordinate geografiche (geograficamente riferito).

INFORMATIVO

indica che i dati sono organizzati in modo tale da fornire informazioni tabellari o grafiche e risposte ad interrogazioni interattive.

SISTEMA

implica che i dati sono organizzati in un sistema costituito da varie componenti funzionali correlate fra di loro,

per l'inserimento, l'organizzazione, la manipolazione, la trasformazione, la visione, la combinazione, l'interrogazione, la modellizzazione

e la restituzione dei dati nella forma voluta.

GIS

Sistema Informativo GeograficoDef. basata sul concetto di Database:

•“un database in cui la maggior parte dei dati sono spazialmente indicizzati e sui quali un insieme di procedure opera per rispondere a query legate ai loro attributi spaziali”Smith T.R., S. Menon, J.L. Starr, and J.E. Estes, 1987.Requirements

and principles for the implementation and construction of large-scale geographic information systems. International J. of Geographical

Information Systems, 1: 13-31.

•“ogni insieme di procedure manuali o informatiche usato per memorizzare e manipolare dati georeferenziati”Aronoff S., 1989. Geographic Information Systems: A Management

Perspective. WDL Publ., Ottawa, Canada.

GIS

Sistema Informativo GeograficoDef. come struttura costituita da un insieme di strumenti e tecnologie

•“

una struttura costituita da un potente insieme di strumenti e tecnologie preposta, nel suo insieme, all'acquisizione, archiviazione, gestione, trasformazione, analisi e visualizzazione di dati spaziali georeferenziati

(o comunque attinenti

informazioni geografiche) estrapolati dal mondo reale per un particolare insieme di scopi”Burrough P., McDonnel A. (1998) – Principles of Geographical Information Systems – Oxford University Press, Oxford

•“un sistema per catturare, memorizzare, controllare, manipolare, analizzare e visualizzare dati che sono spazialmente riferiti alla Terra”Department of Environment (DoE), 1987. Handling Geographic Information. HMSO, London. er, 1988

GIS

Sistema Informativo GeograficoDef. basate su aspetti organizzativi

•

“un insieme automatizzato di funzioni che fornisce avanzate capacità

di memorizzazione, recupero,

manipolazione e visualizzazione di dati georeferenziati”

Ozemoy V.M., D.R. Smith, and A. Sicherman, 1981. Evaluating computerized geographic information systems using decision analysis. Interfaces, 11:

92-98

•

“un sistema di supporto alle decisioni che concernono dati georeferenziati”

Cowen D.J., 1988. GIS versus CAD versus DBMS: what are the differences? Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 54: 1551-1554

GIS

GIS (Geographic

Information System)•

Una definizione largamente diffusa

di GIS, è:

"Sistemi informatici per l'acquisizione, la memorizzazione, l'elaborazione, l'integrazione e la visualizzazione di dati geograficamente riferiti alla superficie terrestre".

•

Più

semplicemente, i GIS sono strumenti informatici che consentono l'associazione di dati attributo a dati geografici

(le rappresentazioni

cartografiche), essendo in grado di gestire in modo perfettamente integrato dati alfanumerici, raster e vettoriali

GIS

In particolare i GIS permettono di:

•

di gestire la cartografia di base

tramite computer;

•

di georeferenziare

i dati (attribuire ad ogni elemento le sue coordinate spaziali reali);

•

di effettuare collegamenti tra informazioni di diversa natura;

•

di elaborare le informazioni

(attraverso associazioni e sovrapposizioni) secondo le finalità

prefissate caso per caso;

•

di riportare tutte le elaborazioni su base cartografica, alla scala desiderata (restituzione).

GIS

SIT e GIS

Da un punto di vista terminologico non

si può dire che SIT

(Sistema Informativo Territoriale)

sia l’esatta traduzione

di GIS

(Geografic

Information System)

Le definizioni di GIS

che circolano nel mondo anglosassone

sono varie

alcune si fermano all’aspetto tecnologico altre affrontano anche il problema

di tipo organizzativo

GIS

SIT <> GISSIT (Sistema Informativo Territoriale o Geografico) = un complesso di componenti tecnologie HW e SW di risorse umane, intellettive e organizzative in grado di processare, memorizzare, analizzare, integrare dati spazialmente riferiti per produrre informazioni necessarie ai compiti di governo del territorio (Gomarasca)

