Introduzione ai SIT

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Rossi Doria Laura Direzione Ambiente – Servizi ambientali Sistemi Informativi Territoriali Sistemi Informativi Territoriali Formazione SIAR Marzo - Aprile 2007 Introduzione ai Introduzione ai

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Rossi Doria LauraDirezione Ambiente – Servizi ambientali

Sistemi InformativiTerritoriali

Sistemi InformativiTerritoriali

Formazione SIARMarzo - Aprile 2007

Introduzione aiIntroduzione ai

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Sommario

� Cos’è il SIT�Gli strumenti del SIT� L’informatizzazione dei dati� Cartografia� Componente geografica del SIAR

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Geografia,Cartografia e SIT

Modello unificante delle rappresentazioni del territorio

Spazio virtuale tramite cui rappresentare e interpretare i fenomeni che insistono sul territorio

Strumento di gestione di molteplici livelli informativi, caratterizzato da tempi di risposta ridotti a fronte di elaborazioni complesse

GeografiaGeografia

CartografiaCartografia

SITSIT

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Fogli elettronici, data base, CAD e GIS

Il GIS riunisce nello stesso strumento informatico sia le operazioni sui dati di tipo quantitativo che non comportano un concetto di spazialità/localizzazione sul territorio, sia le informazioni geometriche e geografiche, in modo da poter realizzare semplicemente le operazioni di tipo spaziale.

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Un SSistema IInformativo TTerritoriale

è un sistema informatizzato per

l'acquisizione,

la memorizzazione,

la gestione (controllo, integrazione),

l'elaborazione,

l’analisi e la rappresentazione

dei dati che sono spazialmente

riferiti alla superficie terrestre

Definizione di SIT

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Le COMPONENTI del SIT:

� l’insieme dei dati referenziati, in formato numerico o digitale, organizzati al fine di estrarre comodamente delle sintesi utili alla decisione

� l’insieme degli aspetti organizzativi(enti, normative, …) e delle persone (tecnici, utenti e destinatari dei servizi)

� data base

� hardware e software

� organizzazione e persone

� un sistema di gestione, memorizzazione, estrazione, interrogazione, analisi e stampa dei dati in formato numerico o digitale

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Varietà delle informazioni

Le informazioni sono:

di diversa provenienza (monitoraggio, Anagrafe, Archivi storici,…);

di diverso tipo (fotografiche, cartografiche, grafiche, descrittive, ...).;

localizzate sul territorio, o con riferimento spaziale.

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Gli strumenti del SIT

• Informazioni geometriche

• Informazioni descrittive

• Files raster • Files vettoriali

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I dati alfanumerici

� Il liceo classico di Torino ha 1003 studenti in 41 classi� A Ciriè il liceo scientifico ha 620 studenti distribuiti in 25

aule� …

Liceo scientifico

Liceo classico

Tipo

Galileo Galilei

Massimo D’Azeglio

nome

068

272

ISTAT

620

1003

Studenti

25Ciriè

41Torino

AuleComune

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I dati geografici

Per facilitare la lettura delle carte è opportuno che alcuni dettagli della rappresentazione vengano amplificati, semplificati e/o accorpati: la rappresentazione di uno stesso oggetto varia dunque in funzione della scala di rappresentazione e accuratezza.

I dati geografici vengono organizzati sotto forma di elementi in base alla loro caratteristica dimensionale:

�punti

�linee (o archi)

�poligoni

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Battesimo

Shape Polygon Area 198460.625 Perimeter 1827.903 Nome SOCIETA’ ABCDEF Spa Codice stabilimento

521/2/1

Tipo D Esente S Sposto 0 Codice industria

521/2

Dich\notifica Azienda SOCIETA’ ABCDEF Spa Stabilimento Vettura Impianto Produzione manicotti per

vetture X_coord 401085.219 Y_coord 4997943.500

Per gentile concessione della Regione Piemonte

ID_poligono

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Rappresentazione RASTER… immagini satellitari, immagini aeree...

ad ogni cella corrisponde un valoreCopyright Esa 1997, immagine acquisita nell’ambito del Progetto Atlante. Per gentile concessione della Regione Piemonte.

