Sistemi innovativi in zootecnia

Supporti avanzati per la gestione dell’allevamento(corso SUPAG)

Massimo LazzariDipartimento di Scienze e tecnologie

Veterinarie per la Sicurezza Alimentare

Università degli Studi di Milano

CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE

CENNI DI CARTOGRAFIACENNI DI CARTOGRAFIA

Dott.ssa Maurizia Sigura - DISA tel 0432/558658maurizia.sigura@uniud.it

Dott.ssa Maurizia Sigura - DISA tel 0432/558658maurizia.sigura@uniud.it

Dott.ssa Pasqualina SaccoDott.ssa Pasqualina SaccoIIA Milano

CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE

CARTOGRAFIA STRUMENTO CARTOGRAFIA STRUMENTO FONDAMENTALE PER LA FONDAMENTALE PER LA

RAPPRESENTAZIONE DEL TERRITORIORAPPRESENTAZIONE DEL TERRITORIO

- rappresenta una modello del mondo realeovvero dello spazio terrestre

- raccoglie oggetti diversivegetazionestrade fiumireti tecnologiche

manufatti edilizi

-raccoglie processi diversiconoidi di deiezione

CARTOGRAFIA DI BASE

CARTOGRAFIA TEMATICA

CARTOGRAFIA DI SINTESI

Punti fondamentali:

cartografia è la rappresentazione della realtà complessa ossia la riproduzione planimetrica e ad una determinata scala di elementi, fenomeni, …

esigenze applicative si ricorre allarappresentazione cartografica più utile (tipologia, scala e dettaglio) per rappresentare una specifica realtà geografica/territoriale

la cartografia implica un processo di interpretazione della realtà (semplificazione)

Classificazione dell’informazione territoriale

Prima parte

INFORMAZIONE TERRITORIALE DI BASE

Predomina la componente geometrica

- cartografia IGM: (25.000 - 50.000 - 100.000)

-modello digitale di elevazione (DTM)

- ISTATsezioni di censimento del 1991 (1:25.000)

- Regione: carte tecniche numeriche (1:25.000, 1:10.000, 1:5.000)

ASSEGNARE AGLI ELEMENTI GEOGRAFICIIN MAPPA LA LORO POSIZIONE CORRETTAPOSIZIONE CORRETTA SULLA

SUPERFICIE TERRESTRE

SISTEMA DI COORDINATESISTEMA DI COORDINATE

• sferoide• datum

• proiezione• unità di misura

GEOREFERENZIAZIONE

… PERCHÉ LO DEVO SAPERE ?

cos’è il DATUM?cos’è il DATUM?cos’è il DATUM?cos’è il DATUM?

cosa sono queste sigle?cosa sono queste sigle?cosa sono queste sigle?cosa sono queste sigle?

cosa si intende per PROIEZIONE?cosa si intende per PROIEZIONE?cosa si intende per PROIEZIONE?cosa si intende per PROIEZIONE?

????????

????

????

Perché prima o poi lavorando con un G.I.S. troverò una finestra di dialogo

simile a questa edINSERENDO I PARAMETRI ERRATI INSERENDO I PARAMETRI ERRATI

L’ANALISI CHE SEGUE RISULTERÀ DEL L’ANALISI CHE SEGUE RISULTERÀ DEL TUTTO COMPROMESSATUTTO COMPROMESSA

X

Y

X-Y+

X-Y-

X+Y+

X+Y-

SISTEMI DI COORDINATEGEOGRAFICHEGEOGRAFICHE

(sferiche)(sferiche)CARTESIANECARTESIANE

(o piane)(o piane)

S.R. più comune, in cui la superficie terrestre è assimilata ad un elissoide di rotazione. Le misure sono espresse in Longitudine e Latitudine (angoli misurati dal centro della terra in DMS) e permettono di caratterizzare

l’ubicazione di qualsiasi punto sulla superficie terrestre.Latitudine di PLatitudine di P = angolo che la normale in P alla superficie elissoidica forma con il piano equatoriale; misurato dal centro della terra in direzione N e S;

vale 0° all’Equatore, 90° N e –90° S; Longitudine di PLongitudine di P = angolo formato dal piano meridiano contenete P con il piano meridiano di riferimento (convenzionalmente quello passante per Greenwich); misurato dal centro della terra in direzione E e O; vale 0° al

primo meridiano (Greenwich), 180° E e –180° O.MeridianiMeridiani = linee di Longitudine, si estendono tra i poli

ParalleliParalleli = linee di Latitudine, circondano il globo con anelli paralleli.

