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Sistemi informativi territoriiali

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    Introduzione ai sistemi informativi territoriali

    un dato grezzo pu essere:

    Un numero

    Un testo

    Un'immagine

    Etc..

    Un dato grezzo NON contiene alcuna informazione.

    Differenza tra dato ed informazione: un dato una descrizione oggettiva (risultato di

    misure o rilevamenti), per ottenere informazione c' bisogno di una

    interpretazione/elaborazione dei dati. Questa interpretazione varia a seconda degli

    scopi, del destinatario, del contenuto, dei tempi etc.

    Perch una dato abbia contenuto informativo necessario un DESCRITTORE cio

    dei metadati.

    Un sistema informativo un insieme di persone, apparecchiature (software and

    hardware, nel caso queste siano informatiche) e infine di procedure.

    Il sistema INFORMATIVO serve a trasformare una grande massa di dati in poche

    informazioni, altamente significative per lo scopo cui sono finalizzate. Oppure a

    gestire flussi di dati e informazioni.

    Questo avviene mediante l'acquisizione, il rilevamento, l'archiviazione ed

    l'elaborazione. Per poi comunicare le informazioni necessarie ad

    un'organizzazione per poter gestire le proprie attivit.

    Un sistema INFORMATICO una parte del sistema informativo, che gestisce

    informazioni per mezzo della tecnologia informatica (software + hardware).

    I dati territoriali (o dati geografici): sono caratterizzati da una posizione nello spazio.

    Troviamo due definizioni di dato territoriale:

    ESRI : unisce un dato spaziale con un dato descrittivo;

    il dato spaziale un dato sulla posizione, forma e relazione tra le entit

    geografiche solitamente archiviato come coordinate e topologia;

    mentre il dato descrittivo un attributo, cio un dato che descrive le

    caratteristiche delle entit geografiche (es. numeri, testi, immagini etc..).

  • 2

    Quindi un Sistema Informativo Territoriale un insieme ordinato intorno ad un

    computer formato da hardware, software e persone per l'input, archiviazione,

    aggiornamento, visualizzazione, trattamento, analisi e integrazione di tutti i tipi di

    dati geografici (secondo ESRI 1997).

    Le componenti in un GIS sono l'hardware, il software, i dati territoriali, le conoscenze

    delle persone e i metodi/procedure per svolgere un'operazione.

    Dal mondo reale al database territoriale La rappresentazione del mondo reale in un GIS richiede un processo di astrazione e

    modellizzazione.

    Il modello del mondo reale dipende da:

    Livello di dettaglio

    Intenzioni e scopi

    Ambiente decisionale (decisioni breve/lungo termine per es.).

    I fenomeni geografici/territoriali sono modellizzati utilizzando:

    Modello campi geografici (model field based);

    Modello ad oggetti (model object based).

    Modello campi geografici:

    utilizzato per fenomeni continui (cio che si manifestano in ogni punto della

    superficie terrestre). Es. temperature, piovosit o elevazione.

    Abbiamo due tipi di campi geografici:

    Scalari, es. quota o temperatura aria, quindi funzioni continue su tutta un'area;

    Vettoriali, cio esistono all'interno di un confine. Stesso valore per tutte le

    posizioni all'interno di un confine. Es. tipi di suolo, uso del suolo.

    Modello campo ad oggetto:

    usati per fenomeni geografici che si manifestano in modo discontinuo.

    Il fenomeno facilmente identificabile e nominabile. Es. casa, ponte od albero.

    Ha propriet geometriche (es. lunghezza, area) e topologiche (es. intersezione,

    adiacenza, connettivit).

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    Layers:

    in un GIS un fenomeno territoriale viene rappresentato con un layer tematico (cio

    uno strato informativo che riflette una caratteristica o un particolare uso).

    Mediante i layers si pu separare le informazioni territoriali in funzione del tema.

    La realt viene rappresentata come una "pila" di layers.