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Rappresentazione VETTORIALE

… immagini CAD, immagini digitalizzate…

vengono conservate le relazioni topologiche

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Relazioni topologiche

Direzione/verso

Intersezione

Incidenza

Adiacenza

Inclusione

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Componente alfanumerica

Gestione datiComponente geometrica (2D – 3D)

ImmaginiComponente immagini - testi

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Piani Regolatori: Destinazioni d’uso

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Piani di Emergenza Esterna

Vie di fuga

Industria a rischio

Aree residenziali

Posto di blocco

Soccorso primario

Scuola

Seconda zona: ZONA DI DANNO

600 m

Prima zona: ZONA DI SICURO IMPATTO

300 m

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PPE e Piani Regolatori

Piano di Emergenza Esternaindustria a rischio di incidente rilevante

Piano di Emergenza Esternaindustria a rischio di incidente rilevante

Piano Regolatore

Piano Regolatore

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L’informatizzazione dei dati

L’informatizzazione dei dati

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Ciclo di vita di un dato

� Analisi� Acquisizione dato

geometrico e descrittivo� Battesimo� Verifica o collaudo� Utilizzo del dato per

analisi GIS� Applicazioni GIS � Allestimento cartografico� Produzione cartografia

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Da Raster a Vector

L’interpretazione delle informazioni contenute nell’immagine raster permette di ridisegnare in formato vettoriale le informazioni in essa contenute.Le immagini raster possono essere carte al tratto o ortofoto e devono essere georiferite.

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il TELERILEVAMENTO

è un insieme di tecniche, strumenti e mezzi interpretativi che, tramite l’utilizzo di immagini da satellite e/o aeree, permette di estrarre informazioni in forma analitica o digitale.

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Landsat TM

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CORINE Land Cover

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Uso dei dati telerilevati

� sono di semplice utilizzo � permettono di mappare la superficie del suolo, sia a scala regionale che a scale globali

� documentano i cambiamenti subiti dall’ambiente

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CTR

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Georeferenziazione dei raster

� individuazione di punti noti � adattamento dell’immagine e localizzazione

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Acquisizione dei dati vettoriali

� Identificazione del data set� Digitalizzazione manuale a video di elementi presenti

sulle immagini raster utilizzate come sfondo

In entrambi i casi segue l’assegnazione degli attributi descrittivi agli elementi geometrici.

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La scala di ACCURATEZZA

confini amministrativi � scala 1:100.000� scala 1: 25.000� scala 1: 10.000

CAMPEGGIO

In quale comune si trovano?

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Il modello tridimensionale DTM

I dati di base relativi alle altimetrie costituiscono un tematismo di base utilizzabile tramite GIS, tale da consentire analisi sulla morfologia della superficie.

Il modello digitale del terreno così generato contiene una nuova informazione relativa alla quota.

Su questo modello si possono basare ulteriori elaborazioni che consentono di calcolare i principali parametri morfologici del territorio.

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Confronto tra coordinate

Y (N)

X (E)

UTM WGS84Catasto (Cassini-Soldner)

Roma40 (Gauss-Boaga)

UTM ED50

4.972.182

452.747

4.972.182

1.452.747

- 1 467,87

- 16 602,15

4.971.983

452.665

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Cenni di cartografiaCenni di cartografia

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La cartografia

� La cartografia è la rappresentazione della superficie terrestre. Tale rappresentazione è il risultato della proiezione sul piano bidimensionale di un punto posto sulla superficie terrestre

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Coordinate geografiche

� La posizione è solitamente definita per mezzo di una coppia di coordinate curvilinee come la latitudine, la longitudine (componente orizzontale) e l’altezza sopra la superficie di riferimento (componente verticale). In questo senso si parla talvolta di posizionamento a (2+1) dimensioni (coordinate geografiche).

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La Terra

� La Terra non è definibile da una formula matematica ma è assimilabile (non ad una sfera ma ad un ellissoide.

� La superficie terrestre è soggetta alla forza di gravità in misura NON COSTANTE, ciò significa che il livello del mare non è, in ogni luogo, equidistante dal centro della terra.

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Coordinate

� Per la componente orizzontale viene definito un ellissoide che approssimi la superficie terrestre

ellisoide terrestregeoidesuperficie fisica

� Per la componente verticale viene utilizzato il geoide, definito come superficie equipotenziale nel campo della gravità che meglio approssima il livello medio del mare, anche se non coincidente con esso.

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Ellissoidi

� Per semplificare le operazioni di conversione dal reale al cartografico, in passato veniva scelto l’ellissoide di riferimento in modo che la sua superficie fosse quanto più simile alla superficie terrestre nell’area di interesse: proliferazione di ellissoidi locali

� Tali ellissoidi hanno dimensioni (assi X,Y e Z) e centro (x0, y0 z0) diversi.