Per semplicità i dati geografici vengono proiettati in sistemi di coordinate piane, o

cartesiane.Le ubicazioni sono identificate da una griglia di

coordinate x,y (X specifica posizione X specifica posizione orizzontale, Y quella verticaleorizzontale, Y quella verticale) con l’origineorigine al

centro della griglia.

superficieterrestre

GEOIDE E SFEROIDE

FORMULAZIONI MATEMATICHEFORMULAZIONI MATEMATICHE UTILIZZATE PER RAPPRESENTARE LA SUPERFICIE TERRESTRE IN MODO

DA POTERLA PROIETTARE SULLE MAPPE

GEOIDEGEOIDE

Superficie equipotenziale di gravità che meglio approssima la superficie terrestre, identificata come il livello

medio del mare

SFEROIDESFEROIDESuperficie matematica di rotazione (intorno

all’asse minore), biassiale, che meglio approssima la forma della terra.

• la quota s.l.m. è riferita al geoide

• i sistemi GPS fanno riferimento all’elissoide

IL DATUMDATUM DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTOÈ COSTITUITO DA UN PRECISO SFEROIDESFEROIDE ED IL

SUO ORIENTAMENTOORIENTAMENTO

DATUM

Un DATUM DATUM è costituito da 8 parametri8 parametri dell’elissoide locale - 2 di forma2 di forma e 6 di posizione ed orientamento 6 di posizione ed orientamento - e da una rete compensata di punti, estesa sull’area di

interesse, che lo materializza

• la superficie terrestre deve essere rappresentata in un sistema regolare (elissoideelissoide) di coordinate geometriche

• la superficie di riferimento (geoidegeoide) è irregolare• il DATUMDATUM identifica l’elissoide che meglio approssima -

localmente - il geoide

• stesso datum e diversi sistemi di coordinate: trasformazioni puramente matematiche tra essi• datum diversi: trasformazioni approssimate che necessitano di un numero sufficiente di

misure che legano i punti tra i due sistemi

geoide

area di interesselocale

punto di emanazione

elissoidegeocentrico

elissoidelocale

centro di massadella terra

ELISSOIDE LOCALE

punto in posizione centrale rispetto all’area di interesse in cui viene

imposta la tangenza dell’elissoide al geoide

Il punto di emanazione del sistema geodetico locale italiano, basato sull’elissoide internazionale, è

individuato in Roma-Monte Mario con orientamento Monte Soratte.

Il punto di emanazione del sistema europeo ED 50 (European Datum 1950), basato sull’elissoide

internazionale, è a Potsdam in Germania

ELISSOIDE LOCALE

a

b

Elissoide internazionale diElissoide internazionale di HayfordHayford (1924)a = 6.378.388,000 m

f = (a-b)/a = 0,003367003(schiacciamento)

b = 6.356.911,946 musato nei sistemi

UTMUTM e Gauss-BoagaGauss-Boaga

ELISSOIDE INTERNAZIONALE

centro di massadella terra

b

Elissoide WGS84 Elissoide WGS84 (1984)

a = 6.378.137,000 m

f = (a-b)/a = 0,0033528113303(schiacciamento)

a

usato nei sistemi diposizionamento GPSGPS

b = 6.356.752,310 m

ELISSOIDE GEOCENTRICO

Geometricamente è costituito da una terna cartesiana con l’origine nel centro della Terra, l’asse Z parallelo all’asse di rotazione terrestre e l’asse X passante per il meridiano di Greenwich. L’asse di rotazione dell’elissoide coincide con

l’asse Z.

Il sistema globale WGS (World Geodetic System) è stato sviluppato dal dipartimento della difesa degli stati uniti. Nasce dalla necessità di unificare il sistema di riferimento per uniformare le coordinate, anche molto

diverse tra loro, utilizzando i sistemi geodetici locali.

