Corso C111.01Corso C111.01 - Geomatica -...

Corso C111.01 - GeomaticaCorso C111.01 Geomatica

Introduzione al GISIntroduzione al GIS

Massimiliano Cannata

Cosa significa GISCosa significa GIS

Geographical Information System (GIS)Geographical Information System (GIS)

o

Sistema Informativo Territoriale(SIT)

Massimiliano Cannata SUPSI, Genio Civile: Corso C111.01 – Geomatica

Sistema Informativo (IS)Sistema Informativo (IS)

I sistemi informativi, generalmente associatialle banche dati, sono strumenti per , pgenerare informazioni.

I dati (che da soli non contengonoinformazione) sono organizzati in strutturerelazionali in modo da generarerelazionali in modo da generareinformazioni.


Sistema InformativoSistema Informativo

E iEsempio:

– dato A: elenco personale dipendente con indirizzi

– dato B: elenco delle funzioni ricoperte– relazione: associazione nome-funzionerelazione: associazione nome funzione– informazione: indirizzo del responsabile

venditevendite


Sistema Informativo Geografico (GIS)

ÈÈ un sistema informativo per descrivere e generare informazioni sul territorio, intesog ,come ambiente in cui viviamo.


Geo informazione (IS+G)Geo-informazione (IS+G)

• Parlando di informazioni legate al territorio non si può prescindere dalla p pcomponente spaziale che ci permette di collocare sulla superficie terrestrecollocare sulla superficie terrestre qualsiasi tipo di oggetto, evento o documento Per far ciò la componentedocumento. Per far ciò la componente spaziale utilizza un sistema di coordinate. YP

P


XP

Geo database (RGDB)Geo-database (RGDB)

ÈÈ un insieme di dati geografici organizzatiin una banca dati (che descrive il mondo (reale) e costituiti da tre componenti:

spaziale (indica la posizione)– spaziale (indica la posizione)– semantica (indica gli attributi)– relazionale (indica le relazioni)

YP

LAlbero Strada

X

YP

Y

Albero Strada

intersecare


XP XL

Definizione di GISDefinizione di GISÈ i i diÈ un insieme di:

– procedure (metodi)risorse mane (analisti)– risorse umane (analisti)

– risorse fisiche (hardware-software)utilizzate per:utilizzate per:

– acquisire (importare dati)archiviare (strutturarli e salvarli)– archiviare (strutturarli e salvarli)

– analizzare (generare informazioni)comunicare (rappresentarle)– comunicare (rappresentarle)

informazioni necessarie alla pianificazione, gestione e progettazione del territorio e delle


gestione e progettazione del territorio e delle sue infrastrutture.

Concretamente a cosa serveConcretamente a cosa servei t l i f i i• integrare le informazioni(quanti alberi ci sono vicino alle strade?)visualizzare scenari• visualizzare scenari(cosa succede se costruisco un ospedale?)

• risolvere problemi complessi• risolvere problemi complessi(qual’è il potenziale traffico generato dalla creazione di un nuovo quartiere?)

• validare e sviluppare ipotesi(se tagliassi il bosco le portate nel fiume sarebbero le t ?)stesse?)

• sviluppare soluzioni efficienti(qual è il posto ottimale per installare una discarica?)


(qual è il posto ottimale per installare una discarica?)

Funzioni di un sistema GISFunzioni di un sistema GISdati

DBMS(data base

managementvisualizzazione

management system) pre-processamento

RGDBmonitor e funzioni

interattiveestrazioni

ed elaborazioni

interrogazioni d li ied analisi


interpretazione

Modellazione della realtàModellazione della realtà

• Esistono principalmente due modi di concettualizzare o modellare la realtà da un punto di vista geografico considerando oggetti :oggetti :

discretiee

distribuiti


Oggetti discretiOggetti discreti

• Discreto: può essere osservato o descritto nel mondo reale ed identificato da una sua posizione

edifici

strade

fiumi

lb i


alberi

Oggetti distribuitiOggetti distribuiti

• Distribuito: rappresenta una grandezza il cui valore è funzione della posizione. Si ppuò misurare in ogni luogo.


Modelli di datiModelli di dati

Il d ll tt i f i i tti• Il modello vettore: informazioni su oggetti discreti sono codificate ed archiviate come insieme di coordinate x,y,z.

• Il modello raster: informazioni su oggetti continui sono codificate da un insieme dicontinui, sono codificate da un insieme di celle di una griglia, ciascuna con il suo valore relativovalore relativo.


Modello vettoreModello vettore

• Le aree sono linee che sono punti che sono coordinate


Modello rasterModello raster

• I valori sono celle di una griglia con determinate estensioni e determinata risoluzione


Risorse necessarieRisorse necessarieP t li GIS di diPer potr realizzare un GIS occorre disporre di:

Personale esperto (risorsa mana +– Personale esperto (risorsa umana + procedure)

– Hardware (pc, scanner, stampante, digitalizzatore, etc.)digitalizzatore, etc.)

