MANUALE OPERATIVO PER L'USO DEL DATABASE TOPOGRAFICO DI REGIONE LOMBARDIA ATTRAVERSO IL GIS OPEN SOURCE gvsig

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1 Politecnico di Milano Dipartimento di Architettura e Pianificazione Laboratorio Analisi Dati e Cartografia Dipartimento BEST Building Environment Science & Technology MANUALE OPERATIVO PER L'USO DEL DATABASE TOPOGRAFICO DI REGIONE LOMBARDIA ATTRAVERSO IL GIS OPEN SOURCE gvsig Responsabili del progetto: Emilio Guastamacchia Marco Scaioni Autori del manuale: Emilio Guastamacchia - Marco Scaioni Chiara Dell'Orto - Paolo Dilda Luglio 2011

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3 SOMMARIO 1 IL DATABASE TOPOGRAFICO Un database spaziale Caratteristiche del Database Topografico Le carte tecniche numeriche tradizionali I database topografici Le carte digitali di tipo raster I modelli digitali del terreno Il DbT multiscala La struttura dei dati: le specifiche regionali Il formato dei dati Il sistema cartografico di riferimento del DbT La terza dimensione: una nuova modalità di uso della cartografia UN SOFTWARE OPEN SOURCE PER LA GESTIONE DEL DbT: gvsig L installazione del software L impostazione generale del programma L interfaccia di gvsig e impostazione delle preferenze Progetti e documenti in gvsig Come visualizzare e tematizzare i dati geografici Caricamento di un layer vettoriale Caricamento di un layer raster Modalità di visualizzazione e di tematizzazione dei dati L impostazione di un layout per la stampa L analisi e la selezione puntuale delle informazioni territoriali I comandi di consultazione ed informazione Modalità e strumenti di selezione dei dati La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti Creazione di un nuovo layer (shapefile) Modifica di layer esistenti L integrazione del DbT con altre fonti dati... 78

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6 1.2 Caratteristiche del Database Topografico prodotte nell ambito dei lavori dell Intesa Stato-Regioni-Enti Locali per i sistemi informativi geografici (cosiddetto IntesaGIS ), pur contenendo alcune modifiche per poter implementare in modo operativo le regole e gli schemi concettuali sviluppati. Si entrerà nel seguito di questo manuale nel dettaglio dei documenti di riferimento. Nel presente paragrafo si vogliono illustrare alcune caratteristiche peculiari di un DbT e segnalare, brevemente, i vantaggi che l utilizzo di questo tipo di dati cartografici può potenzialmente portare. Innanzitutto, come è stato già detto all inizio di questo capitolo, il DbT va a sostituire le cartografie tecniche numeriche esistenti (i cosiddetti aerofotogrammetrici ). Si vuole quindi andare ad analizzare le differenze principali tra queste diverse cartografie, entrambe di tipo digitale. Un DbT, inoltre, pur seguendo le procedure di produzione proprie della tradizionale cartografia numerica implica, soprattutto in ottica di multiscala, presupposti strutturali specifici Le carte tecniche numeriche tradizionali Una tradizionale carta numerica (C.N.) vettoriale per uso tecnico è organizzata secondo strati monotematici orizzontali, cosiddetti layer, sovrapposti e sovrapponibili. Gli strati possono, a loro volta, essere impiegati per suddividere gli elementi di mappa per temi oppure per tipo di dato. La registrazione delle informazioni, una volta definito il sistema di riferimento cartografico e il modello dei dati, avviene sostanzialmente utilizzando il formato vettoriale. Per dati vettoriali s intendono dati geometrici memorizzati attraverso le coordinate dei punti significativi degli elementi stessi: ad esempio un segmento di retta è memorizzato attraverso le coordinate dei suoi due vertici. Gli oggetti grafici rilevati sono composti di punti, spezzate (sequenze di segmenti adiacenti, cioè aventi un vertice in comune) e superfici (polilinee chiuse). Tipici dati memorizzati in formato vettoriale sono quelli che provengono dalla digitalizzazione manuale di mappe, dai rilievi topografici con strumenti di campagna, dai CAD e dai sistemi GNSS 2, oltre che ovviamente dalla restituzione aerofotogrammetria. I relativi standard di trasferimento più comuni sono il DXF, il DWG, il DGN e l IGES. In genere, le stampe ottenute dalla cartografia numerica presentano graficismi molto più minimali, campiture scarsamente personalizzabili ed entità geometriche non specifiche per ogni oggetto. Alcuni sistemi CAD sono andati evolvendosi fino a includere capacità d analisi e di manipolazione dei dati geometrici al fine di migliorarne la rappresentazione. Ciò nonostante presentavano sempre consistenti limiti nella gestione e analisi di cartografie dalla grande estensione. Il CAD non si è mai mostrato strumento 2 Con il termine GNSS (Global Navigation Satellite System) si intendono tutti i sistemi di posizionamento basati su costellazioni di satelliti artificiali che trasmettono opportuni segnali verso terra. I sistemi esistenti comprendono quello statunitense (GPS Global Positioning System), quello russo (GLONASS), altri sistemi il cui impiego è limitato al territorio di alcune nazioni; infine l Unione Europea sta sviluppando un proprio sistema GNSS (Galileo) che diventerà operativo nei prossimi anni. pagina 3 di 82

7 1.2 Caratteristiche del Database Topografico idoneo all analisi dei dati di mappa. Sebbene gli elementi possano essere associati per temi, mediante l uso degli strati, e siano tutti riferiti a un comune sistema di coordinate geografiche, non sono tuttavia individuabili ulteriori relazioni tra i dati: un CAD non può rispondere a domande di analisi delle relazioni spaziali fra elementi in quanto tali relazioni non sono definite nella struttura dati. Questa osservazione che può apparire una precisazione superflua è in realtà una regola spesso dimenticata. A chiarimento se ne riporta un esempio di immediata comprensione. In una tradizionale cartografia numerica (Figura 2) le entità geografiche in essa contenute non devono necessariamente essere rappresentate in modo esplicito. Molte entità geografiche risultano, infatti, per differenza, quali aree delimitate da altri oggetti esplicitamente definiti. Un tipico esempio di questo fenomeno è fornito dalle strade. Gli oggetti rappresentati esplicitamente sono, in questo caso, i muri e, più in generale, tutti gli elementi costruiti compresi i cordoli di marciapiede, ecc. Da un punto di vista puramente grafico non vi è alcuna necessità di un apposita rappresentazione del bordo strada: le linee che lo delimitano sono, di fatto, già presenti perché appartenenti agli oggetti confinanti. Analoghe considerazioni interessano le linee comuni a costruzioni diverse: non vi è alcuna esigenza grafica di duplicare tali tratti in quanto la rappresentazione è comunque compiuta e organica. In una C.N. non esistono temi autocosistenti. L unica classe quasi autosufficiente è quella degli edifici che spesso è costituita da polilinee chiuse, anche se il motivo di tale proprietà è legata alla possibilità di inserire in CAD la campitura, non per associare attributi. Questa caratteristica, che costituisce una delle differenze più importanti rispetto ai DbT, è illustrata in Figura 2. Occorre infine aggiungere come le C.N. di tipo tecnico sono state realizzate secondo specifiche disomogenee da comune a comune, sebbene Regione Lombardia abbia pubblicato nel 1999 alcune specifiche tecniche per le scale 1:1000 e 1:2000 che avrebbero dovuto definire uno standard regionale. In realtà, sia per il fatto che molte carte tecniche erano state realizzate in precedenza, sia perchà pochi anni dopo sono stati introdotti i DbT, esiste una panorama assai vario di specifiche e di codifiche per questo tipo di carte. Un secondo problema generalizzato riguardante le C.N. tecniche è rappresentato dalla georeferenziazione nel sistema cartografico nazionale. pagina 4 di 82

8 1.2 Caratteristiche del Database Topografico Figura 2 Diverse visualizzazione di una C.N. vettoriale di tipo tradizionale (scala nominale 1: In alto la C.N. completa di tutti gli strati informativi; al centro la stessa dopo avere disattivato alcuni layer quali la toponomastica e le curve di livello; in basso dopo avere disattivato anche gli edifici e le recinzioni, lasciando attiva solo la viabilità. Si può osservare come le strade non risultano essere identificate se non per esclusione dagli oggetti limitrofi. Lo stesso avviene per gli altri oggetti di tipo areale, con l eccezione degli edifici. pagina 5 di 82

9 1.2 Caratteristiche del Database Topografico Figura 3 - Differenza tra struttura della tradizionale C.N. (indicata con il termine dwg in quanto questo è il formato in cui è solitamente archiviata del DbT ( shp ): nel caso primo gli oggetti areali non sono tutti autoconsistenti, nel secondo ogni oggetto di tipo ha una forma completamente definita a prescindere dagli oggetti adiacenti In molti casi, le Cartografie Numeriche, presentano uno dei seguenti problemi: l inquadramento cartografico è stato eseguito utilizzando la vecchia rete trigonometrica unitamente alla rete di livellazione dell IGMI (Istituto Geografico Militare Italiano). La prima in particolare è influenzata da notevoli errori nella determinazione delle coordinate (fino a oltre 1 m. in planimetria), con il risultato che le carte numeriche corrispondenti a zone limitrofe molto spesso si sovrappongono con errori sistematici maggiori dell errore nominale di graficismo 3 ; il sistema cartografico utilizzato è quello basato sull ellissoide di Hayford orientato a Roma Monte Mario (datum geodetico Roma40 ) e sulle coordinate cartografiche Gauss-Boaga (fusi I e II, o Ovest ed Est ); questo infatti è stato il sistema di riferimento cartografico ufficiale del nostro Paese sino alle modifiche apportate da IntesaGIS; da quel momento in poi il sistema cartografico ufficiale è riferito al datum geodetico ETRF89 (materializzato dalla rete IGM95, realizzata tramite misure GPS e quindi molto più accurata della vecchia rete trigonometrica dello stesso ente) e adotta le coordinate cartografiche UTM (fusi 32, 33, 34). Come verrà illustrato nel seguito, la trasformazione tra i due sistemi di coordinate non è univoca, ma dipende dai 3 Con il termine di errore di graficismo si individua la minima distanza su una carta analogica tradizionale (quindi su supporto cartaceo) al di sotto della quale non è possibile rappresentare due elementi planimetrici distinti. Esso indica di fatto la risoluzione della carte ed è legato ai limiti dei dispositivi di stampa. Solitamente tale valore è individuato dalle specifiche tecniche che normano una certa produzione cartografica, con un valore che in Italia è solitamente scelto attorno a 0,2 mm sulla carta. A tale valore sono legati i concetti di tolleranza e di precisione del rilievo che porta alla produzione della carta (fotogrammetrico e topografico). Nel caso delle carte numeriche, tale concetto rimane con un significato diverso. Infatti, una C.N. o un DbT non hanno limiti nella visualizzazione grafica, in quanto questa viene può essere eseguita teoricamente a qualsiasi scala dal momento che si utilizza un video. Tuttavia, ciascuna carta di tipo digitale presenta comunque una scala nominale, che definisce la precisione con cui devono essere rilevati gli oggetti e costituisce il criterio principale per definire quali oggetti devono essere rilevati. Una carta digitale avrà dunque errore nominale di graficismo (o limite di cattura) corrispondente a una carta analogica di scala equivalente. pagina 6 di 82

10 1.2 Caratteristiche del Database Topografico punti della rete trigonometrica che sono stati utilizzati per inquadrare la C.N.; infine, in taluni casi i Comuni hanno trasformato il sistema di coordinate della propria C.N. da quello Gauss-Boaga a un sistema locale istituendo false origini; queste hanno lo scopo di evitare di dover utilizzare tutte le cifre delle coordinate cartografiche, riferendole a una origine prossima all area cartografata. Una volta fatte queste considerazioni occorre aggiungere che molte C.N., realizzate negli ultimi 15 anni, hanno un valore cartografico e una completezza nella rappresentazione assai notevoli anche dal punto di vista tridimensionale. Per questo motivo, in molti casi sono stati realizzati e si stanno realizzando i DbT a partire dalla cosiddetta trasposizione delle C.N., qualora queste presentino caratteristiche adeguate. Ovviamente, in questi casi si dovrà provvedere a rilievi di aggiornamento per poter integrare nel nuovo DbT il contenuto che non esisteva o che è stato modificato rispetto alla C.N I database topografici Le considerazioni sopra riportate cambiano invece radicalmente analizzando la struttura di un DbT. Prerogativa di quest ultimo è pertanto quella di rappresentare ciascun oggetto come un entità grafica autonoma, individuata tramite un unica primitiva geometrica (vedi in dettaglio la Figura 3 precedente). Con tale metodo, un edificio è rappresentato da un poligono corrispondente alla sua sezione a livello del terreno, mentre la strada adiacente all edificio viene definita dal poligono che racchiude l area di circolazione. Il lato comune ai due oggetti è quindi presente due volte perché appartenente a due entità distinte. Questa modalità di rappresentazione offre un grande vantaggio: consente di togliere un oggetto dalla cartografia senza conseguenze e mutilazioni per gli elementi confinanti proprio perché ogni oggetto presente è sostanzialmente autoconsistente. Il risultato è illustrato in Figura 4 (in alto), dove è riportata una porzione di DbT corrispondente alla stessa area rappresentata nella C.N. (in Figura 2) e si analizza il dato così come appare in una prima visualizzazione, il DbT presenta una prima grande differenza rispetto alla C.N.: il territorio è descritto attraverso l uso di aree che, opportunamente colorate, consente di avere un immediata lettura del territorio. Occorre tenere presente che questa visualizzazione a colori non è memorizzata nei file SHP utilizzati per archiviare il DbT, come verrà illustrato nel seguito. La visualizzazione richiede la definizione di una legenda che associa a ciascun tipo di oggetto un colore ed eventualmente una campitura. Le differenze principali sono tuttavia altre due. pagina 7 di 82

11 1.2 Caratteristiche del Database Topografico Figura 4 - Visualizzazione del DbT corrispondente alla medesima zona rappresentata nella C.N. vettoriale di tipo tradizionale (scala nominale 1:2.000) in Figura 2; in alto sono visualizzati diversi strati informativi del DbT; nella figura intermedia sono visualizzate le aree verdi; nella figura inferiore i diversi tipi di superfici stradali (quelle destinate al traffico veicolare, pedonale, secondario). pagina 8 di 82