Elissoide di Besselorientamento Genova IIMCATASTO

ELISSOIDI E DATUM IN ITALIA

Elissoide di Hayfordorientamento Roma Monte Mario

ROMA40GAUSS-BOAGA

Elissoide di Hayfordorientamento Postdam

medio europeo

ED50UTM

Elissoide GRSorientamento coincidenza

centro geoideWGS84

CORRISPONDENZA BIUNIVOCA TRA LA SUPERFICIE DELL’ELISSOIDE ED IL PIANO DELLA RAPPRESENTAZIONE

CARTOGRAFICA CARTESIANA

PROIEZIONI: DEFINIZIONE

X

Y

X-Y+

X-Y-

X+Y+

X+Y-

x = f ( x = f ( , , ))y = g (y = g (, , ))x = f ( x = f ( , , ))y = g (y = g (, , ))

trasformazione coord. geografichegeografiche in cartesianecartesiane

• proiez. geometrichegeometriche sul piano o su superfici intermedie

• proiez. da algoritmida algoritmi per minimizzare deformazioni

param. elissoideparam. elissoide

DatumDatum

• formaforma

• areaarea

• distanzadistanza

• direzionedirezione

A BA B

PROIEZIONI E DISTORSIONI

LE PROIEZIONI PROVOCANO DISTORSIONIDISTORSIONI IN UNA O PIÙ PROPRIETÀ SPAZIALIPROPRIETÀ SPAZIALI

PROIEZIONI GEOMETRICHE PIÙ COMUNI

I tre tipi di proiezioni danno una forma differenteforma differente ai paralleliparalleli:

• rettilinei per la cilindrica• cerchi concentrici per la

conica• cerchi eccentrici per la piana

CILINDRICACILINDRICACILINDRICACILINDRICA

CONICACONICACONICACONICA

PIANAPIANAPIANAPIANA

il quadro di proiezione è un PIANO PIANO

•gnomonichegnomoniche: centro di proiezione (V)nel centro dell’elisse

•stereografichestereografiche: V sulla superficie dell’elisse nel punto opposto a quello di tg

•scenografichescenografiche: V fuori dalla superficie sulla normale al quadro

•ortograficheortografiche: all’infinito nella direzione della normale al quadro

normalenormalenormalenormale

ortograficaortograficaortograficaortografica

stereograficastereograficastereograficastereografica

PROIEZIONI PROSPETTICHE

• polaripolari: piano tangente ad un polo

• meridianemeridiane: piano tangente all’equatore

• azimutaliazimutali: piano tangente ad un punto qualsiasi

il quadro di proiezione è unCILINDRO TANGENTE ALL’ELISSOIDECILINDRO TANGENTE ALL’ELISSOIDE

PROIEZIONI CILINDRICHE

•direttadiretta: l’asse del cilindro coincide con l’asse di rotazione

•inversainversa: l’asse del cilindro è posto sul piano equatoriale

•obliquaobliqua: l’asse del cilindro è posta in altre direzioni

direttadirettadirettadiretta inversainversainversainversa obliquaobliquaobliquaobliqua

il quadro di proiezione è un CONO TANGENTE ALL’ELISSOIDECONO TANGENTE ALL’ELISSOIDE

PROIEZIONI CONICHE

•direttadiretta: l’asse del cilindro coincide con l’asse di rotazione

•inversainversa: l’asse del cilindro è posto sul piano equatoriale

•obliquaobliqua: l’asse del cilindro è posta in altre direzioni

direttadirettadirettadiretta inversainversainversainversa obliquaobliquaobliquaobliqua

PROIEZIONE CILINDRICA DIRETTA CONFORMEPROIEZIONE CILINDRICA DIRETTA CONFORMEusata per la navigazione poiché la distanza tra due

punti è data da un segmento che mantiene costante costante l’angolo con i meridianil’angolo con i meridiani

