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Docente: dott.ssa Nadia Canu ([email protected])
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI SASSARIArcheologia della Sardegna Romana
Applicazioni GIS
Il progetto
Applicazioni (GIS archeologico Comuni di Torralba, Bonnanaro, Borutta;
PPR, web-gis)
Esercitazioni
(simbologia, creazione di mappe, query,
georeferenziazione)
La storia del GIS in archeologia
GIS inter-sito e GIS intra-sito
GIS architettonico
Le analisi spaziali
Il GPS
I campi del database
L’evoluzione tecnologica e la nascita dei SIT
Cosa sono i SIT (componenti e funzionalità)
Modelli e strutture di dati geografici
Applicazioni dei GIS
Esempi di applicazioni
Il GIS archeologico
Introduzione
GISGISGGIISS
GeographicGeographic
InformationInformation
SystemSystem
SITSITSSIITT
SistemaSistema
InformativoInformativo
TerritorialeTerritoriale
L’evoluzione tecnologica e la nascita dei SIT
Gli anni 60 hanno segnato l’inizio del processo di
trasformazione per le scienze geografiche e cartografiche.
Le tecniche ormai raffinate di produzione di cartografia
tradizionale, il rapido sviluppo degli elaboratori elettronici
e le nuove idee sull’analisi spaziale cominciarono in
quegli anni a promuovere un graduale processo di
innovazione verso nuove metodologie di studio e gestione
del territorio.
Nel 1969 Ian McHarg pubblico il libro “Design with
Nature” che formalizzava una metodologia di analisi
spaziale basata sulla comparazione di dati e sulla
produzione di cartografia di sintesi.
Ipotizzava l’uso della sovrapposizione di dati
geografici strutturati in livelli informativi a singolo
tematismo, al fine di realizzare carte di sintesi
ottenute per combinazione logica, utili sia per la
pianificazione delle risorse naturali che per la
gestione dei processi decisionali
Le prime sperimentazioni ed applicazioni si svilupparono in Nord America
Harvard Laboratory
C.G.I.S.
L’Harvard Laboratory for Computer Graphics and Spatial Analysis fu fondato
nella seconda metà degli anni ‘60
Qui fu progettato e realizzato un software denominato SYMAP che permetteva di:
Elaborare dati geografici
Realizzare semplici carte tematiche
Negli anni ‘70 venne prodotto il primo vero software GIS commerciale:
ODISSEY,
che introdusse due concetti importanti:
La topologia
L’overlay mapping
In questo periodo il Governo Canadese realizzò il primo vero e proprio SIT denominato
CGIS
Inventariare il territorio canadese
Operativo dal 1971, conteneva 10.000 carte in scala 1: 50.000 in più di 100 tematismi
Nel 1969: Jack Dangermond fonda l'Environmental Systems Research Institute
(ESRI)
I prodotti ESRI definiranno lo standard per la cartografia numerica.
1980: ARC/INFOTraduzione della tecnologia CGIS e dei concetti
dell'Harvard Graphics Lab in un software commerciale.
Integrazione tra dati grafici (ARC) e dati Alfanumerici (INFO)
ARC/INFO e i prodotti ESRI dominano tuttora il mercato dei Sistemi Informativi Territoriali
I SITI SIT
I Sistemi Informativi sono nati dall’esigenza di poter disporre di potenti strumenti per la raccolta e l’elaborazione delle informazioni, al fine di poter
mettere a disposizione dei responsabili di decisioni operative tutte le informazioni necessarie per
effettuare le migliori scelte possibili.
Un Sistema Informativo è l’insieme delle apparecchiature,
del software, delle applicazioni
e delle personeche hanno il compito di acquisire, organizzare,
elaborare e restituire i dati riguardanti un’organizzazione,
al fine di mettere a disposizione dei responsabili delle decisioni operative tutte le informazioni necessarie
per effettuare le migliori scelte possibili.
COMPONENTI
GISGIS
ProcedureProcedure
DatiDati
HardwareHardware
SoftwareSoftwarePersonePersone
LA COMPONENTE TERRITORIALE
Un Sistema Informativo si dice Territoriale quando è
progettato per operare con dati riferiti allo spazio
geografico.
Un SIT è un sistema che contiene specifiche funzioni per
acquisire, elaborare, gestire e restituire dati georiferiti.