12 1.2 Caratteristiche del Database Topografico Nella parte centrale e inferiore della Figura 4 vengono visualizzate solamente due categorie di oggetti. In quella centrale è attiva solo la vegetazione che, oltre ad essere autoconsistente rispetto alla C.N., permette una lettura agevole (senza l interpretazione di simboli grafici) in funzione della tipologia di coltivazione e/o di bosco. Nella figura inferiore è invece rappresentata la sola viabilità, che offre una lettura ben diversa rispetto all immagine nella corrispondente Figura 3 sopra riportata della C.N. Appare quindi evidente come ogni area sul terreno è descritta tramite un oggetto areale. Non solo, nel DbT esiste un sottoinsieme di classi di oggetti che concorrono alla completa copertura del suolo senza buchi o sovrapposizioni: tale condizione necessaria viene gestita complessivamente attraverso le relazioni ed i vincoli topologici che le specifiche regionali hanno definito. La seconda importante differenza tra DbT e C.N. riguarda la possibilità di interrogare il dato. Infatti, tutti gli oggetti, e la relativa banca dati associata, possono essere interrogati semplicemente previa identificazione a video degli stessi. Se in ambiente GIS interroghiamo un qualsiasi oggetto si scopre che ad esso sono associati una serie ben definita di informazioni (Figura 5, a sinistra), contenute in tabelle associate che fanno parte a tutti gli effetti del dato prodotto (file di consegna con estensione DBF, associato a ciascun file SHP). Ogni oggetto ha infatti un codice identificativo univoco all interno della porzione di territorio restituita e caratteristiche tipologiche proprie previste dalle specifiche di riferimento. Tutte queste informazioni sono interrogabili in vario modo. Ad esempio determinando la superficie e lo sviluppo di una strada (Figura 5, a destra), è possibile determinare il numero di posti auto di una certa zona. Le tipologie di interrogazione e le analisi statistiche eseguibili sul Db topografico sono numerose, ma l esito del test è strettamente legato alla qualità del dato implementato nel DbT stesso. pagina 9 di 82

13 1.2 Caratteristiche del Database Topografico Figura 5 Diverse tipologie di visualizzazione degli attributi di un oggetto in ambiente GIS: a sinistra interrogazione di uno specifico oggetto; a destra interrogazione di tutti gli oggetti che compongono una strada all interno di un comune, e calcolo di una funzione di tutti gli attributi relativi a un certo campo (in questo caso la somma delle singole aree per ottenere la superficie totale della strada. Diverse tipologie di oggetti presentano una struttura a rete (elementi viabilistici, ferroviari, idrografici, reti tecnologiche). Molti di questi elementi hanno poi anche un estensione aerale maggiore del limite di cattura. Entrambi gli aspetti hanno una propria importanza e sono dunque rappresentati all interno del DbT con strutture dati opportune. Per esempio, la viabilità ha un contenuto aerale, relativo alle superfici e ad altri attributi (Figura 6, sinistra), ma anche un suo contenuto lineare, corrispondete al grafo fatto di elementi stradali e giunzioni (Figura 6, a destra). Lo stesso dato quindi, anzi, gli stessi oggetti esistenti nel territorio, sono letti secondo differenti contenuti, che rimandano ad applicazioni, gestioni e progettazioni differenti. Senza quindi altre interpretazioni il dato prodotto può essere interrogato (ed anche visualizzato) secondo differenti contenuti. Figura 6 Rappresentazione duale della viabilità: a sinistra le superfici occupate al suolo, rappresentate tramite una geometria poligonale; a destra la struttura a rete descritta tramite il grafo stradale, composto da elementi (o archi) e da nodi. Per poter implementare in modo corretto la struttura dati illustrata è stato necessario redigere opportune specifiche tecniche adeguate alle diverse scale di produzione (1:1.000, 1:2.000, 1:5.000, 1:10.000, lasciando la scala 1: ai DbT a livello interregionale) che siano in grado di regolamentare la produzione cartografica secondo norme e codifiche precise. Tali specifiche tecniche, oltre a definire quali elementi debbono essere riportati nel DbT in funzione delle differenti scale di produzione, sono fondamentali in quanto stabiliscono una serie di regole circa le relazioni e le proprietà topologiche dei diversi oggetti. pagina 10 di 82

14 1.2 Caratteristiche del Database Topografico Queste ultime fanno riferimento alle relazioni geometriche spaziali tra gli oggetti dello stesso tipo e tra quelli di tipo diverso. Per esempio, le regole topologiche descrivono quali oggetti si possono sovrapporre reciprocamente e quali no, quali si possono toccare o meno, quali concorrono alla completa copertura del suolo. Il prodotto finale di un Db Topografico è costituito da file, opportunamente codificati, la cui caratteristica principale è quella di poter essere consultati ed interrogati a video dando così origine ad un nuovo tipo di cartografia dinamica, personalizzabile nella rappresentazione, estremamente innovativa e diversa dalla tradizionale cartografia raster o numerica. A partire dal DbT, che costituirà d ora innanzi la base dati cartografica di riferimento, possono essere ricavati altri tipi di carte digitali (ad esempio le carte raster, i modelli digitali del terreno DTM) oppure le carte per il plottaggio grafico su carta. Infine, un ulteriore prerogativa del Db Topografico è l estrema versatilità della sua rappresentazione e resa grafica. La manifestazione più diretta del Db Topografico, oltre l immediata visualizzazione a video, è infatti ancora oggi la stampa sul tradizionale supporto cartaceo. Nella maggior parte dei casi, la carta è impiegata come strumento di lavoro e/o indagine perciò, diviene fondamentale per chi la utilizza, una lettura immediata e di facile interpretazione. Un prodotto cartaceo che riporta informazioni non rispondenti a quelle richieste ne compromette la leggibilità; o ancora, uno strato informativo adeguato ma difficilmente interpretabile riduce di molto la portata delle indicazioni fornite. Nella tradizionale cartografia numerica vettoriale la resa dei contenuti era statica e demandata esclusivamente all adozione di un opportuna legenda di simboli, rigorosamente in bianco e nero. I Db Topografici con la loro ricchezza di contenuti e le innumerevoli possibilità di rappresentazione abbattono, difatto, il vincolo connaturato alla tradizionale cartografia in bianco e nero. La possibilità di esplicitare gli elementi di un Db Topografico secondo determinate istanze, abbinate in funzione dei casi specifici ai numerosi attributi previsti, genera una casistica quasi infinità di combinazioni che non possono essere contemporaneamente contemplate in un unico progetto di stampa. I software GIS permettono infatti la creazione di simboli e vestizioni complessi e pertinenti con le specifiche rappresentazioni tematiche. Non trascurabile è inoltre la possibilità di utilizzare il colore come componente discriminante per una rappresentazione maggiormente intuitiva dei contenuti della cartografia derivata dal Db Topografico. Nelle Figura 7 e 8, di seguito, la stessa porzione di territorio è tematizzata in bianco/nero e a colori a partire dal DbT. pagina 11 di 82

15 1.2 Caratteristiche del Database Topografico Le carte digitali di tipo raster Per dati raster s intendono i dati memorizzati tramite la creazione di una griglia regolare nella quale a ogni cella (assimilabile a un pixel) viene assegnato uno o più valori numerici relativi ad uno o più attributi. Nell impiego dei dati raster entrano in gioco tre variabili principali: la risoluzione geometrica, la quantizzazione dei valori numerici che descrivono gli attributi, la georeferenziazione ovvero la definizione del sistema di riferimento cartografico. La prima caratteristica indica la spaziatura dei dati, che solitamente è isotropa, quindi uguale nelle due direzioni planimetriche ortogonali. La seconda indica quanti valori vengono utilizzati per descrivere gli attributi, influenzando così anche la dimensione dei file di dati necessari per memorizzare il dato raster. Infine la terza caratteristica riguarda la modalità con la quale si può determinare la posizione corrispondente a ciascuna cella della griglia (di per sé identificata da due indici di riga e colonna) all interno del sistema cartografico prescelto. Figura 7 - Esempio di rappresentazione tematica in bianco/nero del DbT pagina 12 di 82

16 1.2 Caratteristiche del Database Topografico Figura 8 - Esempio di rappresentazione tematica a colori del DbT Ad esempio, una carta raster è costituita da un immagine digitale proveniente dalla scansione di una carta tradizionale su supporto fisico oppure da un processo di rasterizzazione di una carta vettoriale. L immagine che ne risulta definisce la griglia, nella quale la dimensione del pixel quadrato permette di individuare la posizione geometrica nello spazio, unitamente alle informazioni per la georeferenziazione memorizzate nello stesso file dei dati o in un file ausiliario. Ciascun elemento (pixel) della carta raster può contenere un unico attributo nel caso di una carta in bianco e nero o in toni di grigio, oppure tre diversi attributi corrispondenti ai canali RGB (componenti rossa-verde-blu) di una carta a colori. Una ortofoto digitale è una carta raster a colori. Gli standard più comuni di memorizzazione delle carte raster sono TIF (+TFW), ECW e GEOTIF. Un ben noto esempio di cartografia raster è costituito dalle Carte Tecniche Regionali (ad esempio la CTR alla scala 1: della Regione Lombardia), un cui esempio è riportato in Figura 9, di seguito. Quella prodotta nel passato era costituita da una quantizzazione binaria, per cui ciascun pixel poteva assumere un valore bianco o nero. Al contrario, quella che viene derivata oggi a partire dal DbT è realizzata tramite due quantizzazioni diverse: a toni di grigio, che richiede ancora un solo attributo ma in un numero di valori (quanti) maggiori, fino a 256; a colori, che richiede tre attributi per descrivere i tre canali RGB. Entrambe le soluzioni implicano una dimensione dei file raster assai maggiori rispetto a quelli corrispondenti della versione in bianco e nero del passato. pagina 13 di 82

17 1.2 Caratteristiche del Database Topografico Figura 9 - Esempio di cartografia in formato raster (Carta Tecnica Regionale in scala 1:10.000) I modelli digitali del terreno Un modello digitale del terreno (DTM, Digital Terrain Model) o della superficie 4 (DSM, Digital Soil Mapping) può essere memorizzato attraverso un file raster, nel quale ogni elemento contiene una quota in corrispondenza di un nodo della griglia. Un DTM (o DSM) raster è anche detto GRID o DEM (Digital Elevation Model). Ciascun valore del GRID di solito non è stato rilevato direttamente sul terreno, ma proviene da una interpolazione dei valori misurati che solitamente non sono allineati lungo i nodi della griglia. Le tecniche più utilizzate oggi per la produzione di modelli del terreno sono la restituzione fotogrammetrica (anche tramite correlazione automatica delle immagini digitali), e il LiDAR (laser scanning aviotrasportato). A partire dai dati del GRID è poi possibile calcolare per interpolazione le quote di punti situati tra i nodi. Un secondo tipo di memorizzazione dei dati relativi ai DTM/DSM è quello costituito dai TIN, Triangulated Irregular Network. In questo caso, i punti rilevati vengono mantenuti nel modello (a differenza di quanto avviene nei DEM) e sono uniti tramite una maglia di triangoli che approssima la superficie del terreno. E 4 Si ricorda che la differenza tra DTM e DSM è di tipo concettuale e non dipende dalla modalità di rappresentazione e archiviazione dei dati. Infatti, un DTM descrive la superficie topografica del terreno filtrata da tutti gli oggetti mobili ma anche dalle costruzioni e dalla vegetazione. Il DSM descrive la superficie così come viene rilevata, depurata dai soli oggetti mobili (ad esempio persone e veicoli), ma comprendendo costruzioni e vegetazione. pagina 14 di 82

18 1.2 Caratteristiche del Database Topografico evidente che quanto più il modello è denso di punti, tanto meglio il TIN derivato andrà a descrivere meglio l andamento del terreno. Le due tipologie di strutture dati (DEM e TIN) impiegate per i modelli digitali del terreno trovano applicazioni diverse: i DEM sono maggiormente utili quando si vogliono eseguire calcoli sul modello (pendenze, esposizioni, diffusione dell acqua in caso di inondazioni, ecc.) in quanto la struttura regolare a matrice dei dati riduce gli oneri computazionali; i TIN, diversamente, sono più utili per le visualizzazioni tridimensionali del territorio, specialmente quelle di grande dettaglio. Questa ultima struttura permette inoltre di gestire meglio le cosiddette breaklines, che rappresentano le linee che descrivono le presenze di brusche discontinuità del terreno. In questa sede è importante rilevare come a partire da un DbT è possibile derivare sia un DEM che un TIN, in particolare utilizzando tutti gli elementi quotati sul terreno (curve di livello, punti quotati, breaklines, contorni degli edifici e della strade, ecc.) che sono adeguatamente calcolati e/o misurati nel DbT. 1.3 Il DbT multiscala Il metodo di rilievo di un DbT è quello fotogrammetrico. La scala dei fotogrammi è fondamentale per il livello di interpretazione dei dati. Va però ricordato che è l oggetto che definisce la scala di rilievo e non il contrario. In Figura 10 si vedono i livelli di leggibilità dello stesso fotogramma, a scala d insieme e nel dettaglio. I Db topografici hanno quindi differenti scale di approccio, in funzione del dettaglio di informazioni dettate dagli oggetti presenti in un certo territorio, si riferiscono a svariati temi e livelli di gestione, interagiscono (potenzialmente) con numerose e diverse banche dati. In questa ottica nasce il concetto di DB topografico multiscala per cui, in funzione del dettaglio presente in un certo territorio, si deve eseguire la fase di primo rilevamento ad una certa scala. Le scale minori debbono essere invece derivate di conseguenza (vedi Figura 11 di seguito). Figura 10 Visione d insieme (a sinistra) e di dettaglio (a destra) di uno stesso fotogramma aereo, dai quali è possibile ottenere una restituzione dei DbT a scale nominali diverse pagina 15 di 82

