GIS
GIS GIS ––
SistemiSistemi
InformativiInformativi
GeograficiGeografici
Marco Moriondo
Camilla Dibari
[email protected].: 055 328 8257
Dipartimento di Scienze Agronomiche e Gestione del Territorio Agro-forestale (DISAT)
Università
di Firenze
Esame di Monitoraggio Ambientale del Territorio
GIS
Geoide -
Elissoide
•
La superficie topografica
è
quella che noi vediamo
•
La superficie ellissoidica
è una astrazione matematica, una semplificazione che noi adottiamo per sostituire la forma reale della Terra con un modello che siamo in grado di descrivere analiticamente
•
La superficie geoidica
è quella che “percepiamo” studiando l’attrazione
gravitazionale
GIS
Orientamento dell’Elissoide
-
1L’ellissoide può essere orientato rispetto al geoide in modo che in un certo punto sia garantita la tangenza tra le due superfici e la coincidenza tra la verticale geoidica e la verticale ellissoidica
La cartografia prodotta proiettando sul piano tale superficie ellissoidica
risulterà
particolarmente affidabile solo per il territorio circostante il punto di tangenza
(ORIENTAMENTO FORTE)
GIS
Orientamento dell’Elissoide
-
2
La cartografia prodotta proiettando sul piano tale superficie ellissoidica
risulterà
sufficientemente affidabile per un vasto territorio circostante il punto di contatto, anche se con bassa precisione (ORIENTAMENTO DEBOLE)
L’ellissoide può essere orientato rispetto al geoide in modo che non
vi sia un punto in cui sia garantita la tangenza tra le due superfici, e in cui non
si abbia la coincidenza tra la verticale geoidica e la verticale
ellissoidica, ma si abbia piuttosto una posizione reciproca per cui gli scarti tra le due superfici risultino minimi per una vasta estensione di territorio.
GIS
Elissoide
GeocentricoL’ellissoide può essere orientato rispetto al geoide in modo che vi sia coincidenza tra il centro dell’ellissoide ed il centro di massa del geoide, e quindi non è
garantita
la tangenza tra le due superfici e non si ha alcun punto in cui è
imposta la
coincidenza tra la verticale geoidica e la verticale ellissoidica.
L’ellissoide, geocentrico, risulta il miglior sistema di riferimento per l’intero pianeta (ORIENTAMENTO GEOCENTRICO O GLOBALE).
La cartografia prodotta proiettando sul piano tale superficie ellissoidica
non risulterà
ottimale, ma consente di disporre di un
unico sistema di riferimento per l’intero pianeta. Diventa indispensabile studiare gli scarti tra ellissoide e geoide (ondulazioni)
GIS
DatumPer inquadrare i punti della SUPERFICIE TERRESTRE e calcolarne le posizioni da mettere su di una rappresentazione è
necessario
stabilire un SISTEMA DI RIFERIMENTO CARTOGRAFICO = DATUM
DATUM=
TIPO DI ELLISSOIDE + ORIENTAMENTO ELISSOIDE
• EUROPEAN DATUM (ED 50)• ROMA DATUM 1940 (ROMA 40)• WGS 84
I Sistemi di riferimento (DATUM)
più
importanti IN USO:
GIS
Datum
geodetici nazionaliIn Italia convivono tre DATUM diversi:
•
roma40: il più
usato a fini geodetici e topografici. Adottato per la cartografia nazionale e regionale.
•
ed50: utilizzato nella cartografia IGM di nuova produzione in quella regionale
•
wgs84-etrf89: di recente adozione, utilizzato per l’inquadramento della nuova cartografia ufficiale al 25.000 dell’IGM
I metodi utilizzati per i passaggi tra i tre DATUM:•
–
trasformazioni mediante le isolinee delle differenze di
longitudine e latitudine•
–
trasformazioni mediante costanti additive
•
–
trasformazioni mediante formula di Molodensky
GIS
Datum: Roma 40•
Sistema di riferimento Nazionale (Roma1940)
•
Ellissoide Internazionale di Hayford
•
Orientamento forte in corrispondenza dell’Osservatorio Astronomico di Roma Monte Mario: ellissoide tangente al geoide in corrispondenza dell’osservatorio, ed attribuzione a tale punto delle coordinate geografiche ricavate da misure astronomiche;
•
coincidenza nel punto di tangenza, o punto di emanazione, tra la verticale geoidica e la verticale ellissoidica, e conseguente
minimizzazione tra le deviazioni della verticale e gli scarti tra superficie geoidica ed ellissoidica
su tutto il territorio
interessato dal Sistema di Riferimento;•
orientamento dell’asse di rotazione dell’ellissoide nella direzione del Nord astronomico (ottenuto mediante la definizione di una direzione sia sull’ellissoide che sul geoide: nel nostro caso la geodetica di collegamento di Roma Monte Mario con Monte Soratte, e imposizione della coincidenza del relativo azimuth sia sull’ellissoide che sul geoide).
