sull’uso di GRASS e QGIS per l’analisi del...

DISPENSE

sull’uso di GRASS e QGIS per l’analisi del territorio

per il corso di

Geomorfologia per il progetto di paesaggio

Prof. Geol. G. Brancucci

Laurea magistrale in Progettazione delle Aree Verdi e del Paesaggio

a.a. 2012/2013

a cura di Prof. G.Brancucci, Dott.ssa Arch. P.Salmona, Dott.ssa V.Marin

Geomorfolab website: http://geomorfolab.arch.unige.it

e-mail: [email protected]

Dipartimento di Scienze per l’Architettura (DSA) Scuola Politecnica, Università degli Studi di Genova

Dispense per il corso di Geomorfologia per il Progetto del Paesaggio, 2012-2013 a cura di Prof. Geol. G.Brancucci, Dott.ssa Arch. P.Salmona, Dott.ssa V.Marin –

Geomorfolab http://geomorfolab.arch.unige.it - Scuola Politecnica, Università degli Studi di Genova

INDICE 0_USARE LA MACCHINA VIRTUALE .......................................................................................... 1

Perché usare la Macchina Virtuale?............................................................................................ 1

Come funziona? .......................................................................................................................... 1

Entrare nella MV.......................................................................................................................... 2

Lanciare le applicazioni dal menu di avvio .................................................................................. 5

Lanciare le applicazioni dal terminale (in particolare GRASS e QGis) ........................................ 6

Aggiornare il sistema................................................................................................................... 6

Uscire dalla Macchina Virtuale .................................................................................................... 7

I_INIZIARE CON GRASS............................................................................................................... 8

Avviare GRASS la prima volta e creare la cartella del Database di GRASS............................... 8

Creare una Location.................................................................................................................. 11

Creare i Mapset......................................................................................................................... 12

Avviare GRASS le volte successive .......................................................................................... 14

Come si presenta GRASS......................................................................................................... 15

Uscire da GRASS...................................................................................................................... 15

Utilizzare i comandi in GRASS.................................................................................................. 16

Tipi di comandi in GRASS......................................................................................................... 19

II_PRIME OPERAZIONI CON FILE VETTORIALI ....................................................................... 20

Concetti base sui file vettoriali ................................................................................................... 20

Esercitazione sui file vettoriali ................................................................................................... 20

Passaggi e comandi per l’esercitazione .................................................................................... 21

Alcuni risultati delle elaborazioni ............................................................................................... 26

Esercitazioni in aula .................................................................................................................. 28

III_ELABORAZIONI DA DTM....................................................................................................... 29

Esercitazione sui Modelli Digitali del Terreno e analisi geomorfologica .................................... 29

Istruzioni esercitazione................................................................................................................................... 29


Importare e unire il DTM dell’area di studio ................................................................................................... 30

Restringere l’area di elaborazione al solo bacino.......................................................................................... 33

Elaborazione della carta delle altimetrie e curve di livello ............................................................................. 34

Elaborazione delle carte delle pendenze e delle esposizioni ........................................................................ 35

Riclassificazione della carta delle pendenze ................................................................................................. 35

Riclassificazione della carta di esposizione dei versanti ............................................................................... 36

Gestione colori e visualizzazione 3D ............................................................................................................. 39


Esercitazione in aula ................................................................................................................. 43

III_extra_ DTM DA CURVE DI LIVELLO ..................................................................................... 44

Obiettivi ed istruzioni per l’esercitazione.................................................................................... 44

Creazione di un DTM partendo dalle curve di livello ..................................................................................... 44

IV_ESTRAZIONE E ANALISI BACINI E RETICOLO IDROGRAFICO ........................................ 47



Individuazione di sottobacini e reticolo idrografico ........................................................................................ 48

Analisi e pulizia dei dati vettoriali ................................................................................................................... 50

Confronto mappe vettoriali con Carte Regionali (CR) raster......................................................................... 51

Esempio di analisi su vettori: calcolare l'indice di forma di un bacino I = Area/L2......................................... 53




V_ANALISI DEI DATI DI MAPPE RASTER E VETTORIALI E INCROCIATE............................. 59



Analisi dei dati di mappe raster...................................................................................................................... 60

Esportazione dei dati derivanti da analisi di mappe raster in fogli di calcolo e realizzazione di elaborazioni e grafici .............................................................................................................................................................. 63

Passare dati da raster a raster- Es. carta della quota media dei sottobacini ................................................ 64

Passare dati da raster a vettore – Es.1 calcolo dell’energia del rilievo ......................................................... 65

Passare dati da raster a vettore – Es.2 calcolo del dislivello per ogni sottobacino....................................... 69

Passare dati da raster a vettore – Es.3 attribuzione della pendenza a un sentiero...................................... 70

Riproiezione di mappe ................................................................................................................................... 72


VI_LAVORARE CON DATI DA RILIEVO SUL CAMPO O DA FONTI ESTERNE....................... 76


Usare le tracce GPS.................................................................................................................. 77

