SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI

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1 1 SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI Dott.ssa M. Costantini

2 2 I Sistemi Informativi Territoriali Sono strumenti di analisi e di decisione per l acquisizione e la distribuzione dei dati, in grado di fornire informazioni finalizzate allo sfruttamento razionale delle risorse.

3 SISTEMA INFORMATIVO 3 È l'insieme delle apparecchiature, del software, delle applicazioni e delle persone che hanno il compito di acquisire, organizzare, elaborare e restituire i dati riguardanti un'organizzazione, al fine di mettere a disposizione dei responsabili delle decisioni operative tutte le informazioni necessarie per effettuare le migliori scelte possibili. SISTEMA INFORMATIVO TERRITORIALE Sistema che contiene specifiche funzioni per acquisire, elaborare, gestire e restituire dati georiferiti.

4 4 GIS GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM Costituisce la componente informatica del SIT. "...un potente insieme di strumenti utilizzati per raccogliere, memorizzare, richiamare, modificare e visualizzare dati spaziali - Burrough, (1986)...sistema informatico utilizzato per memorizzare e manipolare dati geografici - Aronoff, (1989)

5 5 La tecnologia GIS integra in un unico ambiente le operazioni legate all uso di database (input, interrogazioni, analisi statistiche) con i benefici derivati dalla visualizzazione di mappe e dall analisi geografica. Questa particolarità lo differenzia dagli altri sistemi informativi e fa di esso un potente strumento utilizzabile da molteplici utenti per pianificare gli eventi, prevedere evoluzioni e definire strategie di gestione territoriale.

6 6 GIS = Sistema Informativo Geografico È un insieme di strumenti concepito per archiviare, gestire ed analizzare elementi, eventi e fenomeni inerenti la superficie terrestre.

7 7 SISTEMA insieme di elementi che interagiscono tra loro INFORMATIVO produce informazioni (dati) GEOGRAFICO fa riferimento al territorio (georeferenziati o georeferenziabili)

8 8 GIS É il contenitore delle informazioni territoriali che, opportunamente gestite, conducono alla realizzazione di mappe tematiche relative ai molteplici aspetti del territorio: mappe catastali, carte geoambientali, carte tecniche regionali, ecc.

9 9 A COSA SERVONO I SIT? I SIT risultano molto efficienti per affrontare i problemi di governo del territorio. Il compito essenziale di ogni Sistema Informativo Territoriale consiste nel rendere il dato, precedentemente accertato e verificato, capace di fornire un messaggio significativo. L informazione, per essere fruibile, deve essere accessibile e correttamente utilizzata, e di semplice comprensione per consentirne l utilizzo per la soluzione dei diversi problemi territoriali.

10 10 A COSA SERVONO I GIS? I GIS supportano tutte le fasi di lavoro per trasformare il contenuto informativo dei dati territoriali in informazioni finalizzate alla rappresentazione del territorio e alla soluzione delle problematiche ad esso connesso. Quindi costituiscono uno strumento per: l acquisizione, la visualizzazione e l'aggiornamento d informazioni provenienti da fonti diverse e localizzate geograficamente; frequenti passaggi fra differenti scale territoriali che definiscono un ambito d intervento (Comune, Ente Parco, Provincia, Regione ecc.);

11 11 l elaborazione dei dati con programmi interni e applicativi esterni; l estrazione dei dati per elaborazioni settoriali; l elaborazione distribuita dei dati presso tutti gli uffici tecnici amministrativi distribuiti sul territorio; la presentazione cartacea del dato in forma di carte tematiche.

12 12 DATO: ciò che s immagazzina nel database; registrazione della descrizione di una qualsiasi caratteristica della realtà che necessita tuttavia di un interpretazione per produrre conoscenza. INFORMAZIONE: quello che si richiama dal database; risultato dell interpretazione dei dati che comporta la variazione nel patrimonio conoscitivo del soggetto.

13 13 DAL DATO ALL INFORMAZIONE Le principali fasi di lavoro del GIS per trasformare i dati in informazione fruibile ai fini della risoluzione di un dato problema sono: Acquisizione dei dati Pre-elaborazione dei dati Gestione banche dati Analisi spaziale Generazione di informazioni

14 14 NASCITA ED EVOLUZIONE DEL GIS Computer technology is to the information age what mechanization was to the industrial revolution J. Naisbitt Anni 50/ 60: avvento dell'era delle telecomunicazioni e inizio del processo di trasformazione della società. L'elettronica ed i computer hanno cambiato il modo di lavorare e di vivere. Stessa trasformazione nel campo delle scienze geografiche e cartografiche

15 15 NASCITA ED EVOLUZIONE DEL GIS 1969 Ian McHarg pubblica il libro "Design with Nature e ipotizza l'uso della sovrapposizione di dati geografici strutturati in livelli informativi a singolo tematismo, al fine di realizzare carte di sintesi, utili alla pianificazione del territorio. Si sceglie di sperimentare l uso degli elaboratori elettronici per le analisi geografiche, valutandone costi e benefici. Prime sperimentazioni ed applicazioni nel Nord America, dove nascono i SIT - Sistemi Informativi Territoriali.