GIS
Datum
–
ED50
Sistema di riferimento Europeo (ED50)Ellissoide Internazionale di Hayford
•
Orientamento debole in corrispondenza dell’Osservatorio Astronomico di Potsdam: ellissoide “legato”
al geoide in corrispondenza
dell’osservatorio, ed attribuzione a tale punto delle coordinate geografiche ricavate da misure astronomiche;
•
deviazione della verticale, ovvero scarto tra la verticale geoidica e la verticale ellissoidica, media per tutto il territorio europeo
GIS
Datum
–
WGS84Sistema di riferimento Mondiale
(WGS84)Ellissoide WGS84
•
Geocentrico (elissoide
e geoide hanno lo stesso centro coincidente)
•
L’elissoide
e’
molto piu’
piccolo•
necessità
di stimare le ondulazioni (scarti) esistenti
tra la superficie geoidica e quella ellissoidica, non trascurabili
•
Utilizzato dai GPS
e probabile standard per il futuro.
GIS
Sistemi di Proiezione
Carte Equidistanti: Il rapporto fra due generiche
lunghezze
sulla carta è
uguale al
rapporto tra le
lunghezze
corrispondenti sulla terra
Carte Equivalenti: il rapporto tra due generiche superfici
sulla carta e’
uguale al
rapporto tra le superfici
corrispondenti sulla terra
Carte Isogone (o conformi): l’angolo
tra due linee qualsiasi sulla terra e’
uguale all’angolo
tra le loro rappresentazioni sulla carta
GISIL SISTEMA CARTOGRAFICO INT. UTM
Con la proiezione cilindrica di Mercatore
il globo terrestre viene “avvolto”
da un cilindro il cui asse
è
coincidente con l’asse terrestre. Con questa proiezione il reticolato geografico conserva inalterati gli angoli di intersezione. Meridiani e paralleli sono semirette che si intersecano ad angolo retto perciò è
una proiezione isogonica.
Tuttavia, mentre sul globo i meridiani convergono verso i poli, nelle carte ottenute con la proiezione di Mercatore
restano paralleli.
Tale proiezione introduce deformazioni crescenti dall’equatore ai poli (rappresentati da una linea!) giudicate inaccettabili
per una
rappresentazione cartografica accurata.
GISIL SISTEMA CARTOGRAFICO INT. UTM
Ponendo il cilindro di proiezione con l’asse coincidente ad un diametro equatoriale, la superficie di contatto con il globo si materializza lungo il meridiano tangente, per cui le deformazioni sono molto piccole e comunque accettabili per la rappresentazione cartografica.Ai lati del meridiano di tangenza le deformazioni diventano via via più
grandi fino a diventare
inaccettabili. Pertanto, si sposta il cilindro affinché
sia tangente ad un altro meridiano,
cioè
ad un’altra zona da cartografare.
Tale sistema di proiezione viene chiamato Universal Transverse
Mercator
(U.T.M.),
(proiezione universale trasversa di Mercatore), per l’ovvia analogia con il sistema originario, ed è
stato elaborato da GAUSS.
GISIL SISTEMA CARTOGRAFICO INT. UTM
•
Ogni fuso è
sovrapposto con i contigui per una ampiezza di 30’•
All’asse X (Est) viene attribuita la falsa origine 500.000
per evitare
valori negativi delle coordinate•
I valori delle coordinate sono contratti per il fattore 0,9996 per limitare il modulo di deformazione lineare
•
L’Italia ha adottato nel 1950
il sistema UTM
sovrastampando sugli elementi cartografici il relativo reticolato chilometrico
•
È
un sistema cartografico di tipo metrico
•
In pratica la terra è’
divisa in 60
fusi di ampiezza 6°
ciascuno numerati nel verso
di rotazione della terra, a partire dal semimeridiano opposto a Greenwich, da 1 a 60. All’Italia competono i fusi 32, 33 e , in minima parte, 34.
GIS
IL SISTEMA GAUSS-BOAGA
36°
40°
44°
48°
1.500.000 2.520.000
In Italia, la proiezione di Gauss è
stata elaborata da BOAGA, da qui il nome Gauss-Boaga
usato per indicare il sistema
di riferimento.
