GRASS GIS. generalità ed approfondimento. Marco Ciolli - Paolo Zatelli

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1 GRASS GIS generalità ed approfondimento Università degli Studi di Trento GRASS versione 6.4.3

2 I sistemi di trattamento delle informazioni territoriali FOSS Data viewer GIS Analysis Geo DataBase QGIS Thuban OpenEV vis5d+ P araview GRASS GRASS/R-stats JGRASS JUMP udig ILW IS gvs IG saga WebGIS Interoperability PostgreSQL/PostGIS UMN Mapserver GDAL/OGR MySQL GeoServer PROJ4 sqlite/spatialite Cartoweb

3 GRASS GRASS GIS (Geographic Resources Analysis Support System) è un Geographic Information System (GIS) o Sistema Informativo Territoriale (SIT) Ha funzionalità per la gestione di raster; vettori (con topologia); image processing; gestione di oggetti grafici. E' distribuito sotto GNU General Public License (GPL).

4 La storia di GRASS GRASS ha subito un continuo sviluppo dal 1982 (in realtà è stato distribuito al pubblico solo nel 1989 ma la vera grande diffusione l ha avuta con l avvento di Internet negli anni 90) ed ha coinvolto un gran numero di uffici federali degli USA, Università e Compagnie private: NASA, NOAA, USDA, the National Park Service, the U.S. Census Bureau, USGS. Lo sviluppo del progetto GRASS è stato portato avanti dallo U.S. Army Corps of Engineers e in particolar modo dal CERL (Construction Engineering Research Laboratory) Champaign, Illinois fino alla versione 4.1 nel 1992, alla quale aggiunse cinque aggiornamenti e varie patches fino al Dal 1997 il progetto è stato portato avanti dal GRASS Research Group della Baylor University, Waco (Texas), U.S.A. che ha rilasciato la versione la 4.2. Lo sviluppo è passato ad un gruppo di ricercatori dell Università di Hannover coordinato da Markus Neteler che ha curato lo sviluppo dalla versione 5 in poi. Attualmente lo sviluppo continua ad essere coordinato da Neteler, Fondazione Mach di Trento ed è uscita la versione 6.4 Il Development Team è diventato un team internazionale che conta sviluppatori in tutto il mondo.

5 Diffusione di GRASS GRASS si è diffuso negli ultimi venti anni soprattutto in ambito accademico, ma la potenza e flessibilità del sistema e nelle ultime versioni, la migliorata facilità di installazione e di d uso l hanno reso appetibile anche per professionisti e P.A. Agli inizi GRASS era disponibile solo in ambiente Unix o Unix like significativamente diffuso in ambito accademico ed era di indubbio interesse per la possibilità di intervenire direttamente sul codice sorgente. I primi utilizzatori professionali e delle P.A. non conoscevano Unix (a parte gli utenti ARC/INFO) e necessitavano invece di strumenti in grado di svolgere un numero limitato di operazioni in ambienti più conosciuti come Dos o Windows. La disponibilità del codice sorgente recava loro pochi vantaggi; la documentazione disponibile era in lingua inglese e non c erano tutorial; la limitata diffusione dei collegamenti internet spesso non consentiva di consultare la già allora nutrita mailing list degli utilizzatori di GRASS; la limitata velocità di collegamento rendeva impensabile scaricare i file di GRASS.

6 Diffusione di GRASS Attualmente la disponibilità gratuita e completa di codice e sorgente; la nutrita presenza di documentazione sia tecnica che didattica sulla rete anche in lingua locale italiana la diffusione capillare e il miglioramento delle prestazioni della rete; rendono più semplice l adozione di GRASS anche solo per la sperimentazione in parallelo ad altri sistemi. Il numero di utenti di GRASS e' stimato tra e (dati agosto 2004, vedi

7 Conferenze Principali o 1 (1985) Fort Hood, Texas o 2 (1986) Fort Lewis, Washington o 3 (1987) National Space Technology Lab, Stennis Space Center o 4 (1988) Champaign. USA CERL o 5 (1989) Alexandria, Va. Soil Conservation Service o 6 (1990) UC Berkeley o 7 (1992) Denver, National Park Service o 8 (1993) Reston, Va. USGS, SCS, FBI o (1994) Paris, France (5TH European GRASS Users Meeting) o (1994) 9th Annual GRASS GIS User's Conference and Exhibition (Sponsored by the Open GIS Foundation, Reston USA) o (2000) 1. Italian GRASS Meeting at Como, Italy o (2001) 2. Italian GRASS Meeting at University of Trento, Italy, February o (2001) 1. German GRASS Meeting at University of Mainz o (2002) 3. Italian GRASS Meeting at University of Trieste, Italy o (2002) Open Source Free Software GIS International GRASS users conference 2002, Trento, Italy, Sept o (2003) 4. Italian GRASS Meeting at University of Firenze, Italy, Feb 2003 o (2004) 5. Italian GRASS Meeting at University of Padova, Italy o (2004) FOSS4G: GIS-GRASS User Conference Sept 2004, Bangkok, Thailand o (2005) 6. Italian GRASS Meeting at University of Rome, Italy o (2006) 7. Italian GRASS Meeting at University of Genova, Italy o ( ) FOSS4G Open Source Geospatial Communities Joint Conference , Lausanne, Switzerland , Victoria, Canada , Capetown, South Africa , Sidney, Australia , Barcelona, Spain , Denver, USA 2013, Nottingham, UK o (2007) 8. Italian GRASS Meeting at Palermo, Italy o (2008) 9. Italian GRASS Meeting at Perugia, Italy o (2009) 10. Italian GRASS Meeting at Cagliari, Italy o (2010) 11. Italian GRASS Meeting at Lugano, Switzerland o (2011) 12. Italian GRASS Meeting at Trento, Italy o (2012) 13. Italian GRASS Meeting at Trieste, Italy o (2013) 14. Italian GRASS Meeting at Genoa, Italy o (2014) 13. Italian GRASS Meeting at Palermo, Italy