    Modelli di rappresentazione di dati

    Formalizzano il modo in cui il modello concettuale del mondo reale viene codificato

    o rappresentato nel modello dei dati ovvero nel computer quindi in forma digitale.

    Troviamo modelli di rappresentazione :

    2D che a sua volta si suddivide in modello vettoriale o modello raster;

    3D che a sua volta si suddivide in : curve di livello, griglie di punti (quote),

    TIN e raster.

    I principali modelli di rappresentazione dei dati sono il vector e il raster.

    Modello vettoriale:

    usato per fenomeni geografici discontinui (modello ad oggetti) e campi geografici

    vettoriali.

    La rappresentazione della componente spaziale del dato territoriale si basa sulle

    seguenti primitive geometriche:

    Punto, che possiede delle coordinate x e y, e la sua propriet la posizione. Ha

    non ha dimensione;

    Linea, una sequenza di punti, ha solo una dimensione e la sua propriet la

    lunghezza;

    Poligono, un insieme di linee chiuse, ha due dimensioni e le propriet sono il

    perimetro e la superficie.

  • 4

    Archiviazione di oggetti vettoriali:

    i dati vengono archiviati come paia di coordinate xy, l'accuratezza della

    rappresentazione dipende dalla densit dei vertici (es. curve pi arrotondate se i

    vertici sono pi ravvicinati).

    Le relazioni spaziali tra entit nel modello vettoriale:

    TOPOLOGIA lo studio del luogo.

    In un GIS l'insieme delle regole che rendono esplicite le relazioni spaziali tra i

    punti, linee e poligoni.

    Senza la topologia le relazioni spaziali sono visualizzate sullo schermo ma non sono

    archiviate nel database.

    Tipi di relazioni spaziali topologiche tra entit nel modello vettoriale:

    Connettivit, connesso/collegato

    Contiguit, adiacente

    Contenimento, contenuto

    Prossimit, vicino

    Coincidenza, coincidente.

  • 5

    Struttura di dati topologica:

    Primitive del modello vettoriale topologico:

    Nodi, collegano archi con nodo inizio e nodo fine (connettivit)

    Archi, direzione e poligoni a sx e dx (contiguit)

    Poligoni, archi collegati per racchiudere un'area (definisce una superficie).

    Archiviate in tabelle del database

    Vantaggi e svantaggi della struttura vettoriale topologica:

    Vantaggi:

    o archiviazione pi efficiente del dato spaziale;

    o analisi pi veloci ed efficienti per grandi moli di dati;

    o facilita l'applicazione di tecniche di analisi avanzate (possibili analisi di

    flussi lungo reti);

    o controllo sull'accuratezza del database (es. individuazione automatica

    degli errori).

    Svantaggi:

    o richiede pi tempo;

    o pi costosa;

    o richiede un aggiornamento insieme a quello della mappa.

    Struttura a spaghetti (CAD):

    Priva di struttura topologica;

    Semplice e relativamente efficiente per visualizzazione cartografica;

    Richiede pi memoria.

    Modello vettoriale a rete:

    struttura vettoriale complessa;

    una rete un sistema di entit lineari (archi) collegate nei nodi, ognuno con una

    sua identit;

    basato su geometrie con topologia ed attributi, cio attributi per il flusso di

    oggetti come per es. acqua o il traffico;

    adatto a simulare spostamenti di risorse (da un punto ad un altro) o

    destinazione di risorse (da o verso un centro);

    usato per strade, ferrovie, reti elettriche, tubature etc.;

    ogni arco della rete rappresentato da due nodi in sequenza, nelle forma di: da

    nodo i al nodo j, annotato con (i,j). Quindi fornisce una direzione esplicita.

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    Modello di rappresentazione raster:

    rappresenta la superficie come un insieme di unit discrete (tasselli) connesse tra loro.

    Possibili tasselli con diverse forme e dimensioni (di solito celle quadrate).

