Esercitazione 2 - Elaborazioni da DTM

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1 Esercitazione 2 - Elaborazioni da DTM In questa parte dell'esercitazione si imparerà ad importare e unire alcuni tipi di mappe raster, i Digital Terrain Model (DTM), e verranno presentate le operazioni principali per la realizzazione di analisi geomorfologiche di base (altimetria, penza ed esposizione) Per questa esercitazione useremo come dati: - Digital Terrain Model della Provincia di Cuneo (209.asc, 225.asc, 226.asc, 242.asc, 243.asc) Importare e unire il DTM dell area di studio 1 Impostare il mapset corrente Apro Grass scegliere il mapset desiderato dalla schermata di avvio Se si è già in Grass e si ha un altro mapset come corrente: scegliere il mapset raster Menu: impostazioni GRASS ambiente di lavoro cambia mapset 2 3 Vedere gli altri mapsets della stessa location Aprire mappa vettoriale Comando: g.mapset Menu: Impostazioni GRASS ambiente di lavoro accesso al mapset Comando: g.mapsets Menu: Comando: d.vect In questo modo lavorando dal mapset A è possibile vedere anche le mappe del mapset B che si è scelto di vedere, ma non è possibile da un certo mapset A modificare le mappe di un mapset B. Questo comando serve per visualizzare un file vettoriale già importato in grass. Dopo averlo eseguito la mappa scelta compare nella scheda "Layer" della finestra "Layer manager". Se nel map display non compare cliccare con il tasto destro sul nome della mappa e scegliere l'opzione "zoom alla mappa selezionata", Chiedere di vedere dal mapset corrente ( raster ) il mapset vettori (Se si è già fatta questa operazione alla fine dell esercitazione 1 si può evitare) Scegliere dal menu a tina val_gesso oppure cliccare sul pulsante 1

2 4 Impostare la regione di lavoro e la risoluzione 5 Importare DTM (ripetere per tutti gli squadri che servono) Menu: Impostazione Regione Imposta Region Comando: g.region Si può impostare l'estensione direttamente dallo schermo. In questo caso comunque è necessario impostare la risoluzione con g.region Menu: file importa mappa raster formati comuni di importazione Comando: r.in.gdal Attenzione: è più semplice utilizzare il comando da console r.in.gdal perché associa automaticamente l'estensione al tipo di file. Da menu invece bisogna impostare prima quale tipo di file si vuole aprire, ma nel caso dei DTM non è così semplice. 6 Unire i DTM Menu: raster sovrapponi raster unire raster Comando: r.patch Scheda Esistente imposta la regione da questa mappa vettoriale oppure Impostazione da schermo zoomare lasciando un po di margine intorno all area desiderata e poi cliccare sul pulsante e scegliere Opzioni di zoom Imposta la region computazionale dal display Scheda Risoluzione risoluzione 2D della griglia inserire il numero corrispondente alla risoluzione desiderata Input: cercare DTM che serve Output: nome che inizi per lettera NOTA: se le mappe importate non si visualizzano o appaiono alternate: layer manager seleziono mappa tasto destro Proprietà Null-cells Overlay (non null values only) Posso impostarlo direttamente da: impostazioni preferenze impostazioni raster Input: selezionare i DTM che si vogliono unire Output: nome che inizi per lettera imposta la regione dalla mappa vettoriale val_gesso Risoluzione 10 Questo perchè si andranno ad importare dei DTM della Regione Piemonte che hanno come risoluzione 10m, cioè ogni pixel sulla mappa corrisponde ad un'area di 10x10 m Input: 209.asc Output: dtm209 ATTENZIONE: sempre un nome che inizi per lettera e senza spazi o trattini alti (solo _ ) Input: dtm209@raster, dtm225@raster, dtm226@raster, dtm242@raster, dtm243@raster Output: dtm_val_gesso 7 Gestire i colori del DTM Menu: raster gestisci colori tabella dei colori Comando: r.colors Input: selezionare la mappa a cui modificare il colore Colors Tipo tabella colore scelgo una tabella Cliccare equalizzazione dell'istogramma Input: dtm_val_gesso Colors Tipo tabella colore elevation Cliccare equalizzazione dell'istogramma 2

