Introduzione ai Sistemi Informativi Geografici (GIS): tipologia dei dati. Docente: Mauro Giovanni Università di Trieste

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1 Introduzione ai Sistemi Informativi Geografici (GIS): tipologia dei dati Docente: Mauro Giovanni Università di Trieste

2 I dati grafici sono una rappresentazione del mondo reale, un modello I dati grafici sono il collegamento diretto fra il territorio e le informazioni su di esso I dati hanno una posizione, un momento di acquisizione e delle informazioni collegate (attributi)

3 Modelli discreti e continui Due modelli per rappresentare mondo reale Discreto: gli elementi geografici hanno confini ben definiti a tutti gli ingrandimenti Città, Fiumi, Strade, Circoscrizioni comunali, Edifici Possono essere messi in categorie (classi) Montagne/Colline, Fiumi/Torrenti Continuo: elementi geografici con confini poco precisi Altitudine o temperatura in un certo territorio Le superfici sono costituite da attributi, frutto di misurazioni, che variano in modo continuo

4 ELEMENTI TERRITORIALI (DATI GEOREFERENZIABILI) LAYERS FORMATO RASTER FORMATO VETTORIALE

5 Discreto/Continuo - Vettoriale/Raster Modello Continuo o Discreto: si tratta di un modo concettuale di pensare le caratteristiche geografiche dei dati Esiste una relazione fra Strutture Raster e caratteristiche territoriali che variano in modo continuo Strutture vettoriali e oggetti territoriali discreti Il modello Vettoriale e quello Raster possono registrare e gestire le caratteristiche discrete o continue dei dati geografici

6 Raster & Vector

7 Raster

8 Vettoriale e Raster Modello vettoriale Mappe vettoriali da immagini Equivalente Raster Images from Venigalla

9 I dati vettoriali: Modello vettoriale Hanno grandezza e direzione Gli elementi sono rappresentati da punti, linee e poligoni Sono registrati in una struttura spaziale basata su coordinate

10 Vantaggi del modello vettoriale Alta risoluzione Funziona meglio per produrre le carte geografiche Può memorizzare facilmente attributi (elementi discreti) Funziona bene per disegnare reti (gestisce bene la Topologia) I file vettoriali occupano poca memoria I confini degli elementi geografici sono disegnati in modo più accurato rispetto al raster

11 Svantaggi del modello vettoriale Le strutture dei dati possono essere complesse Molto lavoro di CPU per elaborarli Inserire dati è costoso e lungo Problemi connessi alla qualità del dato (es.: overlap e sliver ) Overlap Sliver

12 Modello dati Raster Il mondo è strutturato in celle utilizzando una griglia Valori e attributi sono assegnati a ciascuna cella

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14 Vantaggi del modello Raster Struttura dati semplice Gli attributi numerici di ogni pixel sono più facili da elaborare rispetto a strutture vettoriali complesse Le analisi spaziali sono spesso più semplici La sovrapposizione di dati vettoriali su basi raster permette analisi visive veloci Funziona meglio per rappresentare superfici continue Es.: DEM

15 DEM Digital Elevation Model

16 Svantaggi del modello Raster Necessita di molta memoria di massa La risoluzione spaziale può essere scarsa a certi ingrandimenti, ovvero se l'ampiezza delle celle della griglia non è appropriata per lo studio E' difficile lavorare con le reti perchè i confini degli elementi lineari non sono evidenti come nel modello discreto Gli attributi del vari pixel possono essere più difficili da interpretare Problema dei pixel misti Si può attribuire sono un attributo per pixel

17 Problema dei pixel misti nel mod. Raster

18 Come ottenere i dati nei due modelli Vettoriale Digitalizzazione GPS Download dei dati via internet o un server GIS Modelli vettoriali e raster complementari non in competizione Raster Satelliti- LANDSAT, IKONOS, SPOT, ecc. Foto aeree Radar Immagini scansionate Digital Raster Graphs (Carte topografiche scansionate)

19 Modelli Vettoriale e Raster

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21 Conversioni Modello Raster non è preciso come il vettoriale Crea delle sovrapposizioni

22 Raster to Vector

23 Georiferire e Geocodificare Georiferire: registrare un modello geografico (Vettoriale o Raster) in un sistema di coordinate Geocodificare: permette di attribuire a una posizione codici spaziali quali ISTAT, CAP, Indirizzo, ecc.

24 Sistema di Riferimento - SR Si può definire come una struttura che permette di esprimere in termini numerici la posizione di punti della superficie fisica della Terra. Si tratta di costruire quello che tecnicamente è conosciuto come datum geodetico. L operazione con cui si esprime la posizione di un punto o di un oggetto qualsiasi, mediante opportune coordinate in un assegnato datum, prende il nome di georeferenziazione.

