SISTEMI ESPERTI PER LE EMERGENZE UMANITARIE SUPPORTO GRAFICO CAPITOLI 7-8

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI ROMA TRE FACOLTÀ DI SCIENZE POLITICHE PER LA COOPERAZIONE E LO SVILUPPO SISTEMI ESPERTI PER LE EMERGENZE UMANITARIE SUPPORTO GRAFICO CAPITOLI 7-8 PROF. ARCH. EMANUELE SANTINI MARZO 2011

2 SOTTOSISTEMI DI UNA PIATTAFORMA GIS

3 IL DATO NEL GIS

4 LAYERS Attraverso la creazione del concetto di strati o livelli informativi si introduce un protocollo per collezionare la rappresentazione dei vari tematismi (collezioni omogenee di dati geografici)

5 STRUTTURE E FORMATI DEL DATO GEOGRAFICO DEFINIZIONI Una Piattaforma GIS deve poter supportare diverse tipologie di formato dei dati Geografici e dei dati archiviabili in un DBGeo, le principali sono: CAD data (vector) Coverages netcdf Raster data Shapefiles Tables DATASET: insieme organizzato di dati correlati con un tema comune e con lo stesso riferimento spaziale, raggruppati ed archiviati insieme. FEATURE FEATURE: rappresentazione di un oggetto del mondo reale su una cartografia, entità o elemento geografico. FEATURE CLASS: una collezione omogenea di elementi geografici costituita da entità geometriche con lo stesso tipo di geometria (quali punto, linea o poligono), stesse annotazioni elo stesso sistema di riferimento geografico. COVERAGE: un modello di dati georelazionali che contiene dati di tipo vettoriale, costituito sia da dtit dati territoriali i (locazione geografica) e sia da annotazioni i (parte descrittiva) didti dei dati per le caratteristiche geografiche. Le coverage possono contenere la topologia con la quale si determinano le relazioni tra le entità. TIC: punti di registrazione o geographicg control point per una coverage. NetCDF: (network common data form) è un formato utilizzato per archiviare dati scientifici multidimensionali come temperature, igrometrie, pressione, direzione e velocità del vento, dati meteorologici, ecc.

6 Feature classes rappresentanti una particella catastale costituita da features point (tombini), lines(condotti fognari), polygon(particelle catastali) ed annotation (toponomastica)

7 Esempi di cartografie prodotte da files in formato NetCDF

8 GEODATABASE Il geodatabase è una collezione di dataset geografici di varie tipologie costituite da TABELLE(attributi descrittivi), FEATURE CLASS (punti, linee, poligoni e annotazioniperentità entità discrete) RASTER DATASET(catalogazione immagini).

9 STRUTTURE E FORMATI DEL DATO GEOGRAFICO DATI VECTOR TOPOLOGIA Alcuni esempi di errori ricorrenti nel GIS correggibili attraverso l utilizzo della struttura topologica e delle rules imposte dalla topologia. Intersezione fittizia di due archi Intersezione fittizia tra due poligoni Origine di un falso poligono Nodo dangling

10 TOPOLOGIA RULES Una struttura dati topologica determina esattamente come edove sono connessi punti e linee su una carta numerica per mezzo di congiunzioni topologiche, dette nodi. Qualsiasi aggiornamento della carta dovrà rispettare i vincoli topologici imposti alle varie entità geografiche coinvolte, i vincoli topologici vanno quindi inseriti per garantire la consistenza della rappresentazione digitale. Primi Pi id due vincoli lit topologici: i 1. Le linee convergono in un punto 2. Le linee che dividono aree non sono duplicate. Il punto dove convergono linee si chiama nodo. Le linee che dividono aree si chiamano ARCHI.

11 DATI VECTOR TOPOLOGIA TOPOLOGIA TOTALMENTE POLIGONALE Ciascun layer è diviso in una serie di poligoni, memorizzati nel DB come elementi indipendenti tra loro e rappresentati attraverso la sequenza di punti(nodi) che ne definiscono i contorni: le linee che definiscono il contorno di poligoni adiacenti sono memorizzate due volte gli attributi descrittivi possono essere riferiti ad uno opiù poligoni.