16 16 Seconda metà degli anni 60: Howard Fisher fonda l Harvard Laboratory for Computer Graphics and Spatial Analysis, dove un nucleo di programmatori progetta e realizza un pacchetto software (SYMAP), che permette di elaborare dati geografici e di realizzare carte tematiche. Anni 70: l Harvard Laboratory produce ODYSSEY, il primo vero software GIS commerciale che introduce il concetto di overlay mapping (sovrapposizione automatica di strati informativi). Negli stessi anni R. Tomlinson persuade il Governo Canadese a realizzare il primo vero e proprio SIT denominato C.G.I.S. - Canada Geographic Information System.

17 17 Anni 80: compaiono sul mercato i primi software della famiglia GIS che aprono di fatto una nuova frontiera, che consente di associare funzionalmente cartografia informatizzata organizzata in strati tematici con la tecnologia dei database. Sono gli anni della comparsa e dello sviluppo del personal computer, e nel nostro Paese dell esperienza della costruzione delle CTR (Carte Tecniche Regionali), vere e proprie infrastrutture di conoscenza del territorio alle grandi scale 1:5 000 e 1:10 000, presupposto per lo sviluppo di innumerevoli esperienze di Sistemi informativi territoriali soprattutto a livello urbano.

18 18 Anni 90: affermazione e della diffusione capillare della tecnologia GIS, non solo a livello della Pubblica Amministrazione ma anche nei comparti aziendali e degli studi professionali, che matura sul versante delle applicazioni dilagando pressoché in ogni settore connesso con l analisi e la gestione del territorio. È una fase cruciale in cui esplode l ipermedialità in rete con il WWW (World Wide Web) e che vede l irresistibile integrazione della tecnologia GIS con le risorse provenienti dai sistemi di osservazione della terra da piattaforma aerea e satellitare e con quelli di posizionamento GPS (Global positioning system).

19 19 Nello stesso tempo la crescente diffusione di dispositivi mobili ha reso possibile lo sviluppo di servizi basati sulla localizzazione (Location based services) Applicazioni per consentire l accesso a servizi personalizzati in base alla posizione in cui si trova, attraverso un terminale mobile, ad esempio il cellulare. Es: fornire informazioni sui ristoranti in prossimità dell utente o indicazioni per la navigazione servizi di emergenza e soccorso.

20 20 Web GIS Si affaccia l idea di un informazione territoriale strutturata diffusa in modo capillare. Internet, con lo sviluppo della tecnologia Web GIS, apre in concreto una nuova cultura geografica. La cartografia, così come storicamente conosciuta e utilizzata, comincia a virare verso un sistema di informazioni geografiche gestite da risorse software specifiche sempre più diffuse e distribuibili via rete telematica.

21 21 La diffusione capillare presso gli enti locali, le Università ed i privati si sta avviando grazie alla disponibilità, ai costi contenuti di banche dati geografiche e di software GIS ed anche ad una politica di formazione sui SIT avviata dalle Università > 1 milione di utenti abituali > 5 milioni di utenti casuali 2002 Canada USA ESRI GPS OpenGIS Gis_Day

22 GIS Sistema Informativo Geografico hardware+ software + mappa + database

23 23 COMPONENTI DEL GIS l'hardware il software le procedure applicative database le persone

24 24 DATABASE un database è una raccolta unificata e informatizzata di dati, condivisa da utenti autorizzati con la capacità di controllare, definire, accedere a, recuperare, manipolare e presentare i suddetti dati al suo interno - Worboys (1995) DBMS (DataBase Management System) è un pacchetto software per la costruzione e la gestione della base dati, in particolare permette memorizzazione, manipolazione, interrogazione integrata di tutti i dati che costituiscono la base dati.

25 25 IL DATO GEOGRAFICO Un dato viene definito geografico quando può essere associato a un luogo sulla superficie terrestre mediante l attribuzione di una coppia di coordinate (latitudine, longitudine). La banca dati geografica è costituita da un insieme di dati geografici e non, fra loro correlati, riferiti alla medesima area geografica e organizzati per uno scopo preciso.

26 Dati vettoriali alfanumerici IL DATABASE

27 27 I GIS consentono l elaborazione e l analisi dei dati geografici, nella struttura vettoriale e raster. Il passaggio dei dati da un formato all'altro e viceversa,la possibilità di un uso integrato dei due formati viene effettuato utilizzando un interfaccia semplice e intuitiva che consente di effettuare operazioni di analisi, elaborazione e interrogazione; consente di organizzare i due formati in strutture omogenee di archivi, le cui componenti descrittive associate sono gestite attraverso l'uso di un comune data base relazionale.

