Evoluzione dei SIT nel tempo

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1 Evoluzione dei SIT nel tempo aa

2 GIS Ha ancora senso nel 2014 parlare solo di GIS? Oggi si privilegia il termine SDI, Spatial Data Infrastructure (infrastruttura di dati territoriali

3 Spatial data infrastructure the technology, policies, standards, human resources, and related activities necessary to acquire, process, distribute, use, maintain, and preserve spatial data (The White House Office of Management and Budget 2002)

4 SDI a software client - to display, query, and analyze spatial data (this could be a browser or a GIS), a catalogue service - for the discovery, browsing, and querying of metadata or spatial services, spatial data-sets and other resources, a spatial data service - allowing the delivery of the data via the Internet, a processing services - such as datum and projection transformations, a spatial data repository - to store data (typically a Spatial database), a GIS software (client or desktop) - to create and update spatial data

5 SDI - Legislazione Normativa italiana: Dlgs n. 32 del 27 gennaio 2010, Infrastruttura per l informazione territoriale nella CE

6 Normativa Vigente La normativa riguarda solamente le Modalità di descrizione dei dati, METADATI Normativa europea: Direttiva 2007/2/CE Normativa italiana: recepimento della direttiva europea, Dlgs n. 32 del 27 gennaio 2010, Infrastruttura per l informazione territoriale nella CE

7 Normativa Vigente Dlgs n. 32 del 27 gennaio 2010, Infrastruttura per l informazione territoriale nella CE Il decreto stabilisce le norme generali per lo scambio, la condivisione, l'accesso e l'utilizzazione, in maniera integrata con le realtà regionali e locali, dei dati necessari per gli scopi delle politiche ambientali e delle politiche o delle attività che possono avere ripercussioni sull'ambiente. (art. 1, comma 2) e si applica ai set di dati territoriali che rispondono alle seguenti condizioni: a) sono disponibili in formato elettronico; b) sono detenuti da o per conto di: 1) un'autorità pubblica, e sono stati prodotti o ricevuti da un'autorità pubblica o sono gestiti o aggiornati dalla medesima autorità e rientrano nell'ambito dei compiti di servizio pubblico; 2) terzi, che svolgono attività che possono avere ripercussioni sull'ambiente. c) riguardano una o più delle categorie tematiche elencate agli allegati I, II e III. (art. 1, comma 3)

8 Normativa Vigente Dlgs n. 32 del 27 gennaio 2010, Infrastruttura per l informazione territoriale nella CE Art Le autorità pubbliche responsabili della produzione, della gestione, dell'aggiornamento e della distribuzione dei set di dati territoriali e dei servizi ad essi relativi consentono l'accesso del pubblico ai servizi di cui al comma 1 dell'articolo 7, tenendo conto delle pertinenti esigenze degli utilizzatori, attraverso servizi facili da utilizzare, disponibili per il pubblico e accessibili via internet. 2. I servizi di cui all'articolo 7, comma 1, lettere a) e b), sono messi gratuitamente a disposizione del pubblico.

9 Normativa Vigente Dlgs n. 32 del 27 gennaio 2010, Infrastruttura per l informazione territoriale nella CE Art Le autorità pubbliche che producono, gestiscono o aggiornano i set dei dati territoriali e i servizi corrispondenti alle categorie tematiche elencate agli allegati I, II e III, creano, per tali set di dati, i metadati secondo le modalità esecutive e temporali di cui al presente articolo. 3. I metadati contengono informazioni sui seguenti aspetti: a) conformità dei set di dati territoriali alle disposizioni di esecuzione definite a livello comunitario; b) condizioni applicabili all'accesso e all'utilizzo dei set di dati territoriali e dei servizi relativi e, se del caso, corrispondenti canoni; c) qualità e validità dei set di dati territoriali; d) autorità pubbliche responsabili della creazione, gestione, manutenzione e distribuzione dei set di dati territoriali e dei servizi; e) limitazioni dell'accesso del pubblico e motivi di tali limitazioni, a norma dell'articolo 9, comma 4.

10 Standard di riferimento Servizi di pubblicazione tramite WEB Art. 7 b) servizi di consultazione che consentano di eseguire almeno le seguenti operazioni: visualizzazione, navigazione, variazione della scala di visualizzazione (zoom in e zoom out), variazione della porzione di territorio inquadrata (pan), sovrapposizione dei set di dati territoriali consultabili e visualizzazione delle informazioni contenute nelle legende e qualsivoglia contenuto pertinente dei metadati; c) servizi per lo scaricamento (download) dei dati che permettano di scaricare copie di set di dati territoriali o di una parte di essi e, ove fattibile, di accedervi direttamente; d) servizi di conversione che consentano di trasformare i set di dati territoriali, onde conseguire l'interoperabilità; e) servizi che consentano di richiamare servizi sui dati territoriali.