12 DATI VECTOR TOPOLOGIA TOPOLOGIA ARCO NODO E un organizzazione topologica più complessa, ma più snella in termini di memoria necessaria per l immagazzinamento dati: gli archi comuni a poligoni adiacenti non sono duplicati. Attraverso questa organizzazione è possibile ricreare relazioni tra poligoni adiacenti.

13 STRUTTURE E FORMATI DEL DATO GEOGRAFICO DATO TIN

14 STRUTTURE E FORMATI DEL DATO GEOGRAFICO DATI RASTER DEM MAGLIA REGOLARE DI PUNTI CON PASSO DETERMINATO AVENTI 3 COORDINATE(X,Y,Z)

15 STRUTTURE E FORMATI DEL DATO GEOGRAFICO DATI RASTER ESEMPIO DI DATO DEM

16 IL GEOPROCESSING Storicamente è considerato una raccolta di algoritmi che permettono di eseguire operazioni su dati geografici. Negli ultimi anni l espressione geoprocessing ha assunto un significato più ampio e viene comunemente utilizzata per descrivere tutte quelle funzioni che comportano la creazione, all interno di un GIS, di nuove informazioni di tipo geografico a partire da un qualsiasi dato di input. In ragione di ciò più tipologie di operazioni come il buffering, la conversione del formato dei dati, la gestione dei sistemi di riferimento spaziale, la cancellazione e la rinomina di file ecc. sono, a tutti gli effetti, considerate funzioni di geoprocessing.

17 ANALISI SPAZIALE GEOGRAFICA Uno degli scopi fondamentali del geoprocessing è l automazione delle operazioni GIS. Quasi tutti gli utilizzi dei GIS includono delle attività ripetitive che necessitano di procedure di automazione e di documentazione che coinvolgono più operazioni i in più fasi eche siano rieseguibili e condivise. Inoltre ogni piattafroma GIS include una ricca serie di strumenti per utilizzare ed elaborare le informazioni geografiche. Questi strumenti possono essere impiegati per interagire con tutti gli oggetti di un GIS, dai dataset agli elementi a cornice delle mappe da stampare, ai campi delle tabelle di attributi e così via. Queste funzionalità, insieme agli oggetti contenuti nel geodatabase, formano le basi per una ricca e potente struttura di geoprocessing: DATI + STRUMENTI = NUOVI DATI Un tool (strumento di geoprocessing) effettua un operazione su dati preesistenti e produce nuovi dati. La struttura di geoprocessing di ArcGIS consente di mettere insieme una sequenza di tali operazioni.

18 TOOLSET OVERLAY Il toolset Overlay comprende una serie di funzionalità che permettono il confronto tra due o più dataset che condividano lo stesso dominio geografico. Il processo di sovrapposizione sfrutta infatti le regole dell algebra Booleana. L output che scaturisce da un operazione di overlay può essere una feature class di geodatabase o uno shapefile. Il toolset Overlay contiene i seguenti strumenti: Erase, Identity, Intersect, Symmetrical Difference, Union e Update. Strumenti che permettono il confronto tra più dataset (layer) che ricadono nella stessa area. I processi utilizzano condizioni logiche tipiche dell algebra Booleana. Creazione di nuove feature class di geodatabase o shapefile.

19 FUNZIONE AREA DI RISPETTO BUFFERING Lo strumento Buffer èutilizzato per generare aree di rispetto poligonali attorno ad elementi geometrici puntuali, lineari o poligonali. In genere il buffer viene creato per determinare gli elementi che ricadono all interno di una area di rispetto. La generazione di un area di rispetto ha in genere una duplice finalità: la protezione di elementi, vale dire la creazione di una zona cuscinetto attorno ad elementi sensibili come pozzi di captazione, sorgenti o fiumi, oppure di visualizzazione dell area d impatto intorno ad un elemento potenziale sorgente di pericolo (es. rilascio tossico, vulcani, esondazioni di fiumi, ecc.). L applicazione della funzione di Buffer necessita di un parametro obbligatorio vale a dire la distanza di buffer. Esistono parametri opzionali della funzione Buffering per affinare e specializzare la nostra ricerca. Permette di identificare gli elementi che ricadono all interno dell area di rispetto. Generazione di aree di protezione intorno a sorgenti, corsi d acqua acqua, linee elettriche, insediamenti industriali, ecc. Input: Puntale, lineare, o poligonale Output: Poligonale

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