Il territorio italiano è
disegnato su due fusi, di ampiezza in longitudine di poco superiore a 6°, detti fuso Ovest (primo fuso) e fuso Est (secondo fuso).I due fusi hanno una sovrapposizione di circa 30’
(1/2) grado.
Il sistema di riferimento italiano è
quello di: Monte Mario - Roma 40cioè
l’origine delle coordinate è
stata fissata
nel 1940 all’Osservatorio di Roma Monte Mario, la cui longitudine rispetto a Greenwich
è
pari a λ
=12° 27′
10′′.93
Ci sono false origini 1.500.000 (fuso Ovest, a sinistra del
meridiano di riferimento) e 2.520.000 (fuso Est, a destra del meridiano di riferimento)
GIS
Sistema Informativo (def.)
Un sistema informativo è
un insieme organizzato di:• procedure• risorse umane• risorse materiali
utilizzati per:- la raccolta- l'archiviazione-
l'elaborazione
-
la comunicazione di informazioni necessarie ad una organizzazione per gestire le proprie attività
operative e di governo.
GIS
Sistema Informativo Geografico (o territoriale = SIT)
GEOGRAFICO
sta ad indicare che la localizzazione dei dati è nota o può essere calcolata in termini di coordinate geografiche (geograficamente riferito).
INFORMATIVO
indica che i dati sono organizzati in modo tale da fornire informazioni tabellari o grafiche e risposte ad interrogazioni interattive.
SISTEMA
implica che i dati sono organizzati in un sistema costituito da varie componenti funzionali correlate fra di loro,
per l'inserimento, l'organizzazione, la manipolazione, la trasformazione, la visione, la combinazione, l'interrogazione, la modellizzazione
e la restituzione dei dati nella forma voluta.
GIS
Sistema Informativo GeograficoDef. basata sul concetto di Database:
•“un database in cui la maggior parte dei dati sono spazialmente indicizzati e sui quali un insieme di procedure opera per rispondere a query legate ai loro attributi spaziali”Smith T.R., S. Menon, J.L. Starr, and J.E. Estes, 1987.Requirements
and principles for the implementation and construction of large-scale geographic information systems. International J. of Geographical
Information Systems, 1: 13-31.
•“ogni insieme di procedure manuali o informatiche usato per memorizzare e manipolare dati georeferenziati”Aronoff S., 1989. Geographic Information Systems: A Management
Perspective. WDL Publ., Ottawa, Canada.
GIS
Sistema Informativo GeograficoDef. come struttura costituita da un insieme di strumenti e tecnologie
•“
una struttura costituita da un potente insieme di strumenti e tecnologie preposta, nel suo insieme, all'acquisizione, archiviazione, gestione, trasformazione, analisi e visualizzazione di dati spaziali georeferenziati
(o comunque attinenti
informazioni geografiche) estrapolati dal mondo reale per un particolare insieme di scopi”Burrough P., McDonnel A. (1998) – Principles of Geographical Information Systems – Oxford University Press, Oxford
•“un sistema per catturare, memorizzare, controllare, manipolare, analizzare e visualizzare dati che sono spazialmente riferiti alla Terra”Department of Environment (DoE), 1987. Handling Geographic Information. HMSO, London. er, 1988
GIS
Sistema Informativo GeograficoDef. basate su aspetti organizzativi
•
“un insieme automatizzato di funzioni che fornisce avanzate capacità
di memorizzazione, recupero,
manipolazione e visualizzazione di dati georeferenziati”
Ozemoy V.M., D.R. Smith, and A. Sicherman, 1981. Evaluating computerized geographic information systems using decision analysis. Interfaces, 11:
92-98
•
“un sistema di supporto alle decisioni che concernono dati georeferenziati”
Cowen D.J., 1988. GIS versus CAD versus DBMS: what are the differences? Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 54: 1551-1554
GIS
GIS (Geographic
Information System)•
Una definizione largamente diffusa
di GIS, è:
"Sistemi informatici per l'acquisizione, la memorizzazione, l'elaborazione, l'integrazione e la visualizzazione di dati geograficamente riferiti alla superficie terrestre".
•
Più
semplicemente, i GIS sono strumenti informatici che consentono l'associazione di dati attributo a dati geografici
(le rappresentazioni
cartografiche), essendo in grado di gestire in modo perfettamente integrato dati alfanumerici, raster e vettoriali
GIS
In particolare i GIS permettono di:
•
di gestire la cartografia di base
tramite computer;
•
di georeferenziare
i dati (attribuire ad ogni elemento le sue coordinate spaziali reali);
•
di effettuare collegamenti tra informazioni di diversa natura;
•
di elaborare le informazioni
(attraverso associazioni e sovrapposizioni) secondo le finalità
prefissate caso per caso;
•
di riportare tutte le elaborazioni su base cartografica, alla scala desiderata (restituzione).