– Software (programma GIS, DB)Software (programma GIS, DB)

– Dati (dati di base)


Dati (dati di base)

Obiettivi e metodiObiettivi e metodi

Per un’efficace realizzazione di un GIS occorre definire:

li li bi tti i (i i lt ti h i li– quali sono gli obiettivi (i risultati che si vogliono produrre)

– quali sono i metodi (insieme di operazioni che q ( pci consentiranno di realizzare gli obiettivi)


I livelli informativi (layers)I livelli informativi (layers)tt d i i diff ti li lli• mettendo insieme differenti livelli

d'informazione relativi ad un'area, i gis consentono di ottenere una gmigliore comprensione dei processi che la interessano o dei fattori che la caratterizzanola caratterizzano.

• il numero e la qualità dei livelli• il numero e la qualità dei livelli informativi utilizzati è virtualmente infinito e dipende essenzialmente d ll h i i fidallo scopo che ci si prefigge.


Componente spazialeComponente spaziale

• Per poter mettere in relazione gli oggetti è indispensabile definire un sistema di priferimento spaziale.


GIS: organizzazione ed integrazione di informazioni


Al i i di li iAlcuni esempi di applicazione


Esempio 1: erogazione serviziEsempio 1: erogazione servizi

• Trovare un la posizione ottimale tra quelle possibili per rispondere ad una richiesta di p p prisorsa in modo di minimizzare i costi.


Input necessariInput necessari

• Clienti o posizione della domanda• Possibili alternative e/o installazioniPossibili alternative e/o installazioni

esistentit di di t ib i• rete di distribuzione


Output richiestiOutput richiesti

• I migliori posti d’installazione• La miglior configurazione per soddisfare laLa miglior configurazione per soddisfare la

domandaSt ti ti h i d l ti i d• Statistiche e sommari drelativi ad una particolare installazione


Configurazione inizialeConfigurazione iniziale


Installazioni esistentiInstallazioni esistenti


Individuazione delle installazioni che soddisfano la domanda


Individuazione delle vie di distribuzione


Esempio 2: Distribuzione di benzina

• Immaginate di essere un distributore nazionale di beni

• Hai bisogno di centri di stoccaggio per servire la genteservire la gente

• Desideri che i centri di stoccaggio non sia più lontani di 1000 km, da ogni cittadino e che siano vicini alla rete autostradaleche siano vicini alla rete autostradale


Popolazione (domanda)Popolazione (domanda)


Rete di collegamentiRete di collegamenti


Posizioni ammissibiliPosizioni ammissibili


Copertura ottimale: 1 installazione


Copertura ottimale: 2 installazioni


Analisi popolazione/distanzaAnalisi popolazione/distanza


Esempio 3: scenari di evacuazione

Con una via di fuga Con due vie di fuga

Popolazione a rischio

Mean Household

Standard Deviation in Household Evacuation

Time Mean Household

Standard Deviation in Household Evacuation

Time

p


Controllo del territorioControllo del territorio


1984 Land Use Map

Land use

Water: 249.43 km2

Urban: 1348.53 Km2

Forest: 10700.92 km2

Agriculture: 17780.62 km2gPasture: 175.50 km2

Grass: 2609.45 km2

1999 Land Use Map

Land use

Water: 268.74 km2

Urban: 2312.35 Km2

Forest: 11182.39 km2

A i lt 16675 65 k 2Agriculture: 16675.65 km2

Pasture: 1308.23km2

Grass: 1518.18 km2

Urban Area Change from 1984 - 1999 Landuse 1984(km

2) 1999(km

2) Change %

Ashland Urban 25 52 35.7

Ashland Agriculture 504 479 -2.6

Crawford Urban 26 43 24.9

Crawford Agriculture 723 804 5.3

Delaware Urban 42 98 40.5

Delaware Agriculture 707 657 -3.6

Fairfield Urban 36 94 44.5

Fairfield Agriculture 737 660 -5.5

Franklin Urban 411 685 25.0

Franklin Agriculture 613 410 -19.8

H l Ub 17 47 464Holmes Urban 17 47 46.4

Holmes Agriculture 403 385 -2.3

Knox Urban 17 37 37.1

Knox Agriculture 658 626 -2.5

Licking Urban 54 102 31.2

Licking Agriculture 858 725 -84Licking Agriculture 858 725 -8.4

Madison Urban 22 37 25.0

Madison Agriculture 898 1017 6.2

Marion Urban 44 64 18.3

Marion Agriculture 743 819 4.9

Morrow Urban 12 22 312Morrow Urban 12 22 31.2

Morrow Agriculture 615 662 3.7

Perry Urban 14 26 32.0

Perry Agriculture 366 224 -24.0

Richland Urban 47 73 21.5

Richland Agriculture 587 594 0.6 g

Union Urban 30 42 17.1

Union Agriculture 792 849 3.5

Wayne Urban 77 106 15.8

Wayne Agriculture 715 751 2.4

Wyandot Urban 27 69 44.7 Urban Area, 1984Urban Area, 1999

Wyandot Agriculture 784 787 0.2

MSS data - 19 Jun 75 MSS data - 1 Aug 86 TM data - 22 Jun 92

Corso C111.01Corso C111.01 - Geomatica -...

Documents

Transcript of Corso C111.01Corso C111.01 - Geomatica -...