Dispense dell insegnamento di Laboratorio di GIS per la pianificazione

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1 Facoltà di Architettura e Società Facoltà di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale Centro per lo Sviluppo del Polo di Cremona, Politecnico di Milano Via Sesto Cremona Master universitario interfacoltà di II livello in Governo del territorio e delle risorse fisiche Ingegneria del suolo e delle acque Direzione del Master universitario: prof. Enrico Larcan (Facoltà di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale, Politecnico di Milano) prof. Pier Luigi Paolillo (Facoltà di Architettura e Società, Politecnico di Milano) Commissione di Master universitario: prof. Enrico Larcan Facoltà di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale, Politecnico di Milano ing. Stefano Loffi Direttore del Consorzio per l Incremento dell Irrigazione nel Territorio Cremonese prof. Claudio Maffezzoni Presidente del Centro per lo Sviluppo del Polo di Cremona, Politecnico di Milano prof. Enrico Orsi Facoltà di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale, Politecnico di Milano prof. Pier Luigi Paolillo (presidente) Facoltà di Architettura e Società, Politecnico di Milano Dispense dell insegnamento di Laboratorio di GIS per la pianificazione Concorrono al Master universitario in Governo del territorio e delle risorse fisiche Ingegneria del suolo e delle acque: Consorzio per l incremento dell irrigazione nel territorio cremonese Ordine degli ingegneri della provincia di Cremona

2 POLITECNICO DI MILANO Master universitario interfacoltà di II livello in Governo del territorio e delle risorse fisiche Ingegneria del suolo e delle acque Indice 19. Creare le viste e i temi I tipi di elementi del tema I dati spaziali sorgente per i temi Ulteriori dati sorgente per i temi Creare una vista Aggiungere un tema di elementi ad una vista I dati sorgenti con più elementi Aggiungere un tema immagine ad una vista Aggiungere un tema da coordinate x e y Il tema tabella Salvare un progetto 25

3 Creare le viste ed i temi i. I progetti possono contenere molte viste. ii. Le viste visualizzano i temi da diversi dati sorgente. iii. I temi rappresentano elementi tipo punti, linee o poligoni. Come si è visto nella precedente dispensa, una vista è una mappa interattiva che visualizza temi con informazioni geografiche. Un progetto può contenere diverse viste che mostrano temi provenienti da vari dati sorgente. Un progetto potrà contenere più viste della stessa area geografica o di diverse aree geografiche. Un tema è un distinto set di elementi geografici, così come i limiti amministrativi, le strade, le costruzioni o i corsi d acqua, insieme agli attributi di quel elemento. I temi possono essere creati da diversi dati sorgente; incluso le carte digitali, le immagini e i file di dati tabellari. Gli elementi del tema rappresentano gli oggetti geografici usando tre forme base: punti, linee e poligoni. Per esempio, un tema può rappresentare le superstrade come linee, le banche come punti ed i limiti amministrativi come poligoni.

4 I tipi di elementi del tema Linee Punti Poligoni Simbolo puntuale Stile linea Tipo di campiture per poligono Gli elementi del tema rappresentano gli oggetti del mondo reale. Ogni elemento ha una posizione, una forma per la rappresentazione (punto, linea o poligono) e un simbolo che aiuta ad identificarlo e fornisce le informazioni sull elemento stesso. i. I punti rappresentano gli oggetti che hanno una posizione sul territorio, ma sono troppo piccoli per essere registrati come aree, così come i pali, i pozzi, le stazioni ferroviarie e le scuole. ii. Le linee rappresentano gli oggetti che hanno una lunghezza, ma sono troppo stretti: per essere rappresentati come aree, come le autostrade, i fiumi, la rete viaria e le reti tecnologiche. iii. I poligoni rappresentano gli oggetti troppo grandi per essere rappresentati come punti o come linee, tipo le particelle catastali, i limiti amministrativi, i terreni in vendita, i paesi e gli stati.

