INFORMATICA PER LA PREISTORIAINFORMATICA PER LA …cisadu2.let.uniroma1.it/archeo/attivita/prima...

venerdi 6 marzoARCHIVIAZIONE ED ELABORAZIONE DATI

Utilizzo di un GIS e di altri programmi vettoriali per gestione dati di scavo e analisi spaziali

INFORMATICA PER LA PREISTORIAINFORMATICA PER LA PREISTORIA

Facoltà di Lettere e Filosofia Corso di laurea triennale in Scienze archeologiche e storiche del mondo classico e orientale

Patrizia Gioia

INFORMATICAINFORMATICA

LAVORO SUL CAMPO

LAVORO SUL CAMPO

• ELABORAZIONE DATI• ELABORAZIONE DATI

• PUBBLICAZIONE• PUBBLICAZIONE

• SALVAGUARDIA• SALVAGUARDIA

• VALORIZZAZIONE• VALORIZZAZIONE

STRUMENTOSTRUMENTO

Gran parte delle fasi di una ricerca archeologica è accompagnata da varie necessità che vanno dalla archiviazione ed elaborazione dei dati alla loro

presentazione e divulgazione .Ognuno di questi momenti, dallo scavo alla pubblica zione dei dati, può

essere ormai gestito con successo a livello informa tico. Questo implica delle conoscenze di molti pacchetti applicativi.

Obiettivo del corso è dare informazioni di base sull e potenzialità dei piùcomuni applicativi e spiegarne il generale utilizzo in ambito preistorico.

Sono previste alcune esercitazioni pratiche relativ e sia all’archiviazione sia alla presentazione dei dati.

Alcune classi di applicativiAlcune classi di applicativi

• Word processor /editor

• Fogli elettronici• Data base• Agende/organizer• Image processor• Broser• C.A.D.• G.I.S.

• Word processor /editor

• Fogli elettronici• Data base• Agende/organizer• Image processor• Broser• C.A.D.• G.I.S.

• O.C.R.• Programmi per

presentazioni• Traduttori• Workplanning• Gestori di posta

• O.C.R.• Programmi per

presentazioni• Traduttori• Workplanning• Gestori di posta

STUDIOSTUDIO LAVOROLAVORO

PRESENTARE EPRESENTARE ECOMUNICARE DATICOMUNICARE DATI

ARCHIVIAZIONE EDARCHIVIAZIONE EDELABORAZIONE DATIELABORAZIONE DATI

Prima lezione – venerdì 6 marzo:ARCHIVIAZIONE ED ELABORAZIONE DATI

Utilizzo di un GIS e di altri programmi vettoriali per gestione dati di scavo e analisi spaziali

Seconda lezione – venerdì 13 marzo:ARCHIVIAZIONE ED ELABORAZIONE DATI

Utilizzo di un data base per archiviare ed analizza re datiUtilizzo di fogli di calcolo per analisi quantitati ve e statistiche

Terza lezione – venerdì 20 marzo, ore 9-13, Via Oraz io Pierozzi 38:ARCHIVIAZIONE ED ELABORAZIONE DATI

Impostazione di un semplice data-base relazionale c on MSAccess (pratico)

Quarta lezione – venerdì 27 marzo:PRESENTARE E COMUNICARE DATI:

Videoscrittura, Internet e posta elettronica, Creaz ione di prodotti ipertestuali

Quinta lezione – venerdì 3 aprile:PRESENTARE E COMUNICARE DATI:

Utilizzo di MSPowerPoint

Sesta lezione – venerdì 17 aprile:PRESENTARE E COMUNICARE DATI:

Acquisizione e trattamento delle immaginiImpaginazione grafica di testi e immagini

Settima lezione – venerdì 24 aprile, ore 9, ore 9-13, Via Orazio Pierozzi 38:PRESENTARE E COMUNICARE DATI:

Impostazione di un pannello didattico con CorelDraw (pratico)

Solo venti anni fa l’utilizzo dell’informatica in c ampo preistorico era, soprattutto in Italia, ancora un’esperienza pionier istica.