PROIEZIONE DI MERCATORE

normalenormalenormalenormale

di Mercatoredi Mercatoredi Mercatoredi Mercatore

PROIEZIONE CILINDRICA INVERSA CONFORMEPROIEZIONE CILINDRICA INVERSA CONFORMEè considerata la stessa proiezione di Mercatore, con la differenza

che il cilindro è orizzontale

PROIEZIONE DI GAUSS

in Italia è detta anche di Gauss-BoagaGauss-Boaga

• Terra divisa in 60 FUSI60 FUSI di ampiezza 6°6°

• applicare ad ogni fuso la PROIEZIONE PROIEZIONE

CONFORME DI GAUSS CONFORME DI GAUSS ((TTrasversa rasversa MMercatore) ercatore) intorno al meridiano

centrale

Universale Trasversa di Mercatore

• limita il problema delle deformazioni della proiezione di Gauss

• non è applicata a latitudini superiori a 80°

PROIEZIONE UTM (1)

fuso

fascia

zona

Universale Trasversa di Mercatore

• la superficie terrestre è divisa in 60 60 FUSI DI 6°FUSI DI 6° e 20 FASCE PARALLELE DI

8°• i FUSIFUSI sono numerati da 1 a 60numerati da 1 a 60 in

senso antiorario partendo dall’antimeridiano di Greenwich

• le FASCEFASCE sono identificate da lettereidentificate da lettere• l’incrocio di un fuso ed una fascia

identifica una ZONAZONA• l’ITALIAITALIA è situata nei fusi 32, 33 ed in fusi 32, 33 ed in

parte 34parte 34 e nelle fasce T ed Sfasce T ed S• ogni zona di 6° x 8° viene divisa in

quadrati da 100 km di latoquadrati da 100 km di lato identificati da 2 lettere

PROIEZIONE UTM (2)

fuso

fascia

zona

le coordinate di un punto sono espresse in METRIMETRI e sono sempre positive, esse sono riferite ad un sistema cartesiano

con:asse X = equatoreasse X = equatore

asse Y = meridiano centrale del fusoasse Y = meridiano centrale del fuso

quindi P(x,y):XX = coord. ESTcoord. EST = distanza dal meridiano centrale del fusoYY = coord. NORDcoord. NORD = distanza

dall’equatore

per avere sempre valori positivi al meridiano centrale del fuso viene assegnata una

falsa origine (“Easting”) di 500 km

PROIEZIONE UTM (3)

all’equatore il “Northing” è 0 per l’emisfero boreale e 10000 km per

quello australe

matematicamente sono uguali (proiezione conforme di Gauss)

stesso elissoide di riferimento: elissoide internazionale (Hayford)

cambia il sistema geodetico di riferimento

in Italia

PROIEZIONE UTM E GAUSS-BOAGA

UTM Gauss-Boaga

DatumEuropean Datum 1950 – ED50

(Potsdam)Origine longitudine da Greenwich

Roma M. Mario 1940Lat. 41°55’25,51’’

Long. 0°0’0’’ (12°27’08,400’’ da Greenwich)

Rapp. cartografica

UTM, comprende i fusi 32 e 33 di ampiezza 6° con merifdiani centrali a

9° e 15° di long. Efatt. contrazione = 0,9996

falsa origine coord. Est: 500 kmfalsa origine coord. Nord: 0 km

(emisfero boreale)

Gauss con 2 fusi O ed E di ampiezza 6° con meridiani centrali a –3°27’08,400’’ e

2°32’51,600’’ di long.fatt. contrazione = 0,9996

falsa origine coord. Est: 1500 km fuso O e 2520 km fuso E

Coordinate di Monte Mario

Datum Latitudine Longitudine

Roma (< 40) 41°55’24,399” 0°=12°27’06,840”

Roma 40 41°55’25,510” 0°=12°27’08,400”

ED 50 41°55’31,487” 0°=12°27’08,933”

DIFFERENZA SISTEMI DI RIFERIMENTO

I due fusi corrispondono ai FUSI FUSI 32 E 3332 E 33

DEL SISTEMA UTMDEL SISTEMA UTMa meno delle differenze tra i

due Datum

la differenza è dell’ordine di qualche decina di metriqualche decina di metri

I DUE FUSI DEL SISTEMA GAUSS-BOAGA

è un sistema elissoidico internazionale

SISTEMA WGS84

Datuml’elissoide è geocentrico ed unico per tutta la superficie

terrestre

Rapp. cartografica

ufficialmente nessunain pratica utilizzata UTM, comprende 60 fusi di ampiezza 6°

numerati verso E partendo da quello con meridiano centrale a 177° di long. O (Oceano pacifico)

fatt. contrazione = 0,9996falsa origine coord,. Est: 500 km

falsa origine coord. Nord: 0 km (emisfero boreale)falsa origine coord. Nord: 10000 km (emisfero australe)