19 1.3 Il DbT multiscala Figura 11 - Lo stesso territorio rappresentato all interno di due diversi DbT a diverse soglie di scala Il metodo di approccio appena descritto è stato fatto proprio da Regione Lombardia per il progetto di co-finanziamento del DbT per la Provincia di Lecco. L area provinciale oggetto dell appalto è stata suddivisa in zone da rilevare rispettivamente alle scale 1:1.000 (per i principali centri storici), 1:2.000 (per le aree urbanizzate), 1:5.000 e 1: (per le aree extraurbane). In realtà poi la suddivisione, che in generale si ispira al criterio del differente livello di urbanizzazione tra le diverse zone, è dipesa anche dalle scelte strategiche ed economiche dei singoli comuni che hanno contribuito, quota parte, alla realizzazione del progetto. In un Db Topografico il concetto di scala assume tuttavia valenze differenti rispetto a quelle che gli vengono riconosciute nella tradizionale cartografia al tratto: oltre al consueto legame con le dimensioni dell oggetto rilevato, assumono notevole importanza alcune caratteristiche proprie della tipologia dell oggetto stesso. Ogni singolo elemento può, quindi, essere inserito in un database cartografico come informazione necessaria anche al di là dei suoi contenuti metrici. O ancora, il contenuto metrico può assumere una valenza significativa solo in rapporto alla posizione degli altri oggetti con cui esso interagisce. Esempio significativo di tale logica è quello relativo al rilevamento delle reti tecnologiche, fondamentali per un Sistema Informativo Territoriale comunale e indispensabili per rispondere ai requisiti dei previsti PUGSS (Piani Urbanistici Generali dei Servizi del Sottosuolo). Non è ragionevole rilevare con le tolleranze di posizione assolute della scala nominale 1:2.000 la posizione di tombini, punti luce o altri elementi equivalenti. Non ha però altrettanto significato produrre una cartografia di un centro urbano senza tali elementi. È importante che la posizione degli impianti sia conosciuta non in assoluto bensì in relativo: è più utile e significativo rilevare le posizioni e le distanze relative tra i vari impianti che non la corretta posizione assoluta degli stessi. Ecco allora che risulta necessario pensare e accettare metodiche di rilevamento differenti, più attente alla posizione relativa tra elementi rispetto a quella assoluta, ma interconnesse con i fattori tradizionalmente legati alla produzione cartografica con metodo aerofotogrammetrico e caratterizzati dalla rigorosa posizione assoluta nel sistema cartografico Gauss-Boaga/Roma40, UTM/WGS84- ETRF89 o in qualsivoglia sistema di riferimento ellissoidico o cartografico. pagina 16 di 82

20 1.3 Il DbT multiscala In generale, per la costruzione del DbT è quindi fondamentale evitare che lo stesso territorio venga rilevato a scale differenti dai diversi Enti territoriali che, secondo competenze e pertinenze specifiche, agiscono sull ambiente spesso senza un adeguata e corretta azione di coordinamento. Con i Db Topografici viene definitivamente abbandonata la tradizionale gestione cartografica nazionale che associava la scala di rilievo all Ente gestore: la scala 1: dell IGM, la scala 1: delle Regioni, la scala 1:5.000 alle Province e Comunità Montane, la scala 1:2.000 ai Comuni e quella 1:1.000 al Catasto: in sostanza, chi realizzava la cartografia determinava anche la scala di rilievo. Questa impostazione ha per decenni portato a differenti rilievi alle varie scale dello stesso territorio, producendo progressivamente cartografie spesso fra di loro non congruenti, tutte non aggiornate (e non aggiornabili) e con contenuti anche non omogenei. Si noti per esempio in Figura 12 la notevole discrepanza in corrispondenza della strada nella sovrapposizione tra carta tecnica redatta alla scala 1:5.000 e carta catastale alla scala 1: Figura 12 - Sovrapposizione di due carte a scale differenti relative alla medesima zona, dove si possono osservare le notevoli discrepanze Questa problematica si ritrova anche in un database multiscala, ad esempio provinciale, ove l informazione, assunta per certe zone tramite voli aerei alla scala 1:2.000 viene successivamente trasferita alla scala 1:5.000 (o 1:10.000) e portata a interagire anche con altre aree rilevate a scale ulteriormente differenti. In generale, i sistemi GIS non comportano particolari difficoltà a livello di gestione, ma per assicurare i tradizionali prodotti cartografici è necessario operare una serie di scelte a svariati livelli affinché la visualizzazione adotti, in modo automatico, un simbolismo adeguato alla diversa scala di rappresentazione. pagina 17 di 82

21 1.3 Il DbT multiscala Procedendo secondo la logica multiscala appena esposta, il DbT alla scala 1: o il DbT alla scala 1: non potranno che nascere da ulteriori generalizzazioni cartografiche dei database alle scale superiori. Con questa procedura si intende la trasformazione del contenuto di una carta rappresentata a una certa scala in una scala inferiore. Questo comporta che alcuni oggetti dovranno essere eliminati, in quanto non più importanti per una visione d insieme del territorio, oppure perché vanno a ricadere al di sotto del limite di cattura. Nella carte numeriche la generalizzazione può essere eseguita attraverso la definizione di opportune regole, la cui definizione non è tuttavia semplice in quanto alcuni oggetti hanno un importanza prioritaria (ad esempio le strade principali o le ferrovie) e quindi devono essere mantenuti anche nelle scale minori, a differenza di altre categorie. In molti casi, un oggetto prioritario viene rappresentato tramite elementi aerali a una certa scala, mentre è trasformato in elementi lineari (grafi con opportuna vestizione cartografica) alle scale inferiori. Si tratta quindi di mettere a punto specifiche di rilevamento (Specifiche di contenuto e schema fisico di consegna dei Database topografici alle varie scale), inizialmente approntate per la scala 1:2.000, che consentano la successiva generalizzazione cartografica alla scala 1:5.000 e, in cascata, alla scala 1:10.000, fino a permettere, tramite ulteriori operazioni di implementazione, il passaggio al DbT alla scala 1: e oltre. In ottica di visualizzazione, in un db topografico multiscala è pertanto corretto che ciascuna zona di territorio venga rappresentata alla scala cartografica per cui è stata prodotta o eventualmente alle scale minori, ma non viceversa. In questo senso, nell ambito del DbT multiscala della Provincia di Lecco le aree rilevate alla scala 1:2.000 potranno essere visualizzate alle scala 1:5.000 o 1: con semplici accorgimenti grafici di semplificazione senza perdere le informazioni alfanumeriche della banca dati correlata. Non sarebbe invece corretto che le aree extraurbane restituite alla scala 1:5.000 venissero visualizzate alla scala 1:2.000 in quanto risultano prive delle informazioni e precisioni metriche proprie della cartografia alle scale maggiori. Infatti, nelle aree dove è stato rilevato un DbT alla scala 1:2.000, è il Db topografico in scala 1:5.000 a doversi sovrapporre e cucirsi (collegarsi) al primo, in funzione del livello intrinseco di precisione geometrica. Il problema principale diviene pertanto quello di garantire una corretta interazione del dato associato. Si pensi, ad esempio, a come vengono gestiti i numeri civici riferiti ai diversi corpi di fabbrica che, nella generalizzazione dal DbT 1:1.000 a quelli alle scale inferiori, inevitabilmente si uniscono a formare un isolato unico (Figura 13). Durante l operazione di fusione tra edifici, cosa accade ai numeri civici e agli attributi a essi collegati? Nella fase di realizzazione, il punto di inserzione del numero civico è stato scelto in maniera tale da ricadere, anche dopo la generalizzazione, sempre all interno del corrispettivo edificio? Il comportamento dei vari oggetti in concomitanza di un processo di generalizzazione cartografica così come il rapporto esistente tra i vari elementi pagina 18 di 82

22 1.3 Il DbT multiscala della cartografia diventano le questioni prioritarie che il catalogo degli oggetti per le differenti scale deve definire e normare. Nella realizzazione di un DbT multiscala, al di là degli inevitabili ostacoli riscontrati, sono comunque numerosi i vantaggi conseguiti sia a livello di riduzione dei costi globali di produzione, sia soprattutto a livello di qualità del dato associato e delle possibili sinergie di realizzazione. In Figura 14 è riportata una sezione della CTR alla scala 1: della Regione Lombardia ricavata a partire da un DbT alla scala nominale 1: Figura 13 - Durante la generalizzazione cartografica, alcuni oggetti rilevati alla scala 1:2.000 vengono eliminati alle scale inferiori Figura 14 - Esempio di sezione di CTR alla scala 1: derivata dal DbT-2k 1.4 La struttura dei dati: le specifiche regionali Le specifiche regionali di Regione Lombardia derivano dal documento 1007_1-2 del gruppo di IntesaGIS, cui si rimanda per eventuali chiarimenti sulle definizioni adottate. I documenti prodotti da tale organismo sono pubblicati sul sito Web del DigitPA (www.digitpa.gov.it/), l Ente nazionale per la digitalizzazione della Pubblica Amministrazione. I principi ispiratori del lavoro di IntesaGIS e di tutte le attività seguenti si possono ricondurre alla direttiva Europea INSPIRE, che ha pagina 19 di 82

23 1.4 La struttura dei dati: le specifiche regionali avuto lo scopo definire i criteri e le linee guide per lo sviluppo e l armonizzazione dei dati geografici a livello della Comunità Europea. Le Specifiche di contenuto e schema fisico di consegna dei DbT emanate da dalla regione Lombardia sono articolate in 5 allegati: Allegato A: Schema fisico degli Shape file (SHP); Allegato B: Elenco dei domini enumerati; Allegato C: Caratteristiche degli Shape di disegno; Allegato D: Grado di priorità del disegno; Allegato E: Elenco delle vestizioni. I documenti di riferimento per l interpretazione dei file shape costituenti il Db topografico sono: gli allegati A e B, che verranno esaminati nel seguito. Si tralascia invece in questa sede di fornire una descrizione altrettanto dettagliata degli allegati C, D ed E che hanno lo scopo di definire le specifiche per la generazione dei prodotti cartacei a partire dal DbT multiscala. L entità principale costituente il Catalogo degli oggetti delle Specifiche di contenuto è lo Strato. Ogni Strato definisce le proprietà comuni ad un insieme di oggetti omogenei ed è a sua volta articolato per Temi e Classi (Figura 15). Questo raggruppamento non ha solo uno scopo di classificazione gerarchica degli oggetti, ma anche quello di organizzare gli strati in sottoinsiemi a loro volta morfologicamente o funzionalmente omogenei. Figura 15 - Organizzazione gerarchica delle diverse tipologie di oggetti presenti nel DbT multiscala. Tutte le tabelle che descrivono gli oggetti contengono sempre le informazioni relative allo Strato-Tema-Classe che li classificano pagina 20 di 82

24 1.4 La struttura dei dati: le specifiche regionali In sintesi, tutti gli elementi del catalogo oggetti risultano essere ordinati in 11 strati. Gli strati contemplati nel DbT di Regione Lombardia sono: 00 - Informazioni geodetiche 01 - Viabilità mobilità trasporti 02 - Immobili e antropizzazioni 03 - Gestione viabilità e indirizzi 04 - Idrografia 05 - Orografia 06 - Vegetazione 07 - Reti tecnologiche 08 - Località significative 09 - Ambiti amministrativi 10 - Aree di pertinenza Ciascuno di questi strati è indicato con un codice numerico a due cifre. Un ulteriore livello di specificazione porta poi a differenziare ciascun Strato in una serie di Temi e questi ultimi nelle rispettive Classi. Si tratta quindi di una struttura ramificata che a partire da 11 grandi categorie (Strati) procede, per livelli di dettaglio successivi, fino alla specificazione massima rappresentata dalle istanze degli attributi. La codifica degli Strati e dei Temi è stata introdotta per meglio gestire quella delle classi e degli attributi e, come più volte ribadito, i codici sono stati assegnati per numerazione progressiva senza che il valore rappresenti una gerarchia. Infatti, non è richiesta neppure la continuità della numerazione e possono verificarsi valori mancanti nella successione dei numeri naturali. Anche le Classi, come Strati e Temi, sono contraddistinte da un codice numerico a due cifre. L intera codifica di ciascuna classe (ad esempio il file SHP che descrive l Area di circolazione veicolare è denominato come A ) viene assegnata componendo il codice numerico a due cifre proprio della classe stessa con i codici dello Strato e del Tema di riferimento che ne costituiscono così la radice. La Classe è pertanto la struttura fondamentale del Catalogo oggetti in quanto rimanda direttamente alle informazioni più generali che la presiedono ma nello stesso tempo è il punto di partenza per la successiva specificazione in attributi ed istanze. Gli attributi sono le caratteristiche rispetto le quali può essere descritta una classe. Come riportato nell esempio in Figura 16 l Area di circolazione veicolare può essere definita per esempio in funzione del tipo di fondo (pavimentato o non), della sede (a raso, su ponte, ecc) o della zona di interesse (tronco carreggiata, incrocio, piazza), ecc.. pagina 21 di 82

25 1.4 La struttura dei dati: le specifiche regionali Figura 16 - Elenco e tipologia degli attributi associati alla Classe A denominata Area di circolazione veicolare, come riportato nell Allegato A Gli attributi sono pertanto delle proprietà che possono coesistere e combinarsi tra loro nella definizione di un oggetto. Gli attributi possono essere di tipologie differenti in funzione del tipo di informazione contenuta. Le specifiche di contenuto esplicitano nell Allegato A per ogni attributo contemplato la tipologia richiesta. Definire a priori il formato di un campo (colonne Formato, Lunghezza, Decimali dell Allegato A) è fondamentale per poter gestire proprietà e comportamenti comuni a tutti i valori che andranno a popolare tale dato. Dalla tipologia scelta dipenderanno infatti tutte una serie di operazioni e/o interrogazioni eseguibili sui dati in ambiente di lavoro GIS. Se l attributo è di tipo enumerato (per esempio AC_VEI_ZON) significa che è possibile scegliere tra più opzioni, o meglio istanze, per caratterizzare tale aspetto (Figura 17). Le istanze sono generalmente definite da una serie di valori riportate nell Allegato B alle Specifiche di contenuto. Tale elenco costituisce pertanto il cosiddetto Dominio dell attributo. Qualora un istanza di un attributo necessiti a sua volta di valori che ne definiscano una classificazione di maggior dettaglio, un apposita lista viene riportata sotto al nome dell istanza cui si riferisce. Le sottoistanze sono codificate componendo la codifica dell istanza cui si riferiscono con un ulteriore numerazione all interno dell istanza. pagina 22 di 82