Pochi studiosi disponevano di un Personal Computer, e, solo raramente per analizzare dei dati complessi o per p articolari

elaborazioni statistiche ci si affidava a “tecnici” o “esperti”, che utilizzavano macchine difficili da gestire e, sopra ttutto, producevano

elaborati altrettanto difficili da interpretare.

PREMESSA: PREISTORIA DELL’INFORMATICAPREMESSA: PREISTORIA DELL’INFORMATICA

http://www.storiadellinformatica.it/it2.htm

http://it.wikipedia.org/wiki/Storia_del_computer

http://www.computermuseum.it/


La storia dei computer ( dal latino computare: cum (con) e putare (calcolare) attraverso l'inglese, to compute (calcolare), anche detto calcolatore , elaboratore , oppure ordinatore) è relativamente recente.


I primi veri calcolatori vennero costruiti negli anni ’40, spesso con finanziamenti militari e con scopi militari. Erano macchine gigantesche e, ovviamente molto costose.Uno storico esempio è l’ENIAC (Elecronic Numerical Integrator and Computer) costato all’epoca 500.000 $.


Negli anni ’50 venne costruito l'UNIVAC il primo grosso computer commerciale che e domino' il mercato prima dell'era IBM (fra il 1951 ed il 1958 vennero vendute ben 46 macchine da 1 milione di dollari l'una). Alla metà degli anni ‘60 venne acquistato il mitico Univac della Facoltà di Fisica(Enrico Fermi) che ancora era in uso negli anni 70 e forse oltre.


Negli anni ’60 si comincia già a pensare a macchine per uso personale, che sono ovviamente inabbordabili per i più (PDP 8 costo 18.000 dollari)

Negli anni 70 si procede su questa strada (Xerox Alto costo 16.500 $ )Siamo agli albori della Apple e Microsoft


Tra la fine degli anni ’70 e tutti gli anni ’80 l’o ggetto più diffuso e relativamente abbordabile è stata la Tastiera Commod ore. Il modello più famoso (Commodore 64) invece costava solo il cor rispettivo di 570 euro.

Il primo pc Apple (Lisa) venne presentato nel gennaio 1983 e costava 10.000 dollari

Nel 1984 la Apple produce il primo Mac


Negli anni ’80 l’IBM produce PC non associati ad un sistema operativo

Come anche il Commodore Amiga a partire dall’85

Molte imitazioni di questa tipologia di macchine, spesso costi bassi, creano la necessità di nuovi sistemi operativi


La Microsoft colma questo vuoto producendo un sistema operativo per queste macchine:prima il Dos e poi Windows (imitazione dell’interfaccia Mac)

il prezzo di un PC si aggira ancora intorno ai 3000 dollari


1974 MITS

IMSAI 8080

Apple I

Apple II

CommodorePET 2001

Tandy R. Shack TRS80 Mod. I

Ohio Scient. Challenger II

IBM 5110

CommodorePET 3032

IMSAI VDP 80

Tandy R. Shack TRS80 CoCo

Sinclair ZX-80

Tandy R. Shack TRS80 Mod. III

Sinclair ZX-81

Commodore Vic 20

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

Osborne I

Commodore 8032


Tandy R. Shack TRS80 Mod. 16B

Commodore 64

Sinclair ZX Spectrum

Mattel Aquarius

IBM PC 5150

Olivetti M-20

Atari 800 XL

Philips VideopacG7400+

MSX Canon V-20

Olivetti M-10

Olivetti M-24

Commodore SX-64

Apple LISA

1982 1983


Apple IIC

Apple Macintosh Plus

Texas Instr. TI99/4a

Commodore 8296

Commodore Plus 4

Commodore 16

Osborne Vixen

Apple Macintosh 128

Atari 520 ST

CommodoreAmiga 1000

Commodore 128

Commodore 128D

IBM 5140 "Convertible"

Commodore Amiga 500

Commodore Amiga 2000

Amstrad CPC-464

Olivetti PCS 128

1984

1985

1986

1987

Amstrad PPC 512

1988


Per produrre:schede e tabelle cartacee, testi dattiloscritti e s pesso sbianchettati.

