Esercitazione 4 Analisi di dati vettoriali e raster

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1 Esercitazione 4 Analisi di dati vettoriali e In questa esercitazione verranno presentate alcuni dei comandi e dei passaggi principali per effettuare l analisi dei dati delle cartografie precedentemente realizzate. Nella prima parte viene descritto come gestire, analizzare ed elaborare i dati associati ai file vettoriali, mentre la seconda parte è relativa all analisi dei dati. Vengono fornite le descrizioni dei comandi con alcune applicazioni esemplificative. Gli stessi comandi e gli stessi procedimenti di analisi possono tuttavia essere applicati anche ad altre mappe (già realizzate o ancora da realizzare) non esplicitamente considerate in questi esempi. Per questa esercitazione useremo le mappe vettoriali e già realizzate nelle esercitazioni precedenti Analisi dei dati vettoriali Azione Comando Opzioni Esempio 1 Mettere corrente il mapset "vettori" Aprendo Grass scegliere il mapset desiderato dalla schermata di avvio scegliere il mapset vettori Se si è già in Grass e si ha un altro mapset come corrente: 2 Collegare il mapset 3 Impostare la regione Menu: impostazioni GRASS ambiente di lavoro cambia mapset Comando: g.mapset Menu: Impostazioni GRASS ambiente di lavoro accesso al mapset Menu: Impostazioni regione imposta region Comando: g.region Attenzione! La regione va impostata ogni volta che si usa un mapset nuovo, soprattutto per operazioni sui Scheda Esistente imposta la regione da questa mappa vettoriale Scheda Risoluzione risoluzione 2D della griglia inserire il numero corrispondente alla risoluzione desiderata Mettere la spunta sui mapset, vettori e PERMANENT Scheda Esistente imposta la regione da questa mappa vettoriale val_gesso_unita Scheda Risoluzione risoluzione 2D della griglia 10 Si mette 10 in questo caso perè fino ad ora sono state utilizzate mappe con risoluzione 10 1

2 Azione Comando Opzioni Esempio 4 Ripulire la mappa vettoriale Menu: vettore sviluppa vettoriale aggiusta vettore In questo caso si vogliono eliminare le piccole aree che si sono formate al confine tra alcuni sottobacini 5 Esportare la mappa creata Questo passaggio e il seguente servono a riallineare oggetti sulla mappa con le rispettive tabelle Comando: v.clean Attenzione! L'interfaccia del comando da menu e da console sono leggermente diversi, ma fanno le stesse cose La mappa creata a livello grafico è corretta, ma nella tabella restano i dati associati agli elementi modificati o eliminati Menu: file esporta mappa vettoriale formati comuni di esportazione Comando: v.out.ogr Le mappe esportate sono salvate automaticamente nella cartella Geomorfolab (se si usa la Macchina Virtuale) oppure nella cartella dove è intallato GRASS Da console input": mappa da ripulire "Vettoriale in output": nome che si vuole dare alla mappa pulita "cleaning tool": si spuntano i quadratini corrispondenti agli strumenti che si vogliono usare Scheda opzionale si spuntano i quadratini corrispondenti al tipo di oggetti da correggere "[multiplo] treshold" si indicano le soglie ovvero i valori massimi per cui fare l'operazione di pulizia input": mappa da esportare "OGR output datasource name": nome che si vuole dare alla cartella in cui verranno salvati i file shape Scheda Input si spuntano i quadratini corrispondenti al tipo di oggetti da esportare si spunta la casella "Export features with category (labelled) Only" Da console input": sottobacini_vect "Vettoriale in output": sottobacini_clean "cleaning tool" remove small areas Scheda opzionale si spuntano i quadratini corrispondenti al tipo di oggetti da correggere area "[multiplo] treshold" 101 Mettere come treshold 101 significa che vengono eliminate tutte le aree < 101 input": sottobacini_clean "OGR output datasource name": sottobacini Scheda Input area si spunta la casella "Export features with category (labelled) Only" 2

3 Azione Comando Opzioni Esempio 6 Re-importare la mappa 7 Visualizzare le etichette nella mappa dei sottobacini Menu: File importa mappa vettore formati comuni di importazione Comando: v.in.ogr Cliccare con il tasto destro sul layer proprietà ATTENZIONE! A volte, soprattutto su Windows questo comando non funziona Input: nome della mappa da importare Output: nome della mappa da creare in Grass Essendo shape va importato il file.shp si spuntano le caselle "display geomoetry of features" e "Display selected attribute based on 'attrcol'" Scheda Etichette scegliere dal menu a tendina la colonna che si vuole visualizzare Input: sottobacini.shp Output: sottobacini_def si spuntano le caselle "display geomoetry of features" e "Display selected attribute based on 'attrcol'" Scheda Etichette scegliere dal menu a tendina la colonna CAT!: lasciare vuota la casella "font name" Esempio di analisi da vettori: calcolare l'indice di forma di un bacino I = Area/L 2 8 Aggiungere tre colonne alla tabella dei sottobacini 9 Compilare la colonna area Menu: (apre la tabella dei dati del layer selezionato) Menu: Vettore report e statistiche upload or report topology Comando: v.to.db Questo comando permette di calcolare automaticamente alcuni parametri geometrici (es. area, perimetro, lunghezza, ecc.) per tutti gli elementi di una mappa Per creare una colonna nuova: 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 input": mappa per cui si vogliono calcolare alcuni valori "valore da aggiornare": valore da calcolare Menu a tendina "Units" si sceglie l'unità di misura Scheda Gestione delle tabelle "nome della colonna" area "tipo dei dati" double aggiungi Ripeter l'operazione e creare le colonne "lunghezza" e indice input": sottobacini_def "valore da aggiornare": area Menu a tendina "Units" meters Menu a tendina "Nome della colonna dell'attributo" area 3