26 1.4 La struttura dei dati: le specifiche regionali Figura 17 A sinistra. Elenco delle istanze che un certo attributo enumerato (AC_VEI_ZON) può assumere, come riportato nell Allegato B. A destra. Elenco delle istanze che un certo attributo enumerato (AC_PED_ZON) può assumere, come riportato nell Allegato B Qualora un dato richiesto (per esempio un attributo) non sia assegnato è necessario individuarne la causa perché nessun campo enumerato del Db può essere vuoto e/o non compilato. Ciò può verificarsi per incompletezza dell informazione o per inadeguatezza della Specifica. A tal proposito si utilizzano i valori xx91, xx92, xx93, xx94, xx95 (Figura 17 a destra). Per ogni Strato, Tema, Classe e Istanza il documento delle Specifiche di contenuto nella parte iniziale riporta una breve ma dettagliata definizione che permette, a chi produce il dato, un identificazione inequivocabile dell oggetto e delle sue caratteristiche (Figura 18). Si rammenta come tale descrizione non è esaustiva, in quanto essa rimanda al documento 1007_1-2 di IntesaGIS sopra citato; in particolare, nelle specifiche sono evidenziate le differenze rispetto a tale documento laddove presenti. Figura 18 Breve descrizione del contenuto e delle modalità di acquisizione del dato per un certo Strato pagina 23 di 82

27 1.4 La struttura dei dati: le specifiche regionali Il formato dei dati Il formato dei dati del DB topografico è lo Shape file ESRI (SHP). Questo dato spaziale è un vero e proprio dato geografico che registra la posizione e la forma dell elemento geografico, insieme all informazione attributo che descrive cosa rappresenta ogni singolo elemento. Lo Shape file se caricato in un software GIS si presenta come un file con un'unica estensione appunto.shp (Figura 19). In realtà questo modello di dati è formato almeno tre o più file: Figura 19 L elenco degli Shape file (*.SHP) di un DbT così come appaiono quando vengono caricati in un software GIS; in realtà a ciascun file ne corrispondono altri due (*.SHX e *.DBF) e talvolta altri che dipendono dal software GIS utilizzato (ad esempio il file XML) shp registra la geometria dell elemento (informazioni su forma e posizione); shx registra l indice dell elemento geometrico; dbf un file dbase che registra le informazioni attributo per quell elemento. A queste tre tipologie di estensione file se ne associano altre, in misura variabile, che vengono create in funzione del tipo di software impiegato per la visualizzazione del DB topografico stesso. In Figura 20 si osserva che il software ha creato per il medesimo SHP A altre 4 estensioni oltre a quelle basilari A010101*.shp, A010101*.shx, A010101*.dbf; questa trattazione esula dall analisi di tutte le specifiche estensioni create. Figura 20 Esempio dei diversi file che possono appartenere al medesimo Shape file di un DbT Il sistema cartografico di riferimento del DbT Nella produzione del DB topografico è richiesto che vengano utilizzati i seguenti riferimenti geodetico-cartografici che, peraltro, da alcuni anni costituiscono lo standard nazionale: il sistema geodetico datum ETRF89 (con associato l ellissoide WGS84); la rappresentazione conforme UTM (coordinate cartografiche UTM- WGS84/ETRF89). pagina 24 di 82

28 1.4 La struttura dei dati: le specifiche regionali Non è più ammessa la rappresentazione in Gauss-Boaga ancora invece parzialmente utilizzata per i dati scaricabili dal Geoportale regionale (www.cartografia.regione.lombardia.it/geoportale). Qualora si volessero pertanto sovrapporre dati riferiti ad un medesimo contesto territoriale bisogna fare attenzione al sistema di riferimento adottato ed al tipo di rappresentazione impiegata. Dati facenti riferimento a differenti rappresentazioni cartografiche non sono comparabili a meno di apposite trasformazioni eseguite utilizzando software e grigliati di trasformazione ufficiali appositamente predisposti da IGM. Qualsiasi personale rototraslazione di dati e/o trasformazione diversa da quelle ufficiali, ivi comprese quelle implementate nei software GIS commerciali e open-source, generano risultati diversi. E quindi opportuno procedere alle trasformazioni di coordinate impiegando i dati e i software ufficiali di IGM (famiglia VERTO), oppure utilizzando i servizi disponibili presso il Geoportale di Regione Lombardia. Caricando con software GIS il Db topografico prodotto in UTM-WGS84 e la tradizionale sezione CTR in Gauss-Boaga si osserva come le informazioni, relative allo stesso ambito territoriale, si dispongano alle estremità dello spazio vista (vedi Figura 21). La direzione verso cui tende Regione Lombardia è il graduale allineamento delle basi dati informative al sistema di riferimento UTM-WGS84 tuttavia non è esclusa la possibilità di dover fare interagire dati che per provenienza e tradizione hanno sistemi di riferimento non ufficiali: si pensi, ad esempio, alla base dati catastale. Per quanto riguarda le quote, il DbT utilizza quelle di tipo ortometrico riferite al mareografo di Genova. In realtà, l inquadramento altimetrico dei progetti cartografici veniva realizzato in passato tramite il collegamento alla rete altimetrica dell IGM, con un risultato influenzato dalle deformazioni locali di questa rete. La disponibilità di un modello matematico dell ondulazione del geoide che viene via via determinato in modo sempre più accurato consente oggi di evitare l utilizzo della rete altimetrica, con due importanti vantaggi: la possibilità di definire l inquadramento sia a livello planimetrico sia altimetrico tramite misure GPS in modalità geodetica; a partire dalle quote ellissoidiche determinate con questo tipo di strumentazione è poi possibile ricavare quelle ortometriche grazie al modello matematico del geoide; ottenere quote ortometriche che non siano influenzate dalle deformazioni locali della rete altimetrica dell IGM. Il modello matematico del geoide è implementato nei software della famiglia VERTO, opportunamente corredati dai dati (file GRn) per la zona di interesse. Esistono attualmente tre versioni di tale modello, descritte dai file GR1, GR2 e GR3, ciascuna delle quali implementa un modello dell ondulazione del geoide più accurato. Al fine di evitare trasformazioni disomogenee in aree contigue o sovrapposte, è opportuno utilizzare la serie GR2, la quale fornisce una precisione sufficiente per le applicazioni cartografiche. pagina 25 di 82

29 1.4 La struttura dei dati: le specifiche regionali Figura 21 Immagine in cui sono stati caricati due dataset di dati georeferenziati in UTM-WGS84 (a sinistra) e in Gauss Boaga (a destra) 1.5 La terza dimensione: una nuova modalità di uso della cartografia Il Db topografico è una cartografia 3D a tutti gli effetti. Nel processo produttivo della stereo-restituzione fotogrammetrica viene infatti impiegata la quota sul livello medio del mare (quota ortometrica) e la componente altimetrica è presente nella quasi totalità degli Shape file forniti (le eccezioni sono giustificate dalle Specifiche di contenuto). Per questo motivo, nel caso di eventuali operazioni di editing sui dati del Db Topografico, è importante tenere in considerazione anche la quota altimetrica come elemento determinate per la definizione del volume definito dagli oggetti in questione. Si riportano ora delle immagini per documentare le varie modalità con cui è possibile accedere alla terza dimensione del Db topografico. Attivando l editing su una qualunque classe del Db topografico, con qualsiasi software GIS, è possibile evidenziare i vertici che hanno portato alla restituzione dell oggetto analizzato. Le proprietà del poligono, polilinea o punto riportano una tabella nella quale sono indicate le tre componenti plano-altimetriche x, y e z di ciascun vertice (Figura 22). Figura 22 Visualizzazione delle coordinate 3D del perimetro di un oggetto aerale nel DbT Analogamente, con applicativi di visualizzazione 3D (ArcScene ESRI, Sextante Gvsig, AutoCad Map 3d) è possibile avere una rappresentazione immediata della conformazione orografica del territorio (Figura 23). Infine, in un DB topografico tutti le classi che concorrono alla copertura del suolo vengono generalmente utilizzate per la realizzazione del modello tridimensionale. La struttura per il 3D ha lo scopo di consentire la ricostruzione dei volumi di ogni oggetto e di definire le potenzialità dell attributo spaziale 3D ai pagina 26 di 82

30 1.5 La terza dimensione: una nuova modalità di uso della cartografia fini della modellazione tridimensionale. Il modello è applicato alle volumetrie degli edifici e a tutte le strutture antropiche che hanno significativa occupazione nello spazio. La realizzazione del modello 3D avviene andando ad estrudere determinate classi del Db topografico in funzione di uno specifico valore di quota previsto e riportato nella tabella con estensione DBF dello Shape file. Se da un lato la componente altimetrica z definisce la quota ortometrica di ogni oggetto, la quota di estrusione presente come campo apposito nella tabella dello Shape file permette la creazione dei volumi degli oggetti dell ambiente antropizzato per eseguire, ad esempio, analisi di rischio e valutazioni specifiche. Figura 23 Visualizzazione 3D di una porzione di un DbT Nel caso della classe delle unità volumetriche, il campo UN_VOL_AV contiene il valore della quota di estrusione corrispondente cioè alla quota di gronda del volume elementare costituente l edificato. Impostando pertanto l estrusione degli edifici rispetto a tale campo si ottiene il modello riportato in Figura 24. pagina 27 di 82

31 1.5 La terza dimensione: una nuova modalità di uso della cartografia Figura 24 Visualizzazione 3D di una porzione di un DbT nel quale sono stati estrusi gli edifici utilizzando le informazioni altimetriche del perimetro medio di base delle unità volumetriche, unitamente alla quota in gronda delle stesse riportate dall attributo UN_VOL_AV nella tabella associata (colonna azzurra nella tabella a sinistra) pagina 28 di 82

32 2.1 L installazione del software 2 UN SOFTWARE OPEN SOURCE PER LA GESTIONE DEL DbT: gvsig gvsig è un Sistema Informativo Geografico Open Source che consente di gestire dati spaziali su cui realizzare analisi anche particolarmente complesse. E' caratterizzato da un interfaccia semplice ed amichevole e dalla capacità di accedere agevolmente ai formati di dati geografici più diffusi (sia raster che vettoriali). Nasce da un progetto ideato dal Governo Spagnolo (Generalitat Valenciana Conselleria d'infraestructures i Transport - Valencia) e finanziato dall'unione Europea; è implementato da un grande numero di sviluppatori, e di utenti, presenti in tutto il mondo, permette di gestire dati vettoriali e raster oltre che di connettersi a server cartografici con standard OGC (WMS, WCS, WFS). Può essere installato su sistemi operativi Microsoft Windows, Linux e Mac OS X e supporta i formati più diffusi in ambito GIS sia raster che vettoriali, compreso il formato ESRI Shapefile molto diffuso in ambienti Gis e formato dati utilizzato dalla Regione Lombardia per il progetto di Database Topografico. Inoltre sono disponibili numerose estensioni realizzate dalla comunità di sviluppatori che permettono di estendere le funzionalità base del software. Attualmente è disponibile un manuale di utilizzo in lingua italiana (scaricabile in formato pdf dal sito ufficiale, vedi Figura 25 di seguito) che descrive in modo dettagliato ogni funzionalità e al quale si rimanda per la consultazione di tematiche specifiche di funzionamento del software. Il presente manuale, invece, costituisce a tutti gli effetti una guida passo-passo per svolgere alcune semplici e basilari operazioni con il programma gvsig sui layer del Data Base Topografico, integrati con dati di altra natura e fonte, quali ortofoto digitali e dati geografici di diversa natura realizzati da Regione Lombardia. 2.1 L installazione del software Il sito Web ufficiale del programma è htto://www.gvsig.org (sito impostato in lingua spagnola ma personalizzabile in italiano); da questo è possibile avere informazioni sul progetto, scaricare programma e il relativo manuale. Per scaricare l eseguibile del programma è possibile seguire le indicazioni partendo dalla home page, oppure collegarsi direttamente nella pagina di download (http://www.gvsig.org/web/projects/gvsig-desktop/official); dopodiché selezionare su gvsig 1.11 (ultima versiòn) che è la versione stabile e descargas nella pagina successiva. pagina 29 di 82

33 2.1 L installazione del software Figura 25 Schermata del sito web per l installazione del software Il programma gvsig richiede alcune applicazioni ausiliarie per poter funzionare: macchina virtuale Java, librerie JAI, ecc. Tali applicazioni potrebbero già essere contenute nel Personal Computer dell utente oppure non essere ancora installate. La versione con prerrequisitos de instalaciòn installa, preventivamente, anche gli applicativi ausiliari necessari (scelta consigliata); diversamente è possibile scaricare la versione senza prerequisiti e verificarli durante la procedura di installazione. Per la procedura di installazione scaricare il file exe (o bin) sul proprio pc, eseguirlo e seguire la procedura guidata. Per scaricare il manuale del programma in lingua italiana in formato pdf cliccare sul corrispondente file nella sezione Documentation a destra. 2.2 L impostazione generale del programma Prima di passare in rassegna le funzionalità specifiche del programma è utile illustrare l interfaccia, le caratteristiche e le impostazioni generali, valide per tutti i progetti L interfaccia di gvsig e impostazione delle preferenze L interfaccia grafica si compone di una finestra principale in cui sono collocati i vari strumenti e le finestre secondarie utili per creare i documenti propri del programma. pagina 30 di 82

34 2.2 L impostazione generale del programma Figura 26 Schermata iniziale per la gestione del progetto Barra del titolo: è situata nella parte superiore della finestra principale e contiene il nome del programma e del progetto; Pulsanti: permettono di ingrandire, ridurre oppure chiudere completamente la finestra attiva del programma; Finestra principale: è lo spazio di lavoro all'interno del quale si trovano le singole finestre caratterizzanti il "Gestore di progetto" ed i singoli documenti propri di gvsig; Barra dei menu: dove si possono trovare raggruppati in forma di menu e sottomenu le funzionalità del software; Barra degli strumenti: contiene le icone dei comandi più importanti e costituisce la modalità più semplice per accedervi (si attivano quando diventano utilizzabili). Prima di procedere all analisi delle impostazioni della finestra di progetto, è utile definire alcune preferenze del programma visualizzabili con il comando preferenze, collocato nella barra dei menu. Alcune di queste sono relative a parametri di visualizzazione o di configurazione, mentre potrebbe essere importante l impostazione della lingua in quanto è probabile che il programma venga installato in lingua spagnola. Per impostare il programma in italiano, nella finestra delle preferenze, esplodere la voce Generale e nel menù lingua impostare l italiano rendendolo attivo ed accettando le opzioni impostate. pagina 31 di 82

35 2.2 L impostazione generale del programma Per rendere operative le modifiche è necessario chiudere il programma e riavviarlo. 2.3 Progetti e documenti in gvsig In gvsig tutte le attività si svolgono all'interno di un progetto, che a sua volta è formato da tre diversi tipi di documenti: Viste sono i documenti in cui si lavora con la componente grafica dei dati; Tabelle sono i documenti in cui si lavora con la componente alfanumerica dei dati; Mappe sono i documenti layout in cui è possibile assemblare le carte geografiche mediante l'inserimento dei diversi elementi cartografici che le compongono (vista, legenda, scala, ecc.). Una mappa può essere finalizzata all esportazione o alla stampa. pagina 32 di 82