11 SDI - schema

12 Reperimento dell informazione geografica siti cartografici enti pubblici (geoportali): Regioni Enti Provinciali Comunità montane Comuni Ecc... Modalità di utilizzo dei dati: Download (protocolli http, Ftp) Servizi WEB, Open Geospatial Consortium (OGC) WMS WFS WCS

13 Come si accede ad una SDI? Se devo cercare un dato in una SDI come posso procedere? Accesso a catalogue service

14 SDI Catalogue service for the discovery, browsing, and querying of metadata or spatial services, spatial data-sets and other resources, Quindi la ricerca avviene tramite i Metadati

15 Definizione Metadato Un metadato, letteralmente "dato su un dato", è un'informazione che descrive un insieme di dati. Un esempio tipico di metadati è costituito dalla scheda del catalogo di una biblioteca I metadati sono informazioni strutturate relative ai dati

16 Informazione dei metadati Sistema di riferimento Riquadro di delimitazione geografica Modalità di acquisizione del dato Accuratezza del dato (qualità) Data di produzione del dato Dettagli autore (mail, sito web.) Disponibilità del dato (servizi OGC, download )..

17 COMPONENTI DI QUALITA DEI DATI le caratteristiche principali dei dati possono essere suddivise in 9 componenti che possono a loro volta essere raggruppate in 3 categorie principali: - micro level components; - macro level components; - usage components.

18 MICRO LEVEL COMPONENTS Micro level components sono fattori di qualità che riguardano i singoli dati. Queste componenti sono comunemente valutate tramite test statistici. Sono: -accuratezza spaziale positional accuracy -risoluzione resolution - consistenza logica logical consistency - accuratezza dell attributo attribute accuracy

19 MICRO LEVEL COMPONENTS Accuratezza spaziale Rappresenta la discrepanza di posizione geografica di un oggetto rispetto al valore reale di posizione a terra. Viene misurato selezionando una serie di punti campione di cui viene valutata la posizione confrontandola con dati più accurati. Due sono le componenti dell accuratezza spaziale: - errore standard o accuratezza s.l. - Precisione (precision)

20 PRECISIONE Precisione - Accuratezza esprime il grado di raffinamento di una misura (numero di cifre significative) ACCURATEZZA esprime la fedelta con la quale viene rappresentata o misurata la realta

21 Accuratezza e precisione 1 non accurato 2 Accurato Impreciso 3 4 Preciso

22 MICRO LEVEL COMPONENTS Accuratezza spaziale La misura dell accuratezza viene comunemente valutata tramite il root mean square error (RMS). Rappresenta la radice quadrata della somma del quadrato della differenza di ogni punto. Questa misura di accuratezza NON distingue tra errore standard e precisione. (Xver-X cal ) 2 + (Yver-Y cal ) 2

23 Esempio di calcolo dell RMS X vero Y vero X calc Y calc errore RMS 2.60 Deviazione standard 0.85

24 Risoluzione RISOLUZIONE esprime la capacita di discriminare tra due oggetti molto vicini, corrisponde alla piu piccola unita di misura usata,

25 la scelta della adeguata minima mapping unit deve considerare i seguenti fattori: l uso a cui è destinata la carta la leggibilità l accuratezza dei dati originali Anche se i dati non sono dotati di una specifica scala, il loro livello di accuratezza e risoluzione li rende adatti ad essere usati solo a certe scale. E possibile derivare una carta numerica in scala 1: da una a scala 1: (processo di generalizzazione) NON viceversa.

26 In assenza di altri dati sull accuratezza, la scala può essere un parametro interessante. Infatti la scala di una carta contiene implicitamente informazioni sulla risoluzione spaziale (precisione) e sull accuratezza.

27 Scala nominale scala grafica di rappresentazione tale per cui le incertezze legate alla produzione del dato sono inferiori all errore di graficismo a quella scala, cioè la scala in cui è corretto plottare/stampare la carta

28 Scala nominale La scala è legata alla procedura della costruzione della carta stessa Scala nominale = Scala della carta tradizionale di corrispondente precisione metrica e contenuto qualitativo.