GIS
SIT e GIS
Da un punto di vista terminologico non
si può dire che SIT
(Sistema Informativo Territoriale)
sia l’esatta traduzione
di GIS
(Geografic
Information System)
Le definizioni di GIS
che circolano nel mondo anglosassone
sono varie
alcune si fermano all’aspetto tecnologico altre affrontano anche il problema
di tipo organizzativo
GIS
SIT <> GISSIT (Sistema Informativo Territoriale o Geografico) = un complesso di componenti tecnologie HW e SW di risorse umane, intellettive e organizzative in grado di processare, memorizzare, analizzare, integrare dati spazialmente riferiti per produrre informazioni necessarie ai compiti di governo del territorio (Gomarasca)
GIS (Geografic Information System) Nella Cultura italiana consolidata il termine GIS viene adoperato di norma In modo strettamente legato esclusivamente all’aspetto tecnologico
Tecnologia GIS: un insieme di HW e SW GIS e procedure capaci di trattare dati di tipo geografico•Software GIS:
un insieme di programmi eseguibili da un
elaboratore capaci di trattare dati georeferenziati•Applicazione GIS:
una tecnologia GIS applicata ad un insieme di
dati Geografici tesa a risolvere uno specifico problema
GIS
SIT <> GIS
SITSITSistema Informativo
Territoriale
••
HARDWAREHARDWARE••
SOFTWARESOFTWARE
••
Banca DATIBanca DATI••
ORGANIZZAZIONEORGANIZZAZIONE
GISGISGeographic
Information System
••
SOFTWARESOFTWARE
GIS
SIT
RISORSE UMANE RISORSE UMANE e intellettivee intellettive
SOFTWARESOFTWAREG.I.SG.I.S
.. StrutturaStruttura
TecnicaTecnica
HARDWAREHARDWARE
un insieme di componentiun insieme di componenti
S.I.T.S.I.T.
(Sistema Informativo Territoriale)(Sistema Informativo Territoriale)
elaborano, analizzano, restituisconoelaborano, analizzano, restituiscono
DATIDATI spazialmente spazialmente riferiti al territorioriferiti al territorio
GIS
SIT
pensando al S.I.T.S.I.T.
ed identificandolo con un oggetto comune possiamo paragonarlo ad una autoauto
carozzeria =
HWHW
motore = SWSW
autista = personepersone
benzina = datidati
GIS
Importanza GIS
se si analizza alcuni fenomeni con metodi unicamente statistici o di tipo alfanumerico difficilmente si può
capire che tra essi esiste una relazione
Nome Comune Emissioni gassosetot/giorn
Ricoveri malattie resp.su popo. Tot.
CASCINA 600 2,2PONTEDERA 400 8,6CALCINAIA 150 9,2
CALCI 100 1,1VICOPISANO 350 8
GIS
Importanza GIS
Nome Comune Emissioni gassosetot/giorn
Ricoveri malattie resp.su popo. Tot.
CASCINA 600 2,2PONTEDERA 400 8,6CALCINAIA 150 9,2
CALCI 100 1,1VICOPISANO 350 8
Un analisi di tipo geografico che tenga conto dellaposizione dei comuni della loro adiacenza e della loro posizione
rispetto al vento permette di evidenziare relazioni insospettabili
direzione vento
GIS
Concetti Basilariun S.I.T.
consente di produrre analisi di tipo spaziale
(analisi che
comunque anche inconsciamente produciamo nella vita di tutti i giorni)quando guardiamo una qualsiasi carta, non necessariamente per motivi di lavoro, ma anche per svago ad esempio se cerchiamo un ristorante, un albergo, un negozio, un parcheggio effettuiamo inconsciamente delle analisi di tipo spaziale - vicino a…- adiacente a .. - all’interno di ..- percorso più
breve per ..
gli oggetti rappresentati su una carta sono tutti caratterizzati
GG AAcomponente geograficacomponente geografica attributoattributo__
GIS
Concetti Basilari SITl’insieme della tecnologia e dei patrimoni informativi e
delle risorse umane e organizzative (S.I.T.S.I.T.) ci consente la massima valorizzazione dei vari oggetti
Geografici e delle loro relazioni
G G -- AAG G -- AAG G -- AAG G -- AAG G -- AA
nn
GIS
Enti che necessitano GIS
•
Enti cartografici
•
Amministrazioni locali
•
Compagnie commerciali
•
Telecomunicazioni
•
Distribuzione acqua, gas, elettricità, ecc. per la gestione delle reti
•
Enti di Ricerca, università
GIS
Scopi•
controllo sviluppo di una regione (ambito urbanistico)
•
controllo dell’assetto del territorio•
supporto alle decisioni (ambito urbanistico, industriale, agricolo,. . .)