    Adatto per fenomeni geografici continui.

    La cella la primitiva del raster :

    Punti come celle

    Linee come sequenza di celle

    Poligoni come insieme di celle

    La cella nelle immagini raster detta PIXEL.

    Esempio dati raster: scansioni mappe, ortofoto, immagini da telerilevamento, foto

    aeree, modelli digitali del terreno.

    La griglia nel modello raster:

    La griglia corrisponde ad un layer tematico od immagine, con celle/tasselli con unica

    forma e dimensione.

    Le celle sono localizzate con un numero di riga e colonna di una griglia riferibile

    anche a coordinate del terreno.

    La griglia appunto definita da :

    N di righe e colonne

    Coordinate degli angoli

    La risoluzione geometrica dipende dalla dimensione della cella.

    Propriet della cella/pixel:

    La risoluzione spaziale o geometrica data dal lato della cella/pixel sul terreno.

    La posizione data dalle coordinate xy oppure dal numero riga e colonna; il

    sistema di riferimento arbitrario.

    Attributo unico il DN (numero digitale), rappresenta un pixel.

    Sistema binario e scale misura dati digitali raster:

    dati nel Pc vengono codificati con un sistema binario.

    Bit = carattere che rappresenta una delle due cifre del sistema binario, 0 od 1.

  • 7

    1 byte = 8 bits, cio un carattere.

    Il numero di bit determina l'intervallo dei valori utilizzabili per una variabile.

    Considerazioni sul lato della cella

    Il lato delle cella un compromesso tra accuratezza che si vuole ottenere e risorse

    disponibili (es. volume dati, velocit del sistema).

    Confronto modelli vettoriale e raster

    Riepilogo modelli di rappresentazione dei dati:

    La conoscenza dei modelli di rappresentazione dei dati geografici importante

    perch controlla il modo e il livello di approssimazione con cui le entit e i

    processi sono rappresentati nel database.

    Influenza il tipo di operazione e anche le operazioni che si posso eseguire.

    Non esiste il modello di rappresentazione ideale.

    Ogni modello pensato con uno scopo specifico :

    Modello vettoriale per rappresentare "oggetti";

    Modello raster per fenomeni continui;

    Applicazioni cartografiche avanzate richiedono modelli complessi (es. TIN).

  • 8

    Sistemi di riferimento e risoluzione dei dati nei GIS

    Alcune definizioni (da ISO TC 211):

    In ogni analisi effettuata con un GIS, che preveda l'uso di due o pi mappe, il sistema

    di coordinate delle mappe deve essere lo stesso per garantire la coerenza nella

    localizzazione delle entit. Il mancato rispetto di questa regola porter a cattivi

    risultati o alla mancata integrazione delle mappe in un unico database.

  • 9

    Sistemi di riferimento geografico

    Sistemi di riferimento geografici:

    Identificativi geografici, per es. codice Istat comuni o il CAP;

    Coordinate.

    Identificativi geografici:

    un sistema di riferimento geografico basato su identificativi geografici

    comprende una raccolta strutturata di modalit di localizzazione con i

    corrispondenti identificativi geografici. Tali tipi possono essere in relazione di

    aggregazione o disaggregazione tra loro e formare gerarchie.

    Una posizione un luogo identificabile nel mondo reale.

    essenziale, poter risalire alla posizione esatta del luogo, un indice dei

    toponimi ufficiale che contiene tutti gli identificativi per il tipo di

    localizzazione scelto e collega il nome o codice del luogo con le sue coordinate

    o con una descrizione dettagliata della posizione.

  • 10

    Esempi:

    I codici ISTAT sono un esempio di identificativi geografici (es. Friuli 06, prov.

    Di Udine 030, comune di Bertiolo 030-010), oppure il CAP.

    Sistemi di coordinate:

    Coordinata: un numero di un insieme ordinato di N numeri che designa

    la posizione di un punto in uno spazio N-dimensionale (numeri

    qualificati da unit di misura).