29 Qualità dati Accuratezza = tolleranza planimetrica Valore doppio di quello indotto dall errore di graficismo

30 Scala nominale L errore di graficismo accettabile per la cartografia è di 0.2 mm alla scala della carta. Esempio piccola scala =1: mm = 20 m grande scala =1: mm = 20 cm

31 Qualità dati Scala Risoluzione Accuratezza 1: cm 20 cm 1: cm 40 cm 1: cm 80 cm 1: m 4 m 1: m 10 m 1: m 20 m 1: m 40 m 1: m 400 m

32 MICRO LEVEL COMPONENTS Accuratezza dell attributo Gli attributi possono essere variabili continue o discrete. Una variabile discreta (classe 1, classe 2, ecc.) può contenere solamente un numero finito di classi. Le variabili continue possono contenere qualunque numero. aa

33 MICRO LEVEL COMPONENTS Accuratezza dell attributo La difficoltà nella valutazione dell accuratezza della classificazione è elevata in quanto dipende da molti fattori: - il numero delle classi - la forma e la dimensione di ogni area - le classi possono essere confuse tra loro. aa

34 MICRO LEVEL COMPONENTS Accuratezza dell attributo La difficolta maggiore consiste nel fatto che è necessario la scelta di un limite preciso anche quando in natura è transazionale (limite tra vegetazioni, limite geologico); tale scelta è imposta dalle convenzioni cartografiche conseguenza: errori nella sovrapposizione tra mappe aa

35 MICRO LEVEL COMPONENTS Logical consistency si riferisce al mantenimento di relazioni logiche tra alcuni elementi Esempio, la logical consistency non è verificata quando abbiamo un edificio posizionato in mezzo ad un lago. aa

36 MICRO LEVEL COMPONENTS Logical consistency Non ci sono standard nella misura della logical consistency. L analisi della Logical consistency deve essere fatta prima che i dati siano inseriti nel data base spaziale. Solitamente viene eseguita una fase di preparazione delle carte che devono essere acquisite (ridisegno curve livello) in modo da eliminare discrepanze nella logical consistency (questo processo è detto conflation) aa

37 MACRO LEVEL COMPONENTS I Macro level components sono riferiti all intero set di dati. Generalmente è possibile esprimerli tramite una valutazione (giudizio) o riportando su appositi documenti le informazioni riguardanti il dato stesso. Tre sono le componenti considerate: - completezza - tempo - storia (lineage)

38 MACRO LEVEL COMPONENTS Completezza esistono vari gradi di completezza da considerare per la valutazione della qualità dei dati. Ci sono tre tipologie principali: - grado di copertura dell area - completezza della classificazione - completezza di verifica

39 MACRO LEVEL COMPONENTS Grado di copertura areale Il gardo di copertura areale è la percentuale dell area su cui si hanno a disposizione i dati rispetto al totale dell areale di studio. Idealmente, tale valore dovrebbe essere sempre il 100%. Tuttavia, in realtà non è sempre così in quanto i data set vengono sempre progressivamente completati e aggiornati.

40 MACRO LEVEL COMPONENTS Grado di copertura areale DILEMMA: E meglio poter disporre di un vecchio data set di dati per l intero areale di studio o un patchwork di dati più recenti raccolti in tempi e con modalità differenti?

41 MACRO LEVEL COMPONENTS Completezza di classificazione e verifica La completezza di classificazione e verifica può essere espressa come l adattabilità di un data set per una specifica applicazione. Questa sottile definizione ne rende molto difficile la valutazione. Mentre il grado di copertura areale può essere espresso con un valore numerico, la stessa cosa non è possibile per il completezza di classificazione e verifica. E solo possibile esprimere un giudizio.

42 MACRO LEVEL COMPONENTS Completezza di classificazione La completezza di classificazione tiene conto se la tipologia di classificazione scelta è in grado di bene rappresentare la variabilità dei dati. In alcuni casi può essere valutata mediante la comparazione con classificazioni standard riferite a specifiche applicazioni. Una classificazione completa deve essere esaustiva, cioè in grado di codificare tutti i dati in base ad un determinato livello di dettaglio.

43 MACRO LEVEL COMPONENTS Completezza di classificazione I problemi legati alla valutazione della completezza di classificazione aumentano se la definizione delle entità da classificare possono essere riferite a più di una classe. Quindi il modo in cui le classi sono definite influenzerà in modo determinate l accuratezza e la precisione con la quale le entità possono essere attribuite ad una classe. Da ciò ne deriva che una classificazione inappropriata pregiudica l utilizzo dei dati.

44 MACRO LEVEL COMPONENTS Completezza di verifica La completezza di verifica fa riferimento al numero e alla distribuzione delle misure in sito o provenienti da altre sorgenti di informazione che sono usate per la creazione del data set.

45 MACRO LEVEL COMPONENTS Completezza di verifica Un esempio I geologi indicano con una linea continua i limiti direttamente visibili sul terreno. Con linee tratteggiate quando il limite è ipotizzato.