8 Useless, but interesting. Costo di GRASS GRASS 5.0.3: Total Physical Source Lines of Code (SLOC) = 772,827 Development Effort Estimate, Person-Years (Person-Months) = (2,586.41) Total Estimated Cost to Develop = $ 29,115,753 GRASS 5.3.0: Total Physical Source Lines of Code (SLOC) = 918,816 Development Effort Estimate, Person-Years (Person-Months) = (3,101.71) Total Estimated Cost to Develop = $ 34,916,572 GRASS 5.7.0/6.0: Total Physical Source Lines of Code (SLOC) = 333,939 Development Effort Estimate, Person-Years (Person-Months) = (1,071.67) Total Estimated Cost to Develop = $ 12,064,022 Linux Kernel : Total Physical Source Lines of Code (SLOC) = 3,511,066 Development Effort Estimate, Person-Years (Person-Months) = 1, (12,674.25) Total Estimated Cost to Develop = $ 142,676,539 Debian 2.2 (Potato) [some time in 2001]: Total Physical Source Lines of Code (SLOC) = 55,201,526 Development Effort Estimate, Person-Years (Person-Months) = 14, (168,069.41) Total Estimated Cost to Develop = $1.9 billion modificato da:

9 GRASS e sistemi operativi GRASS è sviluppato in ambiente UNIX (Linux) e portato su altri sistemi, tra cui: UNIX-like (Solaris, IRIX, Linux, BSD) con interfaccia grafica e terminale in X-Windows; MS-Windows (NT/2000/XP/Vista/Seven/8 con Cygwin e Nativo Windows con OSGeo4W Installer MacOS X; Java (JGRASS). Le differenze riguardano soprattutto l'efficienza e stabilità dei sistemi operativi a prescindere da GRASS.

10 Storia di GRASS e release 1989: Civil Internet 1994: WWW born GRASS U.S. Army ( ) GRASS GRASS 4.2 Ma nu 1997 al 1998 co de m 1999 an ag em en t 1997 University of Baylor GRASS 4.2.1/ Universität Hannover PD GRASS 5.0 GRASS Development Team (1997- oggi) Au to m GP L'e d 2001 at ed co de m 2001 ITC-irst GRASS 5.1/ an ag em en t( CV S) GRASS OSGEO GRASS GRASS GRASS

11 Stato attuale

12 Add-on

13 Quale versione di GRASS? La versione 6.4.x è la stable, la old è la 6.2.3: la 6.4.x è consigliata a tutti in quanto è quella stabile e aggiornata (il feedback sui problemi è molto apprezzato); la 6.5 è usata se servono le nuove funzionalità della 7; la 7 è usata da utenti avanzati e sviluppatori; le versioni e le 6.0 hanno un interfaccia meno evoluta e non vengono più sviluppate ed insieme con le precedenti 5.4, 4.2 ecc. sono ancora disponibili per chi usa ancora queste versioni ma non sono trattate in questo corso.

14 Binario o sorgente? GRASS è distribuito come binario linux (in vari formati: Debian-.deb, SuSE-.rpm),MacOSX, MS Windows/Cygwin oppure come sorgente. Binario Vantaggi Facilità e velocità di installazione Sorgente Possibilità di personalizzazione, uso della versione più aggiornata Svantaggi Usa parametri standard, è generato periodicamente Si deve configurare e disporre delle librerie development Per utenti non esperti è consigliabile il binario precompilato, per chi è in grado di configurare e personalizzare il codice può essere meglio utilizzare il sorgente.

15 Live CD/DVD Virtual Machines E' possibile sperimentare l'utilizzo di GRASS sul proprio computer senza installare nulla, utilizzando un live CD/DVD o una Virtual Machine da:

16 Vecchi live CD E' possibile sperimentare l'utilizzo di GRASS sul proprio computer senza installare nulla, utilizzando un live CD per: Linux The Italian GRASS DVD 4.2: Knoppix GISIX: Freeduc-cd: GEOLivre Linux: Geomorphix: ArcheOS: FOSS4G Osaka: Ominiverdi: Poseidon Linux: Windows XP 1. the XliveGRASS-CD: GRASS 6.0 (dati su HD o penna USB) 2. the CygwinGRASS-Install-CD: installa GRASS 6.0 da CD

17 Portable systems su chiave usb... E' possibile sperimentare l'utilizzo di GRASS sul proprio computer senza installare nulla, utilizzando una chiavetta USB per: Linux - slaxgis è una raccolta di software GIS da aggiungere alla distribuzione live USB slax 6 Dove scaricare slaxgis Dove trovare slax originale

18 Portable systems su Virtual Machine E' possibile sperimentare l'utilizzo di GRASS sul proprio computer senza installare nulla, utilizzando una Virtual Machine: Il materiale del corso è contenuto in una Virtual machine. Cos'è una Virtual machine? Una Virtual machine (VM) è una implementazione software di una macchina, (per esempio un computer) che esegue programmi come se fosse una macchina vera. In realtà la macchina virtuale è contenuta in un file. La potenza di calcolo dei PC odierni permette di utilizzare proficuamente anche questa modalità.

