Elementi di Cartografia

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1 Scuola di Architettura Corso di Laurea Magistrale ARCHITETTURA (CLASSE LM-4 C.U.) Analisi del territorio e degli insediamen/ - A A. A Elementi di Cartografia Dott. Arch. Marco Mancino m.mancino@archiworld.it 08/11/2016

2 ARGOMENTI GIS: Geographic(al) Information System SIT: Sistema Informativo Territoriale Sistema che consente di memorizzare, visualizzare e analizzare in modo congiunto dati geografici e alfanumerici. Visualizzazione, in varie forme, modifica, creazione nuovi dati, interrogazioni integrate, analisi. Esempio di interrogazione integrata: trova tutte le persone che hanno meno di 14 anni (alfanumerico) e che abitano in un raggio di 1000 m da un certo impianto industriale (geografico)

3 DEFINIZIONI Bisogna distinguere fra: - Sistemi Informativi Territoriali, intesi come singole istanze del concetto di SIT. Esempio: il complesso di hardware, software e dati che costituiscono il sistema informativo territoriale del Comune di Firenze - Programmi software per la gestione dei SIT: gli strumenti con cui si costruisce un SIT Si dovrebbe distinguere: - GIS - software GIS

4 DEFINIZIONE DI GIS Sistema informativo realizzato allo scopo di archiviare, gestire, analizzare e presentare dati in un contesto topologico e spaziale.

5 SISTEMA G.I.S.! Insiemi di dati complessi (Geodata) Funzioni per la loro visualizzazione e modifica (Geo-visualization) Funzioni di analisi (Geoprocessing)

6 DESTINATARI Enti cartografici, servizi tecnici (ad es. per lo sviluppo della cartografia di base); Ministeri, Regioni, Province, Comuni, Consorzi (ad es. per la gestione delle problematiche di monitoraggio ambientale, o per la pianificazione delle opere d intervento sul territorio); Aziende di servizi (acqua, luce, gas, telefono); Società di progettazione (studi di ingegneria, architettura etc.) Università, Istituti di ricerca;

7 DESTINATARI Servizi sanitari (ambulatori, ospedali, cliniche); Società di distribuzione (Pianificazione dei percorsi di distribuzione, priorità sulle consegne etc.); Società di manutenzione (pianificazione degli interventi) Operatori Turistici (aggiornamenti continui delle disponibilità ricettive, ottimizzazione dei percorsi e delle coincidenze nei lunghi tragitti etc.); Istituti di credito e di assicurazione;

8 INFORMAZIONI GIS Il G.I.S. memorizza informazioni geografiche attraverso strati separati (layer) rappresentati punti linee o aree; Ogni layer è rappresentato separatamente, e può essere modellato usando un formato digitale differente;!

9 INFORMAZIONI GIS L'integrazione di tipologie di dati differenti richiede un processo di sovrapposizione automatica dei diversi livelli (map overlay);

10 MODELLI DI DATI La rappresentazione di oggetti del mondo reale può avvenire secondo due criteri o modelli: - modello vettoriale; - modello raster. Ciascuno dei due modelli, a sua volta, si esprime attraverso alcune primitive: punto, linea, area per il modello vettoriale. pixel per il modello raster.

11 MODELLI DI DATI Modello Raster (Griglie regolari di celle) Modello Vettoriale (Linee, punti, poligoni) Modello Reale

12 MODELLO RASTER In un modello Raster la realtà è rappresentata attraverso una griglia di celle regolari; Ogni cella è univocamente identificata da un numero di riga e di colonna; Ogni cella contiene un solo valore; Esso rappresenta l attributo associato a quella cella; Un modello raster può anche rappresentare dati quantitativi. In questo caso il valore della cella è collegato con parametri fisici (temperatura, PH, quota), che sono considerati costanti all interno della cella;

13 MODELLO RASTER!"#$ '()*+$, "-&*"*$ %&1.(

14 MODELLO RASTER

15 MODELLO RASTER

16 ELEMENTI RASTER!!

17 MODELLO VETTORIALE Nel modello vettoriale le informazioni su punti, linee e poligoni sono codificate e memorizzate come insieme di coordinate x ed y; Questi insiemi di coordinate sono associate a qualche forma di connessione;

18 MODELLO VETTORIALE

19 MODELLO VETTORIALE

20 IL FORMATO SHAPE (SHP) Il formato shape per i dati GIS è proprietario, in quanto definito da ESRI, ma pubblico, ed è diventato uno standard de-facto. Praticamente tutti i SW GIS sanno leggere e scrivere il formato shape. Un primo aspetto significativo è che un oggetto shape è costituito da numerosi files

21 IL FORMATO SHAPE (SHP) I file avente nome Edifici_1 sono numerosi, differenziati dall'estensione. Attenzione a quando si scambia una shape: bisogna copiare tutti i file!!