TIPI DI PROIEZIONI IN ITALIA

Soldner-Cassini (sferica, policentrica)Gauss-Boaga dal 1980 circa

problema di sovrapposizione tra fogli adiacentiCATASTO

Samson-Flamsted (sinusoidale, policentrica)utilizzata fino al 1942 per 1:100.000, 1:50.000,

1:25.000 con rif. elissoide di Bessel

Gauss-BoagaMercatoreLambert

IGM

Gauss-BoagaCTR

MercatoreIIM

Cambiano tipo di proiezione e/o rappresentazione (es. da Lambert a Mercatore) e lasciando inalterato il

sistema di riferimento (es. ED50) le coordinate geografiche di un punto non

variano.Cambiando il sistema di riferimento (es.

da ED50 a WGS84) la variazione delle coordinate geografiche può essere

notevole.

Seconda parteINFORMAZIONE

TERRITORIALE TEMATICA

La carta tematica è una rappresentazione cheevidenzia, graficamente, aspetti e caratteristiche degli elementi territoriali che vanno oltre la semplicerappresentazione geometrica della realtà fisica

si riferisce ad un particolare ambito applicativo, ad un argomento, cioè ad uno SPECIFICO TEMA

CARTOGRAFIA DI BASE CARTOGRAFIA DI TEMATICA

• Cartografia di base privilegia – Visione d’insieme; – Inventario;– Localizzazione degli elementi costituenti la realtà

rappresentata

• Cartografia tematica– Deriva da analisi specifica– Implica classificazione dei dati– Considera soprattutto variabili

qualitative/quantitative rispetto a schemi di riferimento spaziali

Classificazione dei dati nella carta tematica

• 3 requisiti

1.Esaustività delle categorie - tutte le osservazioni devono essere collocate all’interno delle classi previste

2.Esclusività delle categorie – la stessa osservazione ( poligono) non può comparire in più classi (NON sovrapposizione)

3.Sistematicità delle unità di osservazione – l’attribuzione alle categorie deve basarsi su un criterio logico e metodologico chiaro e definito

Esempio cartografia TEMATICA

USI E COPERTURE DEL SUOLO

Elaborazione di carte tematiche da carta Elaborazione di carte tematiche da carta tecnicatecnica

Rilievo di viabilitàRilievo di viabilità

Esempio cartografia TEMATICA

quota

Elaborazione di carte tematiche da ortofotoElaborazione di carte tematiche da ortofoto

Utilizzo dell’ortofoto come base per il rilievo dell’uso del suolo

Carta dell’uso del suolo ottenuta dall’interpretazione a video dell’ortofoto utilizzata come base per l’analisi dell’impatto delle politiche di sviluppo agricolo sulla complessità del paesaggio

Approccio operativoApproccio operativo

Approccio operativoApproccio operativo

CARTOGRAFIA TEMATICA DA INTEGRAZIONE DI DATI DA FONTI DIVERSE

SALDO DEMOGRAFICO

distanza fonti inquinamento

cartografia tematica da integrazione di dati cartografici ed ambientali

ARPA

cartografia tematica da integrazione di dati socio-economici

SALDO DEMOGRAFICO

Gemona 145Lusevera 94Montenars 128Nimis 129Povoletto 165Reana del R. 148Taipana 81Tarcento 131

ISTAT

CARTOGRAFIA TEMATICA

SALDO DEMOGRAFICO

- Ha carattere descrittivo, estrapola informazione dalla cartografia di base e l’arricchisce di ulteriori contenuti

-Deve essere finalizzata ed il processo di costruzione della legenda codificato, tuttavia esistono legende guida

-Corine Land Cover-Corine Biotopes

-Dal punto di vista grafico può essere realizzata seguendo diverse tecniche di rappresentazione

CARTOGRAFIA DI SINTESI

- E’ il risultato della elaborazione delle informazioni derivate da cartografia di base e cartografia tematica