FUNZIONALITÀ
1. Acquisizione di dati
2. Pre-elaborazione
3. Gestione di banche dati
4. Analisi spaziale
5. Generazione di prodotti
Acquisizione di dati
Attività che riguardano la raccolta, la predisposizione e l’acquisizione di informazioni geografiche:
Acquisire dati da banche dati esistenti
Importare dati acquisiti con rilievi di campagna
Acquisire informazioni e tematismi da cartografia
Generare elementi geografici da rilievi aerei
Acquisire immagini telerilevate da satellite
Pre-elaborazione
Funzionalità che permettono di manipolare i dati e predisporli per l’inserimento nel GIS:
Conversioni tra strutture di dati diverse
Conversioni tra sistemi di coordinate diversi
Mosaicatura
Georeferenziazioni
Rotazioni e traslazioni
Fotointerpretazioni
Gestione di banche dati
Funzionalità che permettono di generare, gestire e controllare gli accessi negli archivi:
Connessioni con DBMS relazionali
Estrazione ed inserimento dei dati
Controllo degli aggiornamenti
Analisi spaziale
Funzionalità che permettono di generare nuove informazioni dai dati contenuti nel sistema:
Riclassificazioni e aggregazioni
Sovrapposizioni ed integrazioni (overlay)
Aree di rispetto (buffer)
Analisi di rete
Analisi DEM
Analisi raster
Generazione di prodotti
Interfacce interattive a menu ed icone
Carte topografiche e tematiche
Report statistici e descrittivi, grafici, diagrammi
MODELLI E STRUTTURE DEI MODELLI E STRUTTURE DEI DATI GEOGRAFICIDATI GEOGRAFICI
L’informazione geografica, così come si presenta nel mondo reale, per poter essere utilizzata in un SIT deve essere interpretata secondo modelli che
ne evidenzino le caratteristiche utili a capire determinati fenomeni; deve poi essere organizzata
in strutture informatiche che gli algoritmi matematici riescano ad elaborare e infine deve essere resa disponibile in formati digitali che i
software possano leggere
STRATI INFORMATIVI
Per meglio identificare le classi di oggetti ed anche ai fini della loro elaborazione, i dati vengono
organizzati in strati informativi, caratterizzati da uniformità di informazione (tematismi):
Esempi:idrografiaviabilità
uso del suolo
Il MODELLO DATI:
un insieme di costrutti che descrivono e rappresentano particolari aspetti del
mondo reale in un computer
=
Un’astrazione della realtà
Deve rappresentare le entità presenti nella realtàe le relazioni che intercorrono tra loro
Deve essere progettato per evidenziare solo alcuni aspetti della realtà, quelli utili alle nostre
analisi
Serve a ricavare informazioni che bisognerebbe rilevare in campo
Serve per simulare scenari, studiare le evoluzioni nel tempo, verificare le condizioni
territoriali
STRUTTURE DI DATI GEOGRAFICI
Le strutture nelle quali è possibile organizzare i dati geografici sono due:
STRUTTURA VETTORIALE
STRUTTURA RASTER
Struttura vettoriale:
individua gli elementi del territorio rappresentandoli come punti, linee e poligoni.
Esempi:-Un lampione-un punto
- Una rete-una linea- Una particella-un'area
Il Punto
E’ la primitiva più semplice ed è costituita da una coppia di coordinate, per quanto riguarda la parte geometrica, più l’insieme degli attributi che sono indispensabili a rappresentare la parte non spaziale dell’informazione.
La primitiva Punto modella un oggetto del mondo reale che possiamo rappresentare geometricamente come punto, cioè quando:
è semanticamente un punto;è un punto alla scala a cui si opera;è un punto per l’applicazione che stiamo
sviluppando.
La LineaE’ costituita da un insieme ordinato di punti, piùl’insieme degli attributi che sono indispensabili a rappresentare la parte non spaziale dell’informazione. Ogni coppia di punti contigui della sequenza, per esempio (X2,Y2)-(X3,Y3) , identifica un segmento facente parte della primitiva;
+
La primitiva Linea modella oggetti del mondo reale che possiamo rappresentare come linee. Un oggetto del mondo reale è cioè rappresentabile con una linea se è
semanticamente una linea, una linea alla scala a cui si opera una linea per l’applicazione che stiamo
progettando.
piccola scala/grande dettaglio
grande scala/piccolo dettaglio
L’area
La primitiva Area è costituita da un insieme ordinato di punti, oltre all’insieme degli attributi che sono indispensabili a rappresentare la parte non spaziale dell’informazione.