•
pianificazione (combinazione di diversi tipi di dati spaziali in un unico sistema, insieme a dati di altro tipo, es. legislazione vigente)
•
manutenzione strade e autostrade•
gestione reti tecnologiche (acquedotto, gas, elettricità, . . .)
•
pianificazione soccorsi•
Analisi di dati territoriali per la ricerca
GIS
S.I.TS.I.T..
strumento irrinunciabilestrumento irrinunciabile
per il corretto espletamento delle proprie funzioni da parte di molti enti pubblici e privati ed enti di ricerca
le dotazione sono in costante e continuo aumento(favorite anche dai progressi tecnologici di HW e SW)
L’attivazione del
Analisi delle criticitàAnalisi delle criticità
SIT
GIS
un SIT efficiente
attraverso l'elaborazione delle proprie informazioni diventa supporto fondamentale alle attività
di gestione e
programmazione per un Entein settori che vanno dall’urbanistica, ricerca, alla difesa
del suolo, alla mobilità, ai tributi, alla protezione civile …
Le scelte risulteranno tecnicamente assistitee supportate dalle elaborazioni del S.I.T.
il S.I.T. Come DSSDecision Support
System
(Sistema di supporto alle decisioni)
Analisi delle criticità
SIT
GIS
“evoluzione”
delle componenti di un S.I.T.
(dal ’90 ad oggi 20 anni praticamente un ERA )
•
Tecnologia Hw
•
Tecnologia Sw
•
Strutture tecniche e organizzative
•
Patrimoni informativi
nessuna criticità
forte criticità
evoluzione della specie evoluzione della specie ……..Analisi delle criticità
SIT
GIS
nel 1990 la componente tecnologica
costituiva un freno
un’unica postazione di lavoro di tecnologia GIS (Hw
e Sw)
600.000.000 di £ire
• difficoltà
di utilizzazione (comandi da tastiera o file)• limitazioni di funzionalità
• utilizzazione di formati proprietari• mancanza integrazione e condivisione dei dati
• banca dati non in rete
Analisi delle criticità
SIT
GIS
CR
ITIC
ITA
’
••
HARDWAREHARDWARE
••
SOFTWARESOFTWARE
••
DATIDATI
••
ORGANIZZAZIONEORGANIZZAZIONE
Analisi delle criticità
SIT
GIS
DATIDATI
SOFTWARESOFTWARE
HARDWAREHARDWARE
ORGANIZZAZIONEORGANIZZAZIONE
Analisi delle criticità
SIT
GIS
Patrimoni informativi
costruire un modello che lo simuliprocedendo alla raccolta di un insieme congruente di informazioni
TERRITORIOTERRITORIO
DATIDATI
•• utiliutili•• indispensabili•• stabili stabili •• variabilivariabili•• economicieconomici•• costosicostosi••…………......
giusto compromesso tra costoe adeguatezza dei dati
COSTI ( noti )
BENEFICI ( prevedibili )
GIS
Patrimoni informativi
Il costo di implementazionecosto di implementazione del patrimonio informativoè di gran lunga superiore al costo di tutte le altre
componenti di un SIT
La funzionalità primaria di un S.I.T. è direttamente proporzionale alla QUALITA’ e QUANTITA’ di DATI
che è in grado di produrre elaborare, gestire e rendere disponibile
Base di Dati da mantenere costantementeaggiornata e alimentata
pena l’invecchiamento e morte del SISTEMA
GIS
Patrimoni informativi
costicosti
C.T.R. 10.000 numerico
C.T.R. 2.000 numerico
3 €
x Ha
30 €
x Ha
• C.T.R. 10.000 formato numerico 800.000 €
• C.T.R. 2.000 numerico solo aree urbanizzate 1.800.000 €
• Patrimonio numerico medio provincie 4,0 / 5,0 milioni di €
patrimoni informativi
GIS
Patrimoni informativi
Enti pubblici (pa)Enti di ricercaProfessionistiEnti di ricerca
informazionidaticonoscenzestudi
Comuni Standardizzati e Omogenei Aggiornati Fruibili
patrimoni
PATRIMONI INFORMATIVI
GIS
Componente tecnologica
nonostante l’aspetto tecnologicoaspetto tecnologiconon rappresenti la parte più
rilevante e problematica nella
progettazione di un S.I.T.S.I.T. non è
comunque da sottovalutare
L’HardwareHardware deve essere ben strutturato per consentire la corretta informatizzazione di tutto il
patrimonio informativo e una notevole capacità elaborativa, in
grado di garantire un corretto utilizzo del SW impiegato
utilizzandone al massimo tutte le sue potenzialitàNon è
da trascurare inoltre la dinamicità e instabilità del mercato in questo settore e quindi la rapida
obsolescenzaobsolescenza
delle macchine acquisite.