    Sistema di coordinate: insieme di regole (matematiche) che specifica

    come le coordinate devono essere assegnate ai punti.

    Sistemi di coordinate geografiche:

    o sono riferite a una superficie curva;

    o definite da geoide, datum (ellissoide e orientamento ellissoide) e

    primo meridiano.

    o Reticolo di latitudine e longitudine.

    Sistemi di coordinate piane:

    o sono riferite a una superficie piana;

    o definite da sistema di coordinate geografiche, sistema di

    proiezione e parametri di proiezione.

    o Griglia di coordinate Est e Nord a 2 assi cartesiani ortogonali.

    Sistema di coordinate piane:

    sono basate su:

    Un sistema di coordinate geografiche (ellissoide)

    Proiezioni cartografiche.

    Per preservare l'accuratezza della posizione assoluta e relativa di un'entit geografica,

    un sistema di coordinate piane diviso in zone con proiezioni separate (es. rotazione

    del cilindro di proiezione su pi meridiani con quindi una creazione di pi fusi).

  • 11

    In Italia in uso pi sistemi di coordinate piane:

    Sistema U.T.M. - E.D. 50

    Sistema U.T.M. - WGS84

    Sistema Gauss-Boaga

    Sistema Cassini-Soldner (cartografia catastale)

    Rappresentazione di GAUSS:

    Il fuso nella rappresentazione di GAUSS:

  • 12

    Il sistema di coordinate Gauss-Boaga:

    Il sistema di coordinate Gauss-Boaga:

  • 13

    Il sistema di coordinate UTM-ED50:

    Il sistema di coordinate UTM-WGS84:

  • 14

    I datum in uso sul territorio italiano:

    WGS84, datum globale geocentrico per le misure GPS su tutta la superficie

    terrestre;

    Roma40, datum locale per la cartografia ufficiale italiana dell'IGMI, realizzata

    mediante la rappresentazione di Gauss;

    ED50, datum locale europeo per la cartografia internazionale con

    rappresentazione UTM;

    GE02, datum geodetico per la cartografia italiana con rappresentazione

    Cassini-Soldner.

    Datum locale e datum globale

    Nel datum locale si fa riferimento ad un ellissoide orientato localmente e costituisce,

    per una certa area, la migliore approssimazione.

    Mentre il datum globale, l'ellissoide geocentrico cio origine coincidente con

    il centro di massa della Terra. Lellissoide pu essere orientato rispetto al geoide in

    modo che vi sia coincidenza tra il centro dellellissoide ed il centro di massa del

    geoide.

    Datum globale fa riferimento ad un ellissoide globale geocentrico.

    N.B.: in arcgis i parametri del sistema di coordinate memorizzato nel file .prj.

    Rapporto di scala:

    rapporto tra distanza tra due punti sulla mappa e distanza degli stessi punti sulla

    superficie terrestre. adimensionale.

  • 15

    Tipi di risoluzioni:

    Risoluzione spaziale:

    si usa questo termine di solito nel caso di immagini da telerilevamento (cio

    per dati raster), e si concretizza nella dimensione della cella oppure quando si

    parla di rilevamento con satellite vuol dire anche la dimensione dell'unit

    minima che il sensore riesce a riconoscere a terra. la dimensione della

    minima unit con cui il sensore riesce a distinguere ci che c' a terra. E sul

    dato (immagine) viene rappresentato con la dimensione della cella; pi piccolo

    il lato della cella e pi alta la risoluzione. Cio la capacit di rilevare due

    punti distinti tra loro che poi viene espressa nella dimensione del pixel. Perch

    pi piccolo il pixel e pi alta la capacit del sensore di distinguere due punti

    diversi vicini tra loro.

    Risoluzione spaziale descrive la dimensione della minima unit rilevabile dato

    il livello di scala.