Un insieme ordinato dipunti, dove l’ultimo coincide col primo.
Come nella primitiva linea, ogni coppia di punti definisce un segmento
+
La primitiva Area modella oggetti del mondo reale che possiamo rappresentare comearee e come tale non presenta problemi di modellazione.
Struttura vettoriale GISe
Struttura vettoriale CAD
Gli elementi sono in coordinate planimetriche
Tutti i punti delle entitàsono georiferiti cioè sono localizzabili mediante coordinate geografiche
Struttura vettoriale Gis Struttura vettoriale CAD
Alle entità sono associati solo attributi sulla tipologia di tratto e sul colore
Associa alle entità attributi descrittivi e relaziona banche dati informative di diversa natura
La struttura grafica èfinalizzata alla restituzione bidimensionale e tridimensionale dei dati
La struttura topologica permette analisi spaziali utili alla comprensione degli eventi che agiscono sul territorio
Struttura vettoriale Gis Struttura vettoriale CAD
Struttura Topologica:
Le unità che rappresentano gli elementi del territorio sono organizzate in modo tale che ad ognuna di esse sia possibile associare un’informazione (relazione tra dati geografici e dati descrittivi).
La topologia assicura anche una relazione tra diversi oggetti geografici
La struttura raster
Organizza i dati geografici dividendo il territorio con un reticolato ortogonale regolare in celle di
forma quadrata aventi ampiezza uniforme e numerate come gli elementi di una matrice.
Ad ogni cella (pixel) viene associato il valore del tema che si vuole rappresentare.
LA STRUTTURA RASTER
Avremo tanti valori a seconda dei bit (es. per 8 bit lo spettro sarà diviso in 256 valori
assegnabili, numerati da 0 a 255, denominati Digital Number)
La struttura raster
La posizione della cella è data dal numero di riga e dal numero di colonna della matrice a cui appartiene.
La posizione di ogni cella è riferita ad un’origine, di solito in basso a sinistra
La struttura raster
il vantaggio di questa struttura è rappresentato dalla sua semplicità che ne permette una facile gestione ed elaborazione.La struttura matriciale consente infatti di modificare e selezionare dati in maniera naturale.Le operazioni aritmetiche ed insiemistiche fra matrici permettono di incrociare più matrici per ricavarne una nuova che sintetizza il risultato
Sovrapposizionetra due matrici
A queste caratteristiche positive , si contrappone l’inevitabile perdita di accuratezza causata dalla rappresentazione in forma discreta di un’informazione continua.
In caso di presenza parziale della superficie nella cella, si può scegliere di indicarla come presente per intero o come assente: in ogni caso si provoca un errore di quantificazione.Se si riporta la presenza anche minima della superficie nella cella, l’area risulterà falsata in eccesso, mentre utilizzando una soglia per non riportare nella cella la presenza minima di superficie, si potrebbe incorrere nell’eliminazione delle piccole aree.
parametro fondamentale della struttura raster:
la risoluzione,espressa in genere in metri o in dpi (dot per inch– punti per pollice)corrisponde alla dimensione dell’area al suolo corrispondente alla cella.
Altro parametro è
Il minimo elemento rappresentabile, Il più piccolo elemento che possiamo rappresentare nella matrice che definisce quale sia il limite dell’informazione contenuta nella cella.
I parametri risoluzione e minimo elemento rappresentabile sono strettamente correlati
Nel caso A la dimensione della cella è tanto grande che l’area copre una superficie minima di ogni cella, pertanto non verrà rappresentata la sua esistenza in nessuna di esse; nel caso B l’area copre gran parte di almeno 8 celle
Questo dimostra come la dimensione del minimo elemento rappresentabile deve esseresignificativamente più grande della dimensione della cella.La dimensione della cella determina anche la dimensione della matrice e quindi la quantità di memoria occupata. Un dato raster può occupare molta memoria .