GIS (Geografic Information System) Nella Cultura italiana consolidata il termine GIS viene adoperato di norma In modo strettamente legato esclusivamente all’aspetto tecnologico

Tecnologia GIS: un insieme di HW e SW GIS e procedure capaci di trattare dati di tipo geografico•Software GIS:

un insieme di programmi eseguibili da un

elaboratore capaci di trattare dati georeferenziati•Applicazione GIS:

una tecnologia GIS applicata ad un insieme di

dati Geografici tesa a risolvere uno specifico problema

GIS

SIT <> GIS

SITSITSistema Informativo

Territoriale

••

HARDWAREHARDWARE••

SOFTWARESOFTWARE

••

Banca DATIBanca DATI••

ORGANIZZAZIONEORGANIZZAZIONE

GISGISGeographic

Information System

••

SOFTWARESOFTWARE

GIS

SIT

RISORSE UMANE RISORSE UMANE e intellettivee intellettive

SOFTWARESOFTWAREG.I.SG.I.S

.. StrutturaStruttura

TecnicaTecnica

HARDWAREHARDWARE

un insieme di componentiun insieme di componenti

S.I.T.S.I.T.

(Sistema Informativo Territoriale)(Sistema Informativo Territoriale)

elaborano, analizzano, restituisconoelaborano, analizzano, restituiscono

DATIDATI spazialmente spazialmente riferiti al territorioriferiti al territorio

GIS

SIT

pensando al S.I.T.S.I.T.

ed identificandolo con un oggetto comune possiamo paragonarlo ad una autoauto

carozzeria =

HWHW

motore = SWSW

autista = personepersone

benzina = datidati

GIS

Importanza GIS

se si analizza alcuni fenomeni con metodi unicamente statistici o di tipo alfanumerico difficilmente si può

capire che tra essi esiste una relazione

Nome Comune Emissioni gassosetot/giorn

Ricoveri malattie resp.su popo. Tot.

CASCINA 600 2,2PONTEDERA 400 8,6CALCINAIA 150 9,2

CALCI 100 1,1VICOPISANO 350 8

GIS

Importanza GIS

Nome Comune Emissioni gassosetot/giorn

Ricoveri malattie resp.su popo. Tot.

CASCINA 600 2,2PONTEDERA 400 8,6CALCINAIA 150 9,2

CALCI 100 1,1VICOPISANO 350 8

Un analisi di tipo geografico che tenga conto dellaposizione dei comuni della loro adiacenza e della loro posizione

rispetto al vento permette di evidenziare relazioni insospettabili

direzione vento

GIS

Concetti Basilariun S.I.T.

consente di produrre analisi di tipo spaziale

(analisi che

comunque anche inconsciamente produciamo nella vita di tutti i giorni)quando guardiamo una qualsiasi carta, non necessariamente per motivi di lavoro, ma anche per svago ad esempio se cerchiamo un ristorante, un albergo, un negozio, un parcheggio effettuiamo inconsciamente delle analisi di tipo spaziale - vicino a…- adiacente a .. - all’interno di ..- percorso più

breve per ..

gli oggetti rappresentati su una carta sono tutti caratterizzati

GG AAcomponente geograficacomponente geografica attributoattributo__

GIS

Concetti Basilari SITl’insieme della tecnologia e dei patrimoni informativi e

delle risorse umane e organizzative (S.I.T.S.I.T.) ci consente la massima valorizzazione dei vari oggetti

Geografici e delle loro relazioni

G G -- AAG G -- AAG G -- AAG G -- AAG G -- AA

nn

GIS

Enti che necessitano GIS

•

Enti cartografici

•

Amministrazioni locali

•

Compagnie commerciali

•

Telecomunicazioni

•

Distribuzione acqua, gas, elettricità, ecc. per la gestione delle reti

•

Enti di Ricerca, università

GIS

Scopi•

controllo sviluppo di una regione (ambito urbanistico)

•

controllo dell’assetto del territorio•

supporto alle decisioni (ambito urbanistico, industriale, agricolo,. . .)

•

pianificazione (combinazione di diversi tipi di dati spaziali in un unico sistema, insieme a dati di altro tipo, es. legislazione vigente)

•

manutenzione strade e autostrade•

gestione reti tecnologiche (acquedotto, gas, elettricità, . . .)