Lavorare con dati da rilievo in QGIS.......................................................................................... 80

Cos’è QGIS .................................................................................................................................................... 80

Impostare il sistema di riferimento del progetto............................................................................................. 81

Importare le tracce ed i waypoints ................................................................................................................. 81

Esportare i vettoriali in shapefile .................................................................................................................... 83

Modificare i vettoriali (shapefile) .................................................................................................................... 83

Creare un nuovo vettoriale in QGIS............................................................................................................... 86

Georiferire una carta in QGIS ........................................................................................................................ 87

Lavorare con i dati da rilievo in GRASS .................................................................................... 89

Usare i dati rilevati e analizzarli e valorizzarli in GRASS............................................................................... 89

Creazione di reti ............................................................................................................................................. 90

Estrarre un file di punti da una linea .............................................................................................................. 92

Analisi della visibilità ...................................................................................................................................... 94

Esercizi...................................................................................................................................... 95

TESTI............................................................................................................................................ 96

PORTALI CARTOGRAFICI e GEOPORTALI .............................................................................. 96

VI_Lavorare con dati da rilievo sul campo o da fonti esterne



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VI_LAVORARE CON DATI DA RILIEVO SUL CAMPO O DA FONTI ESTERNE

Obiettivi ed istruzioni per l’esercitazione

In questa esercitazione si lavorerà sui dati acquisiti durante l’escursione in Val Bisagno lungo percorso acquedotto storico, da mettere a confronto con le carte precedentemente elaborate.

A questo scopo, verranno presentate alcune operazioni per gestire dati georiferiti acquisiti in campo tramite strumenti mobile (GPS, applicazioni per smartphone e/o tablet) e/o dati provenienti da fonti esterne (dati e cartografie ufficiali, come ad esempio da portali cartografici, e/o dati non ufficiali dal web, come ad esempio tracce .kml o .gpx di escursionisti o dati da Open Street Map).

In particolare, verrà introdotto il software Qgis, che risulta particolarmente adatto per la gestione, la pulizia e l’editing di questo tipo di dati, e verranno descritti alcuni comandi di GRASS per realizzare elaborazioni supplementari (come ad esempio analisi della visibilità, analisi del soleggiamento, analisi della rete, ecc…)

Alcune possibilità (lista non esaustiva!) per sperimentare metodi di rilievo sul campo sono: Per tablet o smartphone Android: l'app Open Source Geopaparazzi Scaricabile gratuitamente dal sito http://code.google.com/p/geopaparazzi/ Una breve presentazione dell'applicazione si trova all'indirizzo http://www.slideshare.net/moovida/geopaparazzi-stato-dellarte-del-progetto Per Ipad o un Iphone: l'app GPSMotionX (non Open, non gratuita). Per chi non avesse dispositivi mobile con GPS: www.walking-papers.org Come nelle altre esercitazioni, ovviamente, gli stessi comandi e gli stessi procedimenti possono essere applicati anche su tracce diverse da quelle di esempio e per realizzare analisi differenti non esplicitamente considerate in questi esempi. Vengono fornite di seguito le spiegazioni puntuali e le indicazioni su che comandi utilizzare per realizzare le varie azioni e su come usarli. Per ogni azione vengono indicati:

- il Comando, con indicazione sia del percorso da Menu o da Icona, sia del comando da scrivere nella Console dei programmi (vedi lezione I per differenza fra i due metodi)

- le Specifiche, con indicazione su cosa inserire nelle varie schede della finestra di comando, sia le cose obbligatorie (scheda Richiesto), sia quelle opzionale se necessario, sia alcune note

- un Esempio, da considerare come tale e come spunto per le azioni che dovrete poi svolgere autonomamente

Per questa esercitazione useremo come dati:

- carte realizzate nelle esercitazioni precedenti - traccia percorso escursione fornita sul sito del laboratorio - traccia e waypoints del percorso acquisiti durante l’escursione - altra cartografia da fonti istituzionali (a scelta)




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Usare le tracce GPS Durante l’escursione sono state raccolte diverse informazioni, con metodologie e contenuti differenti. In questa parte ci occupiamo sostanzialmente dei dati raccolti tramite GPS, considerando in particolare le due applicazioni proposte, ossia Geopaparazzi per Android e GPSMotionX per Apple. I dati rilevati, nel nostro caso attraverso smartphone (con Geopaparazzi o simile), Ipad (con GPSMotionX) o con un GPS portatile si possono esportare in formato KMZ, (nativo di Google Earth ma utilizzabile eventualmente in Grass o QGIS) oppure in formato GPX. Avremo in ogni modo alcuni file vettoriali, con almeno un livello lineare (es. track) e diversi livelli di punti (es. waypoints, trackpoint, ecc.) in cui, oltre alle informazioni che sono state prese per ciascuno (es. nome della località) sono aggiunti in automatico altri dati, come l'ora, le coordinate, la quota, la data. I dati rilevati sono salvati nel sistema di coordinate WGS84 (coordinate geografiche, latitudine e longitudine in gradi, primi e secondi o in gradi decimali), quindi per essere utilizzate nel sistema di coordinate Gauss Boaga (sistema di coordinate piane, in metri) in cui sono state relaizzate tutte le altre mappe devono essere riproiettate. Per esportare i dati rilevati con Geopaparazzi, cliccare sul tasto Export e poi selezionare la modalità preferita. Noi esporteremo sia in formato .gpx sia in formato .kmz.