Esistono diversi tipi di immagini raster che riportano informazioni sul territorio. A seconda del tipo il contenuto informativo varia e analogamente varia la gestioneall’interno di uno strumento GIS.
Immagini fisicheImmagini classificateImmagini cartograficheimmagini fotografiche
Differenze tra struttura raster e vettoriale
Per le loro potenzialità nel campo dell’analisi spaziale, sono considerate delle alternative complementari, infatti nessuna delle due può sostituire completamente le funzionalità dell’altra. La scelta deve essere effettuata in funzione delle necessità elaborative.
Generalmente la struttura vettoriale viene utilizzata per archiviare gli elementi delle carte tecniche e tematiche con tutti gli attributi descrittivi, per effettuare analisi tematiche, per generare modelli digitali del terreno.La struttura raster viene adoperata per archiviare le basi tecniche ad uso esclusivamente iconografico, per effettuare analisi tematiche, per elaborare immagini da aereo e da satellite etc.
Per quanto riguarda l’accuratezza del dato, la struttura vettoriale può non avere limiti, mentre la manipolazione del dato è più complessa rispetto alle tecniche di elaborazione di un dato raster.Inoltre la visualizzazione del dato vettoriale è piùveloce e non necessita di hardware specifico, mentre per il dato raster è lenta e per immagini con molti colori richiede schede grafiche specifiche.
Nei sistemi Gis attuali c’è un’integrazione totale delle due strutture di dati, infatti sono caratterizzati da:
strutture omogenee per archiviare dati raster e vettoriali
gestione dei dati descrittivi attraverso l’uso di un comune database
facilità di conversione (vettorializzazione e rasterizzazione)
totale compatibilità del sistema di georeferenziazione
Tecniche di elaborazione integrata
APPLICAZIONI DEI GISAPPLICAZIONI DEI GIS
Campi di applicazione dei SIT
Agricoltura (uso del suolo)Economia (analisi di mercato)Difesa (logistica, pianificazione)Ecologia e conservazioneAM/FM ("gas, acqua & luce")Protezione civileGestione delle risorse naturaliCatastoGestione forestaleSalute pubblica (epidemiologia)IstruzioneGeologia
Beni culturali e archeologici OceanografiaGestione beni immobiliariOsservazione della TerraTelecomunicazioniGestione di dati amministrativiGestione di infrastruttureRedazione di mappe e banche datiIndustria estrattiva e minerariaGestione delle risorse naturaliRilevo e topografiaTrasporti e logisticaUrbanisticaRicerca
Agricoltura:
Stimare le colture stagionali, generando carte tematiche digitali della copertura agricola dalle immagini da satellite,
elaborando statistiche spaziali in funzione delle aree amministrative e restituendo i dati di previsione ai fini di indirizzare le politiche dei prezzi dei prodotti della terra;
Pianificare gli interventi di risanamento analizzando la capacità reale e l’uso del suolo con tecniche di
sovrapposizione (overlay);
Gestire i finanziamenti agli operatori del settore verificando, con ricerche geostatistiche, dove e perché questi sono
necessari.
Ambiente:
Pianificare e definire confini di aree di interesse naturalistico da porre sotto protezione attraverso
l’analisi integrata delle varie componenti ambientali e antropiche;
Monitorare geograficamente l’inquinamento dell’aria, delle risorse idriche, del mare e della
terra, analizzando le fonti potenziali e pianificando gli interventi;
Controllare l’evoluzione della pressione antropica sui territori di particolare valore ambientale.
Protezione civile:
Generare coperture di erosione potenziale attraverso la sovrapposizione(overlay mapping) di dati territoriali
relativi agli aspetti geologici, topografici, di uso del suolo, idrografici, ecc.;
Studiare le vulnerabilità degli acquiferi sotterranei attraverso l’uso di modelli geografici che integrano i
dati relativi alle falde sotterranee, con gli aspetti geologici, idrogeologici e morfologici, di uso del suolo,
ecc.;
Simulare eventi catastrofici analizzando le aree abitate interessate e prevedendo come, dove e quando evacuare le zone interessate e intervenendo per arginare i danni.
Amministrazioni comunali:
Realizzare e gestire il Piano Regolatore, le varianti ed i piani attuativi, attraverso l’analisi della
situazione di fatto e delle necessità prioritarieGestire i tributi in funzione della localizzazione e della
tipologia delle proprietà attraverso la creazione di un’anagrafe edilizia.
