Creazione di carte geografiche● Cartografia:

– Rappresentazione sinottica della realtà, in cui vengono visualizzati vari fenomeni spazialmente sovrapposti, e in cui l'utente può decidere di osservare il dato nella sua interezza, o concentrarsi sull'analisi di un particolare. La carta deve essere creata in modo da favorire entrambi i livelli di visualizzazione, e in particolare deve risultare evidente la distribuzione delle informazioni rilevanti e le loro relazioni con gli altri elementi spaziali.

– L'utenza spesso considera la carta come una rappresentazione della realtà senza prendere in considerazione la presenza e i limiti della modellazione.

– La costruzione della carta può enfatizzare alcune relazioni spaziali e renderne meno evidenti altre. La carta è un linguaggio, in quanto tale è capace di esprimere sfumature, relazioni di importanza. La realtà è il fatto, il database cartografico e la generazione della carta rappresentano un particolare punto di vista.

– Esistono di norma convenzioni ben stabilite sui colori, su simboli, ... Data una stessa quantità, usare il rosso o un blu scuro implicitamente comunicherà informazioni diverse (“ugh!, perchè casa mia è nella zona rossa?”)

Creazione di carte geografiche● Cartografia:

– Rappresentazione sinottica della realtà, in cui vengono visualizzati vari fenomeni spazialmente sovrapposti, e in cui l'utente può decidere di osservare il dato nella sua interezza, o concentrarsi sull'analisi di un particolare. La carta deve essere creata in modo da favorire entrambi i livelli di visualizzazione, e in particolare deve risultare evidente la distribuzione delle informazioni rilevanti e le loro relazioni con gli altri elementi spaziali.

– L'utenza spesso considera la carta come una rappresentazione della realtà senza prendere in considerazione la presenza e i limiti della modellazione.

– La costruzione della carta può enfatizzare alcune relazioni spaziali e renderne meno evidenti altre. La carta è un linguaggio, in quanto tale è capace di esprimere sfumature, relazioni di importanza. La realtà è il fatto, il database cartografico e la generazione della carta rappresentano un particolare punto di vista.

– Esistono di norma convenzioni ben stabilite sui colori, su simboli, ... Data una stessa quantità, usare il rosso o un blu scuro implicitamente comunicherà informazioni diverse (“ugh!, perchè casa mia è nella zona rossa?”)

Classi di cartografia● Cartografia generale: è una rappresentazione del territorio

completa, pensata per una utenza generale e senza uno specifico uso. Il suo compito principale è descrivere le caratteristiche generali del territorio, in genere è composta di diversi livelli, e in quanto tale non è sempre di facile interpretazione a causa dell'elevata densità grafica.

● Cartografia tematica: cartografia creata pensando ad uno specifico scopo e ad una specifica utenza. In genere descrive un fenomeno, un indicatore. Ad esempio: distribuzione del rumore o della subsidenza. Si possono porre specifiche domande:

– Cosa si vuole mostrare. In particolare, quale o quali sono gli elementi centrali della presentazione, e quali invece sono elementi di contorno (necessari per fornire un contesto interpretativo).

– Che genere di utenza avrà la mappa. Le capacità di interpretazione della simbologia e le capacità di percezione (in generale) variano molto a seconda del tipo di utenza.

– Dove verrà usata la mappa? (video, web, in un ufficio, per strada, dentro una grotta)

– Quali dati sono disponibili per creare la mappa?

– Quante risorse (tempo, mezzi, persone) sono a disposizione per produrla?

Generazione della carta in un GIS● La carta è creata sovrapponendo

vari strati cartografici.

● Ciascuno strato verrà “tematizzato” con diverse regole, in particolare potrà essere uniforme oppure potrà cercare di usare le variabili visuali per comunicare una o più delle qualità degli oggetti rappresentati.

● In particolare, in una carta tematica avremo (spesso) un layer principale, e alcuni layer di contorno. Ad esempio:

– (P) Distribuzione del rumore in area urbana

– (C) Carta tecnica regionale

– (C) Posizione di ricettori sensibili, come ospedali, cimiteri, scuole, case di riposo.

Progettazione di una carta tematica● Passi per la progettazione di una carta tematica:

– Definire obiettivo e requisiti della mappa

– Determinare dimensione e scala della mappa

– Progettare il layout della mappa

– Produrre la mappa e generare i report associati

● Per carte tematiche occorre spesso considerare e integrare i passi necessari alla creazione della fase di analisi, in quanto di frequente il layer principale è creato mediante una analisi (ad esempio, classi di vulnerabilità degli acquiferi, classi di sofferenza acustica, eccetera).