    Risoluzione spettrale:

    quando il sensore in grado di scindere l'energia riflessa dalle superfici in tante

    bande dello spettro, pi bande sono e pi strette sono e maggiore la

    risoluzione spettrale. legata al numero e alla dimensione (in termini di

    ampiezza) delle bande.

  • 16

    Risoluzione tematica: nel caso di una carta tematica, praticamente il numero

    di classi presenti nella legenda. Descrive il livello di aggregazione tematica.

    Es. carta con 10 classi ha una risoluzione tematica maggiore rispetto ad una

    carta con solo 5 classi.

    Minima unit cartografabile:

    identifica la pi piccola unit rappresentabile sulla carta e al di sotto della quale non

    vengono rappresentate le entit. La MUC viene stabilita in funzione della scala della

    carta che voglio realizzare. Solitamente si stabilisce come minima dimensione quella

    di 0.5cm, rilevati sulla carta, in quanto la minima dimensione facilmente

    riconoscibile sulla carta stessa. Essa viene stabilita per garantire una migliore

    leggibilit della carta, quindi resa pi agevole grazie al fatto che nella carta vengono

    rappresentate le caratteristiche essenziali, ovviamente scelte in funzione degli

    obbiettivi della realizzazione. Es. carta 1:10000, la MUC verr scelta in base a quanto

    rappresentano 0.5 cm sulla carta; cio 1cm sulla carta corrispondono a 100m nella

    realt, perci 0.5cm sulla carta sono 50metri. Quindi la MUC minima 50x50 metri.

  • 17

    Acquisizione e immissione di dati territoriali

    Ogni analisi o progetto territoriale si basa su una banca dati territoriale (database

    territoriale). La banca dati territoriale di un GIS un insieme di datasets (cio di

    layers del GIS) con:

    Copertura geografica dell'area;

    Stesso sistema di coordinate;

    Parametri di qualit del dato definiti;

    Modello di rappresentazione del dataset (raster o vector) compatibile con il tipo

    di analisi e operazioni previste dal progetto.

    La creazione di un database territoriale la parte pi onerosa (in termini di tempo,

    risorse economiche ed umane) di un progetto territoriale.

    Sviluppo di un database territoriale:

    riguarda tutte quelle operazioni per portare i dati territoriali in un unico database

    territoriale del GIS.

    Cosa richiede:

    Definire il fabbisogno di dati;

    Acquisire dati esistenti;

    Integrazione nel database, con dati digitali (importazione in formato voluto,

    conversione di coordinate, georeferenziazione etc.) oppure con dati cartacei

    (digitalizzazione);

    Raccolta di dati in campo, es. con GPS;

    Richiede operazioni di immissione il pi possibile automatizzate e

    standardizzate.

    Principali fonti di dati:

    Mappe digitali;

    Immagini satellitari;

    GPS;

    Foto aeree;

    Rilievi topografici;

    Mappe cartacee.

  • 18

    Acquisizione di dati esistenti:

    Fonti interne alla propria organizzazione (dati gi presenti all'interno del

    proprio GIS);

    Fonti esterne, es. fornitori pubblici o privati;

    Metadati: strumento indispensabile per accesso, acquisizione ed uso dei dati.

    Metadati:

    sono dati su dati, cio descrivono il contenuto, la qualit, le condizioni ed altre

    caratteristiche dei dati. Consentono una corretta interpretazione ed uso dei dati.

    Esistono degli standard che li definiscono: es. ISO 19115.

    Esempio di un insieme minimo di metadati:

    Informazioni utili per acquisire dati esistenti (informazioni consultabili nei

    metadati):

    Compatibilit fisica dei dati (es. sist. di coordinate, scala, modelli di

    rappresentazione vector/raster);

    Propriet o distributore;

    Vincoli, per es. copyright.

  • 19

    Fornitori pubblici di dati territoriali:

    Fornitori privati di dati territoriali:

    Geoshop.it;

    Mapcenter.it;

    Terraitaly.it;

    Etc.