4 10 Compilare la colonna lunghezza 11 Calcolare il quadrato della lunghezza 12 Compilare la colonna indice di compattezza Menu : misura distanza Per interrompere il comando si fa doppio click Menu a tendina "Nome della colonna dell'attributo" si indica la colonna in cui si vuole scrivere il valore calcolato Per ogni sottbacino si misura la distanza in linea retta dalla sezione di chiusura del bacino (=punto in cui il fiume esce da un sottobacino) al punto più lontano. Conviene quindi accendere il reticolo idrografico sopra i sottobacini Aprire la tabella della mappa sottobacini selezionare il record corrispondente ad ogni sottobacino cliccare con il tasto destro edita il record selezionato scrivere nel campo lunghezza la misura ottenuta con lo strumento "misura distanza". Attenzione! queste lunghezze sono in Km, mentre l'area è in metri. Vanno quindi moltiplicate per 1000 Menu: Database connessione al database vettoriale cambia valori Comando: v.db.update Questo comando permette di eseguire operazioni matematiche tra le colonne di una tabella associata ad una mappa vettoriale Menu: Database connessione al database vettoriale cambia valori Comando: v.db.update "Vector map to edit the attribute table for": mappa sulla cui tabella si vogliono eseguire operazioni eseguire operazioni "Column to update": In quale colonna si vogliono scrivere i valori modificati "Value to update the column with" che tipo di operazione sulle colonne si vuole fare "Vector map to edit the attribute table for": mappa sulla cui tabella si vogliono eseguire operazioni eseguire operazioni "Column to update": In quale colonna si vogliono scrivere i valori modificati "Vector map to edit the attribute table for": sottobacini_def "Column to update": lunghezza "Value to update the column with" lunghezza*lunghezza "Vector map to edit the attribute table for": sottobacini_def "Column to update": indice "Value to update the column with" area/lunghezza "Value to update the column with" che tipo di operazione sulle colonne si vuole fare 4

5 Analisi dei dati di mappe Azione Comando Opzioni Esempio Aprendo Grass scegliere il mapset scegliere il mapset desiderato dalla schermata di avvio. Se si è già in Grass e si è in un altro mapset: Menu: impostazioni GRASS ambiente di lavoro cambia mapset Comando: g.mapset 13 Impostare il mapset corrente 14 Aprire mappa Menu: 15 Informazioni base sui dati di un 16 Descrizione della distribuzione dei dati di un Comando: d.rast Menu: Raster report e statistiche metadata del Comando: r.info somma aree di Comando: r.report NOTA: il report può essere salvato in txt ciccando sul bottone Salva output NOTA: questo comando può essere applicato a più mappe Questo comando serve per visualizzare un file già presente in grass. nome della mappa in input si sceglie il file Scheda Opzionale selezionare le opzioni a seconda delle necessità selezionare una o più mappe di cui si vogliono analizzare i dati scegliere opzioni secondo necessità (NB alcune si escludono a vicenda) es. Filter out no data cells: toglie valori nulli; Scegliere dal menu a tendina DTM_val_gesso_corr (il DTM tagliato e corretto) nome della mappa in input dtm_val_gesso_corr Scheda Opzionale stampa esclusivamente l'intervallo NOTA: questo comando è già stato eseguito nell esercitazione II per ottenere le quote min e max per decidere le regole di riclassificazione delle altimetrie, ecc. DTM_val_gesso_corr Filter out no data cells Number of fp subranges: 10 Units: kilometers, cell counts, percent cover 5

6 17 Calcolo di statistiche generali sui dati di un 18 Calcolo di statistiche univariate sui dati di un 19 Realizzazione di un istogramma di un contemporaneamente per ottenere informazioni incrociate (vedi sotto) statistiche generali Comando: r.stats statistiche univariate Comando: r.univar Menu: crea istogramma di immagini o file Read fp map as integer: riporta i risultati per valori interi invece che per classi; Number of fp subranges: permette di scegliere il numero di classi per il report. Scegliere sempre almeno un opzione fra Units (km, cell counts, % cover, ) selezionare la mappa che interessa Scheda Stampa selezionare le azioni che interessano selezionare le opzioni utili a seconda delle necessità (vedi r.report) selezionare la mappa che interessa calcolate extended statistics Raster map for which histogram will be displayed: selezionare la mappa Indicate if a pie or bar chart is desired: scegliere se istogramma o torta NOTA: con con molti valori o valori non riclassificati, come ad esempio il DTM, è molto utile scegliere il numero di classi da usare per il report DTM_val_gesso_corr Scheda Stampa Print averaged values instead of intervals Print area totals Number of fp subranges: 5 DTM_val_gesso_corr calcolate extended statistics Raster map for which histogram will be displayed: DTM_val_gesso_corr Indicate if a pie or bar chart is desired: bar 6