Progettazione di opere e infrastrutture:
Progettare la localizzazione ottimale di grandi opere in funzione di varie informazioni
territoriali quali la distribuzione demografica, l’uso del suolo, le caratteristiche g e o m o r f o l o g i c h e , le distanze dai potenziali utenti, le
interconnessioni con altre opere e infrastrutture,ecc.;
Valutare l ’ i m p a t t o a m b i e n t a l e attraverso tecniche di sovrapposizione
automatica dei vari tematismi ambientali con l’opera progettata e l’analisi geografica delle
incompatibilità.
Analisi di mercato:
Analizzare la distribuzione geografica dei dati statistici rilevati ed individuare le interdipendenze con opportuni
modelli geografici.Effettuare analisi di geomarketing utili al controllo
delle aree geografiche in cui si distribuisce l’utenza reale e potenziale.
Localizzare la dislocazione ottimale di un nuovo servizio.
Trasporti:
Creazione di un vero e proprio catasto stradale, contenente gli elementi relativi alle caratteristiche geometriche delle strade e delle relative pertinenze
nonché gli impianti ed i servizi permanenti connessi alle esigenze della circolazione;
Controllare le flotte di mezzi sul territorio visualizzando in ogni istante la localizzazione
geografica di ogni veicolo;Analizzare i percorsi ottimali in funzione di vari
fattori quali la distanza, il traffico, la pendenza, la tortuosità, i limiti di velocità imposti, ecc.;
Gestire gli interventi di manutenzione ordinaria e le concessioni stradali.
Gestione reti tecnologiche:
Inventariare e gestire le reti sul territorio;Supportare le attività di manutenzione segnalando alle squadre di intervento la precisa dislocazione
dei tratti di rete ed i componenti presentiSimulare guasti, attraverso opportuni modelli, e
programmare gli interventi necessari;Pianificare l’incremento della rete nelle zone di
espansione.
Telecomunicazioni:
Studiare la copertura territoriale di nuove antenne di trasmissione, in funzione delle
caratteristiche delle onde radio, della potenza di trasmissione, della morfologia del terreno, della
concentrazione della popolazione
INTERNET, CELLULARI, PALMARI, GPS(le nuove tecnologie che richiedono servizi di localizzazione basati sull’informazione geografica).
Il progetto
Applicazioni
Esercitazioni
La storia del GIS in archeologia
GIS inter-sito e GIS intra-sito
GIS architettonico
Le analisi spaziali
Il GPS
I campi del database
L’evoluzione tecnologica e la nascita dei SIT
Cosa sono i SIT (componenti e funzionalità)
Modelli e strutture di dati geografici
Applicazioni dei GIS
Esempi di applicazioni
Il GIS archeologico
Introduzione
“… un sistema e un modello spaziale di archiviazione ed elaborazione di dati, eventi ed attività spaziali,
finalizzato all’interpretazione del paesaggio storico e archeologico, dal sito al territorio, dal costruito
all’insediato, dalla microscala alla macroscala… il valore informativo delle interazioni fra le varie parti del sistema è superiore al contributo di ciascuna di esse”.
il GIS culturaleil GIS culturale
M. Forte, M. Forte, I Sistemi Informativi Geografici in archeologiaI Sistemi Informativi Geografici in archeologia, , Roma, 2002, pp.13Roma, 2002, pp.13--1414
Ogni elemento spazialmente
identificabile e codificabile può essere inserito e rappresentato in un GIS, composto da
strati trasparenti e modificabili, contenenti
ogni genere di informazione spaziale (foto aeree, immagini da satellite, tematismicartografici, database
ecc.)
riproducibilità dei dati e potenza di analisi
POTENZIALITPOTENZIALITÀÀ APPLICATIVEAPPLICATIVE
archiviazione e organizzazione delle informazioni
creazione di modelli predittivi e simulazioni dinamiche
“oggettivare” o riprodurre digitalmente la ricerca archeologica, dal lavoro sul campo all’elaborazione digitale
dei dati.
“oggettivare” o riprodurre digitalmente la ricerca archeologica, dal lavoro sul campo all’elaborazione digitale
dei dati.