- Descrive un fenomeno o un processo che si conosce in termini di componenti e di relazioni tra le stesse

- Esprime il modello del fenomeno o processo considerato poiché implica l’utilizzo di algoritmi che esprimono le relazioni tra le diverse componenti

IL PROCESSO DEVE ESSERE BEN CONOSCIUTO

Esempio: CARTA APPORTO DI AZOTO DI ORIGINE AGRICOLA

-un eccesso di azoto nel terreno può provocare inquinamento delle falde per percolazione

-l’apporto di azoto avviene mediante fertilizzanti chimici

-l’apporto di azoto avviene mediante spandimento di liquami di origine zootecnica (N organico)

CATEGORIE AGRICOLE ALTRE CATEGORIE Seminativi in aree non irrigue Superfici artificiali Vigneti Foreste e veget. naturaleFrutteti e frutti minori Zone umide Oliveti Corpi d’acquaPrati stabiliSistemi colturali complessiColture agrarie miste a veget. naturale

CARICO AZOTO SU BASE COMUNALE DA FERTILIZZANTI

CHIMICI (PAC)

USO SUOLO CORINE LAND COVER

Kg / ha di N

USO SUOLO CORINE LAND COVER

CARTA CARICO DI AZOTO DA FERTILIZZANTI CHIMICI

CARTA CARICO DI AZOTO DA FERTILIZZANTI CHIMICI

CATEGORIE AGRICOLE ALTRE CATEGORIE Seminativi in aree non irrigue Superfici artificiali Vigneti Foreste e veget. naturaleFrutteti e frutti minori Zone umide Oliveti Corpi d’acquaPrati stabiliSistemi colturali complessiColture agrarie miste a veget. naturale

Kg / ha di N ORGANICO

Uso del suolo daCORINE LAND COVER

Produzione azoto di origine animale

calcolata a livello comunale

CARTA CARICO DI AZOTO DI ORIGINE ZOOTECNICA

CARTA CARICO DI AZOTO DI ORIGINE ZOOTECNICA

CARTA APPORTO DI AZOTO DI ORIGINE AGRICOLA

CARTA APPORTO DI AZOTO DI ORIGINE AGRICOLA

Esempio: CARTA DELLA QUALITA’ AMBIENTALE

Il valore naturalistico di un’area è dato dalla somma di

-Valore degli habitat -Valore della fauna

SALDO DEMOGRAFICO

MAP OF ENVIRONMENTAL QUALITY

VALUE OF FAUNA

VALUE OF HABITAT

MAP OF ENVIRONMENTAL QUALITY

FAUNA

30 SPECIES

BIARDS, MAMMALS, AMPHIBIANS

REPTILES

HABITAT44 TYPES

5 PRIORITY

MAP OF HABITATS (1:25.000)

MAP OF FAUNA (es. COTURNICE )BASE OF DATA SURVEY: GRID, 1 KM SQUARE

WE JOINED THE DATA (PRESENCE OF SPECIE) AT THE GRID LEVEL AND THE EXTENSION OF THE SUITABLE HABITAT OF THAT SPECIE

MAP OF COTURNICE

THE FINAL MAP GIVE INFORMATIONS ABOUT THE SUITABLE HABITAT WITH INSIDE THE SPECIE

EVALUATION SYSTEM: EsAmbI(Estimo Ambientale Intrinseco)

1) To define a set of parameters: - rarity - endemic - fragmentation of presence area - fidelity to the habitat …..

2) To impute a value to each parameter on the base of a fixed range of values (0-5)

3)To join the values by the Storie-Villa Index (modified)the reasult is a number that show the quality of :fauna, habitat

maxK

Kj/1-Kj

Kj/1Kj -Kj

1

)1(

1

)1(

1

m

j

nj

m

j

njnj

i

Ai

IStorie-Villa Index (modified)

only process at regional scale

5

rare process at regional scale

3

common process at regional scale

1

common process 0

ES: RARITY

CARTA QUALITA’ HABITAT

CARTA QUALITA’ FAUNA

CARTA DELLA QUALITA’ AMBIENTALE

MAP OF ENVIRONMENTAL QUALITY

1

5