19 GRASS sotto Linux Interfaccia tcltk

20 GRASS sotto Windows/Cygnus

21 GRASS sotto Windows/Cygnus GRASS nativo

22 GRASS sotto Mac OS X

23 GRASS sotto Mac OS X

24 GRASS wxpython (6.4)

25 Requisiti di sistema Standard PC o workstation con sistema operativo UNIX-like con X-Windows (KDE, GNOME, fvwm2,...), es: Linux (Intel o PowerPC) ipaq/linux Solaris (SPARC o Intel) HP-UX (HP PA-RISC) FreeBSD (Intel, Alpha AXP) Mac OS X (PowerPC) o MS-Windows (NT/2000/XP/VISTA/Seven con Cygwin oppure anche nativo). Lo spazio disco richiesto è MB per i binari di GRASS, a seconda della piattaforma hardware; circa 50MB per i sorgenti di GRASS. Al momento della compilazione è necessario avere almeno 600MB circa liberi su disco; spazio per i dati.

26 Altri sistemi GRASS si interfaccia facilmente con altri sistemi Open Source per avere: supporto di un motore di database esterno; interfaccia verso internet; import/export di dati; stampa di mappe; elaborazioni 5D calcoli statistici (R).

27

28 Documentazione GRASS Documentation Project

29 Documentazione- wiki _Page

30 Documentazione - wiki ments

31 Documentazione general features Una parte della documentazione non è ancora stata trasferita su wiki General texts and Manual pages General/Features What's GRASS? Read on for an overview. GRASS FAQ and answers GRASS new FAQ and Answers You might want to know detailed features of GRASS GIS. Find a short feature description GRASS 6.2.x: New features are integrated such as DBMS support, 2D/3D vector geometry, PostGIS support, vector networking These are the simulation models already integrated in GRASS. GRASS and SQL-support GRASS and interfaces to geo/statistical software ResearchIndex: GRASS related articles in database Google Scholar: GRASS related articles in database Selected journal papers Man-Pages GRASS 6 manual pages HTML MANUAL pages search engine

32 Manuali on-line

33 Libri

34 Tutorial Altri tutorial disponibili nel Wiki

35 DBMS: GRASS 6: full DBMS integration Special Topics Erosion modeling: Modeling topographic potential for erosion and deposition using GIS (Postscript, 19 pages) Terrain analysis and erosion modeling (online) Interacting fields approach for evolving spatial phenomena: application to erosion simulation for optimized land use (Postscript, 15 pages). Online version with links. ANSWERS: Introduction from Purdue University (Postscript, 7 pages) Excerpt from ANSWERS user's manual (Postscript, 7 pages) The AGNPS-page AGNPS documentation collection Hydrologic Modeling: SWAT - GRASS - Interface (Soil and water assessment tool) (online) References for r.water.fea - Finite element simulation for surface runoff etc. (Postscript) Image processing: Image processing tutorial (Postscript, 47 pages) Landscape structure analysis: r.le GRASS 5 (2001): Quantitative analysis of landscape structures (PDF) r.le GRASS 4.x: Quantitative analysis of landscape structures (online and Postscript ) Raster analysis: Short command reference (Postscript, 4 pages) Performing Boolean Operations in GRASS 4.0: r.combine tutorial (Postscript, 15 pages) GRASS 4.0 Inference engine: r.infer (Postscript, 18 pages) r.mapcalc: An algebra for GIS and image processing (PDF, 22 pages) Performing map calculations on GRASS data: r.mapcalc program tutorial (PDF, 13 pages) r.le 2.2: Quantitative analysis of landscape structures (online and Postscript ) F-tools: Floodplane analysis (online) r.watershed Tutorial and r.watershed hints (Text) r.water.fea tutorials (PS)

36 Special Topics Sites analysis: s.sample tutorial Calculating autocorrelation with GRASS (Postscript, 7 pages) Terrain modeling/geomorphology/soil Science: Modeling topographic potential for erosion and deposition using GIS (Postscript, 19 pages) Topography, soil horizons, and erosion/deposition (online) Surface modeling (online) Terrain analysis and erosion modeling (online) nviz - tool for viewing data surfaces in three dimensions for GRASS on Silicon Graphics (online) Interpolation by regularized splines with tension - I. Theory (s.surf.tps) (Postscript, 24 pages) Interpolation by regularized splines with tension - II. Application to terrain modeling and surface geometry analysis (s.s urf.tps) (Postscript, 18 pages) Modeling topographic potential for erosion and deposition using GIS (Postscript, 19 pages) Toward a Fission Track Tectonic Image of Australia: Model based interpolation in the Snowy Mountains using a GIS (online) GRASS 4.0 Tutorial: DTED and DEM Elevation Data Extraction (Postscript, 13 pages)

37 Special Topics Vector management: Short command reference (Postscript, 2 pages) Short introduction from user's guide (Postscript, 7 pages) GRASS 4.0 map digitizing manual: v.digit (PDF, 53 pages) Deutsche Übersetzung des GRASS 4.0 map digitizing manual: v.digit (online) SDTS support and sample data GRASS Tutorial: DLG-3 data extraction (Postscript, 6 pages) Exporting DXF - Information from info.grass.user (Postscript, 2 pages) DXF and GRASS And one more: DXF and GRASS Calculating autocorrelation with GRASS (Postscript, 7 pages) SDTS user guide (Postscript) Visualization: GRASS 5: GRID3D: Multidimensional interpolation and visualization in GRASS GIS (online) Multidimensional interpolation and visualization in GRASS GIS (online) Interpolation and visualization from 3D scattered data using GRASS GIS (online) Multidimensional dynamic cartography (Postscript, 7 pages)

38 Documentazione in italiano Eventi in Italia e all'estero: Lista degli utenti italiani di GRASS Materiale didattico in italiano Articoli pubblicati dagli utenti italiani