● Definire obiettivi della mappa:

– Scopo generale della mappa: perchè, per chi, quale distribuzione.

– Elenco delle informazioni che devono essere visualizzate nella mappa (informazioni che dovranno essere individuate nei layer che abbiamo a disposizione).

Classi di cartografia● Cartografia generale: è una rappresentazione del territorio

completa, pensata per una utenza generale e senza uno specifico uso. Il suo compito principale è descrivere le caratteristiche generali del territorio, in genere è composta di diversi livelli, e in quanto tale non è sempre di facile interpretazione a causa dell'elevata densità grafica.

● Cartografia tematica: cartografia creata pensando ad uno specifico scopo e ad una specifica utenza. In genere descrive un fenomeno, un indicatore. Ad esempio: distribuzione del rumore o della subsidenza. Si possono porre specifiche domande:

– Cosa si vuole mostrare. In particolare, quale o quali sono gli elementi centrali della presentazione, e quali invece sono elementi di contorno (necessari per fornire un contesto interpretativo).

– Che genere di utenza avrà la mappa. Le capacità di interpretazione della simbologia e le capacità di percezione (in generale) variano molto a seconda del tipo di utenza.

– Dove verrà usata la mappa? (video, web, in un ufficio, per strada, dentro una grotta)

– Quali dati sono disponibili per creare la mappa?

– Quante risorse (tempo, mezzi, persone) si hanno disposizione per produrla?

Creazione di una carta tematica● Passi per la creazione di una carta tematica:

– Definire obiettivo e requisiti della mappa

– Determinare i parametri per la distribuzione e in particolare la scala della mappa

– Progettare il layout della mappa

– Produrre la mappa finale, definire e generare i report e altri documenti di contorno alla cartografia.

● Questi passi devono essere integrati con la metodologia per progettare le analisi spaziali nel caso (frequente) in cui l'elemento cartografico principale sia stato calcolato mediante analisi (ad esempio, vulnerabilità degli acquiferi, sofferenza acustica, ...).

● Definire obiettivo e requisiti della mappa:

– In sostanza, si cerca di definire in modo completo il prodotto.

– Scopo generale: perchè, per chi, e come viene distribuita la mappa.

– Diversi utenti hanno diverse capacità di percezione. Un tecnico può comprendere informazioni numeriche e simbologie che non vengono in genere comprese correttamente dal pubblico. La densità grafica può essere più elevata per applicazioni tecniche, ma deve essere limitata se l'utenza è rappresentata dal pubblico.

Carta tematica: supporto e scala● Determinare i parametri per la distribuzione. Supporto:

– Cartaceo: occorre determinare la dimensione della carta in funzione dell'uso. Se una carta viene usata in ufficio con tavoli sufficiente grandi o applicata su un muro, può essere in grande formato, se invece deve essere usata sul campo deve essere trasportabile, quindi piccola (si opta per la produzione di un insieme di mappe piuttosto che una soltanto). In funzione dell'ambiente e dei costi di produzione, occorre considerare anche materiale e plastificazione.

– Video: occorre pensare se far comparre determinati layer solo in certi intervalli di scala e non in altri, o se variare la tematizzazione in funzione della scala. Il video offre possibilità di esplorazione dinamica, ma questo implica anche maggiori difficoltà di progettazione poichè la mappa è di fatto multiscala.

– Web: analogo al video, ma occorre pensare alla densità grafica anche come un parametro di velocità di trasferimento delle informazioni (mappa complessa -> immagine più grande -> tempi di scaricamento più lunghi).

– Nel caso di supporto interattivo (video, web) occorre pensare a come rendere accessibili le informazioni a corredo (tabelle, grafici, immagini) tramite l'interfaccia utente.

● La scala e l'area oggetto di interesse definiscono il tipo di supporto cartaceo adatto alla pubblicazione. Ci possono essere più scale di riferimento nel caso in cui la mappa abbia un quadro di unione o una vista dell'area in mappa mostrata all'interno di una mappa più ampia.

Scala● In funzione della scala

occorre utilizzare diversi livelli di generalizzazione cartografica.

● Tutte le procedure di generalizzazione cartografica devono essere applicate in concerto per ottenere un buon risultato.

Scala

Carta tematica: elementi● Componenti fondamentali di

una carta tematica:

– Mappa.

– Legenda.

– Titolo.

– Scala: verbale (1 cm equivale a 1 km), frazione rappresentativa (1:10000), grafica (barra graduata).

– Sistema geodetico cartografico in cui sono espresse le coordinate.

– Data di produzione.

– Indicazione del nord geografico (eventualmente anche del nord magnetico).