•

pianificazione soccorsi•

Analisi di dati territoriali per la ricerca

GIS

S.I.TS.I.T..

strumento irrinunciabilestrumento irrinunciabile

per il corretto espletamento delle proprie funzioni da parte di molti enti pubblici e privati ed enti di ricerca

le dotazione sono in costante e continuo aumento(favorite anche dai progressi tecnologici di HW e SW)

L’attivazione del

Analisi delle criticitàAnalisi delle criticità

SIT

GIS

un SIT efficiente

attraverso l'elaborazione delle proprie informazioni diventa supporto fondamentale alle attività

di gestione e

programmazione per un Entein settori che vanno dall’urbanistica, ricerca, alla difesa

del suolo, alla mobilità, ai tributi, alla protezione civile …

Le scelte risulteranno tecnicamente assistitee supportate dalle elaborazioni del S.I.T.

il S.I.T. Come DSSDecision Support

System

(Sistema di supporto alle decisioni)

Analisi delle criticità

SIT

GIS

“evoluzione”

delle componenti di un S.I.T.

(dal ’90 ad oggi 20 anni praticamente un ERA )

•

Tecnologia Hw

•

Tecnologia Sw

•

Strutture tecniche e organizzative

•

Patrimoni informativi

nessuna criticità

forte criticità

evoluzione della specie evoluzione della specie ……..Analisi delle criticità

SIT

GIS

nel 1990 la componente tecnologica

costituiva un freno

un’unica postazione di lavoro di tecnologia GIS (Hw

e Sw)

600.000.000 di £ire

• difficoltà

di utilizzazione (comandi da tastiera o file)• limitazioni di funzionalità

• utilizzazione di formati proprietari• mancanza integrazione e condivisione dei dati

• banca dati non in rete


SIT

GIS

CR

ITIC

ITA

’

••

HARDWAREHARDWARE

••

SOFTWARESOFTWARE

••

DATIDATI

••



SIT

GIS

DATIDATI

SOFTWARESOFTWARE

HARDWAREHARDWARE



SIT

GIS


costruire un modello che lo simuliprocedendo alla raccolta di un insieme congruente di informazioni

TERRITORIOTERRITORIO

DATIDATI

•• utiliutili•• indispensabili•• stabili stabili •• variabilivariabili•• economicieconomici•• costosicostosi••…………......

giusto compromesso tra costoe adeguatezza dei dati

COSTI ( noti )

BENEFICI ( prevedibili )

GIS


Il costo di implementazionecosto di implementazione del patrimonio informativoè di gran lunga superiore al costo di tutte le altre

componenti di un SIT

La funzionalità primaria di un S.I.T. è direttamente proporzionale alla QUALITA’ e QUANTITA’ di DATI

che è in grado di produrre elaborare, gestire e rendere disponibile

Base di Dati da mantenere costantementeaggiornata e alimentata

pena l’invecchiamento e morte del SISTEMA

GIS


costicosti

C.T.R. 10.000 numerico

C.T.R. 2.000 numerico

3 €

x Ha

30 €

x Ha

• C.T.R. 10.000 formato numerico 800.000 €

• C.T.R. 2.000 numerico solo aree urbanizzate 1.800.000 €

• Patrimonio numerico medio provincie 4,0 / 5,0 milioni di €

patrimoni informativi

GIS


Enti pubblici (pa)Enti di ricercaProfessionistiEnti di ricerca

informazionidaticonoscenzestudi

Comuni Standardizzati e Omogenei Aggiornati Fruibili

patrimoni

PATRIMONI INFORMATIVI

GIS

Componente tecnologica

nonostante l’aspetto tecnologicoaspetto tecnologiconon rappresenti la parte più

rilevante e problematica nella

progettazione di un S.I.T.S.I.T. non è

comunque da sottovalutare

L’HardwareHardware deve essere ben strutturato per consentire la corretta informatizzazione di tutto il

patrimonio informativo e una notevole capacità elaborativa, in

grado di garantire un corretto utilizzo del SW impiegato

utilizzandone al massimo tutte le sue potenzialitàNon è

da trascurare inoltre la dinamicità e instabilità del mercato in questo settore e quindi la rapida

obsolescenzaobsolescenza

delle macchine acquisite.

