Introduzione Comandi principali GRASS plugin Vettori Raster Fruizione geoservizi. Introduzione a QGIS. Cartografia numerica e GIS a.a.

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1 Cartografia numerica e GIS a.a Genova, 24 maggio 2013 in collaborazione con Gter srl Innovazione in Geomatica Gnss e Gis, spin-off progetto UniTI promosso da Università degli studi di Genova

2 Oltre a GRASS... (open-source) QGIS è un visualizzatore GIS con interfaccia grafica intuitiva e multipiattaforma (Linux, Mac OS X e Windows); può essere usato come interfaccia di GRASS (sito) udig è un visualizzatore GIS utilizzato per accedere a dati da sorgenti molto eterogenee, visualizzarli e modificarli (sito) gvsig sviluppato in Java supporta operazioni su raster e vettoriali (sito) ILWIS è un GIS completo raster/vettoriale con analisi di immagini e funzioni fotogrammetriche (sito) SAGA GIS è modulare ed è usato soprattutto per scopi scientifici (sito) MapwWindow, OpenJump, etc. etc. 1 / 63

3 Oltre a GRASS... (commerciali) ESRI in ambito GIS fornisce diversi prodotti a struttura modulare; i moduli aggiungono funzionalità specifiche e possono essere acquistati separatamente. Il vero e proprio sofware GIS completo è ArcGis Intergraph fornisce Geomedia, Geomedia un GIS completo, realizzato per l analisi spaziale e la gestione di siti ed infrastrutture Mapinfo Corporation fornisce Mapinfo Professional è un GIS dalle funzionalità generiche ma orientato alle applicazioni. È disponibile un visualizzatore gratuito: MapInfo ProViewer Autodesk fornisce AutoCAD Map 3D un sistema GIS integrato con il CAD (AutoCAD) e quindi in grado di gestire contemporaneamente disegni CAD e dati GIS etc. etc. 2 / 63

4 Il sito Web / 63

5 Installazione su Win 4 / 63

6 Installazione su linux 5 / 63

7 Installazione su Mac 6 / 63

8 QGIS per Android 7 / 63

9 La GUI 1 Barra dei menù 2 Barra delle applicazioni 3 Elenco dei layers caricati 4 Area di visualizzazione layers 5 Barra di stato 8 / 63

10 Impostazioni Per accedere alla gestione impostazioni: Impostazioni Opzioni 9 / 63

11 Le funzionalità principali Visualizzazione dei dati - Si possono visualizzare e sovrapporre dati vettoriali e raster in diversi formati e proiezioni cartografiche Esplorazione di dati e creazione di mappe - Si possono comporre mappe ed esplorare interattivamente dati spaziali tramite una facile interfaccia grafica Creazione, editing, gestione, esportazione - Possono essere creati, modificati, gestiti ed esportati dati vettoriali in molteplici formati Analisi di dati Possono essere eseguite analisi spaziali di dati. Collegamento a DB esterni (es. PostgreSQL/PostGIS, GRASS etc.) Pubblicazione di mappe sul web - QGIS può essere usato per esportare i progetti in un mapfile che può essere pubblicato su internet mediante un webserver su cui sia installato UMN Mapserver 10 / 63

12 Le funzionalità principali 11 / 63

13 Interrogazioni 12 / 63

14 Come gestisce QGIS i dati geografici? La gestione dei sistemi di riferimento è sempre un elemento particolarmente delicato in un GIS. 13 / 63

15 Come gestisce QGIS i dati geografici? In QGIS esistono 2 diverse gestioni dei Sistemi di riferimento: - S.R. del progetto; - S.R. del singolo layer. QGIS è in grado di eseguire la riproiezione al volo dei singoli layer tramite le librerie proj4, purchè sia definito il S.R del singolo layer. QGIS usa i codici EPSG (European Petroleum Survey Group) per definire in maniera univoca i vari sistemi di riferimento mondiali. 14 / 63

16 Impostazioni SR Dalle impostazioni (Impostazioni Opzioni SR tab) è possibile definire le regole con cui gestire i SR dei vari layer. In particolare se effettuare la riproiezione o meno, o come gestire i layer privi di informazioni circa il sistema di riferiento utilizzato. 15 / 63

17 SR del layer Il S.R. del singolo layer è gestibile cliccando con il tasto destro del mouse sul layer stesso. 16 / 63

18 SR e SC 17 / 63

19 Riproiezione - vettori E possibile gestire la riproiezione dei vettori: Tasto desto su layer Salva con nome / 63

20 Riproiezione - raster La riproiezione raster tramite le librerie gdal: 19 / 63

21 Gestione di un progetto Il salvataggio del progetto (*.qgs) riguarda i seguenti elementi elenco delle carte (layer) richiamate modalità di visualizzazione (colore, stili, trasparenze,...) layout di stampa SR e SC utilizzati ed ultima estensione della visualizzazione Il file *.qgs non contiene i file cartografici ma solo i riferimenti ad essi, ed è salvato in formato XML 20 / 63