Il formato .gpx esporta solo i dati GPS ed è quindi composto dalla traccia del percorso in formato lineare e/o puntuale e dai punti rilevati come bookmark lungo il percorso. Questa estensione può essere aperta facilmente da QGIS (e anche da GRASS quando i dati non contengono caratteri speciali, anche solo lo / delle date). Il formato kmz esporta i dati GPS, ma anche le immagini, i testi e gli audio presi come note. Questa estensione è pensata per essere aperta in Google Earth, dove è possibile vedere tutte le informazioni contenute incluse le fotografie, ma volendo può essere aperta anche da QGIS perdendo però le informazioni diverse dai dati GPS (ossia si aprono solo le tracce e i punti). Il modo migliore per aprirli in QGIS è dezippare il .kmz ed aprire solo il file .kml, ignorando i files immagini e le note (in questo modo potrebbero aprirsi anche in GRASS, ferma restando la limitazione dovuta ai caratteri speciali). E’ possibile anche scaricare separatamente le note audio e fotografiche, che si trovano generalmente nell’archivio del proprio smartphone/tablet (cartella MEDIA del progetto Geopaparazzi nella scheda sd).




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Visualizzazione in Google Earth del file kmz esportato da geopaparazzi: si vedono la traccia, le fotografie e la nota di testo

Visualizzazione in QGIS del file gpx esportato da geopaparazzi: si vede la traccia, sia come vettore lineare (tracks) sia come vettore punti (track_points)




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I dati “bruti” scaricati in questo modo sono sicuramente da pulire (es eliminare “caramelle” o tracce ripetute) e ordinare (ad esempio sulla base delle note prese lungo il percorso) e devo9no essere trasformati (come formato e come sistema di riferimento) se si intende utilizzarli in GRASS insieme alle cartografie realizzate precedentemente. Per effettuare queste operazioni è possibile utilizzare anche Google Earth, sfruttando gli strumenti opportuni (nella figura successiva sono riassunti i principali strumenti di Google Earth; per approfondire potete guardare i tutorial della sezione “Impara” del sito http://www.google.com/intl/it/earth/index.html).

Ad esempio, un buon esercizio può essere quello di utilizzare lo strumento “aggiungi segnaposto” per creare un livello kml contenente i punti chiave del percorso e/o ad esempio i punti che si possono usare per suddividere il percorso in tratte (punti “tappa”).




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Per lavorare più seriamente sui dati vettoriali acquisiti è molto utile utilizzare QGIS Lavorare con dati da rilievo in QGIS Cos’è QGIS QGIS nasce nel 2002 da un gruppo di volontari con lo scopo di fornire un visualizzatore di dati geografici facile e veloce come risposta alI’impostazione “da esperti” di GRASS. Con l’evoluzione del progetto, emerse l’idea di usare QGIS come Graphical User Interface (GUI) di GRASS. QGIS è stato successivamente esteso ed ora permette di realizzare molte funzioni attraverso i PLUGINS. In particolare, per quel che interessa noi, grazie al Plugin di GRASS, è possibile vedere in QGIS i mapsets e le mappe realizzate in GRASS e lavorarci direttamente da QGIS. Un punto di forza di QGIS è la sua integrabilità con altri software e la possibilità di gestire dati di formati diversi (raster, vettori, dati WebServers, ecc.) Qgis ha un’interfaccia grafica intuitiva che ne facilita molto l’utilizzo, con un’unica finestra in cui si trovano comandi, mappe e layers. E’ possibile trovare online moltissima documentazione, dai manuali, ai tutorial ai forum.

Il sito ufficiale è http://www.qgis.org/




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Impostare il sistema di riferimento del progetto La prima operazione che effettuiamo in QGIS è quella di impostare il sistema di riferimento del nostro progetto. Questa operazione NON è obbligatoria in QGIS, ma farla evita errori involontari quando si lavora con cartografie con diversi sistemi (come nel nostro caso, in cui le tracce GPS in kml o in gpx sono in WGS84, mentre la nostra cartografia regionale è in Gauss Boaga). Con l’opzione “Abilita la riproiezione al volo” ogni layer caricato viene (eventualmente) riproiettato nel sistema di riferimento del progetto. E poi eventualmente possibile impostare il Sistema di Riferimento direttamente sui layer caricati (tasto destro sul nome del layer nella finestra a sinistra, imposta il SR del layer) (non sempre consigliabile). Impostazioni�� Proprietà progetto �� Sistema di Riferimento WGS84 (EPSG 4326) Cliccare su “Abilita la riproiezione al volo”