Ellisoidegeocentrico

Ellissoide localeGeoide

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Sistema geodetico cartografico

� Un sistema geodetico cartografico è definito da:� Il sistema geodetico di riferimento (forma, posizione e orientamento dell’ellissoide)

�Misure e calcoli di compensazione della rete di inquadramento che lo realizzano

� Rappresentazione cartografica adottata e condizioni di applicazione

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Deformazioni intrinseche ai sistemi di proiezione

� Nel passare dalla superficie di riferimento al piano della carta si possono avere delle deformazioni:� di angoli tra direzioni� di aree� di distanze tra punti

� Si distinguono quindi sistemi di proiezione:� Conformi o isogone: gli angoli rimangono inalterati, si

conserva la similitudine fra figure infinitesime corrispondenti

� Equivalenti: vengono conservati i rapporti tra aree infinitesime

� Equidistanti: vengono conservati i rapporti tra lunghezze infinitesime

� Afilattiche: comporta deformazioni di diverso tipo ma molto piccole

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In Italia

� Per l’Italia gli ellissoidi di interesse sono:� Ellissoide di Bessel� Ellissoide Internazionale (Hayford)� Ellissoide wgs84

� Le rappresentazioni cartografiche sono:� Cassini-Solder� Conforme di Gauss (Gauss-Boaga)� Di Mercatore Trasversa Universale

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Rappresentazione Gauss-Boaga

� Le rappresentazioni Gauss-Boaga e UTM mantengono i valori angolari: proiezione conforme

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Rappresentazione Cassini-Soldner

� La rappresentazione di Cassini Soldner ha caratteristiche di deformazione più idonee alla misura delle aree: proiezione afilattica con buona approssimazione equivalente� È derivata da una proiezione cilindrica inversa, tangente sul meridiano centrale

� Viene rappresentata solo una parte simmetrica intorno al meridiano centrale

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Roma40

� Sistema di riferimento Roma40:� Ellissoide Internazionale (Hayford)� Orientamento Roma Monte Mario� Rappresentazione Conforme di Gauss:

• Territorio nazionale compreso in due fusi di 6° (Ovest e Est)

• Falsa origine per le coordinate Est:– 1500 km (fuso Ovest)– 2520 km (fuso Est)

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ED50

� Sistema di riferimento ED50:� Ellisoide Internazionale (Hayford)� Orientamento medio europeo 1950� Rappresentazione cartografica UTM

• Territori compreso in due fusi di 6° con meridiani centrali a 9° e 15° da Greenwich (fusi 32 e 33 del sistema internazionale)

• Falsa origine per entrambi i fusi:– per le coordinate Est 500 km– per le coordinate Nord 0 nell’emisfero Nord

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Cassini-Soldner (Catasto)

� Sistema di riferimento catastale:� Ellissoide di Bessel (1841)� Orientamento Genova IIM - Monte Telegrafo� Rappresentazione cartografica Cassini-Soldner

• Suddivisione del territorio in 35 zone, riferita ciascuna ad una diversa origine, di area limitata a 70km(EO) e 100 km (NS)

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Nuove condizioni

� I progressi della tecnologia (calcolatori elettronici prima e metodi satellitari GPS poi) hanno reso possibile l’adozione di sistemi di riferimento mondiali e geocentrici

� Interessi militari, economici, commerciali, culturali, scientifici,… hanno reso necessario l’adozione di riferimenti unici e geocentrici (origine nel centro di massa della Terra)

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Ellissoide WGS84

� Il sistema WGS84 è un sistema terrestre convenzionale ovvero un sistema geocentrico solidale con la Terra e riferito ad elementi convenzionalmente fissati (Polo medio e Greenwich)

� WGS84 è il Sistema Geodetico Mondiale (World Geodetic System) riferito al 1984 ovvero è un modello matematico della Terra da un punto di vista geometrico, geodetico e gravitazionale, costruito sulla base delle conoscenze scientifiche e tecnologiche disponibili al 1984

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Caratteristiche del WGS84

� Origine delle coordinate nel centro di massa della Terra� Asse Z diretto verso il Polo Nord terrestre convenzionale

(CTP)� Asse X intersezione del piano del meridiano 0 (passante

per Greenwich) con il piano equatoriale associato al CTP� Asse Y giace sul piano equatoriale a 90° ad Est dell’asse

X� La Terna è solidale con la Terra

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WGS84

� Sistema di riferimento WGS84� Ellissoide geocentrico WGS84� Rappresentazione cartografica generalmente adottata UTM con inquadramento WGS84 (UTM WGS84)

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Differenze tra datum

� Un qualsiasi ellissoide orientato localmente si discosta in modo notevole da quello geocentrico adottato nel sistema WGS84, non solo per i diversi parametri ma soprattutto per la posizione del centro e per l’orientamento degli assi.

� Di conseguenza le coordinate geografiche di uno stesso punto nel datum globale risultano sensibilmente diverse: gli scostamenti, tradotti in lunghezze, possono anche essere di parecchie centinaia di metri

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Confronto tra coordinate

Y (N)

X (E)

UTM WGS84Catasto (Cassini-Soldner)

Roma40 (Gauss-Boaga)

UTM ED50

4.972.182

452.747

4.972.182

1.452.747

- 1 467,87

- 16 602,15

4.971.983

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