22 IL FORMATO SHAPE (SHP) SHP -> Descrizione della geometria di ogni singola feature - indispensabile SHX -> File indice, indispensabile DBF -> Tabella associata, indispensabile SBN, SBX -> Spatial index, per accelerare la ricerca PRJ - > Parametri relativi al Sistema di Coordinate ed alla proiezione

23 SISTEMI DI COORDINATE Un GIS memorizza la posizione del dato impiegando un sistema di proiezione e di coordinate che definisce la posizione geografica dell'oggetto. Caratteristiche Topologiche del Dato: riferite alle relazioni reciproche tra gli oggetti

24 SISTEMI DI COORDINATE La terra non è piatta, ma è rappresentabile da una forma tondeggiante abbastanza complessa, chiamata geoide. Per poter rappresentare questa forma su un piano (una mappa cartacea o lo schermo di un computer) sono necessarie operazioni matematiche, dette proiezioni.

25 SISTEMI DI COORDINATE Fra i più usati ci sono: sistema latitudine-longitudine, espresso in gradi (di solito associato col sistema di riferimento WGS84, termine con cui viene a volte chiamato), proiezione Universale Trasversa di Mercatore, detta UTM (diviso per fusi in base alla longitudine ed espresso in metri); In Italia è diffusa anche una proiezione simile all'utm, detta Gauss-Boaga (anch'essa usa come unità di misura i metri). Ogni proiezione implica una distorsione, più o meno accentuata, dei dati rappresentati.

26 SISTEMI DI COORDINATE Fra i più usati ci sono il sistema latitudine-longitudine, espresso in gradi (di solito associato col sistema di riferimento WGS84, termine con cui viene a volte chiamato), la proiezione Universale Trasversa di Mercatore, detta UTM (diviso per fusi in base alla longitudine ed espresso in metri);

27 CARTOGRAFIA In base alla Legge 2 febbraio 1960 N.68, sono organi cartografici dello Stato: Istituto Geografico Militare (IGMI); Istituto Idrografico della Marina: si occupa di rilievi batimetrici e oceanici, rilievi geodetici lungo le coste, produce carte nautiche necessarie per la navigazione; Sezione Fotocarta dello Stato Maggiore dell'aeronautica, diventato Centro di Informazioni Geotopografiche dell'aeronautica (CIGA);

28 CARTOGRAFIA Servizio Geologico, che così come il CIGA, non esegue rilievi topografici, e utilizza carte dell'igmi riportando su queste solo le informazioni relative al rilievo geologico e gravimetrico (o alla navigazione aerea); Amministrazione del Catasto e dei Servizi Tecnici Erariali (ora Dipartimento del Territorio), che rileva mappe alle scale da 1:5000 a 1:500 partendo dalla rete trigonometrica dell'igmi, per scopi fiscali (dipende dal Ministero delle Finanze).

29 CARTOGRAFIA IGMI I fogli sono stati ottenuti intersecando i fusi con paralleli aventi differenza di latitudine di 20 (reticolato geografico); Ad ogni elemento corrisponde sul piano un trapezio isoscele il cui centro è assunto come origine del sistema di assi cartesiani al quale vanno riferiti i punti del trapezio; Tali assi sono orientati secondo le direzioni del meridiano centrale e del parallelo centrale dell elemento.

30 CARTOGRAFIA IGMI La lar ghezza di un foglio rappresenta un massimo di 45 km di territorio nazionale nei f o g l i dell Italia meridionale e un minimo di 38 km in quelli dell Italia Settentrionale; L altezza di un foglio rappresenta invece un territorio costante di 37 km; Ogni foglio rappresenta quindi una superficie di circa 1600 kmq (Sicilia) o di 1400 kmq (Alto Adige); I fogli ricoprenti l intero territorio nazionale sono 277 e vengono numerati progressivamente da sinistra verso destra e dall alto verso il basso. #%,&-'/ (&) #$,&-.!",&-'/ #&)

31 CARTOGRAFIA IGMI I Quadranti (scala 1:50.000) hanno le stesse dimensioni dei fogli e, in ciascun foglio, vengono individuati con i numeri romani I, II, III, IV procedendo in senso orario a partire dal quadrante in alto a destra; (&) E56;85 >D > >>> >> La superficie di un quadrante è quindi la quarta parte (375 kmq circa) di quella rappresentata nel foglio in cui è compreso; Il quadrante si estende per 15 di longitudine e 10 di latitudine. *&) > #&) BC1=3194< *")

32 CARTOGRAFIA IGMI /0"12"3'& Le Tavolette (scala 1:25.000) hanno le stesse dimensioni dei fogli e, in ciascun quadrante, vengono individuati con i punti cardinali; La superficie di una tavoletta è quindi la quarta parte di quella rappresentata nel quadrante e la sedicesima parte (100 kmq circa) di quella rappresentata nel foglio in cui è compresa; La tavoletta si estende per 7 30 di longitudine e 5 di latitudine. ()* +,-, +,., 6,-, 6,., (5* 5*!"#$%&''" +,., A*4)**