3 8 Trasformare il limite del bacino in raster Menu: file conversione tipo di mappa vettore a raster Comando: v.to.rast Nome della mappa vettoriale in input: selezionare la mappa che si vuole trasformare in raster Nome del raster di output: nome che si dare alla nuova mappa raster Source of raster value val Input: val_gesso_unita Output: val_gesso_rast Source of raster value val Scheda Selection Area Scheda Selection Area Restringere l area di elaborazione al solo bacino Alternativa 1: PROCEDIMENTO REVERSIBILE (consigliato) 9 Creare una "maschera" Menu: raster mask Comando: r.mask per ritornare all'estensione originaria è sufficiente eliminare la maschera con g.remove Scheda Create Raster map to use as mask mappa del bacino Se la mappa resta uguale bisogna aggiornare il "map display" cliccando sul pulsante Scheda Create Raster map to use as mask val_gesso_rast Alternativa 2: PROCEDIMENTO DEFINITIVO questo è uno dei pochi casi in cui si modificano direttamente le mappe originali, quindi si lavora su una copia. Nell'esercitazione viene presentato per conoscenza, ma in generale è meglio seguire il procedimento di delimitazione tramite maschera descritto sopra Fare una copia del DTM Attribuire valore = 0 ai pixel con valore = * (cioè "NULL") Ritagliare il DTM sul contorno del bacino Correggere eventuali punti sbagliati (solo se necessario) g.copy Menu: raster sviluppa raster gestisci valori NULL Comando: r.null NOTA: questo comando modifica direttamente le mappe originali Menu: raster Map calculator per raster Comando: r.mapcalc Menu: raster sviluppa raster gestisci valori NULL Comando: r.null Opzionale: rast file da copiare nome_vecchio@mapset,nome_nuovo Richiesto: raster map for which to edit null file si sceglie il file Opzionale: Valore con il quale rimpiazzare il valore NULL 0 Nome per il nuovo mappa da creare: scelgo un nome Expression mappa_dtm * confine_bacinoraster Si assegna il valore "NULL" a quei punti il cui valore è chiaramente sbagliato o fuorviante Nei DTM della Liguria, ad esempio, alle aree in mare viene assegnato il valore Opzionale: rast file da copiare dtm_val_gesso@raster,dtm_copia Richiesto: raster map for which to edit null file dtm_copia Opzionale: Valore con il quale rimpiazzare il valore NULL 0 Nome per il nuovo mappa da creare: val_gesso_ritagliata Expression dtm_copia@raster * val_gesso_rast@raster raster map for which to edit null file val_gesso_ritagliata Elenco dei valori da settare a NULL errori 3

4 Elaborazione della carta delle altimetrie e curve di livello Menu: raster sviluppa raster gestisci valori NULL raster map for which to edit null file scegliere file 10 Rere nulli i valori che hanno valore 0 (giunzioni ai confini tra gli squadri) 11 Interpolare le giunzioni tra le mappe DTM 12 Individuare le quote min e max dell'area in esame 13 Riclassificare le altimetrie 14 Estrazione curve di livello Comando: r.null NOTA: questo comando modifica direttamente la mappa originale Menu: raster interpolazione superfici riempi celle nulle Comando: r.fillnulls Menu: Raster report e statistiche metadata del raster Comando: r.info Menu: Raster cambia i valori e le etichette delle categorie riclassifica Menu: Raster genera linee di contorno Comando: r.contour Elenco dei valori da settare a NULL si indica il valore da mandare a NULL Raster map in which to fill nulls si sceglie il file Output raster map nome alla nuova mappa nome della mappa raster in input si sceglie il file stampa esclusivamente l'intervallo si sceglie il DTM Nome del raster di output si da un nome alla nuova mappa NOTA: i valori x, y, z, ecc. devono essere numeri interi nome mappa raster in input scelgo il DTM nome mappa vettoriale in output scelgo nome Livello minimo delle isoipse quota minima Livello massimo delle isoipse quota massima Incremento fra le isoipse equidistanza raster map for which to edit null file: dtm_val_gesso Elenco dei valori da settare a NULL 0 Raster map in which to fill nulls dtm_val_gesso Output raster map nome della mappa raster in input stampa esclusivamente l'intervallo Nome del raster di output altimetrie 400 thru 500= thru 600= thru 3500=29 oltre 3200 mappa raster in input mappa vettoriale in output curve_50 Livello minimo delle isoipse 400 Livello massimo delle isoipse 3500 Incremento fra le isoipse 50 4