“I GIS possono interagire con quasi tutte le fasi della ricerca archeologica, dallo scavo al survey, dalla microscala alla macroscala, elaborando ogni tipo di informazione archeologica disponibile”.
M. Forte, M. Forte, I Sistemi Informativi Geografici in archeologiaI Sistemi Informativi Geografici in archeologia, Roma, , Roma, 2002, pp.162002, pp.16--1717
“I GIS possono interagire con quasi tutte le fasi della ricerca archeologica, dallo scavo al survey, dalla microscala alla macroscala, elaborando ogni tipo di informazione archeologica disponibile”.
M. Forte, M. Forte, I Sistemi Informativi Geografici in archeologiaI Sistemi Informativi Geografici in archeologia, Roma, , Roma, 2002, pp.162002, pp.16--1717
“I GIS possono interagire con quasi tutte le fasi della ricerca archeologica, dallo scavo al survey, dalla microscala alla macroscala, elaborando ogni tipo di informazione archeologica disponibile”.
M. Forte, M. Forte, I Sistemi Informativi Geografici in archeologiaI Sistemi Informativi Geografici in archeologia, Roma, , Roma, 2002, pp.162002, pp.16--1717
Non incidenza del fattore di scala
Non incidenza del fattore di scala
“Per le informazioni che si trova a gestire, il GIS archeologico costituisce il migliore contesto di
sperimentazione rispetto ad altri ambiti applicativi grazie alla multidimensionalità dei dati da una parte e alla
diacronia delle informazioni dall’altra”.
M. Forte, M. Forte, I Sistemi Informativi Geografici in archeologiaI Sistemi Informativi Geografici in archeologia, , Roma, 2002, pp.13Roma, 2002, pp.13--1414
“Un progetto GIS archeologico è prima di tutto un sistema di informazione archeologica georeferenziato, dedicato in prima istanza all’archiviazione ragionata,
successivamente alla elaborazione spaziale e multifattoriale dei dati (in due o tre dimensioni)”
M. Forte, M. Forte, I Sistemi Informativi Geografici in archeologiaI Sistemi Informativi Geografici in archeologia, Roma, , Roma, 2002, p.482002, p.48
La storia del GIS in archeologia si associa inizialmente allo sviluppo del telerilevamento, allo scopo di rilevare
dall’alto tracce e anomalie non visibili al suolo
identificare nuovi siti archeologiciDocumentare meglio quelli noti
1)Creazione di modelli predittivi con utilizzo delle teorie statistiche per
•Testare ipotesi•Sperimentare teorie scientifiche
2) Sistemi di gestione spaziale per database regionali
3) Applicazioni e sviluppo di analisi spaziali
Le analisi spaziali Le analisi spaziali
“… tecniche di simulazione finalizzate a classificare, rappresentare e interpretare il paesaggio archeologico, sulla base delle relazioni spaziali e diacroniche che intercorrono tra elementi antropici,
naturali, ambientali”.
M. Forte, M. Forte, I Sistemi Informativi Geografici in archeologiaI Sistemi Informativi Geografici in archeologia, , Roma, 2002, p.99Roma, 2002, p.99
Le analisi spaziali Le analisi spaziali
“… tecniche di simulazione finalizzate a classificare, rappresentare e interpretare il paesaggio archeologico, sulla base delle relazioni spaziali e diacroniche che intercorrono tra elementi antropici,
naturali, ambientali”.
M. Forte, M. Forte, I Sistemi Informativi Geografici in archeologiaI Sistemi Informativi Geografici in archeologia, , Roma, 2002, p.99Roma, 2002, p.99
Le analisi spaziali Le analisi spaziali
“… tecniche di simulazione finalizzate a classificare, rappresentare e interpretare il paesaggio archeologico, sulla base delle relazioni spaziali e diacroniche che intercorrono tra elementi antropici,
naturali, ambientali”.
M. Forte, M. Forte, I Sistemi Informativi Geografici in archeologiaI Sistemi Informativi Geografici in archeologia, , Roma, 2002, p.99Roma, 2002, p.99
Le analisi spaziali Le analisi spaziali
“… tecniche di simulazione finalizzate a classificare, rappresentare e interpretare il paesaggio archeologico, sulla base delle relazioni spaziali e diacroniche che intercorrono tra elementi antropici,
naturali, ambientali”.