GIS

Architettura HW

utilizzo di una struttura di elaborazione dati distribuitaelaborazione dati distribuita, cioè

costruita intorno ad una rete di comunicazionerete di comunicazione

che connetta posti di lavoroconnetta posti di lavoro dotati di potenza di elaborazione locale (workstation)

e permetta una condivisione totaletotale o parzialeparziale

del database territoriale integrato

utilizzando soluzioni che consenteespandibilitespandibilitàà e flessibilitflessibilitàà

massime e nel contempo è

in grado di fornire i livelli di prestazioni richiestilivelli di prestazioni richiesti

dalle elaborazioni a carattere geografico

GIS

I GIS lavorano con dati georeferenziati.

La georeferenziazione, ossia la conservazione insieme ai dati delle coordinate geografiche dell’entità

a cui i dati si riferiscono, rende possibili

analisi sulla distribuzione di fenomeni e strutture sul territorio che con altri strumenti non sarebbero possibili.

I GIS, inoltre, nella rappresentazione dei dati spaziali utilizzano due tipi di approccio, definiti dal modello vettoriale e dal modello raster

Caratteristiche Sw

GIS

GIS

Il software per essere considerato GIS deve possedere almeno le seguenti funzionalità:

Presenza di un database relazionale

Capacità di interrogazione integrata dei dati (grafica/testuale)

Strumenti di visulizzazione

Strumenti di analisi

Strumenti di editing grafico

Caratteristiche Sw

GIS

GIS

Caratteristiche Sw

GIS

un GIS deve essere essenzialmente un integratore di dati

Cartografia

raster e

vettorialeImmagini

CAD RDBMS

MULTIMEDIA

Gestione

documentiGPS

GIS

Caratteristiche Sw

GIS

Il software per essere considerato GIS deve Il software per essere considerato GIS deve possedere almeno le seguenti funzionalitpossedere almeno le seguenti funzionalitàà::

Presenza di un database relazionale

Capacità di interrogazione integrata dei dati (grafica/testuale)

Strumenti di visualizzazione

Strumenti di analisi

Strumenti di editing grafico

GIS

Caratteristiche Sw

GIS

•• espandibilitespandibilitàà

•• manutenibilitmanutenibilitàà

•• affidabilitaffidabilitàà

•• compatibilitcompatibilitàà

L'espandibilità

si esprime nella possibilità

di aggiungere nuove funzioni e/o di migliorare le nuove funzioni di quelle presenti.

Di fatto il software viene costantemente aggiornato e nuove releasevengono periodicamente distribuite (in genere con frequenza annuale).

GIS

Struttura

utentinon esperti

utentiesperti

Processi di integrazione

NORMENORME

SCELTE TECNICAMENTEASSISTITE

elaborazione

Regione Toscana

Nnnnnnnnnnnn

Nnnnnnnnnnnnn

decisione

Il Il S.I.T.S.I.T.

a supporto del processo decisionalea supporto del processo decisionale

GIS

I Dati Geografici sono una rappresentazione schematizzata del mondo reale e sono caratterizzati da:

• una loro tipologia: vettoriale o raster

•una collocazione nello spazio (posizione geografica)

•dei propri Attributi

Dati Geografici

GIS

OGNI OGGETTO HA UNA FORMA E UNA POSIZIONE

COMPONENTE DESCRITTIVA o ATTRIBUTOCOMPONENTE DESCRITTIVA o ATTRIBUTOAd ogni oggetto possono essere associate una serie di informazioni qualitative che ne identificano le caratteristiche consentendo di distinguere ogni oggetto in modo univoco.

COMPONENTE GRAFICA (geometrica)COMPONENTE GRAFICA (geometrica)Ogni elemento può essere rappresentato con linee, punti, poligoni. linee, punti, poligoni. Si possono individuare anche testi (annotazioni)testi (annotazioni)

e nodi (intersezioni nodi (intersezioni

tra elementi lineari)tra elementi lineari)

COMPONENTE GEOGRAFICA (Sistema coordinate rif.)COMPONENTE GEOGRAFICA (Sistema coordinate rif.)