  • 20

    Digitalizzazione di dati territoriali:

    cio la conversione di un dato territoriale (es. foto aerea o mappa) da formato

    cartaceo a formato digitale.

    La digitalizzazione di dati territoriali richiede:

    Hardware dedicato, es. scanner o tavoli digitalizzatori;

    Altre periferiche, es. mouse,tastiera etc.;

    Software GIS o altro software dedicato con funzionalit per:

    o immettere valori coordinate (interfaccia con digitalizzatore oppure

    editing a video);

    o immettere attributi;

    o ed infine rilevare errori di immissione dati.

    Digitalizzazione con scanner:

    o Conversione di dato territoriale da cartaceo a digitale (immagine raster) per

    mezzo di scanner.

    o Usato per:

    grandi quantit di carte di base in B/N,

    stampe o negativi di foto aeree;

    oppure per carte tematiche storiche.

    o Le mappe per poter essere scannerizzate devono avere una buona qualit

    cartografica, non devono essere rovinate o piegate, e devono avere linee pi

    grosse di 0.1mm.

    o Richiede sempre la georeferenziazione;

    o Altre operazioni dipendono dal tipo di lavoro successivo, per es.:

    Per produzione od analisi di carte tematiche:

    Fotointerpretazione a video;

    Vettorializzazione manuale di entit;

    Integrazione di grandi quantitativi di carte di base in un GIS:

    Vettorializzazione automatica di mappe.

  • 21

    Vettorializzazione manuale di entit:

    L'operatore traccia le entit geografiche della carta memorizzando coppie di

    coordinate di punti, linee e poligoni; (usa cursore o mouse, schiaccia un

    pulsante per registrare la posizione del punto e le sue coordinate);

    Si usa per:

    o Digitalizzare mappe cartacee (con tavolo digitalizzatore);

    o Vettorializzare scansioni di mappe (con mouse a videoterminale);

    o Produrre carte tematiche da immagini telerilevate.

    Servono specifiche funzionalit del software (es. software dedicato).

    Alcune regole per la vettorializzazione manuale:

    Digitalizzare entit una sola volta;

    Digitalizzare entit con geometrie diverse (es. punti, linee etc.) su layers

    separati;

    Digitalizzazione di linee: inserire punti a inizio e fine e dove ci sono relazioni

    topologiche. Nelle linee curve una maggiore quantit di punti equivale a

    maggiore accuratezza;

    Due modalit di tracciamento:

    o Point mode, un punto per una schiacciata di pulsante;

    o Stream mode, immissione di punti a tempo (es. 20 punti al secondo);

    o I requisiti di memoria variano a seconda della modalit.

    Il software per la vettorializzazione manuale prevede alcune funzioni per migliorare

    ed alleggerire il lavoro. Per esempio:

    Propriet di snapping:

    Lo snapping consente di digitalizzare nuovi elementi geometrici facendo

    coincidere il loro limite con quello di elementi preesistenti dello stesso o di

    altri strati informativi;

    Lo snapping si applica a punti e linee;

    La tolleranza di snapping definisce la distanza entro la quale due punti sulla

    mappa sono considerati come coincidenti.

    una funzione dell'editor del software e viene

    usata durante l'editing cio l'editazione (per es.

    vettorializzazione manuale di entit) delle entit a

    video. Si utilizza per es. nella digitalizzazione dei

    poligoni in una carta dell'uso del suolo.

  • 22

    Digitalizzazione con tavolo (digitizer):

    Il tavolo digitalizzatore; formato da una superficie rigida (formato A0/A1)

    con all'interno una griglia di fili elettrici sottili, da un cursore per permettere

    l'immissione dei dati e da un software per il settaggio del tavolo;

    Ha una buona accuratezza nel posizionamento dei punti cio a cursore fermo

    e schiacciato in continuo, il valore delle coordinate varia di soli 0,15mm;

    Registra le coordinate in un sistema di riferimento arbitrario, l'origine

    l'angolo del tavolo in basso a sinistra e gli assi xy sono i due lati del tavolo.