36 2.3 Progetti e documenti in gvsig I progetti sono file che hanno estensione gvp. Essi non contengono i dati spaziali e gli attributi associati in forma di tabella, ma memorizzano la posizione dove sono conservate le fonti dei dati, ovvero il percorso che si deve seguire su disco per arrivare ai suddetti file; se i dati subiranno variazioni, gli aggiornamenti si ripercuoteranno su tutti i progetti in cui essi sono utilizzati. All apertura del programma un progetto nuovo viene aperto automaticamente e compare la finestra di dialogo Gestore di progetto con la quale è possibile creare direttamente nuove viste sulle quali importare dati geografici come vedremo più avanti. Se invece si vuole creare un progetto nuovo o aprirne uno esistente si possono utilizzare i tasti posizionati sulla barra dei pulsanti: crea nuovo progetto apri progetto esistente Quando si chiude la sessione di lavoro di un progetto (o di più progetti) dopo averlo modificato, compare una finestra che indica quali sono i file da salvare e se salvare le modifiche apportate: pagina 33 di 82

37 2.3 Progetti e documenti in gvsig Le principali operazioni che il programma GIS consente di effettuare e che verranno trattate nel presente manuale sono sostanzialmente: a) la visualizzazione dei dati e la produzione di cartografia tematica finalizzata anche alla stampa; b) l interrogazione e la selezione dei dati; c) la modifica e la creazione dei dati. Nei successivi paragrafi saranno descritti i principali passaggi. 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati geografici Obiettivo del percorso è il caricamento di dati in una vista e la loro tematizzazione secondo diverse modalità. Come esemplificazione si suppone di dover produrre una cartografia di base di un determinato territorio contenente le principali informazioni territoriali, da stampare in scala opportuna. Avviato il programma, è necessario creare un nuovo progetto (seguendo i passaggi già descritti precedentemente) oppure è possibile utilizzare il progetto di default che gvsig apre automaticamente. Dal gestore di progetto è possibile creare la nuova vista nella quale caricare i dati necessari procedendo come segue: pagina 34 di 82

38 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati rendere attivo il menù Vista cliccare il tasto Nuovo selezionare la vista creata ( Senza titolo 0 ) A questo punto è possibile effettuare una serie di operazioni sulla vista con i pulsanti a destra, tra cui aprirla, rinominarla, rimuoverla, definirne le proprietà (vedi figura 27 di seguito). Figura 27 Modalità di impostazione delle caratteristiche di una vista pagina 35 di 82

39 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati Dalle proprietà della vista è possibile modificare il nome (si denomini, ad esempio cartografia di base ) ed impostare due parametri importanti: le unità di mappa e misura ed il sistema di proiezione. Le unità di mappa e di misura devono essere impostate su metri mentre il sistema di proiezione è in funzione del sistema di proiezione dei dati: nel caso del DbT i dati sono proiettati nel sistema di riferimento geografico WGS84/UTM zone 32N, codice EPSG (vedi paragrafo sopra riportato). GvSIG consente di gestire più viste contemporaneamente, quindi, con le stesse modalità descritte sopra, è possibile creare nuove viste all interno dello stesso progetto. Una volta impostata la vista (o le viste) è conveniente salvare il progetto cliccando sul tasto salva progetto contenuto nella barra dei comandi: Comparirà una finestra nella quale specificare la collocazione del file di progetto su disco (estensione gvp ) nonché il nome Caricamento di un layer vettoriale Per il caricamento dei dati è necessario prima aprire la vista cartografia di base appena creata selezionandola dal gestore del progetto e cliccando il tasto apri. All apertura della vista il programma, nella barra dei comandi, aggiunge automaticamente alcuni pulsanti tra cui quello del comando aggiungi layer. pagina 36 di 82

40 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati GvSIG gestisce varie tipologie di dati (GeoDB, WCS, WMS, ecc). Il DbT è costituito da dati in formato Shapefile (.shp), quindi per il loro caricamento è sufficiente mantenersi sul menù file e cliccare il tasto aggiungi: compare una finestra dove specificare lo shapefile (file fonte) che si vuole caricare nella vista. Il formato shapefile è un formato di tipo vettoriale, che si differenzia da altri file vettoriali (come ad esempio dwg) per l associazione agli elementi grafici georeferenziati di attributi alfanumerici contenuti in una tabella. A ciascun elemento grafico è quindi possibile associare attributi descrittivi qualitativi e/o quantitativi. Quando si carica uno shapefile dal programma questo mostra un solo file con estensione shp (ad esempio A shp). La struttura del layer in formato shapefile è però più articolata e complessa. Se si visualizza infatti lo stesso file con l applicativo gestione risorse del proprio pc, si può notare che esistono più file corrispondenti al nome A In questo caso esistono tre file che compongono il layer A020102: il file shx, shp e dbf. Ognuno di questi file contiene informazioni diverse relativamente a quel layer: il file shp contiene le informazioni geometriche e grafiche, il file dbf contiene le informazioni alfanumeriche (è una tabella visualizzabile anche con programmi standard, come ad esempio excel), il file shx è un file di indicizzazione tra la componente grafica e quella tabellare. pagina 37 di 82

41 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati I file che compongono uno shape sono minimo tre (quelli indicati precedentemente) ma possono anche essere di più, in funzione della genesi dello shapefile. In caso si avesse necessità di copiare layer, di spostarli in altre directory o di consegnarli ad altri utenti, è indispensabile operare su tutti i file di diversa estensione relativi a quel layer (quindi, ad esempio, spostare tutti i file che hanno denominazione A020102). Dopo la parentesi indispensabile sulla struttura informatica degli shapefile, al fine di predisporre una cartografia con le informazioni territoriali comunali di base si individuano, a titolo esemplificativo, i seguenti layer del DbT, i quali possono essere caricati all interno della vista con le modalità illustrate precedentemente. I file possono essere caricati dalla finestra Apri singolarmente oppure in modalità multipla, tenendo premuto il tasto ctrl durante la selezione: Strato Tema Classe Nome file Viabilità, mobilità, Strade Area stradale A trasporti Ferrovie Sede di trasporto su ferro A Edificato Edificio A Immobili e Manufatto monumentale A antropizzazioni Manufatti Attrezzatura sportiva A Area bagnata di corso Superfici idrografiche Idrografia d acqua A Reticolo idrografico Elemento idrico L Orografia Altimetria Curva di livello L Località significative Località significative Toponimo P Ambiti amministrativi Ambiti amministrativi Limite amministrativo L Applicato il comando aggiungi, i file sono listati nella tabella dei contenuti (denominata TOC Table Of Contents) a sinistra della finestra della vista in ordine di caricamento e tematizzati con simbologie casuali. pagina 38 di 82

42 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati Inoltre la barra dei comandi si arricchisce notevolmente con pulsanti relativi ad opzioni applicabili ai file caricati. Come è possibile dedurre osservando la TOC, gli shapefile possono essere di tre tipologie in funzione della natura delle entità grafiche in essi contenute: poligonali, lineari, puntuali. L appartenenza alle tre tipologie, se non specificata altrove, è facilmente desumibile dalla grafica che assumono i layer una volta caricati nella tabella dei contenuti in una vista (vedi figura sopra) Caricamento di un layer raster Oltre ai dati di tipo vettoriale possono essere caricati in una vista anche dati di tipo raster, cioè in formato immagine 5. Ad esempio, ai fini delle applicazioni del DbT alle tematiche di carattere comunale, potrebbe essere utile visualizzare le ortofotocarte digitali come base per rappresentazioni oppure per nuove digitalizzazioni. Per caricare un file raster all interno di una vista è sufficiente procedere in modo analogo a quanto esposto per il caricamento di un layer vettoriale, selezionando, nella finestra di lettura del disco e di apertura del file, il formato raster anziché shape (vedi figura seguente). I layer raster georeferenziati sono generalmente costituiti da due file: un file che contiene l informazione dell immagine ed un file con informazioni descrittive, il quale può contenere anche informazioni di georeferenziazione e sul sistema di riferimento. Nel caso del dalla ortofotocarta digitale in questione sono presenti il file ecw, che consiste nell immagine vera e propria archiviata in un formato molto compresso (la compressione consente un consistente alleggerimento della dimensione del file e quindi maggiore agilità nella gestione di questo anche da parte dei programmi gis) e un file ers che contiene alcune informazioni circa la georeferenziazione (è un file di testo, visualizzabile con qualsiasi programma di lettura di testo non formattato, come ad esempio blocco note). Per caricare l ortofotocarta all interno della vista è necessario selezionare il file relativo all immagine, ovvero il file ecw. 5 per una trattazione esaustiva delle differenze tra dati geografici di tipo vettoriale e raster vedere i paragrafi precedenti pagina 39 di 82

43 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati Modalità di visualizzazione e di tematizzazione dei dati Dalla tabella dei contenuti è possibile effettuare una serie di operazioni sui layer, tra cui accenderli, spegnerli ed attivarli. L accensione e lo spegnimento avvengono attivando o disattivando il simbolo di spunta nel riquadro posto a sinistra di ciascun layer (nella figura precedente relativa al caricamento dei layer vettoriali, i layer sono tutti accesi); rendere attivo un layer significa invece selezionarlo cliccando sul nome del tema per renderlo in rilievo ed in grassetto (nella stessa figura è attivo il layer A010201). E possibile spostare l ordine di visualizzazione dei layer modificando l ordine nella tabella dei contenuti: è sufficiente cliccare e trascinare il layer nel punto desiderato. Il primo layer in cima alla lista viene visualizzato sopra tutti, l ultimo viene posto sotto. Nella vista è possibile utilizzare i seguenti strumenti di visualizzazione e di navigazione: Icona Comando Funzione Aumenta Zoom Ingrandisce un area particolare della vista all interno di una traccia a finestra stabilita dall utente Diminuisci Zoom Riduce un area particolare della vista Zoom precedente Zoom completo Ritorna allo zoom precedentemente usato Realizza uno zoom di estensione pari a quella definita da tutti i layer della vista pagina 40 di 82

44 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati Spostamento Zoom selezionato Consente di modificare l'estensione della vista trascinando il campo di visualizzazione in tutte le direzioni mediante il mouse. Si tenga premuto il pulsante sinistro del mouse e lo si muova nella direzione desiderata Zoom corrispondente all estensione totale occupata dagli elementi precedentemente selezionati Zoom ottimizzato alle dimensioni complessive del layer Per ottenere uno zoom sul layer, occorre selezionare l opzione Zoom al layer dal menu contestuale del layer stesso Come precedentemente anticipato, la caratteristica dello shapefile è quella di avere una struttura di dati geografici la cui interfaccia è la vista e a ciascuno dei quali è associata una serie di attributi alfanumerici ordinati all interno di un database (file dbf). Prima di affrontare il tema della simbologia è quindi utile esplorare la struttura della tabella di un layer. Per visualizzare la tabella è necessario selezionare il relativo layer e cliccare sul tasto mostra gli attributi dei layer selezionati nella barra dei comandi (se si utilizza la versione 1.10 di gvsig si può anche cliccare nella toc sul layer con il tasto destro del mouse e selezionare Tabella degli attributi dal menù a tendina). La tabella contiene tante righe quanti sono gli oggetti grafici (il loro rapporto è sempre univoco) e una serie di colonne definite in fase di strutturazione del dato geografico. pagina 41 di 82

45 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati In sintesi, per ciascun elemento grafico del layer è possibile associare una serie, teoricamente infinita, di attributi secondo determinate categorie rappresentate dalle colonne. Ad esempio per un arco stradale (singolo elemento grafico e territoriale contenuto nel layer) a cui corrisponde una riga nella tabella, è possibile descriverne la lunghezza, la tipologia, il rango, i materiali, l intensità di traffico, ecc. (ognuna di queste descrizioni è contenuta in una colonna). In ambito GIS, relativamente alla tabella degli attributi di uno shapefile, si definiscono fields (campi) le colonne e registri le righe. Le colonne possono avere diversa tipologia, in modo particolare: campi tipo stringa: nei quali possono essere inseriti codici alfanumerici; campi tipo numero: nei quali possono essere inseriti codici numerici e sui quali è possibile effettuare anche operazioni di calcolo; Nei campi stringa il testo è allineato a sinistra, mentre nei campi di tipo non stringa, il testo è allineato a destra. La gestione della simbologia di ciascun layer avviene attraverso la finestra delle proprietà, la quale si visualizza cliccando sul layer attivo con il tasto destro del mouse e selezionando proprietà nel menù a tendina; da qui visualizzare la sezione simbologia. pagina 42 di 82

46 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati Esistono diverse modalità di tematizzazione di un layer: Attributi multipli Quantità per categoria Consente di tematizzare i poligoni secondo gli attributi di un campo della tabella e sovrapporre un simbolo graduato secondo un altro campo della tabella Categorie Espressioni Valori unici Mostra gli elementi del Livello in funzione di una determinata espressione di selezione Dato un campo di attributi, mostra gli elementi del layer usando un simbolo per ogni valore unico Elementi Simbolo unico Mostra tutti gli elementi di un layer usando lo stesso simbolo (tematizzazione di default quando si carica un layer) Densità puntuale Definisce un simbolo di densità di punti basato sul valore di un determinato campo Quantità Intervalli Simboli graduati Mostra gli elementi del layer utilizzando una gamma di colori in funzione del valore di un determinato campo di attributi Rappresenta le quantità utilizzando le dimensioni del simbolo per mostrare i valori relativi Simboli proporzionali Rappresenta le quantità utilizzando le dimensioni del simbolo per mostrare i valori esatti Le modalità di tematizzazione dei dati più utilizzate sono generalmente il simbolo unico, quando non è necessario differenziare gli elementi di un layer in funzione della loro caratterizzazione, e valori unici, quando invece è utile differenziare gli elementi grafici secondo tipologie di attributi contenute in un campo della tabella. Nel primo caso è sufficiente conoscere quale è il contenuto del layer; nel secondo caso è necessario conoscere i campi che compongono la tabella, il loro significato, la tipologia, e la decodifica degli attributi per ciascun campo (qualora non sia immediata ma ricostruibile attraverso i codici di identificazione, come nel caso del DbT). pagina 43 di 82