Importare le tracce ed i waypoints Per questa esercitazione utilizzeremo le tracce del percorso dell’acquedotto che sono state fornite sul sito del laboratorio. Le stesse operazioni possono essere fatte per i dati acquisiti durante l’escursione. Iniziamo dall’esempio delle tracce in formato gpx. Il primo passo è importare il file vettoriale:

Layer �� aggiungi vettore (o icona ) �� sfoglia (cerco acquedotto_storico.gpx) Viene visualizzata una tabella con diversi layer, scegliere almeno waypoints, tracks e tracks_points




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Esportare i vettoriali in shapefile QGIS permette di modificare ed editare le geometrie ed i dati dei file vettoriali solo se sono in formato shapefile. Per questa ragione il passo successivo è quello di esportare i file vettoriali in formato shapefile, (formato utile non solo per questa ragione, ma anche perché può essere aperto e gestito più facilmente anche da GRASS). Mentre si esporta un file è possibile scegliere:

- il formato (noi scegliamo ESRI Shapfile) - il nome e dove salvarlo (da Sfoglia) (nel nostro caso ad esempio: track_acquedotto_dapulire.shp) - il sistema di riferimento in cui lo si vuole (nel nostro caso scegliamo Monte Mario)

Poter scegliere il sistema di riferimento mentre si salva un file permette di evitare i passaggi di riproiezione in GRASS (v.proj e r.proj, vedi fine dell’esercitazione 5). Cliccare con il tasto destro sul nome del layer da esportare (nella finestra a sinistra) �� Salva con nome �� Scegliere formato, nome e Sistema di riferimento Questa operazione va ripetuta per tutti i files che ci servono.

Modificare i vettoriali (shapefile) Ora possiamo lavorare sui file vettoriali che abbiamo salvato come shapefiles. Per far questo occorre però:

- rimuovere i vecchi files (tasto destro sul nome�� rimuovi) - cambiare le impostazioni del progetto in Monte Mario (EPSG 3003) - aprire i nuovi files che abbiamo appena salvato Layer �� aggiungi vettore (o icona ) �� sfoglia

(In alternativa potremmo anche chiudere e riaprire QGIS, impostando comunque il SR)




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Apriamo ad esempio il file dei waypoints (waypoints_acquedotto_dapulire.shp) ed apriamo la tabella

ciccando sull’icona . Si vede subito che nella tabella ci sono dati scritti con caratteri speciali e punteggiatura che non sono digeriti da GRASS (in particolare gli / delle date e i : degli orari). Il primo passo da fare è eliminare le colonne che contengono questi caratteri, usando l’icona elimina colonna (chi ha windows dovrà usare il Plugin Table Manager).

Il passo successivo è pulire la traccia, correggendo eventuali errori come ad esempio caramelle o tracce ripetute e/o correggere il percorso in base al confronto ad esempio con la CTR. Per aprire la CTR usare:

Layer �� aggiungi raster (o icona ) �� sfoglia (cerco ad esempio la CR 214_3.tif)

Per iniziare le modifiche sui files shp (sia la traccia si i punti) cliccare sull’icona di modifica . Per effettuare le modifiche usare i comandi appositi che compaiono di fianco all’icona di modifica. Ad esempio per le linee per aggiungere e spostare gli elementi e modificare o eliminare i vertici usare

E’ utile inoltre utilizzare i comandi per spezzare le linee, che in questo caso ci possono servire per dividere il percorso in diverse tratte, spezzate sui punti di interesse (es. waypoints).

Per spezzare la linea del percorso occorre prima selezionarla con i comandi di selezione , diventeranno quindi colorati (cioè attivi) i comandi di digitalizzazione avanzata

(se non si visualizzano andare su Visualizza � Barre degli Strumenti � Digitalizzazione avanzata)

Per spezzare la linea usare l’icona

Finite le modifiche occorre salvare e chiudere la modalità modifica ciccando sulla stessa icona e poi salvare il file definitivo come shapefile in Monte Mario in modo da poterlo usare in GRASS (es. . waypoints_acquedotto_pulito.shp)




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Si può iniziare ad esercitarsi su questi files, ma poi occorrerà utilizzare la traccia ed i punti presi durante l’escursione (con GPS o senza) per suddividere il percorso in base a quanto annotato sul campo (il percorso da noi seguito differisce in parte da quello della traccia acquedotto_storico.gpx) Per visualizzare le differenze è possibile in QGIS aprire sotto alla traccia la mappa di OpenStreetMap (o anche di Google) andando su Plugin�� OpenLayerPlugin In figura si vede in violetto la traccia originale scaricata da internet e in azzurro il percorso effettivamente fatto.