33 CARTOGRAFIA IGMI 5* C G!"#$%&''" D H Per alcune regioni d Italia (Calabria) sono state realizzate le sezioni (scala 1:10.000) che hanno dimensioni leggermente maggiori delle tavolette e rappresentano la quarta parte del territorio raffigurato in essa; A*4)** Ciascuna tavoletta comprende 4 sezioni che vengono individuate con le lettere A, B, C, D; F*4)** D 6&=<$3& La sezione si estende per 3 45 di longitudine e 2 30 di latitudine. 4*E5**

34 CARTOGRAFIA IGMI!"! #$%$ #$&$ '$%$ '$&$ : ;!!!!! = <

35 CARTOGRAFIA TECNICA REGIONALE La carta tecnica regionale (abbreviato CTR) è un tipo di carta topografica prodotto dalle regioni d'italia per rappresentare il proprio territorio. Sono carte tecniche in quanto rappresentano gli elementi senza modificarne dimensioni e posizione, ma mostrandone l'effettiva proiezione. Oggetti come edifici e strade sono rappresentati quindi con la vera forma del loro perimetro visto dall'alto, e non sostituendoli con dei simboli convenzionali. Si tratta infatti di una cartografia con una scala abbastanza grande da apprezzare questi dettagli; le scale standard sono 1:5 000 e 1:10 000, ma si arriva anche a scale maggiori.

36 CARTOGRAFIA TECNICA REGIONALE Ciò le rende carte adatte alle attività di progettazione di opere estese sul territorio e di pianificazione urbanistica, da cui il nome di carte tecniche. Sono adatte anche a fare da base per vari tipi di carte tematiche. L'inquadramento delle CTR, ovvero il reticolo utilizzato per suddividere il territorio italiano in singole tavole cartografiche, si basa sulla Carta d'italia ufficiale prodotta dall'istituto Geografico Militare. In particolare la serie 50 della Carta d'italia è costituita da 652 fogli in scala 1:50 000, numerati progressivamente a partire da nord e da ovest, che rappresentano ciascuno un rettangolo di 20' 12' (in primi di longitudine e latitudine).

37 CARTOGRAFIA TECNICA REGIONALE Per determinare i bordi delle singole CTR, i fogli 1: nazionali vengono suddivisi in 4 4 ottenendo da ciascuno 16 "sezioni" in scala 1:10 000, che costituiscono aree di 5' 3' allineate con meridiani e paralleli. Le sezioni vengono ulteriormente suddivise in 2 2 ottenendo 4 "elementi" in scala 1:5 000, ovvero aree di 2'30" 1'30". Il datum e il sistema di coordinate usati per tracciare la CTR non sono necessariamente gli stessi usati dai rettangoli di inquadramento (la serie 50 è in UTM-ED50), ma possono variare da regione a regione, di solito si utilizza la proiezione di Gauss-Boaga. Anche le dimensioni lineari delle tavole variano, a seconda della latitudine: all'altezza di Roma, le sezioni rappresentano circa 6,9 5,5 km e gli elementi circa 3,4 2,8 km.

38 CARTOGRAFIA TECNICA REGIONALE Per identificare una tavola della CTR si utilizza un nome, corrispondente al toponimo della principale località contenuta nella tavola, e un codice numerico di sei cifre. Le prime tre cifre sono il numero identificativo del foglio della Carta d'italia (da 001 a 652), le successive due identificano la sezione nella griglia 4 4 numerandola progressivamente da ovest e da nord (da 01 a 16), e l'ultima cifra vale 0 se si fa riferimento all'intera sezione o 1-4 se si fa riferimento a uno degli elementi, numerati in senso orario a partire da quello a nordest.

39 ACQUISIZIONE DATI WEBGIS sistemi informativi geografici (GIS) pubblicati su web. estensione al web degli applicativi nati e sviluppati per gestire la cartografia numerica. Con i WebGIS le applicazioni GIS tradizionalmente sviluppate per utenze stand-alone o in ambienti LAN possono essere implementate su web server (anche detto map-server) consentendo l'interazione attraverso internet con la cartografia e con i dati ad essa associati.

40 ACQUISIZIONE DATI Google mette a disposizione un software gratuito, Google Earth, con il quale è possibile disegnare poligoni, punti o linee e salvare le mappe in file con estensione KML o KMZ. I file kml sono semplici file di testo e possono essere anche scritti direttamente a partire da un elenco di punti georeferenziati, con l ausilio di appositi programmi.

41 ACQUISIZIONE DATI Geoscopio

42 GIS!