39 Documentazione in italiano

40 Documentazione in italiano

41 Documentazione in italiano

42 Documentazione in italiano

43 Import dati Image formats: Binary files (ETOPO30, ETOPO-5,ETOPO-2,Globe DEM, BIL, AVHRR e GMT): r.in.bin DOQ (USGS): r.in.gdal DTED: r.in.gdal CEOS: r.in.gdal EFF (Eosat Fast Format) r.in.gdal TIFF/GeoTIFF: r.in.gdal (.tif/.tfw o GeoTiff) GIF: r.in.gdal (.gif) IMG (Erdas) r.in.gdal (.img) JPEG JFIF: r.in.gdal (.jpg) PPM/PNM: r.in.gdal (.ppm: r.in.gdal.pbm) PNG: r.in.gdal (.png) SAR/CEOS: r.in.gdal SDTS DEM: r.in.gdal Vector formats: ESRI E00 (vector): v.in.e00 (.e00) ESRI Shapefile (SHP) v.in.ogr UK.NTF: v.in.ogr SDTS: v.in.ogr TIGER: v.in.ogr S57: v.in.ogr MapInfo File: v.in.ogr DGN: v.in.ogr VRT: v.in.ogr AVCBin: v.in.ogr REC: v.in.ogr Memory: v.in.ogr CSV: v.in.ogr GML: v.in.ogr ODBC: v.in.ogr PostgreSQL: v.in.ogr Raster GIS formats: Arc/Info Binary Grid: r.in.gdal CEOS (Spot for instance): r.in.gdal First Generation USGS DOQ: r.in.gdal New Labelled USGS DOQ: r.in.gdal NIMA/Military Elevation Data (DTED): r.in.gdal Eosat Fast Format: r.in.gdal ESRI.hdr Labelled: r.in.gdal TIFF / GeoTIFF: r.in.gdal Erdas Imagine.hfa: r.in.gdal JPEG JFIF: r.in.gdal PCI.aux Labelled: r.in.gdal Portable Network Graphics (PNG): r.in.gdal USGS SDTS DEM: r.in.gdal SAR CEOS: r.in.gdal ARC/INFO Binary Grid coverages: r.in.gdal (.adf) ESRI/ARC-ASCII-GRID: r.in.arc (.asc), r.in.gdal ESRI/ARC-BINARY-GRID: r.in.gdal (.hfl) ASCII raster: r.in.ascii ETOPO-5: r.in.bin GLOBE DEM 30: r.in.gdal GTOPO30: r.in.bin GMT binary array: r.in.bin Matlab/Octave MAT: r.in.mat GRIDATB.FOR map file (TOPMODEL): r.in.gridatb SRTM90 HGT: r.in.srtm ASCII polygon/line: r.in.poly Altri formati sono supportati attraverso r.in.gdal

44 Export dati Image formats: Raster GIS/Image formats con Binary files: r.out.bin GeoTIFF: r.out.tiff (.tif/.tfw) MPEG: r.out.mpeg PNG: r.out.png POV: r.out.pov PPM: r.out.ppm TIFF: r.out.tiff GDAL: Vector formats: AAIGrid: Arc/Info ASCII Grid: r.out.gdal BMP: MS Windows Device Independent Bitmap: r.out.gdal BSB: Maptech BSB Nautical Charts: r.out.gdal DTED: DTED Elevation Raster: r.out.gdal ELAS: ELAS: r.out.gdal ENVI: ENVI.hdr Labelled: r.out.gdal FIT: FIT Image: r.out.gdal GIF: Graphics Interchange Format (.gif): r.out.gdal GTiff: GeoTIFF: r.out.gdal Raster GIS formats: HDF4Image: HDF4 Dataset: r.out.gdal HFA: Erdas Imagine Images (.img): r.out.gdal ASCII: r.out.ascii ESRI/ARC-ASCII-GRID: r.out.arc (.asc) JPEG2000: JPEG-2000 part 1 (ISO/IEC ): r.out.gdal JPEG: JPEG JFIF: r.out.gdal GeoTIFF: r.out.tiff (.tif/.tfw) MEM: In Memory Raster: r.out.gdal GRIDATB: r.out.gridatb MFF2: Atlantis MFF2 (HKV) Raster: r.out.gdal MFF: Atlantis MFF Raster: r.out.gdal NITF: National Imagery Transmission Format: r.out.gdal PAux: PCI.aux Labelled: r.out.gdal PCIDSK: PCIDSK Database File: r.out.gdal PNG: Portable Network Graphics: r.out.gdal PNM: Portable Pixmap Format (netpbm): r.out.gdal VRT: Virtual Raster: r.out.gdal XPM: X11 PixMap Format: r.out.gdal ASCII: v.out.ascii AUTOCAD/DXF: v.out.dxf (.dxf) POV (POV-Ray): v.out.pov ESRI Shapefile: v.out.gdal Mapinfo File: v.out.gdal TIGER: v.out.gdal GML: v.out.gdal

45 Funzioni Raster analysis Automatic rasterline and area to vector conversion Buffering of line structures Cell and profile dataquery Colortable modifications Conversion to vector and point data format Correlation / covariance analysis Expert system analysis Map algebra (map calculator) Vector analysis Interpolation for missing values Contour generation from raster surfaces (IDW, Spline algorithm) Neighbourhood matrix analysis Conversion to raster and point data format Raster overlay with or without weight Digitizing with board or on screenwith mouse Reclassification of cell labels Reclassification of vector labels Resampling (resolution) Superpositioning of vector layer Rescaling of cell values Network analisys Statistical cell analysis Surface generation from vector lines 3D-Raster (voxel) analysis 3D data import (intuitive ASCII: x y z Format) 3D masks 3D map algebra (r3.mapcalc) 3D interpolation (IDW, Regularised Splines with Tension) 3D Visualization (isosurfaces) Interface to Vis5D visualization tool