● Componenti accessori di una carta tematica:

– Bordo mappa con coordinate ed eventuale quadrettatura chilometrica o geografica.

– Breve descrizione della mappa.

– Indicazioni su chi ha prodotto la mappa (ente, responsabili), eventuali loghi dell'ente produttore.

– Quadro di unione nel taglio cartografico e localizzazione della mappa in un area geografica più ampia.

– Report e immagini associate, con eventuali riferimenti nella mappa

– Origine e genealogia dei vari layer che compongono la mappa (o riferimenti ai metadati).

Carta tematica: layout● Layout: posizionamento degli elementi che compongono la carta

cercando di ottenere bilanciamento grafico e di evitare spazi vuoti così come aree troppo affollate.

● Layout:

– formale: gli elementi di contorno sono disposti al di fuori della mappa. A questo in genere si associano informazioni di dettaglio geodetico (vedi carte IGM).

– informale: layout in cui gli elementi di contorno sono sovrapposti alla mappa, spesso in aree di minore interesse per il soggetto (mare, ecc.)

Carta tematica: taglio cartografico● Progettazione del taglio cartografico:

– Ovvero, come suddividere una cartografia in diversi fogli di mappa. Vari esempi possono essere trovati nelle carte dell'IGM, basate su una struttura a risoluzione multipla e tagli gerarchici.

– Una volta fornito il taglio cartografico il software può automatizzare la produzione della cartografia stampata (mappa interattiva + layout + parametri di taglio + variabili per le sostituzioni nei fogli).

Esempio

Esempio

Produzione della mappa● Occorre decidere come ordinare i layer, e come vestire ciascun

layer per ottenere una rappresentazione bilanciata ed efficace.● Parametri per la valutazione della qualità di una carta tematica:

– Leggibilità: i simboli utilizzati devono essere chiaramente distinguibili (tipi di linea, simboli usati per i punti, campiture dei poligoni) e visibili (evitare simboli troppo piccoli, considerando anche la distanza dell’utenza dalla cartografia). Eventualmente, si possono usare colori ad elevato contrasto per rendere distinguibili elementi vicini fra loro.

– Densità grafica: densità dei segni sulla mappa per centimetro quadro. Occorre evitare una elevata densità grafica ed un elevato numero di sovrapposizioni fra gli elementi dei vari layer (non più di 10 segni per centrimetro quadro) poiché questo pregiudica la leggibilità della carta.

– Struttura gerarchica (si vedano i lucidi a seguire).

– Contrasto simultaneo: il contrasto consente di separare visivamente i vari layer. E’ legato non solo al colore, ma anche allo spessore delle linee e alle campiture utilizzate (si veda lucido successivo).

– Rispetto dei livelli di percezione dell’utenza: la capacità di discernere correttamente i colori è in genere piuttosto limitata. Si consiglia di non utilizzare più di sette sfumature di uno stesso colore per esprimere livelli di importanza su un attributo. Occorre anche considerare l’età tipica degli utenti della mappa, se questo è sensato e possibile.

Constrasto simultaneo● In figura sono evidenziate

le zone ad elevato costrasto simultaneo, essenzialmente legato al solo spessore delle linee.

● Si può fare uso di colori e campiture per aumentare la separazione visiva, e quindi aumentare la leggibilità della mappa.

Struttura gerarhica della mappa● Una carta tematica in genere consiste di un elemento principale

(spesso un indicatore) e di elementi di contorno che forniscono il necessario contesto geografico.

● La mappa deve garantire un buon livello di separazione fra elemementi principali e secondari, così come una buona separazione fra gli elementi cartografati e lo sfondo.

Struttura gerarchica della mappa

Uso del colore per aumentare la separazione visivae la gerarchia nella mappa

Variabili visuali● La cartografia in genere esprime la forma o quantomeno la

localizzazione di un oggetto (si pensi ad esempio alla rappresentazione puntuale di un aeroporto in carte a piccola scala).

● L’uso delle variabili visuali consente di associare una qualità (attributo) dell’oggetto alla rappresentazione cartografica.

● Le variabili visuali sono:– Dimensione.

– Valore (luminosità).

– Colore.

– Saturazione.

– Orientamento (applicabile soltanto ai punti, fondamentale per informazioni di tipo vettoriale, ad esempio, intensità e direzione del vento).

– Forma (applicabile principalmente ai punti, ma anche alle linee e ai poligoni facendo uso di tratti e campiture composti di simboli grafici).

– Distribuzione.

– Campitura.

– Focus.