7 Azione Comando Opzioni Esempio somma aree di 20 Descrizione della distribuzione dei dati di un riclassificato 21 Descrizione della distribuzione incrociata dei dati di due (uno classificato e uno no) 22 Descrizione della distribuzione incrociata dei dati di due (entrambi classificati) Comando: r.report somma aree di Comando: r.report NOTA: questo comando può essere applicato a più di due mappe contemporaneamente per ottenere informazioni incrociate, ma questo rende più difficile la lettura dei risultati somma aree di Comando: r.report selezionare una o più mappe di cui si vogliono analizzare i dati Selezionare le opzioni a seconda delle necessità Scegliere sempre almeno un opzione fra Units selezionare le mappe per cui analizzare i dati selezionare le opzioni a seconda delle necessità es. Number of fp subranges: scegliere il numero di classi per il report. Scegliere sempre almeno un opzione fra Units selezionare le mappe di cui si vogliono analizzare i dati selezionare le opzioni a seconda delle necessità es. Filter out no data cells: toglie valori nulli; Scegliere sempre almeno un opzione fra Units (km, cell counts, % cover, ) altimetria Filter out no data cells Units: kilometers, cell counts, percent cover Salvare il report in txt sottobacini, DTM_val_gesso_corr Filter out no data cells Number of fp subranges: 10 Units: kilometers, cell counts, percent cover sottobacini, altimetria Filter out no data cells Units: kilometers, cell counts, percent cover NOTA: con con pochi valori o riclassificati non è necessario indicare il numero di classi da usare per il report Queste stesse analisi ed i relativi grafici (vedi sotto) possono essere realizzati anche per altre mappe. In particolare per una descrizione completa degli aspetti geomorfologici del territorio è utile considerare almeno anche le mappe delle pendenze ed esposizioni, 7

8 Esportazione dei dati derivanti da analisi di mappe in.xls e realizzazione di grafici Per poter realizzare analisi e grafici sui dati e sui valori statistici calcolati da Grass relativamente a mappe, è utile esportare i risultati ottenuti in formato xls. Abbiamo visto che è possibile salvare i risultati calcolati da Grass in un file.txt, cliccando sul bottone Salva output. Aprire il file.txt. che interessa e copiare i dati avendo cura di evidenziarli dal primo delimitatore ( ) prima della prima colonna, fino all ultimo delimitatore dell ultima colonna. A questo punto fare copia (CTRL-C), spostarsi sul file.xls e fare incolla (CTRL-V). Se si sta usando Open Office (che nella macchina virtuale trovate in Applicazioni Ufficio foglio di calcolo) appare una finestra importazione testo in cui occorre specificare come si vuole che siano importati i dati. Nel nostro caso occorre mettere in opzioni di sillabazione l opzione Altri e il simbolo. I dati importati in questo modo hanno formato testo, occorre quindi effettuare qualche passaggio per trasformarli in formato numerico e poter così realizzare operazioni e grafici. Come primo passaggio occorre eliminare lo spazio prima di ogni numero e sostituire i. con, come separatore decimale: entrambe le operazioni (ma una per volta) possono essere effettuate in automatico evidenziando la colonna ed usando il comando Modifica Cerca e sostituisci. Come ultimo passaggio occorre copiare la colonna dei dati così modificata ed incollarla in una colonna nuova usando il comando Incolla da icona ( ) e scegliendo l opzione Testo non formattato. A questo punto i dati sono numerici (in caso di problemi verificare che il formato della cella sia numerico, generalmente i numeri vengono allineati a dx mentre i testi a sx) e possono essere utilizzati per le elaborazioni

9 3 4 I passaggi principali per l importazione e l elaborazione dei dati in.xls: l esempio delle fasce altimetriche. 1. Evidenziare e copiare i dati del.txt; 2. Incollare i dati in.xls con la schermata Importazione testo ; 3. Trasformare i dati in numeri; 4. Trasformare i dati in formato numerico e realizzare il grafico. 9

10 Geomorfologia per il Progetto del Paesaggio Prof. Brancucci Geomorfolab Alcuni risultati delle elaborazioni Azione 16: estrazione di informazioni (area, numero di celle e % di copertura) relative al DTM della Val Gesso, in 10 range automatici di quota, identificati da intervalli di quota (r.report) 10

11 Geomorfologia per il Progetto del Paesaggio Prof. Brancucci Geomorfolab Azione 18: calcolo di statistiche univariate relative al DTM della Val Gesso (r.univar) Azione 19: istogramma relativo al DTM della Val Gesso. 11