46 Funzioni Point data analysis Delaunay triangulation Surface interpolation from spot heights Thiessen polygons Topographic analysis (curvature, slope, aspect) Image processing Canonical component analysis (CCA) Color composite generation Edge detection Frequency filtering (Fourier, convolution matrices) Fourier and inverse fourier transformation Histogram stretching IHS transformation to RGB Image rectification (affine and polynomial transformations on raster and vector targets) Ortho photo rectification Principal component analysis (PCA) Radiometric corrections (Fourier) Resampling Resolution enhancement (with RGB/IHS) RGB to IHS transformation Texture oriented classification (sequential maximum a posteriori classification) Shape detection Supervised classification (training areas, maximum likelihood classification) Unsupervised classification (minimum distance clustering, maximum likelihood classification) DTM-Analysis Contour generation Cost / path analysis Slope / aspect analysis Surface generation from spot heigths or contours

47 Funzioni Visualization 3D surfaces with 3D query (NVIZ) Color assignments Histogram presentation Map overlay Point data maps Raster maps Vector maps Zoom / unzoom -function Map creation PPM-image maps Postscript maps HTML maps SQL-support Database interfaces (ODBC, PostgreSQL) Other modules Erosion modelling (AGNPS 5, ANSWERS, TOPMODEL) Landscape structure analysis Solution transport Watershed analysis Geostatistics Interface to "R" (GNU S-Plus)

48 Proiezioni ll -- Lat/Lon utm -- Universe Transverse Mercator stp -- State Plane aea -- Albers Equal Area lcc -- Lambert Conformal Conic merc -- Mercator tmerc -- Transverse Mercator leac -- Lambert Equal Area Conic laea -- Lambert Azimuthal Equal Area aeqd -- Azimuthal Equidistant airy -- Airy aitoff -- Aitoff alsk -- Mod. Stererographics of Alaska apian -- Apian Globular I august -- August Epicycloidal bacon -- Bacon Globular bipc -- Bipolar conic of western hemisphere boggs -- Boggs Eumorphic bonne -- Bonne (Werner lat_1=90) cass -- Cassini cc -- Central Cylindrical cea -- Equal Area Cylindrical chamb -- Chamberlin Trimetric collg -- Collignon crast -- Craster Parabolic (Putnins P4) denoy -- Denoyer Semi-Elliptical eck1 -- Eckert I eck2 -- Eckert II eck3 -- Eckert III eck4 -- Eckert IV eck5 -- Eckert V eck6 -- Eckert VI eqc -- Equidistant Cylindrical (Plate Caree) eqdc -- Equidistant Conic euler -- Euler fahey -- Fahey fouc -- Foucaut fouc_s -- Foucaut Sinusoidal gall -- Gall (Gall Stereographic) gins8 -- Ginsburg VIII (TsNIIGAiK) gn_sinu -- General Sinusoidal Series gnom -- Gnomonic goode -- Goode Homolosine gs48 -- Mod. Stererographics of 48 U.S. gs50 -- Mod. Stererographics of 50 U.S. hammer -- Hammer & Eckert-Greifendorff hatano -- Hatano Asymmetrical Equal Area imw_p -- International Map of the World Polyconic kav5 -- Kavraisky V kav7 -- Kavraisky VII krovak -- Krovak krovakgis -- Krovakgis (Krovak with -y,-x axes) labrd -- Laborde lagrng -- Lagrange larr -- Larrivee lask -- Laskowski lee_os -- Lee Oblated Stereographic loxim -- Loximuthal lsat -- Space oblique for LANDSAT mbt_s -- McBryde-Thomas Flat-Polar Sine (No. 1) mbt_fps -- McBryde-Thomas Flat-Pole Sine (No. 2) mbtfpp -- McBride-Thomas Flat-Polar Parabolic mbtfpq -- McBryde-Thomas Flat-Polar Quartic mbtfps -- McBryde-Thomas Flat-Polar Sinusoidal

49 Proiezioni mil_os -- Miller Oblated Stereographic mill -- Miller Cylindrical mpoly -- Modified Polyconic moll -- Mollweide murd1 -- Murdoch I murd2 -- Murdoch II murd3 -- Murdoch III nell -- Nell nell_h -- Nell-Hammer nicol -- Nicolosi Globular nsper -- Near-sided perspective nzmg -- New Zealand Map Grid ob_tran -- General Oblique Transformation ocea -- Oblique Cylindrical Equal Area oea -- Oblated Equal Area omerc -- Oblique Mercator ortel -- Ortelius Oval ortho -- Orthographic pconic -- Perspective Conic poly -- Polyconic (American) putp1 -- Putnins P1 putp2 -- Putnins P2 putp3 -- Putnins P3 putp3p -- Putnins P3' putp4p -- Putnins P4' putp5 -- Putnins P5 putp5p -- Putnins P5' putp6 -- Putnins P6 putp6p -- Putnins P6' qua_aut -- Quartic Authalic robin -- Robinson rpoly -- Rectangular Polyconic sinu -- Sinusoidal (Sanson-Flamsteed) somerc -- Swiss. Obl. Mercator stere -- Stereographic tcc -- Transverse Central Cylindrical tcea -- Transverse Cylindrical Equal Area tissot -- Tissot tpeqd -- Two Point Equidistant tpers -- Tilted perspective ups -- Universal Polar Stereographic urm5 -- Urmaev V urmfps -- Urmaev Flat-Polar Sinusoidal vandg -- van der Grinten (I) vandg2 -- van der Grinten II vandg3 -- van der Grinten III vandg4 -- van der Grinten IV vitk1 -- Vitkovsky I wag1 -- Wagner I (Kavraisky VI) wag2 -- Wagner II wag3 -- Wagner III wag4 -- Wagner IV wag5 -- Wagner V wag6 -- Wagner VI wag7 -- Wagner VII weren -- Werenskiold I wink1 -- Winkel I wink2 -- Winkel II wintri -- Winkel Tripel