5 Elaborazione e riclassificazione della carta delle penze Menu: raster analisi terreno pio ed esposizione 15 Calcolare penza ed esposizione 16 Individuare le penze max e min dell'area in esame 17 Riclassificare le penze Comando: r.slope.aspect Menu: Raster report e statistiche metadata del raster Comando: r.info Menu: Raster cambia i valori e le etichette delle categorie riclassifica nome raster dell'elevazione si sceglie il DTM Output Name for output slope raster map Name for output aspect raster map Impostazioni format for reporting the slope: percent NOTA: è possibile anche fare solo una delle due carte di penza (slope) ed esposizione (aspect) o farle in tempi diversi. nome della mappa raster in input si sceglie il file su cui avere informazioni stampa esclusivamente l'intervallo si sceglie la mappa delle penze Nome del raster di output nome nuova mappa NOTA: i valori x, y, z, ecc. devono essere numeri interi NOTA: conviene scrivere le regole di riclassificazione in un.txt in modo da poterle eventualmente correggere/modificare senza doverle riscrivere tutte nome raster dell'elevazione Output Name for output slope raster map penza Name for output aspect raster map esposizione Impostazioni format for reporting the slope: percent nome della mappa raster in input penza stampa esclusivamente l'intervallo penza Nome del raster di output penza_reclass 0 thru 6=1 aree pianeggianti 6 thru 10=2 da 6 a thru 20=3 da 10 a thru 30=4 da 20 a thru 50=5 da 30 a thru 80=6 da 50 a thru 2000=7 magg. di 80 5

6 Elaborazione e riclassificazione della carta di esposizione dei versanti Le esposizioni, per convenzione, vengono calcolate secondo "spicchi" di ampiezza pari a 45 parto d a Est e procedo in senso antiorario. Su un angolo giro di 360, assegnando a Est il valore pari a 0 si avrà quindi Est, Nord-Est, Nord, Nord-Ovest, Ovest, Sud-Ovest, Sud, Sud-Est. Lo "spicchio" Est, avrà ampiezza da -22,5 a 22,5, quello Nord-Est da 22,5 a 47,5 ecc. Tram ite il comando r.reclass, si assegna una classe, corrispondente ad un'esposizione a ciascun gruppo di valori. Tale comando, tuttavia, funziona solo assegnando come soglia valori interi, ad esempio 22 o 23, ma, se si approssimano le classi a numeri interi, tutti i valori compresi tra l'estremo superiore di una classe e quello inferiore di quella successiva restano non assegnati, o vengono attribuiti erroneamente. Per ridurre quest'errore è necessario moltiplicare per 100 tutta la mappa delle esposizioni ed eseguire la riclassificazione sulla mappa risultante. In questo modo la percentuale dei punti esclusi o attribuiti alla classe sbagliata si riduce a 1/100 e, alla scala di lavoro utilizzata, si può considerare trascurabile. Alternativa 1: PROCEDIMENTO che prosegue dalle carte fatte fino ad ora 18 Moltiplicare per 100 il valore delle esposizioni Menu: raster Map calculator per raster Comando: r.mapcalc Nome per il nuovo mappa da creare: scelgo un nome Espressione mappa_esposizioni * 100 Nome per il nuovo mappa da creare: espo_100 Espressione esposizioni@raster * Riclassificar e la mappa delle esposizioni moltiplicate Menu: Raster cambia i valori e le etichette delle categorie riclassifica si sceglie la mappa delle esposizioni (già moltiplicata per 100) Nome del raster di output... si da un nome alla nuova mappa 0=0 pianura NOTA: si aggiunge la classe 0 per definire le aree pianeggianti che non hanno un'esposizione. NOTA: conviene scrivere le regole di riclassificazione in un.txt in modo da poterle eventualmente correggere/modificare senza doverle riscrivere tutte espo_100 Nome del raster di output espo_reclass 0=0 pianura 1 thru 2250=1 est 2250 thru 6750=2 nord est 6750 thru 11250=3 nord thru 15750=4 nord ovest thru 20250=5 ovest thru 24750=6 sud ovest thru 29250=7 sud thru 33750=8 sud est thru 36000=1 est Attenzione: le aree indicate come pianura in questa mappa corrispondono a penza =0, mentre nella mappa delle penze sono state definite pianeggianti quelle con penza < 6% E' NECESSARIO UNIFORMARE LE DUE MAPPE 6