22 I Plugin I plugin sono una delle principali caartteristiche di QGIS. Si gestiscono tramite l apposito menù (Plugins) e in particolare tramite 2 sottomenù: Recupero plugin Python Gestione plugins: dove si possono attivare o disattivare singoli plugins 21 / 63

23 I Plugin 22 / 63

24 I Plugin Vedremo in primo luogo l utilizzo del plugin GRASS, al termine della lezione di altri 2 plugin molto utili: Openlayers plugin OpenStreetMap plugin 23 / 63

25 Attivare il plugin Qualora necessario occorre attivare il plugin. Plugins Gestione plugins / 63

26 Opzioni plugin Una volta attivo le varie opzioni sono utilizzabili Plugins Gestione plugins... Apri mapset Nuovo mapset Chiudi Mapset - Aggiungi vettore GRASS - Aggiungi raster GRASS - Crea nuovo vettore GRASS - Modifica vettore GRASS Apri strumenti GRASS Visualizza la regione attuale Modifica la regione attuale 25 / 63

27 Struttura DB GRASS 26 / 63

28 Struttura DB GRASS 27 / 63

29 Regione computazionale In GRASS la regione computazionale è l area su cui agiscono i comandi di analisi raster; è definita da: - estensione, - risoluzione (dimensione delle celle); può essere anche 3D; può differire sia dall estensione di visualizzazione che da quella della mappa di input. g.region 28 / 63

30 Visualizzare i geodati con QGIS / 63

31 Modellazione della realtà in un GIS Esistono principalmente due modi di concettualizzare o modellare la realtà da un punto di vista geografico considerando oggetti: Oggetti discreti:possono essere osservati o descritti nel mondo reale ed identificati da una sua posizione. Oggetti distribuiti: rappresentano una grandezza il cui valore è funzione della posizione e si può misurare in ogni luogo. 30 / 63

32 Importazione shapefile Per testare l importazione di shapefile utilizziamo uno shapefile ottenuto dal sito degli opendata della regione Liguria: Viabilità Stradale - Strati Prioritari CTR sc. 1: (2003) L importazione è semplice, si ricorda solamente di impostare correttamente il SR: (Coordinate Piane-ETRS-UTM-ETRF89-32N EPSG:25832) 31 / 63

33 Importazione shapefile 2 I vettoriali contenente i confini amministrativi di comuni, province e regioni italiane (aggiornati al 1 gennaio 2011) sono scaricabili dal sito dell ISTAT. I comuni sono stati scaricati nella loro versione generalizzata (ossia con un ageometria semplificata) e sono salvati nella cartella com2011 g. I dati sono in formato shapefile, formato pubblico di scambio dati in ambito GIS, sono rilasciati nel sistema di riferimento ED 1950 UTM Zona 32 (EPSG:23032). 32 / 63

34 Dati raster Un dato fondamentale per le analisi GIS sono i cosiddetti Digital Terrain Model (DTM), ma ci sono anche Carte Tecniche, foto aeree, immagini satellitari, mappe geologiche, etc 33 / 63

35 Modelli digitali delle altezze DEM (Digital Elevation Model) è un file digitale con le quote della superficie del terreno a intervalli regolarmente spaziati sul piano orizzontale DTM (Digital Terrain Model) avrebbe un significato più generico indicando oltre alla quota della superficie del terreno anche altre informazioni come pendenza ed esposizione. DSM (Digital Surface Model) rappresenta in forma digitale le quote della parte superiore del terreno comprensivo degli edifici, delle infrastrutture e degli alberi senza le procedure di filtraggio utilizzate per produrre DEM e/o DTM 34 / 63

36 Principali sorgenti e tipi di dati gratuiti DEM20 da ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale): - S.R. WGS84 - UTM32 - risoluzione di 20 metri ASTER DEM da NASA (National Aeronautics and Space Administration) : - S.R. WGS84 - LAT/LONG - risoluzione di 1 arc-second ( 30 m) - Specifiche 35 / 63

37 Principali DEM gratuiti SRTM Shuttle Radar Topography Mission : - S.R. WGS84 - LAT/LONG - risoluzione di 1 arc-second per gli Stai Uniti ( 30 m), 3 arc-second ( 90 m) per il resto del globo - Specifiche GMTED2010 Global Multi-resolution Terrain Elevation Data, è la versione più recente di GTOPO30 scaricabile dal sito dell USGS: etc - S.R. WGS84 - LAT/LONG - risoluzione di 7.5 arc-second ( 225 m) - Specifiche 36 / 63

38 USGS explorer Molti dati (es. ASTER, SRTM e GMTED2010) sono reperibili comodamente dal sito Scrivere per esempio Genoa nel Address/ Place per centrare la mappa su Genova. 37 / 63

39 USGS explorer E possibile selezionare l area per cui scaricare i dati tramite apposito riquadro: usando lo zoom (use map), inserendo le coordinate, inserendo uno shapefile appositamente predisposto, inserendo uno KML appositamente predisposto, per esempio con google earth. 38 / 63