50 Proj4 Cartographic Projection Library è una libreria per le proiezioni cartografiche su cui si appoggiano i principali GIS FOSS per la trasformazione di coordinate e proiezione rilasciata con licenza Open Source MIT

51 GDAL Geospatial Data Abstraction Library (GDAL) è una libreria di traduzione di formati raster geospaziali. Supporta moltissimi formati raster geospaziali ed è rilasciata sotto licenza Open Source X/MIT. OGR fa parte dello stesso source tree

52 OGR E una libreria di traduzione di svariati formati vector rilasciata sotto licenza Open Source X/MIT. La libreria collegata OGR (che è parte del GDAL source tree) fornisce funzioni simili per dati vettoriali.

53 R è un linguaggio ed un ambiente per calcolo statistico e grafico. E un progetto GNU simile ad S, sviluppato ai Bell Laboratories (ex AT&T, ora Lucent Technologies) da Chambers ed altri. Molto del codice è in comune con S. R consente un ampia varietà di analisi statistiche (modellazione lineare, non lineare, tests classici, analisi di serie temporali, classificazione, clustering...) e tecniche grafiche, ed è altamente espandibile. S è utilizzato nelle metodologie statistiche, ed R fornisce un analogo strumento Open Source. Una delle caratteristiche principali di R è di ottenere grafici anche estremamente complessi di ottimo disegno e leggibilità incluse formule e simboli matematici.

54 Vis5D e Vis5D è un sistema per la visualizzazione interattiva di grandi grid data sets 5-D come quelli prodotti dai modelli numerici atmosferici. Si possono gestire isosuperfici, contour line slices, colored slices, volume renderings, etc. di dati in una griglia 3-D, quindi ruotare ed animare immagini in tempo reale. Gestisce anche dati GRASS Licenza gpl Screen shots rappresentazione dati meteo con Vis5D dal sito ufficiale

55 Screen shot dati vento su pendio con Vis5D da Vitti A Screen shot dati vento con Vis5D dal sito ufficiale

56 Paraview ha preso il posto di Vis5D, che è ancora utilizzato ma non più sviluppato.

57 Paraview rappresentazioni di dati tratte dal sito, Autori vari

58 Quantum GIS (QGIS)

59 QGIS Utilizzo di QGIS per digitalizzare oggetti GRASS

60 PostgreSQL

61 PostGIS

62 PostGIS Estensione spaziale per PostgreSQL, immagazzina e manipola oggetti, segue le specifiche OGC per l SQL.

63 OGC

64 MapServer

65 GeoServer

66 GRASS - Mapserver E' obsoleto, ora si usa una WPS.

67 JUMP Jump è un progetto che contiene varie applicazioni tra cui degli strumenti di controllo della correttezza della topologia degli oggetti di altissimo livello ed estremamente versatili e semplici attenzione al sito

68 OpenJUMP OpenJump è un ramo di Jump sviluppato a parte, visto che Jump allo stato attuale viene sviluppato solo spodaricamente

69 GEOS Geos è il porting di Java Topology Suite, (API di Jump che definisce i modelli spaziali e le funzioni topologiche) verso C++.

70 ILWIS Integrated Land and Water Information System sviluppato presso ITC Enschede (International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation) in Olanda come shareware Software GIS / Remote sensing Formati gestiti: immagini, vettoriali, raster Caratteristiche principali: digitalizzazione, editing, impaginazione mappe, idrologia, 3D... Licenza: GPL dal 1/7/2007 OS: Windows

71 OSSIM Open Source Software Image Map 1.4 strumento per la fotogrammetria e il trattamento delle immagini, telerilevamento Software: dedicato ai dati da telerilevamento Formati gestiti: raster Interfaccia OS per la fotogrammetria

72 OSSIM OS: Windows, MAC OS X, Linux (SuSe).

73 SAGA System for Automated Geoscientific Analyses- GIS ibrido con un linguaggio di programmazione per sviluppare applicazioni geoscientifiche Software: GIS / ambiente di programmazione Formati gestiti: raster 2D, vettoriali Caratteristiche principali: funzioni di analisi raster, vettoriali e programmazione Licenza: GPL OS: Linux, Windows

74 gvsig

75 Organizzazione file dati in GRASS GISDBASE è la directory principale (radice) sotto la quale risiedono tutti i file dati. le sottodirectory di GISDBASE sono chiamate LOCATION. I dati di una location hanno tutti lo stesso sistema di riferimento e la stessa proiezione. Non è possibile accedere simultaneamente a più locations! GISDBASE LOCATION.1 LOCATION.2 LOCATION.3 LOCATION.n N.B.: Per ogni sessione di GRASS si può scegliere un solo GISDBASE e lavorare su una sola LOCATION (si possono però aprire file da location differenti purché se ne abbiano le permission). Esempi: /Directory/GISDBASE/LOCATION/MAPSET /HOME/MARCO/TRENTINO/MAPPE/ /HOME/MARCO/TRENTINO/ORTOFOTO/ /HOME/MARCO/XY/FOTODARETTIFICARE/

76 Location e Mapset Ogni LOCATION contiene uno o più MAPSET, insiemi di mappe omogenee (proiezione, luogo, ecc.). Si può pensare la Location come una specie di scaffale che contiene tutte le informazioni per una certa zona di interesse In un MAPSET si possono organizzare le mappe tematicamente, geograficamente o per progetto o in qualsivoglia maniera; è un pò un modo per ordinare i libri nello scaffale. Ogni sessione viene avviata da un MAPSET e le modifiche avvengono nel Mapset corrente. Un MAPSET può essere delle stesse dimensioni oppure un subset geografico della LOCATION in cui si trova.