Le analisi spaziali venivano elaborate su carte top ografiche, ovviamente cartacee, molto costose e spesso a scale non adeguate, posizionando i dati in modo del tutto app rossimativo.

Nonostante una certa diffusione dei Personal Comput ers, alla fine degli anni ‘80 tutta una serie di operazioni s i svolgevano ancora “manualmente”.

Gli strumenti degli archeologi (oltre che ovviament e quelli di scavo) erano:carta, colla, forbici, trasferibili, fotocopie, mac china da scrivere.


Le analisi spaziali venivano elaborate su carte top ografiche, ovviamente cartacee, molto costose e spesso a scale non adeguate, posizionando i dati in modo del tutto app rossimativo.

http://www.progettocaere.rm.cnr.it/databasegestione /google_year_list.htm

P. Moscati 1999, “Archeologia e Calcolatori”: dieci anni di contributi all’informatica Archeologica, Archeologia e Calcolatori , 10: 343-352.

I dati archeologici provengono da un contesto , l’interpretazione del singolo manufatto deve essere contestualizzata a var i livelli.Analizzare ogni ritrovamento in relazione con quant o gli sta intorno èdi fondamentale importanza per la sua interpretazio ne paletnologica o storica. Queste relazioni vanno studiate sia all’interno di ogni singola stratificazione che le ospita (US). Queste a loro v olta vanno inserite in uno spazio più ampio: l’area dello scavo, il sito nel suo complesso ed infine un più ampio contesto territoriale.

Utilizzo di un GIS per gestione dati di scavo e analisi spaziali

TORRE SPACCATA (ROMA) T 91

L’inquadramento geografico dei resti ha in realtà ra dici antiche, ma nell'ottocento, con l'avanzare della scienza car tografica, spesso legata ad esigenze politiche di riordino e c atasto dei vecchi e nuovi stati nazionali, comincia da parte d i veri e propri archeologi militanti, la redazione delle prime cart e topografiche archeologiche. Questa attività prelude alla nascita di quella che ancor oggi si chiama archeologia topografica.

La finalità è localizzare e creare un catasto dei res ti.

Foglio IGM con annotazioni di T.Ashby sugli acquedotti, 1:25.000

E dagli anni ’50 però che parte un interesse non so lo legato alla localizzazione dei siti. La cultura anglosassone considera lo studio archeol ogico come studio del rapporto tra le persone e l'ambiente nel l'antichità, e dei rapporti tra la gente e la gente nel contesto dell' ambiente in cui abitava .Con l’archeologia processuale (new archeology) si p retende la contestualizzazione dei manufatti all’interno del si to e dei siti all’interno di un più vasto paesaggio.

L’Interesse verso un inquadramento territoriale si manifesta a partire dalla fine anni 50 nella

archeologica anglosassone

IMPORTANZA DEL CONTESTO AMBIENTALE

Viene dato peso ai “rapporti fra l'uomo e il suo ambiente e quelli degli uomini fra di loro nel contesto ambientale”(BARKER 1986, p. 7).

SITO SITO

AMBIENTE

In Italia in quegli anni ancora, in parte, predomin ava o una tradizione di studi antiquaria (che quindi dava attenzione al valore del manufatto spesso avulso da suo contesto – interesse primario per la tipologia )

O, soprattutto nel campo della preistoria più antica , una tradizione di studi di tipo geologico, (che dava sp azio alle stratificazioni ed alle datazioni degli strati - tag li nello scavo, etc)

Oggi abbiamo vari livelli di lettura ed analisi dei dati archeologici:• dall’archeologia dei manufatti (utilizzo del metodo tipologico)• all’archeologia dei singoli insediamenti (utilizzo del metodo

stratigrafico) •all’archeologia del territorio. Inoltre si tende sempre più a correlare le varie pro spettive.Oggi sembra assodata l’importanza di inserire tutti i dati piùstrettamente archeologici in un contesto “ geografico ”, quindi cartografico per poterli confrontare con quelli più prettamente territoriali (geologia, pedologia, idrogeologia, et c,)

In questo campo l’informatica fornisce uno strument o potente: il GIS (acronimo di Geographical Information Sistem ).