Per chi non avesse utilizzato strumenti GPS, è possibile ricostruire ex novo il percorso fatto semplicemente creando un nuovo layer vettoriale e disegnando il percorso. (vedi Creare un nuovo vettoriale in QGIS) Per chi avesse usato il Walking Paper è possibile georiferire le note prese utilizzando il Georeferenziatore di QGIS. (vedi Georiferire una carta in QGIS)




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Creare un nuovo vettoriale in QGIS

Creare un nuovo file vettoriale di linee in QGIS utilizzando l’icona , scegliere il sistema di riferimento (se abbiamo sotto visualizzato il layer di OSM o di Google scegliere WGS84, se sotto per il controllo abbiamo aperta la CTR scegliere Monte Mario), aggiungere eventualmente le colonne che interessano (es. data, rilevatore, ecc…) e poi scegliere dove salvare il nuovo file (che sarà shp).

Una volta aperto il nuovo livello, iniziare la digitalizzazione cliccando sull’icona di modifica e usando

gli appositi strumenti . Si digitalizza ciccando con il tasto sinistro del mouse e si finisce ciccando con il destro; appare quindi la tabella da riempire ed occorre poi salvare ed uscire dalla modifica (sempre con la stesa icona). Per la digitalizzazione esistono anche plugin più avanzati (es. CadTools).




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Georiferire una carta in QGIS QGIS permette di georiferire immagini (carte cartacee scansite, carte storiche, ecc…). Per provare questo strumento possiamo georiferire il Walking Paper con le note usato durante l’escursione (occorre chiaramente prima scansirlo e salvarlo in formato immagine, es. tif). Per georiferire qualcosa occorre avere una carta di riferimento sulla quale prendere i punti. Nel nostro caso si consiglia di usare una CTR 5000 (o di visualizzare con il Plugin di OpenLayerPlugin il lovello OpenCycleMap, che è lo stesso usato per fare il walking paper). Inoltre è utile aprire anche il vettoriale con la traccia del percorso. A questo punto iniziamo la georeferenziazione: Raster �� Georeferenziatore�� Georeferenziatore

Si apre una schermata in cui occorre aggiungere la mappa da georiferire usando l’icona , scegliendo il sistema di riferimento (nel nostro caso ad esempio Monte Mario).

Si inizia poi la georeferenziazione usando l’icona ed indicando via via dei punti noti, da scegliere prima sulla mappa da georiferire (Walking Paper) e poi su quella di riferimento (CTR o OpenCycleMap), ciccando sul pulsante “dalla mappa” nella finestra che appare (avendo le coordinate del punto si può anche scriverle direttamente). Man mano che si segnano i punti, sotto alla finestra compare la tabella con le coordinate dei punti scelti. NOTA: Nel nostro caso bastano pochi punti poiché la mappa da georiferire è praticamente identica a quella che usiamo come controllo. Se si usa questo comando per georiferire carte con sistema di riferimento differente o riportanti dati molto diversi (es carte storiche, ecc..) sarà necessario usare più punti.

Finito questo processo, cliccare sulla freccia verde per avviare la georeferenziazione E’ possibile (e consigliabile) salvare i punti GCP usati per la georeferenziazione, in modo da poterli riutilizzare anche eventualmente in caso siano necessarie delle modifiche.




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Una volta terminato il processo, il programma chiede dove e come salvare il nuovo file (tipo di trasformazione, nome, percorso, sistema di riferimento, ecc..). Nel nostro caso usiamo la trasformazione lineare e salviamo in Monte Mario. Una volta salvato è poi possibile aprirlo in QGIS ed utilizzarlo come base di informazione. In particolare sarà utile creare un nuovo livello shapefile in cui segnare tutto quanto si era segnato sul walking paper (punti di interesse, traccia, ecc…) da usare poi per l’analisi.



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Lavorare con i dati da rilievo in GRASS

Attenzione! Saranno spiegati in modo dettagliato solo i comandi nuovi o le operazioni che richiedono particolare attenzione. Le cose già viste in precedenza verranno solo indicate, con qualche annotazione

Usare i dati rilevati e analizzarli e valorizzarli in GRASS

Azione Comando Opzioni Esempio

Menu: File � importa mappa vettoriale �� formati comuni di importazione

Comando: v.in.ogr

Scheda Richiesto � Input: nome della mappa da importare Output: nome della mappa da creare

Input: track_acquedotto.shp

Output: track_acquedotto.shp.

Ripetere per i waypoints

1

Importare il percorso e i punti notevoli (waypoints o simili)

In questo esempio sono stati utilizzati i file scaricabili dal sito e sono stati chiamati rispettivamente track_acquedotto e waypoints

http://geomorfolab.arch.unige.it � didattica � materiali � Dispense Grass 2012 – 2013� (allegato Escursione_2013.zip) Chi ha utilizzato Geopaparazzi o un'app simile durante l'escursione o ha creato tracce ex-novo con Google Earth e/o QGIS può importare le tracce che ha registrato/creato (pulendole prima con Google Earth e/o QGIS, come spiegato nella sezione precedente) Attenzione: in teoria sarebbe possibile importare i file .gpx direttamente in GRASS, tuttavia spesso crea problemi perchè molti dispositivi GPS impostano la data nel formato giorno/mese/anno (es 07/05/2013) e utilizzano il carattere / che è considerato un carattere “speciale”. Provate, se vi da errore “rosso” potete passare da QGIS (vedere I parte della lezione)

Menu: file�� importa mappa raster �� formati comuni di importazione Comando: r.in.gdal

Scheda Richiesto �

Input: CTR che serve

Output: nome che inizi per lettera


Input: ctr_213122.tif

Output: ctr_213122.tif

(ripetere per tutti gli squadri che servono)

2

Visualizzare il percorso e i waypoints sulla CTR

Per dare un contesto al percorso e ai punti e per avere la possibilità di valutare la precisione dei dati potete accendere una CTR. Si raccomanda di evidenziare il percorso e i punti assegnando loro uno stile appropriato (colore, spessore linea, ecc.)