77 Mapset Tecnicamente è una sottodirectory di ogni Location. In un ambiente di rete con parecchi utenti che lavorano nella stessa Location, i Mapset assumono un ruolo speciale. Gli utenti possono selezionare (e quindi modificare) solo un Mapset di loro proprietà (per esempio uno creato da loro). Tuttavia, i dati in tutti i Mapset di una data Location possono essere letti da chiunque (a meno che non siano bloccati da file permission UNIX). IL Mapset PERMANENT poi, in genere, contiene le mappe in sola lettura (p.e. il modello digitale) mentre le altre Location sono leggibili e scrivibili dai loro proprietari. IL Mapset PERMANENT contiene anche alcune informazioni sulla Location stessa che non si trovano in altri Mapsets (projection info etc.) e deve sempre esistere in ogni Location. Nome completo della directory Unix corrispondente al Mapset corrente: LOCATION /GISDBASE/LOCATION/MAPSET MAPSET.1 MAPSET.2 MAPSET.3 MAPSET.n

78 Struttura di un MAPSET in GRASS Nel mapset si può continuare a lavorare con entrambe le versioni, i file raster vengono gestiti come nel 5.x, i vettoriali 5.x sono separati dai vector 6.0, per usare i vettoriali 5.x nella 6.x bisogna importarli elemento contenuto vector/ contiene la geometria dei vector dbf/ contiene gli attributi dei vector cell/ file raster cellhd/ headers dei file raster cats/ categorie dei file raster colr/ tabella dei colori per file raster cell_misc/ file di supporto statistiche dei raster fcell/ gestisce i file raster floating point hist/ informazioni su file raster e vettoriali 5.x dig/ file vettoriali binary 5.x dig_ascii/ file vettoriali ascii 5.x non viene più utilizzato, dig_att/ file attributi (categorie) 5.x conteneva gli shape file registrati con dig_cats/ file categorie (descrizione categorie) 5.x v.shape.register dig_plus/ file topologie 5.x icons/ icone usate da p.map 6.0 usava paint/ label usate da p.map v.external con cui gli site_lists/ file di site points 5.x shape arc/ file Arc/Info ungenerate rimangono in PERMANENT PATH MIOMAPSET WIND SHP CELL... una directory esterna o v.in.ogr

79 Struttura di un MAPSET in GRASS Un mapset nativo 6.4 si presenta attualmente come segue element vector/ dbf/ cell/ cellhd/ cats/ colr/ cell_misc/ fcell/ hist/ icons/ paint/ contenuto contiene la geometria dei vector contiene gli attributi dei vector file raster headers dei file raster categorie dei file raster tabella dei colori per file raster file di supporto statistiche dei raster gestisce i file raster floating point informazioni su file raster icone usate da p.map label usate da p.map g3dcell/ windows/ colr2/ dati raster 3D informazioni sullo zoom informazioni aggiuntive sulla tabella dei colori PERMANENT PATH MIOMAPSET WIND CELL...

80 File raster Un raster di nome soils ha associati i seguenti files: cell/soils raster binario cellhd/soils header cats/soils categorie colr/soils mappa colori cell_misc/soils/ directory che contiene informazioni accessorie Formato dei file RASTER Il valore di una cella occupa da 1 a 4 byte Tre formati: 1) non compresso 2) compresso run-lenght encoding 3) riclassificato (esiste solo logicamente, viene memorizzata la regola per ricrearlo).

81 File vettoriali Nella directory vector esiste una cartella con il nome di ogni file, essa contiene i file: cidx file di indicizzazione (binario); coor coordinate (binario); dbln database link (lista dei dbf associati, ASCII); head header (ASCII); hist informazioni sul file (ASCII); sidx file di indicizzazione (binario), può essere assente; topo topologia (binario). Nella directory dbf sono contenute le informazioni tabellari: dbf informazioni tabellari (non se si usa v.external o ci si usa un db esterno).

82 Accesso ai dati TRE regole per l'accesso ai filesdati: 1) l'utente può selezionare un MAPSET per lavorarci solo se è proprietario della directory MAPSET; 2) GRASS crea e modifica files solo nel MAPSET corrente (ma li legge anche da altri MAPSET); 3) i files in tutti i MAPSETS possono essere letti da tutti (salvo permission) Quando GRASS cerca un file scorre tutti i mapsets; se esistono più file con lo stesso nome seleziona il primo che trova nella ricerca. Per specificare un determinato file in un particolare mapset si usa la sintassi: soil@mappe file@mapset dtmvalsugana@trentino/valsugana/mappe

83 Sessione Si accede ad una sessione di GRASS digitando: grass oppure grass64 il programma si "ricorda" (nel file.grassrc6) l'ultima sessione e propone di aprire il MAPSET nella LOCATION nel GISDBASE corrispondente. Si può digitare il nome di nuove LOCATION e/o MAPSET e crearlo/i Per creare un nuovo MAPSET si devono conoscere alcuni parametri relativi al sistema di riferimento, alla proiezione ed ai limiti dell'area che si intende rappresentare, oppure appoggiarsi ad un file esistente georeferenziato.