5 18 Ci sono i simboli per i punti, i simboli per le linee e i simboli per i poligoni. i. I simboli per i punti spesso indicano il tipo di elemento che identificano. Per esempio, il simbolo della scuola può essere un piccolo edificio scolastico rosso e il simbolo di un aeroporto può essere un piccolo aereo. ii. I simboli per le linee includono lo spessore delle linee, il tipo di linea (tratteggiata, continua, ecc.) e possono utilizzare una grossa varietà di colori. iii. I simboli per i poligoni includono i colori ed i tratteggi usati per la campitura delle forme poligonali. Alcuni colori possono avere una connessione naturale all oggetto che rappresentano, come il blue al mare ed il verde per i parchi, mentre per altri ciò non è possibile. Quando si aggiunge, un tema ad una vista, ArcView mostra gli elementi usando la simbologia di default in un colore casuale. Nelle successive dispense, impareremo come modificare la simbologia del tema. 21. I dati spaziali sorgente per i temi i. Gli shapefile di ArcView ii. Le coverage di ARC/INFO iii. I dati nelle Librerie di ARC/INFO o nel database ArcStorm iv. I disegni CAD vi. I dati gestiti da Spatial database Engine (SDE) Il dato spaziale e un dato geografico che registra la posizione e la forma dell elemento geografico, insieme all informazione attributo che descrive cosa rappresenta ogni elemento. i. Uno shapefile è il formato ArcView GIS per registrare la posizione e l informazione attributo per ogni elemento geografico. Gli shapefile possono essere creati in ArcView da dati spaziali di temi esistenti oppure si può creare uno shapefile vuoto, poi aggiungere gli elementi disegnandoli. Gli elementi dello shapefile vengono visualizzati rapidamente e mostrano come editare la loro geometria ed i loro attributi. ii. II formato della coverage di ARC/INFO è uno dei formati per i dati spaziali più comune e largamente diffuso nella cartografia digitale e nelle applicazioni GIS. E possibile introdurre le coverage di ARC/INFO come temi in ArcView. Per editare un tema proveniente da una coverage di ARC/INFO, bisogna prima convertirlo in uno shapefile di ArcView. (Nel proseguio delle lezioni, si imparerà a creare gli shapefile). iii. E possibile visualizzare in ArcView le librerie create con LIBRARIAN in ARC/INFO o le librerie del database di AreStorm aggiungendo alcuni layer di una libreria ad un tema. iv. Con l estensione CAD Reader di ArcView, è possibile usare i file di disegno di Computer Aided Design (CAD) per creare i temi in ArcView. ArcView supporta i file di MicroStation DGN (solo per la versione Windows ) e due tipi di file di disegno di AutoCAD, il formato DWG (solo per la versione Windows ) e il formato DXF. vi. Lo Spatial Database Engine (SDE) della ESRI è un prodotto a parte che recupera elementi geografici registrati in tabelle di database relazionali. Con l estensione Database Themes di ArcView, è possibile visualizzare gli elementi di una layer SDE come un tema.

6 Ulteriori dati sorgente per i temi i. Il dato immagine (raster) ii. I dati tabellari ii.i. I dati di database SQL (ad es., ACCES, ORACLE ed altri) ii.ii I file dbase ii.iii. Le tabelle INFO ii.iv. I file di testo con campi separati da spazi, tabulatori, virgole ecc. (formato ASCII) Oltre ai dati spaziali sorgente, è possibile creare i temi di ArcView da immagini i dati tabellari. Il dato immagine è basato su celle, in cui ogni cella, o pixel, ha determinati valori. Esempi frequenti di immagini includono le immagini da satellite, le fotografie aeree e i documenti scansiti, dati che sono stati convertiti da supporto cartaceo in formato digitale. E possibile aggiungere le immagini ai temi e visualizzarli in ArcView. Le immagini sono spesso usate come fondo per visualizzare o catturare altri dati spaziali come le autostrade e gli edifici. ArcView supporta, peri temi, i seguenti formati immagine: i. TIFF e TIFF/LZW compresso ii. ERDAS; IMAGINE (con l estensione IMAGINE di ArcView ) iii. BSQ, BIL e BIP iv. I file Sun raster vi. BMP vii. I file Run-length compressed viii. JPEG (con l estensione per le immagini JPEG di ArcView ) ix. I cataloghi di immagini x. Il formato GRID di ARC/INFO I dati tabellari possono includere qualsiasi tipo di informazione e, molto spesso, contengono informazioni descrittive sugli elementi della mappa. Fondendo questi dati al tema, si espandono le informazioni sugli attributi disponibili per visualizzare ed interrogare gli elementi del tema. Alcune tabelle contengono informazioni sulla posizione che si possono visualizzare direttamente su una vista, come gli indirizzi dei clienti, le fermate dell autobus su una route o le coordinate geografiche del sito di nidificazione degli uccelli. 23. Creare una vista i. Aprire un progetto (nuovo o esistente) ii. Creare un nuovo documento vista iii. La nuova vista viene elencata nella finestra di progetto