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Creazione di reti Per analizzare un percorso (o una rete di percorsi), conviene suddividerlo in più tratte, individuate a seconda delle necessità, ad esempio in corrispondenza della confluenza di strade secondarie o di punti notevoli, oppure con distanze regolari. Nel nostro caso conviene dividerlo in corrispondenza di una serie di punti in cui si è fatto tappa o sono stati individuati elementi significativi (mappa dei waypoints). Si può osservare che alcuni punti sono fuori della linea del percorso, magari perchè ci si è spostati di qualche metro per rilevarli, o per errori o altro. La prima cosa da fare, quindi, è collegarli in qualche modo alla linea del percorso.


3

Collegare i punti notevoli al percorso

Menu: vettore �� analisi network �� gestione network Comando: v.net

Scheda Richiesto � “nome del vettoriale in input”: nome

della mappa contenente il percorso Scheda Opzionale � “nome della mappa contente i punti di

input”: nome della mappa dei punti notevoli

“nome del vettoriale in output”: nome della mappa risultante

“operazione da eseguire”: connect Threshold: indicare la distanza entro cui i

punti sono collegati al percorso (in m)

Scheda Richiesto � Input: track_acquedotto Scheda Opzionale � “nome della mappa contente i punti di

input”: waypoints “nome del vettoriale in output”:

acquedotto_net “operazione da eseguire”: connect Threshold: 50


della mappa creata con v.net, contenente linee e punti

Scheda Opzionale � “nome della tabella”: nome della tabella

dei punti notevoli “numero layer”: 2

Scheda Richiesto � Input: acquedotto.net Scheda Opzionale � “nome della tabella”: waypoints “numero layer”: 2 4

Associare la tabella corrispondente ai punti collegati

Menu: database �� connessione al database vettoriale �� imposta connessione al database della mappa vettoriale Comando: v.db.connect In questo modo si imposta una “rete”, per ora molto semplice, ma che funziona esattamente come sistemi più estesi o complessi

In questo modo si crea una mappa con DUE layer, uno di linee dette “archi” e uno di punti detti “nodi”



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5

Spezzare il percorso in corrispondenza delle intersezioni

Menu: vettore �gestione topologia ��aggiusta vettore Comando: v.clean


della mappa vettoriale da “pulire” “nome del vettoriale in output”: nome

della mappa risultante “cleaning tool”: si scelgono gli strumenti

di pulizia, in questo caso “break lines at each intersection”

Scheda Opzionale � “tipologia delle feature”: si spunta la

tipologia corretta, in questo caso “line”

Scheda Richiesto � Input: acquedotto_net Output: acquedotto_break “cleaning tool”: “break lines at each

intersection” Scheda Opzionale � “tipologia delle feature”: line

6

Allineare mappa e tabella esportando il layer

Menu: file � esporta mappa vettoriale �� formati comuni di esportazione Comando: v.out.ogr Come per altre mappe create con v.clean, la tabella non corrisponde alla mappa. Vanno riallineate esportando la mappa come shape e reimportandola (v. lezioni precedenti) ATTENZIONE! Si tratta di una mappa con 2 layer, quindi bisogna specificare quale layer va esportato. In questo caso siccome si intendono esportare delle linee si esporta il layer 1

Scheda Richiesto � Nome della mappa vettoriale in input:

mappa da esportare OGR output datasource name: nome da

dare alla cartella in cui salvare i file Scheda Creazione � OGR layer name: nome dei vari file che

compongono lo shapefile dentro alla cartella (se non si mette si chiameranno come l’output dato sopra)

Scheda Input � spuntare il tipo di oggetti da esportare “numero layer” � scegliere il layer da

esportare, in questo caso 1 Scheda Opzionale � si spunta la casella Export features with category (labelled) Only


Input: acquedotto_break Output: acquedotto_break Scheda Creazione � OGR layer name: acquedotto_break Scheda Input �line

“numero layer” � 1 Scheda Opzionale � si spunta la casella Export features with category (labelled) Only

7 Reimportare la mappa pulita


Comando: v.in.ogr

Chiamare la mappa reimportata “acquedotto_spezzata”



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Icona: aprire la tabella dei dati del layer selezionato cliccando sull’icona

Scheda Gestione delle tabelle � Nome della colonna: scrivo il nome della

colonna che voglio creare � dalla tendina "tipo dei dati" scelgo il tipo

di dati che conterrà la colonna � aggiungi (o ENTER)

Scheda Gestione delle tabelle � Nome della colonna: lunghezza Tipo dei dati: double cliccare “aggiungi” (o ENTER)

8

Aggiungere una colonna alla tabella del percorso spezzato

In alternativa: Menu: Database �� connessione al

database vettoriale �� aggiungi colonna

Comando: v.db. addcol

Scheda Richiesto � Vector map for which to edit attribute table:

scegliere la mappa su sui lavorare Scrivere: nome_colonna1 tipo_dato1,nome_colonna2 tipo_dato2 Occhio agli spazi!