    Operazioni tipiche per digitalizzare un dato con digitizer:

    Preparazione fisica:

    o Set up del tavolo digitalizzatore;

    o Preparazione mappe.

    Preparazione digitale:

    o Registrazione mappa: utilizzo di punti di controllo e trasformazione da

    coordinate tavolo a coordinare reali.

    Tracciamento di entit;

    Correzione entit;

    Salvare spesso i dati.

    Vettorializzazione manuale a video:

    l'operatore traccia le entit geografiche con il mouse a videoterminale a partire da

    immagini da telerilevamento o scansioni di mappe.

    Le operazioni tipiche per vettorializzare a video:

    Scansioni;

    Georeferenziazione;

    Vettorializzazione delle entit:

    o Tracciamento a video di punti, linee e poligoni;

    o Tutte le entit saranno in coordinate reali;

    o Correzione errori (reediting).

    Vantaggi rispetto al tavolo digitalizzatore:

    o Possibile ingrandimento a piacere (zoom);

    o Risparmio costo del tavolo;

    o Registrazione mappa una sola volta;

    o Migliore organizzazione del lavoro.

  • 23

    Alcune considerazioni sull'accuratezza nella vettorializzazione manuale:

    o La digitalizzazione non migliora l'accuratezza della mappa cartacea;

    o Gli errori su mappe cartacee vengono trasferiti nelle mappe digitali;

    o Problemi ai margini o in mosaici di carte cartacee;

    o Valutare stabilit supporto fisico, es. mappe piegate o rovinate. Quindi

    sconsigliata su mappe cartacee senza plastificazione indeformabile, su copie di

    mappe o su mosaici di mappe;

    o Entit sono generalizzate, per es. spostate (offsets) o esagerate (edifici pi

    grandi della realt).

    Vettorializzazione manuale:

    Metodo pi comune per creare dati geografici digitali;

    Alto investimento di risorse umane e di tempo;

    Metodo accurato se effettuato con attenzione;

    Problemi:

    o Stanchezza e noia dell'operatore, che porta a commettere degli errori.

    Trend futuro verso scansioni e digitalizzazione a video.

    Digitalizzazione manuale o automatica??

  • 24

    Conversioni tra modelli dati:

    Molti software GIS le prevedono;

    Rasterizzazione, conversione automatica da vettore a raster;

    Vettorializzazione, conversione automatica da raster a vettore;

    Possibile perdita di parte di informazioni durante la conversione.

    N.B.:

    Database o banca data (DB) indica un archivio di dati.

    Dataset una collezione di dati, contenuti in una tabella.

    Il dataset contenuto nel database perch appunto la tabella sta nel database.

  • 25

    Georeferenziazione di dati territoriali

    Processo per portare un dataset vettoriale o raster da un sistema di coordiante

    arbitrario ad un sistema di coordinate geografiche o piane noto.

    Fa parte del processo di immissione e integrazione dati in un GIS.

    Le applicazione principali sono:

    Integrare scansioni di cartografie in un GIS;

    Integrare immagini da telerilevamento oppure scansioni di foto;

    "aggiustare" il posizionamento sbagliato di un dataset;

    Digitalizzazione manuale di dati territoriali con tavolo digitalizzatore.

  • 26

    Ingredienti per una georeferenziazione:

    Usare un'appropriata trasformazione geometrica cio utilizzare equazioni di tipo

    polinomiale per stabilire una relazione tra coordinate planimetriche di punti noti

    (di controllo) nei due sistemi di riferimento.

    Un software apposito;

    Serve un dato gi georiferito con le coordinate che si vuole utilizzare.

    Un numero sufficiente di punti omologhi (o punti di controllo).

    Un parametro per valutare l'errore della trasformazione.