7 Menu: Raster cambia i valori e le etichette delle categorie riclassifica 20 Estrarre le aree pianeggianti dalla mappa delle penze 21 Creare una mappa con aree pianeggianti e esposizione dei versanti Creo una mappa assegnando il valore 0 alle aree con penza < 6% e 1 a tutte le rimanenti aree Menu: raster Map calculator per raster Comando: r.mapcalc si sceglie la mappa delle penze già riclassificata Nome del raster di output... si da un nome alla nuova mappa 0=0 pianura Nome per il nuovo mappa da creare: scelgo un nome Espressione mappa_esposizioni * mappa_aree_pianeggianti NOTA: nel passaggio precedente è stato assegnato il valore 0 alle aree pianeggianti. Moltiplicando le due mappe, le aree pianeggianti avranno valore 0, mentre le altre conserveranno la classe di esposizione penza_reclass Nome del raster di output pianura Opzionale 1=0 pianura 2=1 3=1 4=1 5=1 6=1 7=1 Nome per il nuovo mappa da creare: espo_def Espressione espo_reclass@raster * pianura@raster 7

8 Alternativa 2: PROCEDIMENTO più rapido ma a partire da nuova mappe di esposizione 18bis Calcolare una nuova carta dell esposizione direttamente con area pianeggiante uguale a quella della carta delle penze Menu: raster analisi terreno pio ed esposizione Comando: r.slope.aspect 19bis Moltiplicare per 100 il valore delle esposizioni 20bis Riclassificare la mappa delle esposizioni moltiplicate Menu: raster Map calculator per raster Comando: r.mapcalc Menu: Raster cambia i valori e le etichette delle categorie riclassifica nome raster dell'elevazione si sceglie il DTM Output Name for output slope raster map Name for output aspect raster map Impostazioni format for reporting the slope: percent minimum slope val. (in percent) for which aspect is computed: indicare la penza percentuale minima per cui si vuole che venga calcolata l esposizione (in genere si indica lo stesso valore della prima classe della carta delle penze) NOTA: La carta nuova carta che viene creata per le penze è uguale a quella già fatta e può essere ignorata. Nome per il nuovo mappa da creare: scelgo un nome Espressione mappadelleesposizioni * 100 si sceglie la mappa delle esposizioni (già moltiplicata per 100) Nome del raster di output... si da un nome alla nuova mappa 0=0 pianura nome raster dell'elevazione Output Name for output slope raster map penza_da_ignorare Name for output aspect raster map espo_con_piana Impostazioni format for reporting the slope: percent minimum slope val. (in percent) for which aspect is computed: 6 NOTA: 6 è nel nostro caso la soglia che abbiamo usato per definire la classe pianeggiante nella carta delle penze Nome per il nuovo mappa da creare: espo_con_piana _100 Espressione * 100 espo_con_piana _100 Nome del raster di output espo_con_piana_def 0 =0 pianura 1 thru 2250=1 est 2250 thru 6750=2 nord est 6750 thru 11250=3 nord thru 15750=4 nord ovest thru 20250=5 ovest thru 24750=6 sud ovest thru 29250=7 sud thru 33750=8 sud est thru 36000=1 est 8

9 Gestione colori e visualizzazione 3D con raster Raster gestisci colori regole dei colori 22 Gestire i colori dei raster riclassificati Seleziona raster si sceglie la mappa cui si vuole assegnare i colori Aggiungere tante classi quante ne ha il raster scelto e poi scegliere il colore per ognuna 23 Visualizzazione 3D Comando: nviz Scheda Raster Name of raster map for elevation si mette il DTM o il file di punti quotati Name of raster map for Color mappa che si vuole visualizzare riportata in 3D Name of raster map for elevation Name of raster map for Color penza_reclass 9