Scheda Richiesto � Vector map for which to edit attribute

table: acquedotto_spezzata Scrivere: lunghezza double

9 Calcolare la lunghezza di ogni tratta

v.to.db come spiegato nella lezione 5 per la pendenza

Estrarre un file di punti da una linea Questo procedimento può esser utile ad esempio per individuare e salvare in una mappa la posizione di incroci stradali o confluenze di corsi d'acqua, di tratte di infrastrutture tipo elettrodotti, ecc.


10

Estrarre i punti di inizio e fine delle diverse tratte

Menu: Vettore ��genera punti ��

genera punti lungo linee Comando: v.to.points Anche questo comando crea una mappa con 2 layers. In entrambi i layer ogni punto è considerato due volte, come inizio di una tratta e fine di quella precedente. Nel primo ad ogni punto sono associati gli attributi della linea d'origine, nel secondo ad ogni punto è associata la distanza dal punto precedente

Scheda Richiesto � “mappa vettoriale in input contentente le

linee”: nome della mappa vettoriale da cui si vogliono estrarre i punti

“mappa vettoriale in output su cui scrivere i punti”: nome della mappa risultante

Scheda Opzionale � si spunta l'opzione “scrive i nodi della

linea” “tipologia delle feature”: si spunta la

tipologia della feature di origine, in questo caso “line”

Scheda Richiesto � “mappa vettoriale in input contentente

le linee”: acquedotto_spezzata “mappa vettoriale in output su cui

scrivere i punti”: acquedotto_punti Scheda Opzionale � si spunta l'opzione “scrive i nodi della

linea” “tipologia delle feature”: line



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11

Allineare mappa e tabella esportando il layer più utile

Menu: file � esporta mappa vettoriale �� formati comuni di esportazione Comando: v.out.ogr Si tratta di una mappa con 2 layer, quindi bisogna specificare quale layer va esportato (vedi punto 6). In questo caso si esporta il layer 2, ricordandosi che è un layer di punti


Comando: v.in.ogr

Chiamo la mappa reimportata acquedotto_punti_reimportato 12

Reimportare la mappa “pulita”

Questo passaggio è necessario perchè Grass spesso ha problemi a lavorare sul layer 2

13 Estrarre i punti estremi di ogni tratta

Si tratta di estrarre dalla mappa il punto di inizio del percorso (cat_= 0) e tutti i punti di fine delle tratte che compongono il percorso, quindi quelli con il valore nella colonna along maggiore di 0

Nella tabella si selezionano le linee che corrispondono alla condizione richiesta, poi clic con il tasto destro �� estrai features selezionate Si può anche utilizzare v.extract, ma è più lungo...

Chiamare la nuova mappa acquedotto_punti_def

14

Aggiungere due colonne alla tabella dei punti

Icona: aprire la tabella dei dati del layer selezionato ciccando sull’icona oppure v.db.addcol (vedi punto 8)

Aggiungere le colonne alla mappa “acquedotto_punti_def” Serve una colonna per la longitudine, ovvero le coordinate lungo l'asse x (long) e una per la latitudine, cioè le coordinate lungo l'asse y (lat)

15 Scrivere le coordinate dei punti

Menu: Vettore � report e statistiche �� upload or report topology

Comando: v.to.db Questo comando permette di scrivere nella tabella le caratteristiche di ogni oggetto riportato in una mappa vettoriale, in questo caso la posizione nello spazio di ogni punto (coordinate)

Scheda Richiesto � Input: mappa cui associare i dati Valore da aggiornare: � dato che si vuole riportare nella tabella Scheda Opzionale� Si indicano il tipo di features, le unità di misura e le colonne in cui si scriveranno i valori aggiornati

Scheda Richiesto � Input: acquedotto_punti_def Valore da aggiornare: � coor Scheda Opzionale� feature type � points units � meters nome della colonna dell'attributo � long,lat



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Analisi della visibilità Questo comando, partendo dal DTM, crea una mappa di un'area che allo stesso tempo è:

• l'area visibile da un punto scelto (es. cosa vedo dalla cima di un monte?)

• l'area da cui quel punto può essere visto (es. il centro della cava, da dove è visibile?)