46 MACRO LEVEL COMPONENTS Completezza Allo stato attuale, l unico valore di completezza che viene valutato è quello della copertura areale. La valutazione di quelli di classificazione e verifica sono molto spesso completamente ignorati.

47 MACRO LEVEL COMPONENTS Tempo Il tempo è fattore molto critico quando si lavora con dati geografici, in quanto molto di essi sono suscettibili di forti cambiamenti nel tempo, ad esempio: - informazioni demografiche - uso del suolo nelle aree a forte urbanizzazione - dati topografici altri dati sono invece più o meno immutabili nel tempo: - informazioni geologiche

48 MACRO LEVEL COMPONENTS Tempo In un data base spaziale che contiene dati suscettibili di cambiamenti in tempi rapidi, l indicazione della data di acquisizione è fondamentale, (ad esempio, data di una foto aerea, rilevamento dell uso del suolo). Il fattore tempo è quasi sempre un fattore trascurato, soprattutto quando si utilizzano dataset multipli, la cui acquisizione è avvenuta separatamente.

49 MACRO LEVEL COMPONENTS Discendenza/Storia (lineage) Indica la storia di un data set, dai dati sorgente a tutte le elaborazioni che ha subito. Ogni fase di acquisizione e processamento di dati introduce un livello di errore entro la base dati. La conoscenza di tutta la storia del nostro dato ci può aiutare nella scelta di un data set per una applicazione.

50 MACRO LEVEL COMPONENTS Discendenza/Storia (lineage) esempio Se parliamo di carta topografica è necessario includere: la data della foto aerea le modalità di restituzione aereofotogrammetrica i punti geodetici di controllo le modalità di realizzazione della carta finale.

51 MACRO LEVEL COMPONENTS Discendenza/Storia (lineage) Sfortunatamente, informazioni dettagliate sulla storia di un dato non esistono; tali informazioni sono in possesso delle poche persone che hanno generato i dati stessi.

52 USAGE COMPONENTS Le usage components riguardano due elementi principali: - Accessibilità - Costi

53 USAGE COMPONENTS Accessibilità Accessibilità si riferisce alla possibilità di avere a disposizione e ad usare dei dati. Dipende quindi dalla possibilità di uso (es. Restrizioni) e dalle risorse umane e informatiche che si hanno a disposizione. Le restrizioni si riferiscono alla impossibilità di utilizzare dati secretati (es. per ragioni di sicurezza pubblica)

54 SDI a software client - to display, query, and analyze spatial data (this could be a browser or a GIS), a catalogue service - for the discovery, browsing, and querying of metadata or spatial services, spatial data-sets and other resources, a spatial data service - allowing the delivery of the data via the Internet, a processing services - such as datum and projection transformations, a spatial data repository - to store data (typically a Spatial database), a GIS software (client or desktop) - to create and update spatial data

55 Tipici servizi WMS-WFS

56 Spatial data services Interoperabilità è in ambito informatico, la capacità di un sistema o di un prodotto informatico di cooperare di scambiare informazioni o servizi con altri sistemi o prodotti in maniera più o meno completa e priva di errori, con affidabilità e ottimizzazione delle risorse. Obbiettivo dell'interoperabilità è dunque facilitare l'interazione fra sistemi differenti nonché lo scambio ed il riutilizzo delle informazioni anche fra sistemi informativi non omogenei (sia software sia hardware).

57 interoperabilità Sistema di diffusione dei dati, servizi OGC Web Mapping Service WMS, WFS, WCS (da OGC)

58 Servizi OGC WMS: mappe dinamiche di dati spazialmente riferiti a partire da informazioni geografiche. Restituisce un immagine raster che può essere interrogabile. WFS: permette la richiesta, la selezione e l importazione di oggetti geografici e restituisce dati vettoriali WCS: fornisce i dati disponibili (raster coverage) insieme alle loro descrizioni dettagliate. E l equivalente raster del WFS.

59 Servizi OGC OGC (Open Geospatial Consortium) Consorzio internazionale che si occupa di definire standard GIS aperti. Standard OGC WMS Definisce le richieste per la produzione dinamica di mappe di dati georeferenziati. Mappe definite come rappresentazione visuale di informazioni geografiche, in un formato idoneo alla rappresentazione sullo schermo di un computer. Richieste effettuate tramite protocollo HTTP. Esempio di richiesta WMS: &SRS=EPSG:4326&BBOX=41.2,14.1,40.95,14.21&WIDTH=256&HEIGHT= 256&FORMAT=image/png

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