Secondo la definizione di Burrough (1986) "il GIS è composto da una serie di strumenti software per acquisire, memorizza re, estrarre, trasformare e visualizzare dati spaziali dal mondo reale". Si tratta di un sistema informatico in grado di produrre, gestire e analizzare dati spaziali associando a ciascun elemento geografico u na o piùdescrizioni alfanumeriche.SIT è l'acronimo italiano di Sistema Informativo Territo riale, e coincide con la traduzione inglese Geographical Information S ystem.

Un GIS è uno strumento che, tramite calcolatore, per mette di catturare, modellare, analizzare, rappresentare ed interrogare dati di carattere geografico e in generale dati con un significativo collegamento spaziale. I GIS permettono l’interazione tra diversi e molteplici aspetti del territorio , inteso nel suo complesso, permettendo cosìanalisi che risultavano molto più lunghe e complesse , o addirittura impossibili, quando il trattamento dei dati era basato essenzialmente su documenti cartacei.Un uso avveduto e consapevole dei GIS richiede cono scenze interdisciplinari che vanno dalle tematiche geodeti che e topografiche per la georeferenziazione dei dati, a quelle informatiche per l’impiego degli strumenti più oppor tuni e ancora a quelle dei settori applicativi considerati .Nel settore del rilevamento e della gestione del ter ritorio i GIS sono uno dei due strumenti più innovativi che, a ssieme al GPS, hanno portato ad una svolta radicale nel ri levamento, nella rappresentazione e nella gestione del territo rio.

Dati geografici (cartografie)

Dati logici, informazioni (data-base)

GEOREFERENZIAZIONEL'aspetto che caratterizza il GIS è quello geometric o: esso memorizza la posizione del dato impiegando un siste ma di proiezione reale che definisce la posizione geografica dell'og getto. Il GIS può gestire contemporaneamente i dati proven ienti da diversi sistemi di proiezione e riferimento (es. UTM o Gauss Boaga)

Ogni carta geografica è una rappresentazione in pian o di una parte della superficie terreste che ovviamente non è piana .

Varie sono i sistemi stabiliti nel tempo per effett uare questa operazione

In una carta comunque ogni punto è caratterizzato da coordinateche definiscono la sua distanza da un meridiano ed un parallelo di riferimento

In una cartografia informatizzata ogni punto della carta ègeoreferenziato , cioè possiede le informazioni delle sue coordinate geografiche.

Ciò comporta la possibilità di localizzare sempre anche ogni nuovo dato cartografico da noi elaborato o inserito

SCALAA differenza della cartografiasu carta, la scala in un GIS è un parametro di qualità del dato e non di visualizzazione.

Di conseguenza ogni volta che scegliamo la visualizzazione piùopportuna per l’analisi dei nostri dati, questa corrisponde automaticamente ad una nuova scala.

Il mondo reale può essere rappresentato in un sistema informativo geografico attraverso due tipologie principali di dato: il dato vettoriale e il dato raster .

I dati vettoriali in un GIS sono costituiti spesso proprio dallecartografie e dai rilievi, composti da elementi sem plici quali punti, linee e poligoni, codificati e memorizzati sulla ba se delle lorocoordinate. Un punto viene individuato in un sistem a informativogeografico attraverso le sue coordinate reali (x1, y 1); una linea o un poligono attraverso la posizione dei suoi nodi (x1, y1; x2, y2; ...). A ciascun elemento è associato un record del database in formativo che contiene tutti gli attributi dell'oggetto rappr esentato.

TIPOLOGIA DEI DATI

I dati vettoriali di un GIS sono costituiti essenzialmente dalle cartografie di base e dai rilievi specifici eseguit i (aree di scavo, etc)

Cartografia di base

Rilievi delle emergenze archeologiche

Rilievi delle trinceeeseguite

I dati raster sono solitamente immagini

I singoli punti non contengono informazioni georefe renziate(coordinate)

E’ possibile “agganciare” i dati raster a quelli vetto riali e quindi georeferenziarli

I LIVELLI INFORMATIVI

Le informazioni geografiche sono raccolte in layercartografici, sono georiferite sulla base cartografi ca di riferimento in uso e sono rappresentate con opportune simbologie.