47 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati Nel caso del DbT queste informazioni sono contenute all interno delle specifiche regionali 6. L elenco riportato di seguito riporta la sequenza degli shapefile che compongono il DbT descrivendo la classe, cioè il contenuto fisico, la tipologia (puntuale, lineare, poligonale) ed il nome del file. Se si avesse necessità, ad esempio, di tematizzare il layer degli edifici senza distinzione alcuna, è sufficiente caricare il file A shp (Classe: Edificio) e tematizzarlo con modalità simbolo unico con simbologia appropriata. Se invece fosse necessario tematizzare gli edifici distinguendoli, ad esempio, a seconda della destinazione d uso (residenziale, produttivo, ecc.), non è sufficiente conoscere soltanto la classe, cioè il contenuto fisico del layer, ma anche la relativa tabella degli attributi ed in modo particolare è imprescindibile verificare se esiste un campo che individua per ogni edificio la destinazione d uso per poi tematizzare il layer con modalità valori unici secondo il campo prescelto. L allegato A riporta l elenco e descrive la struttura dei campi di ciascuno shape; nell elenco dei campi dello shape A Edificio è presente un campo denominato EDIF_USO (prima colonna della figura seguente) di tipo stringa (Enumerato, seconda colonna) che esprime l attributo relativo alla CATEGORIA USO (cfr. ultima colonna) ed il cui codice è (penultima colonna, il codice serve anche per individuare il campo nell Allegato B, come riportato di seguito). 6 per una completa trattazione dell argomento vedere il paragrafo 1.4 pagina 44 di 82

48 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati L allegato B riporta, per ciascun campo specifico dello shape, la decodifica degli attributi. Quindi, in riferimento all esemplificazione sullo shape A Edificio, si è verificata l esistenza, nella tabella degli attributi, di un campo che esprime la destinazione d uso degli edifici (informazione desunta dall Allegato A) il quale campo contiene una serie di codici che esprimono, per ogni poligono di ciascun edificio, la destinazione d uso; l Allegato B associa ai codici numerici la relativa decodifica scritta. pagina 45 di 82

49 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati Rispetto alla modalità di tematizzazione simbolo unico è sufficiente selezionare la simbologia appropriata; trattandosi dell elaborazione di una cartografia di base gli edifici possono essere semplicemente rappresentati in grigio con contorno nero. Nel caso di tematizzazione con valori unici è necessario prima specificare il campo di classificazione, ovvero il campo della tabella degli attributi rispetto ai quali differenziare i simboli in funzione dei diversi valori/codici (nel caso in questione EDIFC_USO). pagina 46 di 82

50 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati Dopo aver cliccato sul pulsante Aggiungi tutto in basso a sinistra, dalla lista dei valori/simboli è possibile attribuire una simbologia a ciascun codice, cioè a ciascuna destinazione d uso così come decodificata nell Allegato B. Nel campo Etichetta della finestra della simbologia è possibile scrivere le decodifiche dei codici numerici così come riportati nell Allegato B, i quali compariranno anche nella tabella dei contenuti della vista in alternativa ai codici numerici (vedi riquadro a sinistra della figura sopra). Una volta definita una legenda è possibile salvarla in un file.gvl e riutilizzarla in qualsiasi altro progetto dalla finestra di gestione della simbologia. Tale funzionalità consente di distribuire o trasferire, unitamente allo shapefile, anche pagina 47 di 82

51 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati la sua vestizione, senza necessariamente essere in possesso del file di progetto (.gvp). Al fine di facilitare la lettura dei layer della vista è possibile, inoltre, modificare il nome del layer accedendo sempre dalla finestra Proprietà del layer al menù Generale: ad esempio è possibile anteporre la classe al nome dello shape (EDIFICI_A020102). Con questa operazione non viene modificato il nome dello shape (file fonte) ma soltanto la denominazione del layer nella vista in questo progetto. Infatti, se si pagina 48 di 82

52 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati osservano i contenuti della finestra delle proprietà del layer sopra, nella penultima riga è riportata la localizzazione ed il percorso dello shapefile su disco: nell esempio riportato d seguito, il file si chiama sempre A shp. Procedendo in questo modo con differenti modalità di tematizzazione degli altri layer della vista è possibile portare a termine la redazione della carta di base. pagina 49 di 82

53 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati Nella barra in basso è utile impostare la scala di visualizzazione prima di procedere all attribuzione della tematizzazione a ciascun layer; questa operazione consente di visualizzare nella scala di stampa la tipologia e la dimensione reale delle tematizzazioni associate (vedi figura precedente). Nell esempio si assume come scala di riferimento 1: Se si esamina la tabella dei contenuti (nella figura successiva) appare evidente come tutti i layer siano stati tematizzati con la modalità simbolo singolo tranne CURVE LIVELLO_L e TOPONIMO_P Il primo è stato tematizzato secondo la modalità Intervalli in funzione del campo CV_LIV_Q (che contiene l informazione circa la quota), impostando un numero di intervalli pari a 30 (al fine di discretizzare in modo utile i valori relativi alla quota su livello del mare) in scala di grigi; il secondo è tematizzato senza simbologia, con la visualizzazione delle etichette o testi contenuti nello shapefile. pagina 50 di 82

54 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati L attivazione delle etichette corrispondenti ai valori contenuti in un campo di un layer avviene sempre attraverso la finestra di Proprietà del layer, nel menù Etichettati. Nella finestra è possibile scegliere il campo da etichettare e definire le caratteristiche del carattere (vedi figura successiva). Per quanto riguarda le modalità di tematizzazione dei layer in formato raster, le operazioni ammesse sono la gestione della trasparenza e la gestione base dei colori (ottimizzazione). Tali opzioni si attivano rendendo attivo il layer raster e aprendo la finestra di proprietà del raster con il tasto destro del mouse. Impostata un adeguata trasparenza il raster può essere posizionato, in ordine di visualizzazione, sopra gli altri layer ed essere utilizzato come informazione cartografica di base. pagina 51 di 82

55 2.4 Come visualizzare e tematizzare i dati Al termine delle impostazioni è indispensabile salvare il progetto cliccando sul tasto salva progetto. Con questa operazione vengono salvate anche tutte le tematizzazioni dei layer nella vista cartografia di base, nonché tutti gli elementi del progetto, comprese le mappe, cioè i layout che verranno di seguito trattati. E comunque utile e consigliato effettuare il salvataggio del progetto ogni volta che si imposta una tematizzazione o si effettua una operazione di rilievo. Se non si è ancora effettuato alcun salvataggio, il programma richiederà la denominazione; è consigliato salvare il progetto con il nome progetto_guida_manuale.gvp, il quale sarà ripreso in seguito per le successive esemplificazioni. pagina 52 di 82

56 2.5 L impostazione di un layout per la stampa 2.5 L impostazione di un layout per la stampa La gestione di un layout di stampa avviene attraverso il modulo Mappa contenuto nel Gestore di progetto. Attraverso questo modulo è possibile creare una nuova mappa denominata carta di base 1:5.000 con le stesse modalità con le quali si è creata la vista nella prima parte del manuale. La mappa sarà costituita da una tavola in formato A3 che rappresenti una porzione di territorio urbanizzato del comune alla scala 1: Dopo l apertura della mappa, è necessario impostare il formato del foglio cliccando sul pulsante imposta pagina nella barra dei comandi. pagina 53 di 82

57 2.5 L impostazione di un layout per la stampa Sulla mappa è possibile inserire differenti elementi grafici che comporranno la tavola. Innanzi tutto è utile impostare una squadratura mediante il comando inserisci rettangolo. Una volta disegnato il rettangolo è possibile impostarne dimensioni e posizione e definirne le proprietà, ovvero colori e spessore: per attivare il menù a tendina è sufficiente selezionare il rettangolo con il puntatore e cliccare il tasto destro del mouse. pagina 54 di 82

58 2.5 L impostazione di un layout per la stampa All interno del rettangolo si possono ora inserire gli altri elementi che compongono il layout di stampa. Per inserire la vista si utilizza il comando inserisci vista contenuto nella barra dei comandi. Nella proprietà della vista si possono impostare i parametri di visualizzazione: selezione della vista da rappresentare nella mappa (nel caso si siano impostate più viste nel progetto); il tipo di scala; il valore numerico della scala di rappresentazione. pagina 55 di 82

59 2.5 L impostazione di un layout per la stampa Altro elemento importante di una tavola è la legenda. Il programma permette di inserire nella mappa una legenda in automatico tracciando una finestra all interno della quale inserire l elemento per mezzo del comando inserisci legenda contenuto nella barra dei comandi. Nella finestra delle proprietà della legenda devono essere impostati alcuni parametri relativi a: selezione della vista della quale rappresentare la legenda; la selezione delle voci di legenda da rappresentare (queste appaiono tutte selezionate, se si volesse eliminarne una è sufficiente togliere il segno di spunta dall elenco). Nella cartografia di base ad esempio non è necessario rappresentare nè i toponimi (perché la loro lettura è immediata, essendo costituiti da testi) nè le curve di livello. La legenda creata in automatico riporta esattamente i contenuti dei layer così come strutturati nella tabella dei contenuti della vista ed è ad essa collegata: qualora si modificasse il titolo del layer o la tematizzazione di questo nella vista, le modifiche saranno automaticamente aggiornate anche nella legenda in mappa; quindi, se si volessero eliminare dalle voci di legenda i codici dei layer (ad esempio rappresentare solo il testo LIMITE AMMINISTRATIVO anziché LIMITE AMMINISTRATIVO_L090102) è sufficiente andare nel gestore del progetto, aprire la vista e modificare l intestazione del layer nella finestra proprietà. Se invece l obiettivo fosse impostare una legenda più articolata e modificare l interlinea, la simbologia, le colonne o altre impostazioni, è necessario utilizzare il comando semplifica legenda attivabile mediante il tasto destro del mouse sul riquadro della legenda. pagina 56 di 82

60 2.5 L impostazione di un layout per la stampa Con questa modalità la legenda viene trasformata e disarticolata in oggetti grafici (i simboli) ed etichette di testo (le voci di legenda) i quali possono essere spostati singolarmente e modificati a piacimento con un doppio click del mouse sull oggetto con lo strumento puntatore. E importantissimo sapere che, una volta semplificata la legenda, viene definitivamente perso il collegamento con la vista: le modifiche apportate alla denominazione e alla tematizzazione dei layer nella tabella dei contenuti non sono più automaticamente aggiornate nella legenda della mappa ma è necessario provvedere alla loro modifica manualmente. Gli altri oggetti ausiliari che il programma permette di inserire nella mappa di layout e attivabili dal menù dei comandi sono: Inserisci testo Inserisci immagine tracciando una finestra all interno della mappa è possibile definire la stringa di testo e le proprietà tracciando una finestra all interno della mappa è possibile inserire un immagine; deve essere specificato il percorso del file fonte e selezionato Inserisci elementi grafici (punto, rettangolo, cerchio, linea, polilinea, poligono) Inserisci scala (grafica) Inserisci simbolo nord grafico Inserisci griglia tracciando una finestra all interno della mappa nella quale inserire la griglia, è possibile definire le proprietà (numero di righe e numero di colonne) pagina 57 di 82

61 2.5 L impostazione di un layout per la stampa pagina 58 di 82

62 2.6 L analisi e la selezione puntuale delle informazioni territoriali 2.6 L analisi e la selezione puntuale delle informazioni territoriali I comandi di consultazione ed informazione I comandi di consultazione sono contenuti nella barra dei comandi accessibile dalla vista. Il comando informazioni rapide consente di conoscere le principali caratteristiche dei layer contenuti nella toc, quali la tipologia (puntuale, lineare, poligonale), la lista dei campi contenuti nella tabella e la loro caratterizzazione (campi testo o numerici). Il comando informazione mostra i contenuti della tabella relativamente ad un elemento di un layer che viene identificato direttamente nella vista; rendendo prima attivo nella toc il layer nel quale è contenuto l elemento di cui si desidera conoscere le informazioni, è sufficiente cliccare sull elemento grafico. A titolo esemplificativo sono riportate, di seguito, le informazioni relative ad un poligono del layer Edifici_A pagina 59 di 82

63 2.6 L analisi e la selezione puntuale delle informazioni territoriali I comandi misura area e misura distanze consentono di avere informazioni su poligoni o linee tracciate sulla vista. E sufficiente cliccare sul primo punto che rappresenta il vertice del poligono (o della linea) dell elemento che si vuole misurare e muoversi in corrispondenza degli altri vertici cliccando su di essi e terminando sull ultimo vertice con un doppio click del mouse. I risultati delle misurazioni sono riportati nella barra inferiore della vista, in basso a destra. Affinché i valori di misura evidenziati siano corretti, è necessario aver impostato in modo adeguato le unità di misura attraverso le impostazione nel gestore di progetto Modalità e strumenti di selezione dei dati Per selezionare un elemento o più elementi di un layer, oppure elementi di più layer in qualche modo interagenti, si può procedere attraverso: selezioni grafiche (individuando direttamente gli elementi dalla vista); interrogazioni alfanumeriche (ad esempio attraverso l interrogazione della tabella degli attributi). I comandi di selezione grafica si trovano raggruppati sulla barra dei comandi. pagina 60 di 82

64 2.6 L analisi e la selezione puntuale delle informazioni territoriali In dettaglio gli strumenti e le funzionalità delle selezioni grafiche. Seleziona con un punto la selezione avviene cliccando sull elemento grafico (per selezione multipla cliccare su altri elementi grafici tenendo premuto il tasto ctrl) Seleziona con rettangolo, poligono, polilinea o cerchio seleziona gli elementi grafici interni e/o intersecati dalla geometria tracciata. Inverti selezione Selezione tramite area di influenza Elimina selezione inverte la selezione degli elementi grafici del layer attivo nella toc A partire da un elemento selezionato, seleziona gli elementi grafici che sono interni e intersecati da un buffer il cui raggio è impostato dall utente (consente anche di creare un nuovo layer contenente il poligono del buffer) cancella la selezione del layer attivo Quando un elemento o più elementi sono selezionati, essi appaiono evidenziati con colore giallo (o con colore prescelto se si sono modificate le impostazioni predefinite nelle opzioni generali del progetto). Per effettuare selezioni multiple è sufficiente ripetere i comandi di selezione tenendo premuto il tasto Ctrl della tastiera. Un altra modalità di selezione è costituita dalle selezioni spaziali, ovvero selezione per layer, accessibile dal menù vista, selezione; permette di realizzare pagina 61 di 82