Dati Geografici

GIS

Chris Buhi 1757 Millbrook Ln 28226 Y 2Christian Carlson 1761 Millbrook Ln 28226 Y 1Chris McGuire 1765 Millbrook Ln 28226 Y 2Dale Loberger 1776 Millbrook Ln 28226 N 6Donna Buccini 1780 Millbrook Ln 28226 Y 2

.anca

ster

POLIGONIPOLIGONI

PUNTIPUNTI

NODINODIANNOTAZIONIANNOTAZIONI

LINEELINEEMillbrook Lane

.anca

ster

POLIGONIPOLIGONI

PUNTIPUNTI

NODINODIANNOTAZIONIANNOTAZIONI

LINEELINEEMillbrook Lane

COMPONENTE DESCRITTIVACOMPONENTE DESCRITTIVA

COMPONENTE GRAFICACOMPONENTE GRAFICA

Dati Geografici

GIS

Christian Carlson1761 Millbrook Ln Y1

Jo-Ann Bro1812 Millbr

Chris McGuire1765 Millbrook Ln Y2

Donna Buccini1780 Millbrook Ln Y2

N6

Millbrook Lane

.anca

ster

Christian Carlson1761 Millbrook Ln Y1

Jo-Ann Bro1812 Millbr

Chris McGuire1765 Millbrook Ln Y2

Donna Buccini1780 Millbrook Ln Y2

N6

Millbrook Lane

.anca

ster

La componente grafica e quella descrittiva unite formano ll’’

INFORMAZIONE GEOGRAFICAINFORMAZIONE GEOGRAFICA

Informazione Geografica

GIS

INFORMAZIONEINFORMAZIONE

Insieme di dati collegati gli uni agli altri in modo da

fornire un messaggio utile per raggiungere uno scopo

DATODATO

Semplice registrazione di un fatto, oggetto o fenomeno

Informazione Geografica

GIS

Gli Attributi dei Dati GeograficiGli ATTRIBUTI (l’elemento piu’

importante del GIS, in quanto

necessari per fare delle analisi dei dati e rendere GIS uno strumento per DSS)

Per attributi s’intende le informazioni relative ad un dato geografico, organizzate in tabelle

Gli attributi sono in genere

memorizzati sui dei database relazionali e interrogabili

mediante linguaggi SQL

Ad ogni dato geografico (punto, linea o poligono, pixel) corrisponde un solo record

(o riga) della tabella

Ad ogni dato geografico possono essere associati piu’

attributi (campi

o colonne)

GIS

Per la rappresentazione dei dati in un sistema informatico occorre formalizzare un modello rappresentativo flessibile che si adatti ai fenomeni reali. Nel GIS abbiamo tre tipologie di informazioni:

•Geometriche: relative alla rappresentazione cartografica degli oggetti rappresentati; quali la forma (punto, linea,poligono), la dimensione e la posizione geografica;

•Topologiche: riferite alle relazioni reciproche tra gli oggetti (connessione, adiacenza, inclusione ecc…); •Informative: riguardanti i dati (numerici, testuali

ecc…) associati ad ogni oggetto.

Il GIS prevede la gestione di queste informazioni in un database

relazionale.

Modello dati

GIS

Modello dati

Raster

Vettoriale

GIS

Nel modello vettoriale, le informazioni su punti, linee e poligoni sono codificate e memorizzate come una collezione di coordinate x,y. Il dato vettoriale permette di gestire queste collezioni di coordinate come elementi e quindi calcolarne l’area, il perimetro, la distanza da altri elementi e così

via.

Il modello vettoriale e' estremamente utile per descrivere fenomeni discreti, ma risulta meno adatto per descrivere fenomeni continui, quali temperatura, precipitazioni, quota, pendenza, cioè

fenomeni che

rappresentano un'unica grandezza che varia continuamente nello spazio.

MODELLO VETTORIALE

GIS

Mod. vettoriale –

Primitive geometriche

è

un oggetto spaziale senza area individuato da una coppia di coordinate nello spazio bidimensionale

X

Linea è

un oggetto spaziale costituito da una sequenza ordinata di punti

Poligono è

un oggetto spaziale costituito da una o più

linee che delimitano un’area chiusa

X

Y

Y (X,Y)

Y

X

La realtà

fisica o geografica può essere rappresentata mediante entità geometriche semplici: punti, linee

e poligoni

Punto

GIS

PuntiPunti Entità

definite da una sola coppia di coordinateEs. pozzi, stazioni meteorologiche, punti quotati, ecc.

LineeLinee Entità

definite da una serie di coppie di coordinate che definiscono la forma e la direzione di una linea

Es. strade,fiumi,limiti ecc.