16 Calcolare la visibilità da un punto

Menu: Raster � � � � Analisi terreno � � � � Visibilità Comando: r.los ATTENZIONE! Si può calcolare la visibilità a diverse distanze (es. a 2000 m dall'osservatore, a 5000 m, ecc.) tenendo presente che aumentando la distanza i tempi di calcolo aumentano in progressione geometrica

Scheda Richiesto � Nome del raster dell'elevazione: il DTM Nome del raster di output: � mappa contenente l'area di visibilità Coordinate che identificano la posizione del punto di osservazione: � coordinate, (separate dalla virgola) del punto di cui si vuole calcolare la visibilità Scheda Opzionale �� Altezza del punto di vista sopra il terreno �� altezza dell'osservatore Distanza massima dal punto di osservazione �� distanza fino a cui si vuole calcolare la visibilità

Scheda Richiesto � Nome del raster dell'elevazione: DTM_bisagno_cut Nome del raster di output: � vista_1 Coordinate che identificano la posizione del punto di osservazione: � si prendono le coordinate di uno dei punti a scelta ricavati lungo il percorso Scheda Opzionale �� Altezza del punto di vista sopra il terreno �� 1,75 Distanza massima dal punto di osservazione �� 2000

17 Interpretazione della mappa creata

La mappa raster risultante avrà delle aree che vanno dal verde al viola. Ciascun pixel ha come valore un numero compreso tra 0 e 180, che indica l'angolo di vista dell'osservatore (0 se guarda in giù, 90 se guarda davanti a se, 180 se guarda in alto). Al di fuori delle aree colorate, invece, il valore è nullo (indicato come *)



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Esercizi

ESERCIZIO 1

Calcolare la pendenza di ogni tratta (Le istruzioni si trovano alla fine della lezione V)

ESERCIZIO 2 Spezzare il percorso in punti scelti a piacere (il modo più rapido è utilizzare gli strumenti di editing di QGIS come spiegato sopra) e calcolare la visibilità di ciascun punto. ESERCIZIO 3 Individuazione delle aree maggiormente visibili dal percorso dell’acquedotto A volte può essere utile evidenziare quali parti del territorio sono maggiormente visibili. Dati una serie di punti di vista si vuole evidenziare le aree che sono visibili da più punti, quelle che sono “nascoste” o quelle che sono visibili solo da un punto specifico. Indizi:

- Realizzare una mappa della visibilità per ogni punto di vista scelto (utilizzare ad esempio i punti scelti per l'Esercizio 2) - Eliminare i valori “null” in ciascuna mappa ed assegnargli il valore 0 (serve per poter dopo sommare le mappe fra loro) - Semplificare le mappe della visibilità (facendole diventare solo mappe con due valori: visibile, valore 1, e non visibile, valore 0) - Sommare le mappe riclassificate (più è alto il valore di un punto maggiore sarà la sua visibilità, ad es. un punto con valore =3 sarà visibile

da 3 punti di vista)

TESTI E FONTI



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TESTI

Biallo G. (2005). Introduzione ai Sistemi Informativi Geografici, I Quaderni di MondoGis, ISBN 8890102683, pp.182 (scaricabile online).

Brancucci G., Marin V. e Salmona P. (2011). Geomorfologia Applicata. Appunti alle lezioni per studenti di Architettura, libreriauniversitaria

Casagrande L., Cavallini P., Frigeri A., Furieri A., Marchesini I., Neteler M. (2012). GIS Open Source - GRASS GIS, Quantum GIS e SpatiaLite. Elementi di software libero applicato al territorio, Dario Flaccovio Editore, Palermo. ISBN 978-88-579-0149-7

Lupia Palmieri E. e Parotto M. (2008). Il globo terrestre e la sua evoluzione. Zanichelli Ed.

NetelerM, Mitasova H., (2008). Open Source GIS: A GRASS GIS Approach. Third Edition. The International Series in Engineering and Computer Science: Volume 773. 406 pages, 80 illus., Springer, New York ISBN: 038735767X | ISBN-13: 978-0-387-35767-6

PORTALI CARTOGRAFICI e GEOPORTALI Di seguito si fornisce un elenco (assolutamente non esaustivo) di indirizzi di alcuni siti da cui è possibile visualizzare e/o ottenere cartografia in vari formati e con vari tipi di servizi (Visualizzazione, Download in pfd, shapefile e geotiff, WMS; WFS, ecc.) Geoportale Regione Liguria: http://www.cartografia.regione.liguria.it/ Archivio Cartografia tematica Provincia di Genova: http://cartogis.provincia.genova.it/cartogis/ Geoportale Provincia di Savona: http://cartonline.provincia.savona.it/ Portale dell'informazione geografica della Provincia della Spezia: http://siti.provincia.sp.it/

Repertorio Cartografico della Regione Piemonte: http://www.regione.piemonte.it/repcarj/welcome.do Geoportale della Lombardia: http://www.cartografia.regione.lombardia.it/geoportale Geoportale Nazionale: http://www.pcn.minambiente.it/GN/ Portale Servizio Geologico d’Italia – ISPRA: http://sgi.isprambiente.it/geoportal/catalog/main/home.page

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