MOLTE INFORMAZIONI SU:http://www.geologia.com/area_prof/area_geo/gis/gis_ soft.html

GRASS: open source

I più famosi e diffusi: ArcGIS e ArcView

ERDAS

APPLICATIVI

ArcWiew Il progetto

I dati esistenti vengono inseriti in un PROGETTO

ArcWiew Wiew:Temi

ArcWiew Dati e tabelle

• Il GIS consente di mettere in relazione tra loro dati diversi, sulla base del loro comune riferimento geografico in modo da creare nuove informazioni a partire dai dati esistenti. Il GIS offre ampie possibilitàdi interazione con l'utente e un insieme di strumenti che ne facilitano la personalizzazione e l'adattamento alle problematiche specifiche di chi lo usa.

IL GIS ARCHEOLOGICO

L’archeologia è la disciplina che studia l’uomo del passato attraverso i manufatti e le tracce che di esso ci s ono pervenuti. Il fuoco dell’analisi è sugli oggetti , ma ciò che si vuole conoscere e spiegare sono i comportamenti , il perché delle cose. Data questa premessa appare chiaro che la prima not evole differenza tra un GIS convenzionale ed uno archeolo gico sta negli obbiettivi: una pubblica amministrazione, o a nche un’azienda, realizzano un sistema informativo solit amente per gestire delle situazioni attuali , o per prevedere degli scenari futuri , per prendere decisioni; in un progetto archeologico il SIT serve invece sop rattutto per aiutarci a spiegare situazioni passate .

Ciò che connota un GIS archeologico è la sua capacit à di favorire l’ interpretazione dei dati.

Vi sono SIT che gestiscono dati archeologici ma che archeologici non sono.

L’esempio più classico sono le carte archeologiche urbaneche sempre più spesso vengono realizzate per mostrar e posizioni e caratteristiche dei depositi archeologi ci, per salvaguardarli .Ma non ci dicono nulla di più di quello che già sappi amo.

Un sistema informativo territoriale “di ricerca” deve generare nuove informazioni.

Questo partendo da dati spesso reperiti appositamente mediante scavo o ricognizione di superficie, tentano di generarne altri, nuovi, integrando così le carenze che sempre affliggono la conoscenza della realtà antica, testimoniata solamente da labili tracce.

Nei GIS convenzionali i dati ritraggono la realtà nota

Gis di scavo Il GIS di scavo può essere definito come contenitore del dato archeologico stratigrafico, al cui interno, viene ricomposta integralmente la stratigrafia: ogni singolo elemento individuato, riprodotto in modo realistico ed oggettivo, diventa oggetto di indagine e strumento di elaborazione a vari livelli.

Gis territorialeUn sistema GIS per la gestione dei dati archeologici territoriali si pone la principale finalità nel registrare, in maniera piùcompleta ed esaustiva possibile, tutti gli elementi riconducibili a tracce e testimonianze dell’occupazione antropica del territorio.

• In base ai dati noti ipotizzare la dislocazione di eventuali nuovi siti

• Dare indicazioni consapevoli sulle metodologie di indagine più opportune in una indagine archeologica

• Pianificazione razionale nei lavori pubblici

Funzione predittiva

Archiviazione ed elaborazione dati

ArcWiewLayoutApplicazioni pratiche

G.I.S.G.I.S.

Archiviazione ed elaborazione dati

ArcWiewApplicazioni

pratiche

G.I.S.G.I.S.

•Vari tipi di analisi spaziale (site catchment analysis)

•Carte di distribuzione di siti, oggetti, etc

•Cartografie interpretative

•Carte di fase o cronologiche

Correlazione spaziale tra tipologie diverse di dati

Funzione interpretativa

Siti dal Neolitico recente al Bronzo anticoSiti dal Neolitico recente al Bronzo antico

Confini Comune di Roma

G.R.A.

Siti dal Neolitico recente al Bronzo antico Siti dal Neolitico recente al Bronzo antico Posizione Posizione fisiograficafisiografica

Confini Comune di Roma

G.R.A.