Modello di colore HSB(Hue, Saturation, Brightness)

Variabili visuali

Variabili visuali

Variabili visuali e classe di attributo● Attributo di tipo nominale: può essere indicato associando forma,

stile linea o campitura all’elemento cartografato. Si potrà fare uso di simboli astratti o figurativi (i primi sono di norma contenuti in carte tecniche, i secondi sono più adatti per cartografie per uso pubblico).

Variabili visuali e classe di attributo● Attributi di tipo ordinale: si può

fare uso della dimensione, della saturazione, del valore, del colore, della densità per esprimere classi di importanza.

Variabili visuali e classi di attributo● Attributi di tipo interval/ratio: si lega mediante una relazione di

proporzionalità una variabile visuale al valore dell’attributo.

Etichettatura della mappa● Le etichette presentano problematiche peculiari rispetto agli altri

elementi. In particolare:

– Devono essere immediatamente associabili alle entità cui fanno riferimento.

– Non devono sovrapporsi fra di loro.

– Hanno una dimensione che consente una gerarchizzazione degli elementi associati (si pensi alle etichette di capitali, capoluoghi di regione, provincia, eccetera, o alle etichette della viabilità su gomma).

– In genere, devono essere disposte in modo da mostrare l’estensione dell’elemento descritto (devono essere disposte lungo il corso di un fiume, o lungo l’asse principale della poligonale descritta, ad esempio, uno stato o un lago).

● Il problema viene reso più complesso quando layer separati devono essere etichettati.

● In diversi software commerciali sono presenti semplici euristiche per garantire l’assenza di sovrapposizione. Questi algoritmi in genere modificano la posizione delle etichette, o ne eliminano alcune ritenute meno importanti. In genere operano in real time, ovvero ricalcolano una nuova disposizione delle etichette ad ogni operazione di zoom e spostamento sulla cartografia.

Etichettatura della mappa

Generalizzazione statistica● Se una mappa contiene informazioni statistiche o quantitative (di

tipo interval/ratio), occorre scegliere una scala di colori e una suddivisione in intervalli del valore dell’attributo tale da mostrare correttamente la distribuzione del dato.

● La riduzione di un valore continuo in un insieme di classi a scopo di visualizzazione viene detta generalizzazione statistica.

● Occorre scegliere un insieme di intervalli limitato, poiché di norma la visualizzazione delle classi avviene mediante la sola variazione della luminosità o della saturazione. Nel caso siano necessarie più di sette classi occorre utilizzare anche il colore.

● In generale, è opportuno distinguere fra variabili estensive e intensive. Le prime sono dipendenti dalla superficie dell'area mappa, le seconde no. La popolazione totale è estensiva, la densità è intensiva.

● A seconda del significato della mappa, è opportuno usare una o l'altro tipo di variabile.

Attributi estensivi/intesivi

Popolazione totale, 7 classidella stessa ampiezza

Densità abitativa, 7classi della stessa ampiezza

Numero intervalli● La capacità di poter individuare una distribuzione spaziale nella

mappa dipende essenzialmente dal numero di intervalli scelto.

● Pochi intervalli producono una mappa troppo semplificata, troppi intervalli producono una mappa confusa.

● In linea di massima viene consigliato, nuovamente, l'uso di sette intervalli.

Tecniche di suddivisione● La suddivisione può essere applicata con diversi metodi:

– Suddivisione uniforme. Ogni intervallo ha ampiezza (max – min) / numClassi

– Quantili/Percentili. Ogni intervallo contiene uno stesso numero (o la stessa percentuale) di campioni.

– Progressione aritmetica. Ogni intevallo ha ampiezza n * raggio, dove n è il numero dell'intervallo stesso contando da 1.

– Progressione geometrica. Si fissa una ampiezza base per il primo intervallo, ogni intervallo ha una ampiezza doppia rispetto al precedente.

– Statistico: si calcola la media e la deviazione standard. Si centra un valore di taglio sulla media, gli intervalli hanno la stessa ampiezza della deviazione standard.

● La scelta del metodo dipende essenzialmente dalla distribuzione dei valori dell'attributo.

Osservazioni● In linea generale la tecnica dei quantili riesce ad estrarre un

ottimo set di valori di taglio, dal punto di vista grafico, anche se possono risultare poco intuitivi dal punto di vista numerico (l'utenza si chiederà perché sono stati scelti questi valori di taglio).

● Il metodo statistico si presta bene a fare uso di scale di colore opposte al di sopra e al di sotto della media, in modo da fornire immediatamente, col colore, la distribuzione degli elementi al di sopra della media, e di quelli al di sotto (ad esempio, le classi al di sopra della media in scale di rosso, le classi al di sotto della media in scale di blu).

Esempi

Suddivisione uniforme

Quantili

Esempi

Progressione aritmetica

Media e dev. std.