GIS
Architettura HW
utilizzo di una struttura di elaborazione dati distribuitaelaborazione dati distribuita, cioè
costruita intorno ad una rete di comunicazionerete di comunicazione
che connetta posti di lavoroconnetta posti di lavoro dotati di potenza di elaborazione locale (workstation)
e permetta una condivisione totaletotale o parzialeparziale
del database territoriale integrato
utilizzando soluzioni che consenteespandibilitespandibilitàà e flessibilitflessibilitàà
massime e nel contempo è
in grado di fornire i livelli di prestazioni richiestilivelli di prestazioni richiesti
dalle elaborazioni a carattere geografico
GIS
I GIS lavorano con dati georeferenziati.
La georeferenziazione, ossia la conservazione insieme ai dati delle coordinate geografiche dell’entità
a cui i dati si riferiscono, rende possibili
analisi sulla distribuzione di fenomeni e strutture sul territorio che con altri strumenti non sarebbero possibili.
I GIS, inoltre, nella rappresentazione dei dati spaziali utilizzano due tipi di approccio, definiti dal modello vettoriale e dal modello raster
Caratteristiche Sw
GIS
GIS
Il software per essere considerato GIS deve possedere almeno le seguenti funzionalità:
Presenza di un database relazionale
Capacità di interrogazione integrata dei dati (grafica/testuale)
Strumenti di visulizzazione
Strumenti di analisi
Strumenti di editing grafico
Caratteristiche Sw
GIS
GIS
Caratteristiche Sw
GIS
un GIS deve essere essenzialmente un integratore di dati
Cartografia
raster e
vettorialeImmagini
CAD RDBMS
MULTIMEDIA
Gestione
documentiGPS
GIS
Caratteristiche Sw
GIS
Il software per essere considerato GIS deve Il software per essere considerato GIS deve possedere almeno le seguenti funzionalitpossedere almeno le seguenti funzionalitàà::
Presenza di un database relazionale
Capacità di interrogazione integrata dei dati (grafica/testuale)
Strumenti di visualizzazione
Strumenti di analisi
Strumenti di editing grafico
GIS
Caratteristiche Sw
GIS
•• espandibilitespandibilitàà
•• manutenibilitmanutenibilitàà
•• affidabilitaffidabilitàà
•• compatibilitcompatibilitàà
L'espandibilità
si esprime nella possibilità
di aggiungere nuove funzioni e/o di migliorare le nuove funzioni di quelle presenti.
Di fatto il software viene costantemente aggiornato e nuove releasevengono periodicamente distribuite (in genere con frequenza annuale).
GIS
Struttura
utentinon esperti
utentiesperti
Processi di integrazione
NORMENORME
SCELTE TECNICAMENTEASSISTITE
elaborazione
Regione Toscana
Nnnnnnnnnnnn
Nnnnnnnnnnnnn
decisione
Il Il S.I.T.S.I.T.
a supporto del processo decisionalea supporto del processo decisionale
GIS
I Dati Geografici sono una rappresentazione schematizzata del mondo reale e sono caratterizzati da:
• una loro tipologia: vettoriale o raster
•una collocazione nello spazio (posizione geografica)
•dei propri Attributi
Dati Geografici
GIS
OGNI OGGETTO HA UNA FORMA E UNA POSIZIONE
COMPONENTE DESCRITTIVA o ATTRIBUTOCOMPONENTE DESCRITTIVA o ATTRIBUTOAd ogni oggetto possono essere associate una serie di informazioni qualitative che ne identificano le caratteristiche consentendo di distinguere ogni oggetto in modo univoco.