84 Nuova location (1) UTM Using the UTM-projection the following information are required: enter zone (e.g. 30) enter a one line description (es. Zona di TRENTO) define the default region (= location): specify your UTM-coordinates choose the ellipsoid (see list above or enter "list" here). DEFINE THE DEFAULT REGION ======= DEFAULT REGION ============== NORTH EDGE: WEST EDGE EAST EDGE SOUTH EDGE: ===================================== PROJECTION: 1(UTM) ZONE: 32 GRID RESOLUTION East-West: 1 North-South: 1 AFTER COMPLETING ALL ANSWERS, HIT <ESC> TO CONTINUE (OR <Ctrl-C> TO CANCEL) E' possibile creare delle nuove proiezioni personalizzate. Per creare una location in Roma40/Gauss Boaga vedi

85 Nuova location Come si nota, qui i dati sono ancora da inserire

86 Header di un raster RASTER HEADER (ortotn) proj: 1 zone: 32 north: south: east: west: cols: 6640 rows: 5800 e-w resol: 1 n-s resol: 1 format: 0 compressed: 0

87 Header di un raster Le coordinate che identificano i limiti del raster si riferiscono al bordo delle celle e non al centro delle celle. resol: dimensione fisica della cella (per esempio UTM metri); format: numero di byte richiesti per rappresentare i valori di categoria; 0 > 1 byte 1 > 2 bytes 2 > 3 bytes ecc. compression: indica se il file è in forma compressa; 1 compresso 0 non compresso N.B. Se i campi rows e cols hanno valori nulli nell'header allora questi sono calcolati mediamente.

88 Reclass Format si utilizza una tabella che rimappa i valori delle celle di un Raster: reclass name: mapset: #5 prima categoria da mappare 1 5 > > > > > 2

89 Raster category file format associa ai valori delle categorie di un raster una stringa descrittiva: category file #5 category titolo layer <automatic label format> <automatic label parameter> 0: no data 1: descrizione categoria 1 2: " " 2 3: " " 3 4: " " 4 5: " " 5 hist file Wed Nov 20 15:58: carta.veg grass grass reclass Reclassified map based on: Map [par.rast] in mapset [grass] generated by r.reclass category file # 3 categories :Fondovalle e improduttivo 1:Bosco fitto 2:Bosco rado 3:Pascolo e improduttivo

90 Header di un vettoriale ORGANIZATION: DIGIT DATE: DIGIT NAME: MAP NAME: MAP DATE: MAP SCALE: OTHER INFO: ZONE: MAP THRESH: USGS-NMD DLG DATA - CHARACTE 1977, youngs Output from Vpatch 1977, RC3.HYS03 **PRODUCED Header del file streams del dataset Spearfish.

91 Moduli GRASS I comandi di GRASS hanno un prefisso per identificare il tipo di comando. La prima lettera identifica il tipo di comando, mentre le parole successive identificano il sub-argomento; alcuni comandi hanno dei sub-sub-identificatori. d.* g.* i.* r.* r3.* v.* s.* m.* p.* / ps.*... - display commands for graphical screen output - general file management commands - image processing commands - raster processing commands - raster 3D processing commands - vector processing commands - site processing commands (point data) - miscellaneous commands - map creation commands - unix scripts

92 Esempi di comandi di GRASS d.mon consente la gestione di monitor; d.rast visualizza un raster; d.vect visualizza un vettoriale; i.rectify rettifica di immagini raster ; g.rename rinomina un file; v.digit digitalizza un oggetto vettoriale; r.digit digitalizza un oggetto raster; v.to.rast trasforma un vector in raster; v.in.e00 legge dati in formato Arcinfo.e00; g.manual visualizza i manuali.

93 Interfaccia python 6.4 I pulsanti sul Layer manager sono attivi, inoltre e vi sono pulsanti sui Map display. E' possibile usare: pulsanti dell'interfaccia grafica Layer manager e dei Map display; menù dell'interfaccia grafica Layer manager linea di comando.

94 Interfaccia tcltk 6.3.x I pulsanti sul gis.m sono attivi, inoltre sono presenti pulsanti sui display di visualizzazione. E' possibile usare: pulsanti dell'interfaccia grafica gis.m e dei display; menù dell'interfaccia grafica gis.m; linea di comando.

95 Come orientarsi tra le due interfacce new old

96 Interfaccia grafica o console? Ad esempio per visualizzare un raster: Su Map Display Su x11

97 Interfaccia In entrambi i casi il risultato della visualizzazione è:

98 Interfaccia 6.4 si può ancora usare la modalità monitor lanciando d.mon da riga di comando

99 per visualizzare sul monitor bisogna lanciare il comando d.rast o d.vect da terminale I tasti sul Layer Manager e sul Map Display non hanno nessun effetto sul monitor se si lavora in questa modalità

100 Script E' possibile lavorare con script che lanciano comandi di GRASS, automatizzando molte funzioni.

101 La regione attiva GRASS lavora sempre sulla regione attiva, cioè su quella porzione di territorio che è selezionata in quel momento. La regione attiva può essere modificata esplicitamente con g.region. Modificando la regione attiva esplicitamente con g.region è possibile adattare la regione all'estensione di un file raster o vettoriale oppure richiamare una regione di estensione nota salvata con un certo nome.

102 La regione attiva I settaggi della regione sono consultabili da console oppure nell'output del comando La regione attiva può, nella versione 6.4, essere modificata anche dal sottomenù dei pulsanti del Map Display attivo

103 La regione attiva Si può forzare la visualizzazione della regione attiva in modo che corrisponda sempre a quella visualizzata nel Map Display attivo

104 Interfaccia tcltk (abbandonata)