Margine pianoroPendio ripido

Sommità pianoro

Terrazzo costiero

Valle

PosizionePosizionesitisiti

Siti dal Neolitico recente al Bronzo antico Siti dal Neolitico recente al Bronzo antico Posizione Posizione fisiograficafisiografica –– idrografia idrografia –– posizione lahar (Funiciello et al. 2002)posizione lahar (Funiciello et al. 2002)


Sommità pianoro

Terrazzo costiero

Valle

PosizionePosizionesitisiti

laharlahar

G.I.S. delle aree S.D.O.: presenza accertata del lahar a Torre Spaccata con le fasce altimetriche sul fondo

0 0.1 0.2 Kilometers N

Cos’è il lahar

Filippine 1994 (foto di Peter Mouginis-Mark)

Lago

Immagini del lahar - Filippine 1992

Siti dal Neolitico recente al Bronzo antico Siti dal Neolitico recente al Bronzo antico Posizione Posizione fisiograficafisiografica –– idrografia idrografia –– lahar (Funiciello et al. 2002)lahar (Funiciello et al. 2002)


Sommità pianoro

Terrazzo costiero

Valle

laharlahar

Suoli profondi scuri Suoli profondi scuri (rilevamento A. (rilevamento A. ArnoldusArnoldus)) PosizionePosizione

sitisiti

Siti dal Neolitico recente al Bronzo antico Siti dal Neolitico recente al Bronzo antico Posizione Posizione fisiograficafisiografica –– idrografia idrografia –– lahar (Funiciello et al. 2002)lahar (Funiciello et al. 2002)


Sommità pianoro

Terrazzo costiero

Valle

laharlahar

Suoli profondi scuri Suoli profondi scuri (rilevamento (rilevamento AA--ArnoldusArnoldus)) PosizionePosizione

sitisitiVallate Vallate

(Carta dei suoli di Roma)(Carta dei suoli di Roma)

Siti dal Neolitico recente al Bronzo antico Siti dal Neolitico recente al Bronzo antico Ipotesi sullIpotesi sull’’estensione del estensione del laharlahar e dei depositi fluviali collegatie dei depositi fluviali collegati

Siti con relazionecerta con lahar

Siti senza relazione con lahar

Siti con relazione possibile con lahar

Ipotesi sull’influenza del lahar e sedimenticollegati nelle vallate

Valle Terrazzocostiero

Pendioripido

Marginepianoro

Sommitàpianoro

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45 N. siti

Posizione

Posizione Posizione fisiograficafisiografica del complesso dei siti consideratidel complesso dei siti considerati

Posizione Posizione fisiograficafisiografica dei siti non in rapporto con il dei siti non in rapporto con il laharlahar ed con i ed con i sedimenti collegatisedimenti collegati

Valle Terrazzocostiero

Pendioripido

Marginepianoro

Sommitàpianoro

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45N. siti

Posizione

vallependio

marginepianoro sommità

pianoro

Val le An iene

Roma Est0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

MODELLI TRIDIMENSIONALI

Un TIN (triangulated irregular network, ossia rete irregolare di punti dotati di coordinate x, y e z) può essere realizzato a varie equidistanze a seconda delle necessità della ricerca.

TIN

E’ in pratica un modello tridimensionale del terreno generato a partire da un insieme sparso di punti quotati (piano quotato) costituito da una rete di triangoli il più equiangoli, e quindi equilateri, possibile a partire dal quale è possibile interpolare curve di livello.

Un modello digitale di elevazione (anche noto come DEM, dall'inglese Digital ElevationModel) è la rappresentazione della distribuzione delle quote di un territorio, o di un'altra superficie, in formato digitale. Il modello digitale di elevazione viene in genere prodotto in formato raster associando a ciascun pixel l'attributo relativo alla quota assoluta.

In genere vengono realizzati attraverso tecniche di telerilevamento e vengono ampiamente utilizzati nei sistemi GIS

DEM

Sui GIS in Archeologia:Maurizio Forte 2002, I sistemi informativi geografici in archeologia, Mondogis, Roma (15 €)

Bibliografia

Libro di testo del Corso::Ada Gabucci 2005, Informatica applicata all’archeologia, Carocci, Roma (10 €)

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