COMPONENTE GRAFICA (geometrica)COMPONENTE GRAFICA (geometrica)Ogni elemento può essere rappresentato con linee, punti, poligoni. linee, punti, poligoni. Si possono individuare anche testi (annotazioni)testi (annotazioni)
e nodi (intersezioni nodi (intersezioni
tra elementi lineari)tra elementi lineari)
COMPONENTE GEOGRAFICA (Sistema coordinate rif.)COMPONENTE GEOGRAFICA (Sistema coordinate rif.)
Dati Geografici
GIS
Chris Buhi 1757 Millbrook Ln 28226 Y 2Christian Carlson 1761 Millbrook Ln 28226 Y 1Chris McGuire 1765 Millbrook Ln 28226 Y 2Dale Loberger 1776 Millbrook Ln 28226 N 6Donna Buccini 1780 Millbrook Ln 28226 Y 2
.anca
ster
POLIGONIPOLIGONI
PUNTIPUNTI
NODINODIANNOTAZIONIANNOTAZIONI
LINEELINEEMillbrook Lane
.anca
ster
POLIGONIPOLIGONI
PUNTIPUNTI
NODINODIANNOTAZIONIANNOTAZIONI
LINEELINEEMillbrook Lane
COMPONENTE DESCRITTIVACOMPONENTE DESCRITTIVA
COMPONENTE GRAFICACOMPONENTE GRAFICA
Dati Geografici
GIS
Christian Carlson1761 Millbrook Ln Y1
Jo-Ann Bro1812 Millbr
Chris McGuire1765 Millbrook Ln Y2
Donna Buccini1780 Millbrook Ln Y2
N6
Millbrook Lane
.anca
ster
Christian Carlson1761 Millbrook Ln Y1
Jo-Ann Bro1812 Millbr
Chris McGuire1765 Millbrook Ln Y2
Donna Buccini1780 Millbrook Ln Y2
N6
Millbrook Lane
.anca
ster
La componente grafica e quella descrittiva unite formano ll’’
INFORMAZIONE GEOGRAFICAINFORMAZIONE GEOGRAFICA
Informazione Geografica
GIS
INFORMAZIONEINFORMAZIONE
Insieme di dati collegati gli uni agli altri in modo da
fornire un messaggio utile per raggiungere uno scopo
DATODATO
Semplice registrazione di un fatto, oggetto o fenomeno
Informazione Geografica
GIS
Gli Attributi dei Dati GeograficiGli ATTRIBUTI (l’elemento piu’
importante del GIS, in quanto
necessari per fare delle analisi dei dati e rendere GIS uno strumento per DSS)
Per attributi s’intende le informazioni relative ad un dato geografico, organizzate in tabelle
Gli attributi sono in genere
memorizzati sui dei database relazionali e interrogabili
mediante linguaggi SQL
Ad ogni dato geografico (punto, linea o poligono, pixel) corrisponde un solo record
(o riga) della tabella
Ad ogni dato geografico possono essere associati piu’
attributi (campi
o colonne)
GIS
Per la rappresentazione dei dati in un sistema informatico occorre formalizzare un modello rappresentativo flessibile che si adatti ai fenomeni reali. Nel GIS abbiamo tre tipologie di informazioni:
•Geometriche: relative alla rappresentazione cartografica degli oggetti rappresentati; quali la forma (punto, linea,poligono), la dimensione e la posizione geografica;
•Topologiche: riferite alle relazioni reciproche tra gli oggetti (connessione, adiacenza, inclusione ecc…); •Informative: riguardanti i dati (numerici, testuali
ecc…) associati ad ogni oggetto.
Il GIS prevede la gestione di queste informazioni in un database
relazionale.
Modello dati
GIS
Modello dati
Raster
Vettoriale
GIS
Nel modello vettoriale, le informazioni su punti, linee e poligoni sono codificate e memorizzate come una collezione di coordinate x,y. Il dato vettoriale permette di gestire queste collezioni di coordinate come elementi e quindi calcolarne l’area, il perimetro, la distanza da altri elementi e così
via.
Il modello vettoriale e' estremamente utile per descrivere fenomeni discreti, ma risulta meno adatto per descrivere fenomeni continui, quali temperatura, precipitazioni, quota, pendenza, cioè
fenomeni che
rappresentano un'unica grandezza che varia continuamente nello spazio.
MODELLO VETTORIALE
GIS
Mod. vettoriale –
Primitive geometriche
è
un oggetto spaziale senza area individuato da una coppia di coordinate nello spazio bidimensionale
X
Linea è
un oggetto spaziale costituito da una sequenza ordinata di punti
Poligono è
un oggetto spaziale costituito da una o più
linee che delimitano un’area chiusa
X
Y
Y (X,Y)
Y
X
La realtà
fisica o geografica può essere rappresentata mediante entità geometriche semplici: punti, linee
e poligoni
Punto
GIS
PuntiPunti Entità
definite da una sola coppia di coordinateEs. pozzi, stazioni meteorologiche, punti quotati, ecc.