M. Forte, M. Forte, I Sistemi Informativi Geografici in archeologiaI Sistemi Informativi Geografici in archeologia, , Roma, 2002, p.99Roma, 2002, p.99
Le analisi spaziali Le analisi spaziali
“… tecniche di simulazione finalizzate a classificare, rappresentare e interpretare il paesaggio archeologico, sulla base delle relazioni spaziali e diacroniche che intercorrono tra elementi antropici,
naturali, ambientali”.
M. Forte, M. Forte, I Sistemi Informativi Geografici in archeologiaI Sistemi Informativi Geografici in archeologia, , Roma, 2002, p.99Roma, 2002, p.99
cartografiaattuale e storica
foto aereeimmagini da satellite
fontibibliografia
archivischedature esistenti
1)Reperimento dati
Rettificazione foto aereee basi cartografiche
Ortorettificazione fotoaeree e altri datiin formato raster
Georeferenziazioneimmagini satellitari
e altri dati raster
Georeferenziazionedella cartografia di base
2)Pre-elaborazione
Fotomosaico
Image processing(tecniche perclassificare e
interpretare immagini)
Overlay(sovrapporre varilivelli con le stesse
coordinate)
Creazione, costruzione,caricamento database
Analisi spaziali
3)Elaborazione
GISINTER-SITO
(analisi territorialiin macro scala)
Rilievi di scavo1:10, 1:20; 1:100
Foto da palloneortofoto di scavo
Schede USschede materiali
1)Reperimento dati
Ortorettificazionefoto da pallone
e di scavo
Rilievo fotogrammetricobidimensionale
(disegno singola US)
Digitalizzazionea monitor
2)Pre-elaborazione
Creazione, costruzione,caricamento database
Interrogazione delsistema
(image processinge overlay)
Ricostruzionetridimensionale
di ogni US
3)Elaborazione
GISINTRA-SITO
(analisi in micro scalaGIS di scavo)
SITARCHEOLOGICO
Realizzazione sula base dell’immagine
restituita dal GIS tramite software di
elaborazione 3D.
Redazione di piante, sezioni e
assonometrie ricostruttive
Elaborazione da parte del GIS della pianta
composita o di fase tramite query
Redazione della pianta composita o di
fase
Inserimento dei dati nelle schede di unità
stratigrafica
Identificazione delle attività dei gruppi di
attività e delle fasi
Elaborazione diretta del sistemaRedazione progressiva del diagramma
stratigrafico
Compilazione della scheda informatizzata
di inventario e datazione dei materiali
Inventario dei materiali raccolti e
determinazione della cronologia assoluta
delle unità stratigrafiche
Acquisizione delle piante di unità
stratigrafica(digitalizzazione o rilievo
strumentale diretto) e georeferenziazione
dei grafici
Documentazione grafica delle unità
stratigrafiche individuate
Compilazione della scheda informatizzata
di unità stratigrafica
Identificazione e documentazione delle
unità stratigrafiche
GIS INTRA-SITOANALISI POST SCAVO
Il GIS ARCHITETTONICO o del territorio costruito
GIS intra- sito e inter sito
Sistema orientato all’analisi e rappresentazione del territorio insediato e del paesaggio
Il GIS ARCHITETTONICO o del territorio costruito
GIS verticale, dedicato allo studio dell’elevato (territorio costruito)
Il GIS ARCHITETTONICO o del territorio costruito
Studio di micro contesti (monumenti-architetture)
•Analisi geometrico-spaziale
•Rappresentazione-documentazione bene architettonico
•Monitoraggio conservazione/degrado
Il GIS ARCHITETTONICO o del territorio costruito
Tecnologie raffinate (laser scanner)
Il progetto
Applicazioni
Esercitazioni
La storia del GIS in archeologia
GIS inter-sito e GIS intra-sito
Le analisi spaziali
Il GPS
I campi del database
L’evoluzione tecnologica e la nascita dei SIT
Cosa sono i SIT (componenti e funzionalità)
Modelli e strutture di dati geografici
Applicazioni dei GIS
Esempi di applicazioni
Il GIS archeologico
Introduzione
IL GPS
Global Positioning System
Sistema di Posizionamento Globale
1957: si scopre che impiegando le trasmissioni radio di un satellite su orbita nota si è in grado
di determinare la posizione di un ricevitore sulla terra
Negli anni ’70 il Dipartimento della difesa degli USA iniziò la progettazione di un sistema satellitare,per consentire a navi, aerei e veicoli
terrestri militari di determinare la loro posizione geografica in qualunque area del
mondo
Per avere un vantaggio tattico si degradò la qualità del segnale in modo da consentire un uso meno privilegiato alle applicazioni civili,
con un’imprecisione di circa 100 m nel calcolo della posizione.