PoligoniPoligoniEntità

definite da una spezzata chiusa

(ovvero

una serie di linee) che delimita un areaEs. parcelle, uso del suolo, e qualsiasi variabile discreta

Queste rappresentazioni appartengono al modello Queste rappresentazioni appartengono al modello VETTORIALE e rappresentano la componente grafica VETTORIALE e rappresentano la componente grafica di una dato spaziale.di una dato spaziale.

Mod. vettoriale –

Primitive geometriche

GIS

I dati vettoriali sono dati grafici costruiti a partire da punti

di coordinate note (geometria) collegati a formare oggetti più

complessi

(linee, polilinee, poligoni) per mezzo di tabelle che ne definiscono le connessioni (topologia).

punti: rappresentanti oggetti descrivibili con una coppia di coordinate (ad esempio pali, pozzi, ecc.),

(x,y)

X

Y

12

4

3

57

6 9

811

10

12

Nr. X Y1 123,44 11,202 45,00 31,003 6,00 65,004 44,00 23,005 76,00 58,006 20,00 30,007 88,00 111,008 435,00 373,009 564,00 102,00

10 268,00 632,0011 135,00 23,0012 24,00 456,00

PUNTI

Dati Vettoriali –

primitive geometriche

GIS

Linee e polinee: rappresentano oggetti descrivibili con un insieme di punti connessi (ad esempio linee telefoniche, tratti di fiumi, ecc.),

(x,y)

X

Y

12

4

3

57

6 9

811

10

12

4

6

3

2

1

5

POLY SEGM1 11 31 41 52 32 6

Dati Vettoriali –


GIS

poligoni: rappresentanti oggetti racchiusi da una spezzata e quindi con determinata area (ad esempio laghi, edifici, ecc.)

12

POLIGONO POLILINEA1 11 21 62 32 42 52 6

POLIGONI

(x,y)

X

Y

1

2

4

5

6

3

Dati Vettoriali –


GIS

Il tipo raster è

fondamentalmente un’immagine georiferita, quindi con una collocazione spaziale definita, può essere pensata come un insieme di piccole aree uguali che costituisco una matrice di punti. I valori associati ad ogni cella possono esprimere informazioni di vario tipo, temperatura, pendenza, etc…. si adatta molto bene agli studi sulla morfologia del suolo e viene spesso utilizzato come immagine di sfondo su cui proiettare dati vettoriali.

MODELLO RASTER

GIS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12123456789

101112

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

PixelNel modello raster lo spazio è

invece suddiviso

in una griglia o matrice, generalmente di dimensioni regolari, che isola porzioni di territorio denominate pixel.

La localizzazione dell’oggetto è

in questo modo definita dal numero di riga e colonna della matrice ed il singolo pixel ha quindi come attributo identificativo l’elemento del territorio che occupa quella posizione geografica.

Modello RASTER

GIS

Nel modello raster si possono individuare due tipi di rappresentazione le IMMAGINI IMMAGINI e le GRIDGRID

MODELLO RASTER

GIS

Le immagini sono costituite da una serie di punti posti in modo regolare detti PIXELPIXEL. Ognuno di essi ha un valore che ne determina il colore. Gruppi adiacenti di pixel con lo stesso colore formano visivamente le entità

geografica. I pixel non hanno

nessuna tabella descrittiva associata.

IMMAGINI

GIS

Nelle grid

ciascun punto di una superficie è rappresentato da una CELLACELLA. Le celle, di forma

quadrata, sono organizzate in righe e colonne.La cella può essere considerata come un poligono di cui ha le stesse proprietà. La dimensione della cella determina l’accuratezza o risoluzione della grid.

GRID

GIS

Pixel = 10 metri a terra

Valore di quota =121 m s.l.m.

(es) Il DTM (Digital Terrain Model)

Raster classif. GRID

GIS

In questo modello le unità

spaziali

sono celle individuate distribuite regolarmente: una zona di bosco non sarà

pertanto una

entità

unitaria definita, come avviene invece nel modello vettoriale, ma un insieme di celle indipendenti e adiacenti tra loro aventi tutte l’attributo “bosco”

Raster classif. GRID

Ambiente4b sistemi-informativi-territoriali

Documents

Transcript of Ambiente4b sistemi-informativi-territoriali