LineeLinee Entità
definite da una serie di coppie di coordinate che definiscono la forma e la direzione di una linea
Es. strade,fiumi,limiti ecc.
PoligoniPoligoniEntità
definite da una spezzata chiusa
(ovvero
una serie di linee) che delimita un areaEs. parcelle, uso del suolo, e qualsiasi variabile discreta
Queste rappresentazioni appartengono al modello Queste rappresentazioni appartengono al modello VETTORIALE e rappresentano la componente grafica VETTORIALE e rappresentano la componente grafica di una dato spaziale.di una dato spaziale.
Mod. vettoriale –
Primitive geometriche
GIS
I dati vettoriali sono dati grafici costruiti a partire da punti
di coordinate note (geometria) collegati a formare oggetti più
complessi
(linee, polilinee, poligoni) per mezzo di tabelle che ne definiscono le connessioni (topologia).
punti: rappresentanti oggetti descrivibili con una coppia di coordinate (ad esempio pali, pozzi, ecc.),
(x,y)
X
Y
12
4
3
57
6 9
811
10
12
Nr. X Y1 123,44 11,202 45,00 31,003 6,00 65,004 44,00 23,005 76,00 58,006 20,00 30,007 88,00 111,008 435,00 373,009 564,00 102,00
10 268,00 632,0011 135,00 23,0012 24,00 456,00
PUNTI
Dati Vettoriali –
primitive geometriche
GIS
Linee e polinee: rappresentano oggetti descrivibili con un insieme di punti connessi (ad esempio linee telefoniche, tratti di fiumi, ecc.),
(x,y)
X
Y
12
4
3
57
6 9
811
10
12
4
6
3
2
1
5
POLY SEGM1 11 31 41 52 32 6
Dati Vettoriali –
primitive geometriche
GIS
poligoni: rappresentanti oggetti racchiusi da una spezzata e quindi con determinata area (ad esempio laghi, edifici, ecc.)
12
POLIGONO POLILINEA1 11 21 62 32 42 52 6
POLIGONI
(x,y)
X
Y
1
2
4
5
6
3
Dati Vettoriali –
primitive geometriche
GIS
Il tipo raster è
fondamentalmente un’immagine georiferita, quindi con una collocazione spaziale definita, può essere pensata come un insieme di piccole aree uguali che costituisco una matrice di punti. I valori associati ad ogni cella possono esprimere informazioni di vario tipo, temperatura, pendenza, etc…. si adatta molto bene agli studi sulla morfologia del suolo e viene spesso utilizzato come immagine di sfondo su cui proiettare dati vettoriali.
MODELLO RASTER
GIS
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12123456789
101112
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
PixelNel modello raster lo spazio è
invece suddiviso
in una griglia o matrice, generalmente di dimensioni regolari, che isola porzioni di territorio denominate pixel.
La localizzazione dell’oggetto è
in questo modo definita dal numero di riga e colonna della matrice ed il singolo pixel ha quindi come attributo identificativo l’elemento del territorio che occupa quella posizione geografica.
Modello RASTER
GIS
Nel modello raster si possono individuare due tipi di rappresentazione le IMMAGINI IMMAGINI e le GRIDGRID
MODELLO RASTER
GIS
Le immagini sono costituite da una serie di punti posti in modo regolare detti PIXELPIXEL. Ognuno di essi ha un valore che ne determina il colore. Gruppi adiacenti di pixel con lo stesso colore formano visivamente le entità
geografica. I pixel non hanno
nessuna tabella descrittiva associata.
IMMAGINI
GIS
Nelle grid
ciascun punto di una superficie è rappresentato da una CELLACELLA. Le celle, di forma
quadrata, sono organizzate in righe e colonne.La cella può essere considerata come un poligono di cui ha le stesse proprietà. La dimensione della cella determina l’accuratezza o risoluzione della grid.
GRID
GIS
Pixel = 10 metri a terra
Valore di quota =121 m s.l.m.
(es) Il DTM (Digital Terrain Model)
Raster classif. GRID
GIS
In questo modello le unità
spaziali
sono celle individuate distribuite regolarmente: una zona di bosco non sarà
pertanto una
entità
unitaria definita, come avviene invece nel modello vettoriale, ma un insieme di celle indipendenti e adiacenti tra loro aventi tutte l’attributo “bosco”
Raster classif. GRID
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