65 2.6 L analisi e la selezione puntuale delle informazioni territoriali una selezione sul layer attivo in base ad una selezione effettuata in precedenza su un altro layer. Tale modalità di selezione consente di selezionare elementi grafici di diversi layer in modo automatico, impostando regole spaziali o di prossimità (vedi elenco figura sopra). Quando si effettuano selezioni di elementi grafici dalla vista, sono selezionati anche i rispettivi record della tabella degli attributi corrispondenti a quegli elementi. Tale corrispondenza è possibile verificarla aprendo la tabella e utilizzando il comando sposta selezione in alto: in tal modo verranno visualizzati per primi i record relativi agli elementi selezionati. pagina 62 di 82

66 2.6 L analisi e la selezione puntuale delle informazioni territoriali Quando non si è a conoscenza della posizione esatta di un elemento oppure questo non è direttamente individuabile nella vista, è possibile effettuare selezioni alfanumeriche, ovvero interrogando la tabella degli attributi. A titolo esemplificativo, poniamo di dover selezionare dal layer dell edificato (EDIFICI_A020102) tutti i poligoni degli edifici che hanno destinazione industriale. Questa operazione risulterebbe impossibile o molto difficoltosa attraverso le modalità di selezione illustrate in precedenza; risulta invece facilmente praticabile, se nella tabella degli attributi del layer esiste un campo che differenzia i poligoni in funzione della loro destinazione d uso, attraverso il comando filtro. In sintesi quindi l interrogazione da porre al programma attraverso il comando filtro è la seguente: selezionare tutti quei poligoni del layer EDIFICI_A che nel campo EDIFC_USO hanno l attributo 0208, corrispondente alla specifica classificazione degli edifici industriali. pagina 63 di 82

67 2.6 L analisi e la selezione puntuale delle informazioni territoriali La maschera del comando filtro (riportata nella figura sopra) è composta da cinque sezioni; partendo da in alto a sinistra: Campi: nella lista dei campi, cliccare due volte sul campo che si intende utilizzare nella richiesta. Nel nostro caso EDIFC_USO; Operatori logici: cliccandovi sopra (con un solo click), consentono di inserire un espressione logica nella richiesta (nel nostro caso =); Valori: mostra una lista con tutti i valori presenti nel campo selezionato (se si vuole aggiungere un valore alla richiesta, cliccare due volte sul valore da utilizzare). Nel nostro caso il valore è 0208; Richiesta: è la casella in cui è formulata la richiesta di selezione (è possibile anche scriverla direttamente). Nell esemplificazione in questione è EDIFC_USO = 0208 ; Pulsanti di selezione: nuovo insieme (cancella ogni precedente selezione e ne applica una nuova); aggiungi all insieme (aggiunge gli elementi selezionati dalla richiesta ad elementi già precedentemente selezionati); seleziona dall insieme (formula una richiesta da elementi già selezionati). Le stringhe di richiesta sono contraddistinte da una sintassi molto rigida, quindi le modalità di creazione dell interrogazione devono essere svolte con molta attenzione; in caso contrario, il programma non effettua la selezione e mostra un diagnostico di errore. pagina 64 di 82

68 2.6 L analisi e la selezione puntuale delle informazioni territoriali Una regola fondamentale per l esito positivo dell operazione riguarda le modalità di scrittura degli attributi nella stringa di richiesta: gli attributi di tipo stringa devono essere contenuti all interno di virgolette all apice (se si clicca con il mouse queste vengono riportate automaticamente) mentre non è necessario per gli attributi di tipo numerico. Se si osserva l interrogazione svolta sopra, il codice 0208, pur esprimendo apparentemente un valore numerico, è di tipo stringa; infatti nel testo della richiesta appare contenuto nelle virgolette. La tipologia del campo di selezione definisce anche le operazioni effettuabili: su un campo stringa non possono essere applicati gli operatori logici matematici (come ad esempio maggiore o minore). Effettuata qualsiasi selezione, con modalità manuale oppure attraverso l interrogazione del database, è possibile centrare la vista sugli elementi selezionati con il comando zoom selezionato (si attiva solo quando sono in atto delle selezioni). Un operazione utile, successivamente ad una selezione, è l esportazione degli elementi selezionati in un nuovo layer (nuovo shapefile) con il comando esporta, attivabile dal menù a finestra Layer. GvSIG permette l esportazione del layer in diversi formati, oltre a quello proprietario. Quando si effettua l esportazione in shapefile di un layer con elementi selezionati, viene creato un nuovo shapefile contenente soltanto quegli elementi ed i relativi attributi. Se si avesse la necessità ad esempio di creare un layer contenente gli edifici a destinazione produttiva, con il fine ad esempio di trasmetterli ad un altro utente oppure semplicemente per esigenze di tematizzazione, è possibile procedere con le modalità di selezione dalla tabella degli attributi come illustrato in precedenza (selezionando gli elementi che hanno attributo 0208 ) e successivamente esportare come SHP stabilendo nome e percorso del nuovo shapefile. pagina 65 di 82

69 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti GvSIG può creare nuovi layer in diversi formati, oltre al formato Shapefile (ad esempio DXF e PostGIS). Sia i dati nuovi che i dati esistenti possono essere modificati attivando sessioni di modifica; occorre distinguere due differenti tipi di editazione: da un lato, l'editing grafico che consiste nella creazione, modifica e cancellazione degli elementi geometrici; dall'altro, l'editing alfanumerico che consiste invece nella creazione, modifica e cancellazione dei dati associati agli elementi geometrici (database) Creazione di un nuovo layer (shapefile) Nella prima parte del manuale, è stata creata una cartografia di base del territorio comunale. Utilizzando tale base è possibile digitalizzare nuovi elementi del territorio comunale o nuovi strati informativi di diversa natura e tipologia. Poniamo di aver necessità di predisporre un nuovo layer contenente la sintesi dell azzonamento dello strumento urbanistico (ad esempio le previsioni del Piano delle Regole). Per creare un nuovo shapefile è necessario attivare il comando Nuovo layer che si trova nel menù a tendina Vista e selezionare l opzione Nuovo SHP. La prima finestra della procedura guidata consente di editare il nome con cui il file shp comparirà nella toc (non è il nome dello shapefile fonte il quale sarà definito nell ultima finestra) e di definire il tipo di geometria del nuovo layer.

70 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti Il nome con cui dovrà comparire nella vista è Azzonamento piano delle regole e la tipologia è Tipo poligono, dovendo digitalizzare elementi areali. La seconda fase consente di definire i campi che dovrà contenere la tabella degli attributi. Per aggiungere campi alla tabella, occorre cliccare su Aggiungi campo, tante volte quanti sono i campi da inserire. Dalla finestra in cui si definiscono i campi si possono modificare le restanti proprietà: - Nome del campo: cliccare sul nome del campo ( Campo seguito da un numero progressivo e il nome di default) e digitare il nuovo nome; - Tipo di campo: cliccare sulla riga di interesse in corrispondenza del campo Tipo per far apparire un elenco a discesa dal quale è possibile selezionare il tipo di campo che si intende creare: boolean: i dati di tipo booleano ammettono i valori true o false ; date: permette di creare un campo data; integer o double: sono due tipi di dati numerici. Il primo è utilizzato per numeri interi, mentre il secondo per numeri decimali; string: è un tipo di campo alfanumerico (il massimo numero di caratteri ammesso e pari è 254); Lunghezza: permette di indicare il numero massimo di caratteri consentiti per il campo che si sta creando (tale opzione è prevista solo per i campi di tipo String). Trattandosi di un layer che rappresenta l azzonamento dello strumento urbanistico, si creino tre campi: il primo denominato ambito, di tipo string, conterrà la zona di riferimento; il secondo denominato prescriz (il numero massimo di caratteri per il nome di un campo è pari a 10), di tipo string, conterrà una sintesi delle prescrizioni oppure il codice dell articolo di riferimento delle norme di attuazione; il terzo denominato ind_edif, di tipo numerico double, conterrà l indice di edificazione laddove previsto. Una volta completata la definizione della struttura della tabella da associare allo shapefile, nella finestra successiva, è possibile salvare il file e selezionare il sistema di riferimento della vista in cui si intende inserire il nuovo layer, cliccando sul tasto relativo a Proiezione attuale. Se nella vista sono già stati pagina 67 di 82

71 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti inseriti altri layer, questo tasto sarà disabilitato, dal momento che la vista possiede già un sistema di riferimento. Il nome dello shapefile è zone_pdr.shp. Per completare l operazione e per caricare il nuovo shapefile come layer nella toc è sufficiente premere il pulsante Rivestimento. Il nuovo layer viene aggiunto alla lista nella toc e appare in colore rosso perché, trattandosi di un layer appena creato, è avviata automaticamente una sessione di editing che permette di disegnare nuovi elementi grafici su di esso. Iniziare l editing significa modificare lo shapefile nella sua entità geometrica o alfanumerica (tabellare) mentre attraverso il salvataggio del progetto vengono archiviate le informazioni di vestizione dei layer (cfr. paragrafi precedenti). Il programma gvsig (come tutti i programmi GIS) legge e visualizza le informazioni territoriali contenute in un file fonte (ad esempio lo shapefile); quando si carica un layer in una vista, questo non viene incluso nel file di progetto (come la modalità di salvataggio ad esempio di Microsoft Word quando si caricano delle immagini che vengono incluse nel file doc). La sessione di editing quindi modifica uno, o più di uno, dei file che compongono lo shape (shp, shx e dbf). Una volta modificato un layer attraverso una sessione di editing nella sua parte geometrica o tabellare, le modifiche risulteranno permanenti e si estenderanno a tutti i progetti che leggono quello shapefile. Al fine di facilitare la digitalizzazione degli ambiti del tessuto urbano consolidato, si carichino nella vista i layer del DbT relativi agli elementi divisori tra le proprietà pagina 68 di 82

72 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti (per individuare meglio le aree di pertinenza degli edifici) e si tematizzi il layer EDIFICI_A in funzione della destinazione d uso. Prima di procedere nella digitalizzazione è utile impostare le proprietà di modifica del layer; tale comando si attiva dal menù a tendina visualizzabile con il tasto destro del muose sul layer modificabile. Dalla finestra del comando Proprietà di modifica è possibile selezionare sia le modalità di snapping che i layer sui quali applicarle. A questo punto è possibile digitalizzare (ovvero disegnare a video) nuovi elementi grafici utilizzando i comandi di disegno automaticamente attivati qualora si inizi una sessione di editing. Le opzioni di disegno attivate dipendono dalla tipologia dello shapefile che si sta editando (puntuale, lineare o poligonale); le principali funzionalità sono: pagina 69 di 82

73 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti Strumenti di disegno Punto Linea Polilinea Arco Poligono Editing di layer puntuali. L inserimento di nuovi elementi avviene semplicemente cliccando in corrispondenza del punto scelto. Editing di layer lineari. Il disegno avviene cliccando in corrispondenza dei vertici; è possibile disegnare anche una spezzata continua, ciascun segmento è però una entità grafica separata e ha quindi una corrispondente riga nella tabella degli attributi. Editing di layer lineari e poligonali. Il disegno avviene cliccando in corrispondenza dei vertici; a differenza della linea, la polilinea è una entità grafica sola, anche se costituita da più segmenti (corrisponde una sola riga in tabella degli attributi). Lo strumento polilinea viene utilizzato anche per il disegno di poligoni non regolari (nel caso di editing di layer poligonali). Editing di layer lineari. Si traccia definendo tre punti (iniziale, finale e curvatura). Editing di layer poligonali. Consente di inserire forme geometriche regolari definendo il punto di inserimento ed il numero di lati. Rettangolo Cerchio Ellisse Editing di layer poligonali. Consente di inserire forme geometriche semplici regolari. Strumenti di modifica Spostamento/ Copia Simmetria Consente di spostare o copiare una geometria già digitalizzata. Consente di creare una geometria identica e simmetrica ad una esistente specificandone il punto di inserimento e l asse di simmetria. Ruota Consente di ruotare la geometria specificando un vertice base per la rotazione. Scala Consente di scalare una geometria definendo il punto base per la scalatura. Poligono interno Stira Consente di inserire un buco all interno di una geometria poligonale, ottenendo l effetto ciambella. Per attivare il comando è necessario prima attivare il comando modifica vertice (posto a fianco) e cliccare all interno della geometria da modificare. Consente di stirare i vertici della geometria poligonale selezionati tramite una selezione a finestra. Per attivare il comando è necessario prima attivare il comando modifica vertice (posto a fianco) e cliccare all interno della geometria da modificare. Digitalizzato un elemento grafico è possibile definirne anche gli attributi descrittivi nella tabella. Nell esempio riportato sono stati inseriti gli attributi relativi alla destinazione d uso, il riferimento all articolo della normativa e l indice di edificabilità. Per cancellare elementi grafici dal layer è sufficiente selezionarli (con qualsiasi strumento di selezione visto in precedenza) e premere il tasto Canc da tastiera. pagina 70 di 82

74 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti Nel caso si siano digitalizzati molti poligoni, è possibile attribuire a questi il medesimo attributo in un campo della tabella senza ripetere per ognuno di questi la procedura di scrittura illustrata sopra. A tal fine, dopo aver aperto la tabella degli attributi del layer, attivare il comando espressione. La finestra di comando permette di selezionare il campo nel quale scrivere l attributo e l espressione (in basso, cfr. figura seguente). Nel caso specifico l attributo da inserire è residenza : è sufficiente selezionare il campo nella parte superiore e riportare la stringa residenza nel campo espressione, contenuta all interno delle virgolette in quanto formato stringa di testo e non numero (i numeri non necessitano delle virgolette, come già precedentemente anticipato per le selezioni tramite filtro). Nel caso si selezionino geometrie prima di applicare il comando espressione, la scrittura riguarderà soltanto gli elementi selezionati. La modalità di scrittura automatica in tabella, unitamente alla selezione tramite filtro, è molto utile nell editing delle tabelle degli attributi per decodificare nuovi campi aggiunti (questo tema verrà trattato più avanti a proposito della modifica dei layer). pagina 71 di 82