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27 ATTRIBUTI (DATI NON GRAFICI) INFORMAZIONI ADDIZIONALI PER UN DETERMINATO ELEMENTO GEOREFERENZIATO DATI ESPRESSI IN MODALITA NON GEOREFERENZIATA COLLEGABILI AD UN ELEMENTO GEOREFERENZIATO UNICO DATO SPAZIALE = PLURALITA DI ATTRIBUTI

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32 STRUTTURA DEI DATI SPAZIALI IN FORMATO RASTER GRIGLIA CELLE 1 DI AMPIEZZA UNIFORME 2 DI DIMENSIONE (Swath) VARIABILE RISOLUZIONE DEI DATI GRAFICI ESTENSIONE DELL AREA ESTENSIONE RISOLUZIONE

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34 CELLE 3 CONTRADDISTINTE DALL ATTRIBUZIONE DI UN DETERMINATO VALORE 4 IDENTIFICATE DAL SISTEMA COME ELEMENTI UNITARI, NON RIPARTIBILI (UNITA MINIME DEL FORMATO RASTER) VALORE = NUMERO NUMERO = CARATTERISTICA DEL TERRITORIO NUMERO = INTENSITA DI UN FENOMENO DIFFICOLTA DEL VALORE DI ATTRIBUZIONE ATTRIBUTO/ATTRIBUTI INSERITO/I NEL DATABASE

35 Software GIS Open source GIS Proprietari Grass GIS Quantum GIS gvsig Saga GIS Kosmo Opticks. ArcGIS MapInfo Geomedia Idrisi ERDAS Imagine

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37 Interfaccia grafica ArcMap (ArcGIS)

38 Interfaccia grafica ERDAS Imagine

39 SAGA Per le immagini satellitari

40 Interfaccia grafica SAGA

41 Quantum GIS basics Programma open source, libero e gratuito, facilmente installabile Programma in continua evoluzione, installabile su MacOS, Windows, Linux, Unix e Android, rilasciato con licenza GNU General Public License In grado di supportare dati vettoriali, raster, diversi database Sito di riferimento. Ampissima documentazione di supporto presente in rete. Ad esempio Ujaval Gandhi ha sviluppato un bellissimo tutorial free:

42 Quantum GIS

43 Breve storia di Quantum GIS Progetto nato nel 2002, dalla necessità di avere un potente visualizzatore GIS per Linux. Ideatore Gary Sherman. È un progetto ufficiale della Open Source Geospatial Foundation (OSGeo) La prima versione, che supportava solo layer PostGIS: 19 luglio 2002 (versione poco funzionante) Versione attualmente disponibile: Quantum GIS versione QGIS 2.14 Essen (marzo 2015) Nomi di alcune versioni precedenti: 1.4 Enceladus ; 1.6 Copiapo ; 1.7 Wroclaw ; 1.8 Lisboa ; 2.4 Chugiak ; Wien

44 Installazione Sito da cui eseguire il download

45 Interfaccia grafica Pannello dei Layers Barre degli strumenti AREA DI MAPPA Barra di Stato Sistema di coordinate Scala

46 Creare una mappa con dati vettoriali QGis gestisce numerosi formati vettoriali e raster. Il più comune dato vettoriale è sicuramente SHP Shape ESRI.

47 Creare una mappa con dati vettoriali I files in formato SHP sono in realtà un insieme di files SHP: contiene le informazioni grafiche DBF: contiene i dati relativi ad ogni elemento grafico (identificativo, tipologia, attributi vari) SHX: è un file indice che collega SHP e DBF PRJ: contiene le informazioni sul sistema di coordinate

48 Altri formati di dati vettoriali dwg e dgn: ambiente CAD (formato binario) dxf (drawing Exchange file): formato di interscambio (formato ascii) ntf (National transfer file): catasto italiano (formato binario) map: ambiente MapInfo fcn (file cartografico numerico): Files di enti regionali (ad esempio regione FVG) kml: ambiente Google Earth WMS: Web Map Service offerto da Enti pubblici o privati..

49 Fonte dei dati??? Dati vettoriali ISTAT Geoportali delle Regioni OpenStreetMap.. Dati Raster Glovis USGS Disponibilità delle ortofoto regionali

50 Fonte dei dati??? Basi territoriali:

51 Basi dati ISTAT

52 Caricare dati vettoriali: SHP Percorso: Layer-> Aggiungi vettore O Icona da Barra degli Strumenti Gestione Layer Rimuovi GPS Vettoriale Raster ESERCIZIO Inserire i seguenti file: WMS Aggiungi nuovo shp PostGIS 1. Confini amministrativi Regione REG2011_WGS84.shp 2. Vecchi e nuovi confini Provinciali PROV2011_WGS84shp 3. Confini amministrativi Comunali COM2011_WGS84.shp 4. Spegnere / Accendere i singoli file.shp

53 Fonte dei dati??? Basi territoriali:

54 Basi dati ISTAT

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