40 Introduzione Comandi principali GRASS plugin Vettori Raster Fruizione geoservizi USGS explorer Per esempio usando l opzione use map: 39 / 63

41 USGS explorer E scegliere gli opportuni dataset da scaricare 40 / 63

42 Visualizzazione di immagine raster Il dem20 per la penisola italiana è scaricabile gratuitamente dal sito web sinanet dell ISPRA a questo indirizzo. Il file ( 725 MB) è corredato di opportuni metadati, in formato gdal AIG -- Arc/Info Binary Grid. Per visulizzarlo su QGIS aprire il file hdr.adf che è collegato ad altri file la cui struttura è quella di un Arc/Info database. 41 / 63

43 Visualizzazione del dem20 42 / 63

44 Clipper tool 43 / 63

45 Clipper tool utilizzando l opzione Extent 44 / 63

46 Clipper tool utilizzando l opzione Mask Layer 45 / 63

47 Visualizzazione raster Per Visualizzare una mappa raster è sufficiente andare su Layer Aggiungi raster / 63

48 Gestione proprietà Per modificare le proprietà del raster cliccare sul tasto destro e selezionare proprietà: 47 / 63

49 Gestione proprietà - stile Modificare lo stile: Scala di grigo Pseudo colore Freak out Mappa colore e altre opzioni statistiche.. 48 / 63

50 Gestione proprietà - Mappa colore Impostare la classificazione (n. classi) e lo stile di visualizzazione Discreta (per classi, simile a curve di livello) Lineare (interpolazione) Esatto (solo valori) 49 / 63

51 Gestione proprietà - trasparenza Gestire la traparenza: globale, solo di alcune classi (es. 0) 50 / 63

52 Gestione proprietà - Piramidi Gestire la visione a piramidi per layer di grosse dimensioni: 51 / 63

53 Visualizzare dem20 52 / 63

54 Visualizzare dem20 53 / 63

55 Principali servizi OWS L OGC ha definito diversi tipi di servizi OWS disponibili, tra i quali i principali sono: OpenGIS Web Map Service (WMS): permette la creazione e visualizzazione di mappe georiferite, anche derivanti da sovrapposizione di mappe provenienti contemporaneamente da diverse sorgenti dati; OpenGIS Web Feature Service (WFS): permette la manipolazione ed interscambio di dati tra client e server a livello di features vettoriali; possono essere transational o non-transactional a seconda che i vettoriali siano o meno editabili; OpenGIS Web Coverage Service (WCS): è un estensione del servizio WMS per consentire l accesso alle coverage spaziali, ossia ai dati raster; altri quali il Web Processing Service (WPS), il Web Catalog Service (CSW), il Sensor Observation Service (SOS), etc. etc. 54 / 63

56 Web Map Service Il più semplice e maggiormente utilizzato della famiglia OWS, il WMS è uno standard che definisce le regole di invio e ricezione di immagini georeferenziate tramite Internet. La fonte di dati non necessita essere per forza un immagine, il risultato finale può essere generato a partire sia da dati di tipo raster che di tipo vettoriale. Il server, basandosi sui parametri passati dal client, genera un immagine che rappresenta una mappa in un formato standard (JPEG, PNG, TIFF, etc.). Lo stile dell immagine restituita è basato sulle regole definite dal SLD (Styled Layer Descriptor). 55 / 63

57 Web Map Service Fonte: Istituto Scienze della Terra (IST) - SUPSI 56 / 63

58 Esempi di OWS in Italia Portale Cartografico Nazionale - Catalogo WMS: - Catalogo WFS: - Catalogo WCS: WMS Regione Liguria Elenco Dati Geografici wiki.gfoss.it/index.php/geodati 57 / 63

59 WMS regione liguria Si provi a visualizzare l ortofoto della regione liguria... Repertorio cartografico Carte di base Ortofoto Ortofoto digitale a colori sc. 1: / 63

60 Aggiungere servizio WMS su QGIS (1) Layer Aggiungi Layer WMS... (Ctrl+Shift+w) Nome: aggiungere nome a scelta (es. Ortofoto liguria) URL: incollare link 59 / 63

61 Aggiungere servizio WMS su QGIS (2) Controllare il sistema di riferimento. In questo caso i dati sono in Roma 40 Gauss-Boaga, quindi è necessario cambiare SR. 60 / 63

62 Aggiungere servizio WMS su QGIS (3) Cambiamento di sistema di riferimento: si cerca Roma 40 Gauss-Boaga per esempio utilizzando i codici dell European Petroleum Survey Group (EPSG:3003) 61 / 63

63 Visualizzo ortofoto della liguria come servizio WMS 62 / 63

64 WFS In maniera del tutto analoga si può fruire di un servizio WFS Layer Aggiungi Layer WFS... (Ctrl+Shift+w) 63 / 63

65 Gter srl Innovazione in Geomatica Gnss e Gis Via Greto di Cornigliano 6r Genova formazione@gter.it Quest opera è distribuita con licenza Creative Commons Attribuzione - Condividi allo stesso modo 3.0 Unported.