L’errore di degradazione volontaria è stato soppresso il 1° maggio 2001
Il GPS è in grado di fornire in tempo reale o in differita le posizioni, i tempi e le velocità di
qualsiasi utilizzatore
La connessione tra GIS e GPS riguarda il rilievo terrestre, che può essere sia di tipo
cartografico (foto aeree o immagini da satellite) o effettuato mediante rilevamento satellitare
puntuale (GPS)
•Segmento spaziale
•Segmento di controllo
•Segmento utilizzatore
Il segmento spaziale
Composto da 24 satelliti orbitanti a 20200 km dalla terra, con un periodo di rotazione di circa
12 ore
Il numero di satelliti è studiato per fare in modo che da qualunque parte della terra e in
qualunque momento un ricevitore possa captare i segnali di almeno 4 satelliti
Il segmento di controllo
Costituito da 5 stazioni terrestri,
È incaricato della manutenzione del segmento spaziale
Il segmento utilizzatore
Costituito dall’insieme dei ricevitori GPS.
Ogni ricevitore è costituito da
•Un’antenna per la ricezione
•Schede per l’elaborazione dei segnali
•Un dispositivo per l’elaborazione e la memorizzazione dei dati
Quantificazione degli errori
•Errori del segmento spaziale
•Errori di propagazione del segnale nell’atmosfera
•Errore del ricevitore
•Errore di degradazione volontaria (soppresso)
Posizionamento
• Assoluto
• Differenziale
Posizionamento
Il posizionamento assoluto è quello più diffuso:
Un ricevitore è sufficiente a fornire le coordinate geografiche di un punto.
Gli svantaggi riguardano l’impossibilità di limitare l’errore
Posizionamento
Il posizionamento con metodo differenziale:
Le coordinate di un punto vengono determinate rispetto ad una stazione di riferimento posta
in un punto noto.
In questo modo è possibile correlare gli errori della stazione di riferimento (reference) con
quella mobile (rover)
Posizionamento
Il posizionamento con metodo differenziale:
Con questo metodo si hanno precisioni submetriche e centimetriche.
Lo svantaggio:
Munirsi di due ricevitori o acquistare da stazioni permanenti la registrazione dei
segnali per una determinata zona.
Il sistema di riferimento
Il sistema di riferimento del GPS è quello stabilito dal Sistema Geodetico Mondiale,
denominato WGS84.
Questo sistema è assoluto e rimane invariato per tutto il pianeta
Le applicazioni in archeologia
• Cartografia e rilevamento puntiforme
• Telerilevamento
• Modelli digitali del terreno
Il progetto
Applicazioni
La storia del GIS in archeologia
GIS inter-sito e GIS intra-sito
Le analisi spaziali
Il GPS
I campi del database
L’evoluzione tecnologica e la nascita dei SIT
Cosa sono i SIT (componenti e funzionalità)
Modelli e strutture di dati geografici
Applicazioni dei GIS
Esempi di applicazioni
Il GIS archeologico
Introduzione
Come è organizzata la catalogazione dei Beni
Culturali a livello nazionale?
ICCDIstituto Centrale per il Catalogo e la documentazione
SI
Il sito archeologico è un’area caratterizzata dalla presenza
di manufatti o strutture preistorici o di età antica
CA
Il complesso archeologico ècostituito dall’aggregazione
di più corpi di fabbrica o unità edilizie distinguibili per caratteristiche architettoniche
specifiche (monumenti)
MA principale
Scheda relativa al monumento archeologico nel
suo insieme
MA figlie
Scheda relativa a ciascun ambiente del monumento
archeologico
SAS
Scheda di saggio stratigrafico
INDICAZIONI BIBLIOGRAFICHE