28 DATO RASTER È una immagine definita da una matrice di celle o pixel distribuite su righe e colonne. Il territorio viene suddiviso secondo un reticolato ortogonale regolare (griglia). La loro unità fondamentale è il pixel (contrazione della locuzione inglese picture element) si indica ciascuno degli elementi puntiformi che compongono la rappresentazione di una immagine raster digitale. A ciascun pixel è associato un attributo che definisce le caratteristiche dell'elemento rappresentato. Ad esempio in un modello digitale di elevazione a ciascun pixel è associato il valore della quota sul livello del mare in quel punto.

29 29 DATO RASTER Un dato raster non è collegato a nessun tipo di informazione tabellare Un raster è adatto per descrivere fenomeni continui nello spazio (per esempio: distribuzione di inquinanti, quota, ecc..) Un dato raster può servire come riferimento per l acquisizione di dati vettoriali

30 30 DATI RASTER. Fotografie aeree Immagini da satellite Rasterizzati da dati vettoriali Scannerizzati da foto

31 31 DATO VETTORIALE I dati vettoriali archiviano e gestiscono primitive geometriche. Un dato vettoriale è sempre costituito da due componenti collegate tra loro in maniera dinamica: componente geografica - indica la forma geometrica di ciascun elemento componente tabellare - contiene tutti gli attributi (in forma alfanumerica) che descrivono le caratteristiche di ciascun elemento geometrico

32 32 DATI VETTORIALI. Foto aeree Raccolti dai ricevitori GPS Digitalizzati da mappe cartacee che sono state preventivamente scannerizzate e georeferenziate Disegnati digitalizzando direttamente a schermo sulla base topografica Isoipse derivate da triangolazione Riprodotti da rilevamenti sul terreno Importati da file di scambio vettoriali da AutoCAD (formato *.dxf)

33 DATI VETTORIALI: PUNTI: definiti da una coppia di coordinate x,y x,y Località, monumenti, eventi, etc. LINEE: insieme di punti definiti da serie di coordinate x,y POLIGONI: insieme di punti definiti da più coppie di coordinate x,y dove la prima e l ultima coppia di coordinate sono uguali x,y x,y Reti viarie, reticoli idrografici, impianti, curve di livello, etc. Regioni, province, edifici, particelle catastali, etc. Al dato vettoriale viene associato un DATO ALFANUMERICO: un ulteriore informazione numerica o testuale che carica il semplice dato vettoriale di attributi. Dati vettoriali e dati alfanumerici vengono organizzati in TABELLE a loro volta organizzate nel database.

34 TABELLA Ogni linea della tabella (record) rappresenta un oggetto o dato vettoriale (punto, linea o poligono, quindi una città, un fiume, una regione, etc.) con una sua precisa collocazione spaziale Ogni colonna rappresenta un dato alfanumerico che ci informa su un particolare attributo (nome, tipologia, estensione, lunghezza, abitanti, qualificazione, etc.) dell oggetto georerenziato

35 RAPPRESENTAZIONE DATI VETTORIALI Dato puntuale

36 Dato lineare Nodes Vertices

37 Dato poligonale

38 insediamenti viabilità idrografia pendenze MAPPA Ogni tabella è la struttura portante di un TEMA, cioè di uno strato informativo Lo strato informativo è l'insieme degli elementi omogenei che compongono una mappa, come per esempio strade, corsi d'acqua, foreste, ecc.

39 39 Tutti gli strati informativi (e quindi tutti gli oggetti presenti nelle tabelle) sono GEOREFERENZIATI e ciò permette la sovrapposizione dei livelli informativi, quindi di effettuare operazioni di analisi e di costruzione di mappe tematiche.

40 40 GEOREFERENZIARE Il termine geo-referenziare indica l operazione di ubicare sulla superficie terrestre un oggetto del mondo reale (città, monumento, regione, ecc.) o un evento (incendio, frana, convegno, ecc.) La posizione può essere descritta attraverso 1. un sistema di riferimento spaziale: funzione che associa un valore (posizione) ad un luogo; 2. una coppia di coordinate( es: Duomo di Rovato: lat , lon

41 41 APPLICAZIONI Un SIT è generalmente progettato per contenere dati ed applicazioni in funzione di specifiche esigenze dell'utente. Infatti, i SIT possono essere usati in svariate applicazioni. In agricoltura: per stimare le colture stagionali (generando le carte tematiche digitali della copertura agricola dalle immagini da satellite. Nella Protezione Civile: per studiare la vulnerabilità degli acquiferi sotterranei (attraverso l uso di modelli geografici che integrano i dati relativi alle falde sotterranee, agli aspetti geologici e all'uso del suolo) o per simulare eventi catastrofici.

42 Enti di tutela ambientali: per pianificare e definire confini di aree di interesse naturalistico da porre sotto protezione; monitorare geograficamente l'inquinamento dell'aria, delle risorse idriche, del mare e della terra; Nelle amministrazioni comunali: per realizzare e gestire il Piano Regolatore, le varianti ed i piani attuativi; Nel settore dei trasporti e della mobilità: per controllare le flotte di mezzi sul territorio, visualizzare in ogni istante la localizzazione geografica di un mezzo; analizzare i percorsi ottimali in funzione di varie impedenze quali la distanza, il traffico, la pendenza ecc. 42