7 Come si è visto nella precedente dispensa, una vista è una mappa interattiva che visualizza temi con informazioni geografiche. Un progetto può contenere diverse viste che mostrano temi provenienti da vari dati sorgente. Un progetto potrà contenere più viste della stessa area geografica o di diverse aree geografiche. Un tema è un distinto set di elementi geografici, così come i limiti amministrativi, le strade, le costruzioni o i corsi d acqua, insieme agli attributi di quel elemento. I temi possono essere creati da diversi dati sorgente; incluso le carte digitali, le immagini e i file di dati tabellari. Gli elementi del tema - rappresentano gli oggetti geografici usando tre forme base: punti, linee e poligoni. Per esempio, un tema può rappresentare le superstrade come linee, le banche come punti ed i limiti amministrativi come poligoni Aggiungere un tema di elementi ad una vista i. Il pulsante Add Theme ii. Selezionare il dato sorgente iii. I nuovi temi vengono aggiunti alla vista Aggiungere un tema ad una vista abilita ArcView ad accedere e visualizzare i dati geografici. I temi fanno riferimento ai file di dati sorgente, così quando si aggiunge un tema ad una vista, i dati non vengono realmente duplicati o copiati nel file di progetto. Un tema di elementi è basato su una sorgente di dati spaziali, come uno shape file ArcView, una coverage ARC/INFO, un disegno CAD e i layer di una libreria di ARC/INFO o di un database di ArcStorm. In un dato spaziale sorgente, l informazione sulla posizione è registrata come

8 localizzazione delle coordinate x e y; le linee, incluso i contorni dei poligoni, sono registrate come una serie di posizioni x e y. Per aggiungere un tema di elementi ad una vista, rendere prima attiva la vista, poi premere il pulsante Add Theme o scegliere Add Theme dal menu View. Dall area di dialogo Add Theme, scegliere Feature Data Source dall elenco Data Souree Types, poi usare la finestra Add Theme per navigare fino alla directory dove sono registrate i file di dati sorgente. Si selezionano i dati sorgente per un tema premendo su essi per evidenziarli. Per selezionare più di un, dato sorgente in una volta, tenere premuto il tasto Shift mentre si preme su ulteriori dati sorgente. Premendo singolarmente su ogni dato sorgente, si avranno temi separati nella vista. Quando si aggiungono i temi ad una vista, ArcView mostra ogni tema nel Sommario. Di default, ArcView non disegna un nuovo tema fino a quando non lo si accende premendo sul suo tasto di controllo. Caricare l estensione CAD Reader. Prima di poter aggiungere un tema da un disegno CAD, bisogna caricare l estensione CAD Reader. Per caricare l estensione, attivare la finestra di progetto. Scegliere Extensions dal menu File, poi premere sul tasto di controllo vicino a CadReader Extension. 21 i. scegliere Extension dal menu File ii. La finestra Extension iii. Attivare l Extension CadReader

9 I dati sorgenti con più elementi I dati sorgente tipo coverage ARC/INFO o disegni CAD possono contenere più tipi di elementi. In ArcView ogni tema rappresenta un tipo di elemento. Quando si aggiunge un tema da una coverage ARC/INFO o da un disegno CAD, bisogna scegliere quale dei suoi tipi di elemento si vuole usare. Quando un dato sorgente ha più di un tipo di elemento, il dato viene indicato da un file con l icona di una cartella a sinistra del nome del dato sorgente. Premendo sull icona della cartella compaiono tutti i tipi di elementi di quel dato sorgente. Premendo di nuovo sull icona della cartella scompare l elenco dei tipi di elementi del dato sorgente. Tipi di elementi di ARC/INFO Descrizione Corrispondenti tipi di elmenti in ArcView Punti Rappresentano elementi Punti identificati da una singola coppia di coordinate Archi Rappresentano elementi lineari Linee Poligoni Rappresentano aree chiuse, con Poligoni perimetri identificabili Punti etichetta Punti contenuti nei poligoni, che Punti hanno gli stessi attributi dei poligoni Nodi Gli estremi degli elementi lineari Punti Route Elementi lineari composti da uno o Linee più archi o parti di arco Region Elementi poligonali composti da Poligoni uno o più poligoni Annotazioni Testi registrati in una coverage per etichettare gli elementi che contiene Testo Per l elenco completo delle corrispondenze tra i tipi di entità CAD e i tipi di elementi in ArcView, si consiglia di cercare nell Help: CAD Drawings ad ArcView feature classes. 26. Aggiungere un tema immagine ad una vista i. Il pulsante Add Theme ii. Selezionare il dato sorgente