    Dato da georiferire:

    un dato che non ha associato un sistema di riferimento oppure non conosco il suo

    sistema di riferimento. Pu essere una scansione di una mappa, una foto aerea oppure

    un'immagine da telerilevamento.

    Dato di riferimento:

    una dato in cui sono note le coordinate ed in genere pi accurato del dato da

    georiferire. Preferibilmente in formato digitale vettoriale.

    Punti omologhi (punti di controllo GCP):

    Sono punti sulla superficie terrestre con coordinate note sia sul dato da georiferire che

    sul dato georiferito (di riferimento).

    Vengono scelti in base:

    Facile riconoscibilit, es. incroci, ponti o angoli degli edifici;

    Non devono essere allineati tra loro;

    Scelti in maniera uniforme cio ben distribuiti. In genere si prendono gli angoli

    della carta.

    Il loro numero minimo dipende da:

    Equazione di trasformazione (es. polinomiale di 1 ordine o di 2 etc.);

    Distorsioni presenti nel dato da georiferire;

    Riconoscibilit del dato;

    In genere si prende il doppio dei numeri minimi.

  • 27

    Trasformazioni geometriche:

    Usano delle equazioni per stabilire una relazione tra coordinate planimetriche di punti

    noti nei due sistemi di riferimento.

    Le trasformazioni pi usate sono:

    Trasformazioni affini ( eq. Lineari di primo grado);

    Trasformazioni curvilinee ( eq. Polinomiali di ordine superiore). Usate se il

    dato ha distorsioni complesse.

    Il numero minimo di punti di controllo dipende dall'ordine del polinomio di

    trasformazione.

    Misura dell'errore della trasformazione:

    si calcola RMSE cio la radice dell'errore quadratico medio, che misura la deviazione

    tra il valore delle coordinate reali e il valore delle coordinate stimate nella

    trasformazione.

    Esprime l'accuratezza della trasformazione cio misura la bont dei punti di controllo.

    L'RMSE deve rientrare nella tolleranza che si intende rispettare.

    Calcolo dell'errore su un punto:

  • 28

    Ricampionamento di dati raster:

    Applicato su dati raster.

    Si effettua il ricampionamento dei valori dei pixel, cio un processo per determinare

    nuovi valori dei pixel nella nuova griglia (generata con la trasformazione) a partire

    dai valori dei pixels della griglia originale. C' un confronto tra i pixels.

    Metodi di ricampionamento dei dati raster:

    Per aree omogenee:

    1. Nearest neighbour:

    Assegna valore della cella pi vicina nella griglia di origine;

    Per variabili qualitative e quantitative.

    Per aree meno omogenee e quindi pi frammentate:

    2. Bilinear interpolation:

    Assegna valore da media pesata della 4 celle pi vicine nella griglia di

    origine;

    Per variabili quantitative (es. quote, temperature etc.)

    3. Cubic convolution:

    Assegna valore derivante da media pesata della 16 celle pi vicine nella

    griglia di origine.

  • 29

    Attributi: immissione, gestione e interrogazioni

    Attributi:

    sono la componente descrittiva dei dati geografici.

    Posso assumere diversi valori:

    Nel caso del raster:

    o associato alla cella;

    o un solo attributo per ogni griglia raster.

    Nel caso del vector:

    o associato alle entit (es. punto, linea, poligono);

    o stessa entit collegabile a pi attributi. Es. il punto un pozzo, il pozzo

    inquinato, l'inquinamento riguarda metalli pesanti etc.

    Gli attributi sono dei:

    descrittori spaziali (es. poligoni);

    descrittori derivati da propriet spaziali (es. area);

    descrittori qualitativi o quantitativi di propriet non spaziali (es. seminativo).

    I tipi di attributo:

    L'attributo pu descrivere delle variabili:

    qualitative;

    quantitative cio che quantificano per es. una superficie.

    L'attributo posso inserirlo come