75 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti Al termine delle operazioni è possibile terminare la sessione di editing e salvare le modifiche apportate al nuovo layer; nella tabella dei contenuti cliccare con il tasto destro del mouse sul tema editato e selezionare nel menù a tendina il comando termina editing, successivamente scegliere se salvare le modifiche oppure respingerle. Terminata la digitalizzazione dei poligoni e l inserimento degli attributi corrispondenti, è possibile tematizzare il layer con modalità valori unici (cfr. paragrafo relativo alle modalità di tematizzazione) utilizzando il campo ambito al fine di ottenere la destinazione urbanistica del suolo Modifica di layer esistenti In questo paragrafo saranno illustrate ulteriori opzioni di modifica rispetto alle funzionalità già illustrate per la creazione di un nuovo layer riguardanti prevalentemente la tabella degli attributi con l obiettivo di fornire alcuni suggerimenti per la decodifica dei codici del DbT. Per modificare un layer è necessario aprire una sessione di editing (quando si crea un layer nuovo l attivazione è automatica) cliccando sul nome dello stesso con il tasto destro del mouse e selezionando dal menù a tendina l opzione inizia editing; il nome del layer diventerà di colore rosso. A questo punto è possibile apportare sia modifiche grafiche (con gli strumenti di disegno e/o di modifica di cui sopra) sia modifiche nella tabella degli attributi. A tale proposito, potrebbe risultare utile affiancare ai campi già esistenti, contenenti gli attributi sotto forma di codici alfanumerici, le corrispettive decodifiche descrittive; ovvero riportare quanto contenuto nell allegato B Elenco dei domini numerati. Trattando la tematizzazione dei dati è stato illustrato, in precedenza, il procedimento per associare ad ogni attributo di un campo una legenda di colori (modalità valori unici) e le rispettive etichette descrittive di tali valori le quali venivano riportate nella toc. Con questa modalità la decodifica descrittiva riguarda soltanto la tematizzazione del dato, cioè la sua vestizione che, come già illustrato in precedenza, è salvata all interno del progetto (file.gvp). Ciò significa che, in caso di trasmissione o diffusione del solo shapefile, senza il file di progetto, l informazione si perderebbe. Quindi il modo per rendere permanente l informazione di decodifica all interno della struttura dello shapefile è quello di archiviarla all interno della tabella degli attributi (file.dbf). A questo scopo saranno illustrati due percorsi: l aggiunta di un nuovo campo di decodifica che sarà successivamente compilato con l utilizzo sistematico delle modalità selezione (tramite filtro) espressione (scrittura automatica); l operazione di join tra la tabella degli attributi del layer ed una tabella esterna, costruita appositamente per contenere i codici e le rispettive decodifiche descrittive a partire dall Allegato B alle Specifiche di Contenuto. pagina 72 di 82

76 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti Come operazione esemplificativa, si immagini di dover creare un nuovo campo nella tabella degli attributi del layer A Edificio nel quale riportare la decodifica descrittiva dei codici relativi al campo EDIFC_USO (destinazione d uso). Se precedentemente chiuso, aprire il file progetto_guida_manuale.gvp, iniziare una sessione di editing del layer e aprire la tabella dei relativi attributi. Nel menù a tendina Tabella della barra superiore, selezionare l opzione Modifica struttura della tabella. Nella finestra di editor dei campi selezionare l opzione nuovo campo e definirne le caratteristiche: denominazione (EDFIC_USO_DECOD), la tipologia (string in quanto verranno inserite le decodifiche descrittive), la lunghezza (ovvero il numero di caratteri massimi della stringa di testo da riportare 100 è un valore sufficiente per lo scopo 7 ). Nell editor dei campi, oltre all opzione utilizzata nel nostro esempio, si possono anche rinominare i campi oppure cancellarne. Accettando le impostazioni, il nuovo campo viene aggiunto nella tabella degli attributi; il passaggio successivo è la sua compilazione. A tale scopo è necessario avere a disposizione l Allegato B Elenco dei domini numerati: se lo si scorre sino 7 La definizione della larghezza dei campi di una tabella deve essere gestita con cautela, in quanto, molte volte, la dimensione in termini di Kb di uno shapefile, dipende anche da questo. E consigliabile quindi non eccedere nel dimensionamento delle lunghezze e stabilirle in funzione delle reali necessità. pagina 73 di 82

77 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti all elenco dei domini del campo EDIFC_USO del layer A (pagina 36), è possibile associare a ciascun codice del campo EDIFC_USO la corrispondente destinazione d uso che rappresenta. Partendo dall alto, al codice 0201 corrisponde la destinazione Residenziale, stringa di testo che deve essere riportata nel nuovo campo EDIFC_USO_DECOD per tutti quei poligoni che hanno, nel campo EDIFIC_USO il codice 0201; quindi, operazione precedente alla compilazione del nuovo campo, è la selezione degli elementi contraddistinti con tale codice mediante le stesse modalità di selezione già illustrate nel relativo paragrafo attraverso il comando filtro. In questo caso esiste un solo poligono contraddistinto dal codice 0201 in quanto la destinazione residenziale è articolata in una sottocategoria (codice a seguire sotto nell allegato B). Per la scrittura della relativa decodifica, selezionare il campo EDIFC_USO_DECOD e avviare il comando Calcola espressione, come già visto nel paragrafo precedente. pagina 74 di 82

78 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti Allo stesso modo è possibile procedere per il codice (e per tutti i successivi) rispetto al quale effettuare la selezione tramite filtro e la scrittura Residenziale abitativa nel campo di decodifica tramite il calcolatore di campi. Tale sistema risulta estremamente comodo e veloce nel caso di un numero non eccessivo di variabili da decodificare. Nel caso della destinazione d uso dell edificato, il numero di domini che sono contenuti nel campo è elevato, quindi l operazione potrebbe risultare lunga e laboriosa. Un alternativa al procedimento fin qui illustrato è la costruzione, a partire dal documento dell Allegato B in formato pdf, di una tabella esterna composta di due colonne contenenti la prima le informazioni del campo EDIFC_USO e la seconda le informazioni di decodifica, ovvero quanto dovrebbe contenere il campo EDIFC_USO_DECOD. Il programma consente, attraverso una operazione che solitamente viene definita di join, di collegare tale tabella esterna a quella degli attributi del layer, attraverso l uso di un campo che deve, necessariamente, avere la medesima struttura (in termini di tipologia: numerico, stringa, ecc.). Nel caso in esempio il campo in comune sarà EDIFC_USO. La tabella esterna, costruita a partire dalle informazioni dell allegato B, deve essere preferibilmente in formato.dbf (versione IV) ed avere la seguente struttura. pagina 75 di 82

79 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti ovvero due campi, entrambi in formato stringa; il campo Codici 8 è il campo sul quale impostare il join ed il campo Descrizione contiene le decodifiche. Per impostare l operazione di join è necessario caricare la tabella esterna all interno del progetto. Nel gestore di progetto spostarsi sul modulo tabella, tasto nuovo, cercare la tabella e caricarla (nella presente esemplificazione è denominata join_decodifica.dbf). La struttura della tabella sarà mostrata appena confermato il caricamento; chiudere la tabella e spostarsi nella sezione vista e aprire la vista nel quale è contenuto il layer sul quale effettuare il join (EDIFICI_A020102) e aprirne la tabella degli attributi. In gvsig il comando di join è denominato Unisci Nella finestra unione di tabelle (opzioni della tabella di origine) specificare prima le opzioni relative alla tabella degli attributi del layer. 8 Il campo EDIFC_USO del layer A è un campo di tipo stringa, anche se contiene soltanto caratteri numerici (si definisce infatti come Enumerato). pagina 76 di 82

80 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti Nella seconda finestra (opzioni della tabella di destinazione) selezionare le opzioni della tabella esterna e dare conferma con il tasto rivestimento. Il campo join_descrizione viene aggiunto in coda alla tabella degli attributi del layer. In corrispondenza di ogni codice contenuto nel campo EDIFC_USO è associata automaticamente la relativa descrizione. Il join (o unione di tabelle, come definisce la funzionalità gvsig) è un comando riferito al progetto nel quale viene attivato. Questo aspetto è molto importante nel caso si volesse rendere permanente e consolidato il collegamento nella struttura dello shapefile. Se si caricasse ad esempio, successivamente al join, lo shapefile A shp in un nuovo progetto e si verificasse la struttura della relativa tabella degli attributi, si scoprirebbe l inesistenza del join e del campo di decodifica. Per rendere effettiva e stabile l operazione di join è necessario creare un altro file a partire dal layer contenente il join (A shp) mediante il comando di esportazione già trattato in precedenza nel presente manuale. Tale comando effettua una copia dello shapefile con la tabella degli attributi completa (è analogo al generico comando salva con nome ). pagina 77 di 82

81 2.7 La creazione di nuovi dati e la modifica di dati esistenti Se si avesse necessità di decodificare più campi della tabella degli attributi è consigliabile, prima dell operazione di esportazione, effettuare tutti i join al fine di evitare una eccessiva ridondanza di file. 2.8 L integrazione del DbT con altre fonti dati Una delle prerogative di un sistema GIS è l interoperabilità dei dati e gvsig, come introdotto all inizio del presente manuale, è un software in grado di gestire differenti tipologie di dati territoriali. I produttori e distributori di dati territoriali sono numerosi, primi fra tutti gli enti locali; in modo particolare le regioni hanno assunto un ruolo guida per la regolamentazione dell utilizzo dei dati e la distribuzione di questi mediante tecnologia web. Regioni e province ormai possiedono un sito internet con una sezione strutturata per la consultazione e lo scaricamento dei dati territoriali GIS. Per il nostro territorio Regione Lombardia offre, attraverso il suo portale cartografico (Geoportale), una vasta gamma di dati territoriali del Sistema Informativo Regionale. All indirizzo nella sezione Download - Dati, è possibile scaricare i dati relativi al territorio regionale sia in formato raster che in formato vettoriale. Questi ultimi sono scaricabili in diversi formati, tra cui il formato standard shapefile. pagina 78 di 82

82 2.8 L integrazione del DbT con altre fonti dati La maschera della sezione di download dei dati è composta da diverse sezioni (cfr figura successiva): - gruppo: è possibile selezionare la tematica; alcuni gruppi contengono una vasta serie di tematismi (shapefile); è possibile ad esempio scaricare tutti gli shapefile relativi alla Carta Tecnica Regionale vettoriale alla scala 1: (CT10); - layers disponibili: contiene l elenco degli shapefile contenuti in ogni gruppo selezionato; - layers selezionati: è la lista della spesa ovvero la lista degli shapefile che si vogliono scaricare (da ogni gruppo sono selezionabili shapefile singoli); - formato: è la lista delle tipologie di file con cui può essere scaricato il dato - area di interesse: è possibile definire l estensione territoriale del dato; è possibile selezionare la provincia oppure il singolo comune; nel caso non venga effettuata alcuna selezione, il dato è scaricato con estensione territoriale pari alla regione; - indirizzo è indispensabile inserire l indirizzo al quale far pervenire gli shapefile (in caso di selezione di un numero consistente di dati, il sistema potrebbe impiegare maggior tempo per l invio alla casella di posta). pagina 79 di 82

83 2.8 L integrazione del DbT con altre fonti dati Nello scambio e nell integrazione dei dati è importante essere a conoscenza di alcune informazioni indispensabili. Solitamente i produttori di dati associano al dato (in questo caso shapefile) il metadato, ovvero una scheda che contiene tutte le informazioni, tra cui quelle relative ad esempio alla proprietà, alla genesi, all aggiornamento, alla scala, al riferimento territoriale, oltre che le specifiche tecniche, tra le quali il sistema di riferimento e di proiezione utilizzati per la georeferenziazione. Quest ultima informazione è molto importante quando si vogliono integrare diverse banche dati, ad esempio al fine di sovrapporre i dati territoriali su una stessa base o all interno di un medesimo progetto. La maggior parte delle banche dati messe a disposizione di Regione Lombardia (che per ora non mette a disposizione il servizio di metadato nel geoportale) sono georeferenziati con sistema di riferimento Gauss Boaga mentre, come già visto in precedenza, il DbT assume come sistema di riferimento il sistema UTM. Di seguito si riporta la sintesi dei due sistemi di riferimento con il relativo codice EPSG, richiamabile in qualsiasi software GIS. Codice EPSG Sistema di coordinate Datum (corrispo ndente al 3003) Gauss - Boaga Roma 1940 (Roma40) Universal Transverse Mercator (UTM) World Geodetic System 84 (WGS 84) Per approfondimenti rispetto ai due sistemi di riferimento, relativi sistemi di proiezione e datum si rimanda alla letteratura scientifica disponibile, non essendo materia del presente manuale. La conseguenza pratica dell utilizzo di sistemi di coordinate differenti è costituita dalla impossibilità di sovrapporre direttamente due dati georeferenziati con pagina 80 di 82

84 2.8 L integrazione del DbT con altre fonti dati sistemi diversi. Tuttavia esistono dei software che, mediante opportuni algoritmi di trasformazione, sono in grado di convertire i sistemi di coordinate di utilizzo più comune con un grado di precisione più che soddisfacente. Il Geoportale di Regione Lombardia effettua gratuitamente il servizio di Trasformazione di coordinate. Nel caso di integrazione dei dati di Regione Lombardia con il DbT, la conversione di coordinate riguarderà il passaggio dal sistema Gauss Boaga (Roma40) al sistema wgs84/utm. A titolo esemplificativo si costruisca una carta dell uso del suolo attraverso la sovrapposizione tra i layer del DbT della cartografia di base creata nel corso delle precedenti esemplificazioni e l uso del suolo aggiornato al 2007 scaricabile dal Geoportale della Regione Lombardia. Nella maschera di download dei dati del Geoportale si selezioni il gruppo DUSAF2_1:_USO_SUOLO_2007 e si scarichi il layer Uso_suolo per l estensione territoriale voluta. Un file.zip contenente lo shapefile sarà inviato all indirizzo di posta inserito. Dopo aver estratto i file uso_suolo_poly dalla cartella zip, caricare lo shapefile nella vista cartografia di base (o in un quasiasi altro progetto dove siano presenti layer del DbT). Se si effettua uno zoom completo si può notare come la vista apparentemente non inquadri nessun dato; in realtà sono inquadrati tutti i layer della vista ma ad una scala molto piccola (si può consultare nella barra inferiore del programma) in quanto il layer uso_suolo_poly è georeferenziato in un punto diverso rispetto agli altri layers del DbT. Prima di caricare il layer uso_suolo_poly per renderlo sovrapponibile agli altri, è necessario convertire il suo sistema di coordinate (Gauss Boaga, GBO-Roma40) nel sistema di coordinate del DbT (UTM, Wgs84/UTM32). pagina 81 di 82

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