10 23 iii. Il tema immagine viene aggiunto alla vista Un tema immagine si basa su un dato sorgente immagine, così come le fotografie aeree o le immagine da satellite. Il dato sorgente immagine registra informazioni spaziali in una griglia regolare o matrice organizzata come un set di righe e colonne. Ogni cella dell immagine registra un valore ricevuto da un device ottico o elettronico. Per esempio, ogni pixel di un immagine da satellite rappresenta l energia solare (luce) riflessa da una porzione della superficie terrestre. E possibile aggiungere un grid di ARC/INFO alla vista come un tema immagine a singola banda. In un grid di ARC/INFO, ogni cella contiene un numero che rappresenta un particolare elemento geografico (come il tipo di suolo, l uso del suolo, l altimetria, le pendenze, ecc.). Per aggiungere un tema immagine alla vista, rendere prima attiva la vista, poi premere il pulsante Add Theme oppure scegliere Add Theme dal menu View. Dall area di dialogo Add Theme scegliere Image Data Source dall elenco Data Source Types, poi usare la finestra Add Theme per navigare fino alla directory dove sono registrati i file di immagine. Selezionare un dato sorgente immagine premendo su esso per evidenziarlo. Il dato sorgente scelto viene aggiunto come tema alla vista attiva. 27. Aggiungere un tema da coordinate x e y Quando una tabella contiene le coordinate x e y, viene riportata come tabella degli eventi e può essere usta per creare un tema in ArcView. Gli eventi abilitano a cartografare i dati che contengono posizioni geografiche, ma che non sono in un formato di dati spaziali. Un file di coordinate registra l esatta posizione dell elemento come coordinare x e y. Queste coordinate possono essere ottenute dalla lettura di una carta, misurando le posizioni su una vista, da rilievi sul campo o usando un GPS (Global Positioning System). Le coordinate x e y possono essere in diversi sistemi di coordinate e unità, come latitudine e longitudine o metri. E possibile aggiungere un file INFO, dbaseiii, dbaseiv o un file di testo con tabulazione o virgola al proprio progetto come una tabella. Quando si aggiunge un file di testo, AreView legge ogni linea del file e posiziona il testo inserito tra ogni tabulazione o virgola in una colonna separata. La prima linea del file contiene i nomi dei campi per la tabella. Dopo aver aggiunto una tabella ad un progetto, scegliere Add Event Theme dal menu View ed usare l area di dialogo Add Event Theme per creare un nuovo tema di punti dalla tabella.

11 Il tema tabella i. Contiene le informazioni descrittive sugli elementi del tema i.i. Ha un record univoco per ogni elemento i.ii. Ha un campo shape i.iii. Ha i campi di geometria ed identificazione I temi basati su dati sorgente spaziali, tipo le coverage ARC/INFO e gli shapefile di ArcView, e i temi basati su dati sorgente tabulari che contengono la posizione geografica (i temi evento), hanno il tema tabella che contiene l informazione descrittiva (attributo) di ogni elemento. I temi basati su immagini non hanno il tema tabella. Ogni elemento in un tema ha un unico record nel tema tabella che descrive le caratteristiche dell elemento. Ogni campo in un tema tabella contiene i valori per un particolare attributo. Una volta aggiunto un tema che rappresenta un dato sorgente spaziale o tabellare alla vista, è possibile accedere al tema tabella premendo il pulsante Open Theme Table. ArcView

12 automaticamente gestisce la relazione tra gli, elementi del tema e gli attributi del tema, in modo che non è necessario caricare il tema tabella separatamente in ArcView. Un tema creato da un dato sorgente spaziale o tabellare contiene un campo Shape nella propria tabella. Il campo shape registra la tipologia (punto, linea o poligono) di ogni elemento del tema. Questo campo permette di distinguere il tema tabella da tutte le altre tabelle in ArcView. Quando un tema viene creato da una coverage ARC/INFO, il suo tema tabella associato contiene il campo geometry. Questo campo varia con il tipo di elemento. Ogni elemento creato da una coverage ARC/INFO ha due numeri che lo identificano: Coverage# e Coverage-ID (Coverage_ e Coverage ID per le coverage di ARC/INFO PC), dove il nome della coverage rimpiazza la parola coverage. Ogni tema derivato da un disegno CAD in una vista ha un campo associato alla tabella che registra le proprietà dell entità, come il colore, il tipo di linea, l elevazione, lo spessore e così via. Il tema della tabella per un disegno CAD contiene analogamente un record per ogni elemento nel tema. 29. Salvare un progetto i. Salvare il proprio lavoro su un progetto ii. Aggiornare il file progetto (*.apr) con il nome corrente ii.i. Nome del progetto ii.ii. Posizione della finestra ii.iii. Selezione dell elemento ii.iv. Visualizzazione di un tema 25 Quando si salva un progetto, tutti i documenti del progetto (viste, tabelle, diagrammi, layout e script) vengono salvati. Il file <project>.apr viene aggiornato e conserva la corrente posizione della finestra, gli elementi selezionati e la visualizzazione dei temi, incluso la simbologia ed i colori. Si può anche usare Save ProjectAs per salvare il file progetto con un nuovo nome.