Il GIS per tutti: Mappare e comprendere il territorio lombardo. Corso Capacity 2015

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1 Il GIS per tutti: Mappare e comprendere il territorio lombardo Corso Capacity 2015

2 Perchè siamo qui? Il territorio è PREZIOSO. Deve essere tutelato, ma prima di tutto compreso Sono necessari sistemi per formalizzare e condividere le vostre competenze e passioni In che modo un sistema GIS risponde a queste esigenze?

3 Un Geographic information system (acronimo: GIS) è un sistema progettato per ricevere, immagazzinare, analizzare e rappresentare dati di tipo geografico. Ovvero? Il GIS È UNA RAPPRESENTAZIONE VIRTUALE DEL MONDO è CARTOGRAFIA INFORMATICA

4 Tutto cioè che esiste ha una localizzazione nello spazio DOVE COSTRUIAMO UN OSPEDALE?

5 Oppure un acquedotto in Casamance

6 la Gazzetta dello Sport inaugura il corso capacity 2015

7 Sopra, una mappa; sotto un database Estensione illimitata Definizione illimitata Condivisione immediata Potenza di calcolo

8 Persone Software Dati Hardware GIS Procedure

9 Prima parte: le mappe

10 Rappresentare il mondo è sempre stata una necessità Lascaux, anni fa Ga-Sur, 4500 anni fa Serve a condividere scoperte, a soddisfare curiosità, a permettere ad altri di ripercorrere strade già percorse, orientarsi

11 Le cose si complicano, l esplorazione estende l orizzonte e richiede dettagli

12 Ora, il problema che ci si pone è di COME rappresentare il mondo Finchè il mondo era piatto, nessun problema: bastava un cerchio su un foglio

13 Ma il mondo è sferico, e la cosa potrebbe essere più complicate di come sembra Rappresentare il mondo su una carta richiede il trasportare un geometria non-euclidea su di un piano

14 La cosa più facile sarebbe rappresentare tutto su un mappamondo Un mappamondo rispetta la geometria della terra E allora perchè usiamo carte geografiche?

15 ...perchè le mappe sono uno strumento per rendere fruibile l informazione geografica definiamo una carta geografica: una rappresentazione ridotta, simbolica e piana della superficie terrestre

16 Una carta è ridotta Se si vuole tenerla su una scrivania, o portarsela su una nave, una carta non può rappresentare il mondo così come è il grado di riduzione di una carta rispetto alla realtà è espresso dalla scala Ovvero, la proporzione fra le distanze misurate sulla mappa e le distanze reali (indica implicitamente la precisione e il grado massimo di dettaglio raggiungibile)

17 la troverete in 2 formati Formato grafico Formato frazionale 1:211200

18 La distanza sulle mappe (mappamondo o no) si calcola con una proporzione 1:scala = distanza cartografica:distanza reale Quindi distanza cartografica = distanza reale / scala Quindi i problemi del mappamondo sono almeno due: È poco fruibile... È limitato a scale piccolissime

19 Il mappamondo tipicamente ha una scala inferiore a 1: ovvero un centimetro sul mappamondo corrisponde a 500 Km reali da questo ovviamente deriva una certa approssimazione... più grande il denominatore, più la scala si dice piccola. scala piccola -> mappa poco definita (zoom piccolo) scala grande -> mappa definita (zoom grande)

20 Una carta è simbolica l approssimazione causata dalla scala ha delle conseguenze sugli oggetti che stiamo osservando la loro rappresentazione è affidata a simboli (convenzionali o meno) che ne trasportino il valore semantico

21 Infine, una carta è piana Un foglio (o uno schermo), per quanto grande, che rappresenti una porzione di spazio che ci interessa e trasportare un globo su un piano non è banale come può sembrare

22 La prima cosa da fare è metterci d accordo sul come farlo

23 I sistemi di coordinate

24 Un Sistema di coordinate è un criterio usato per descrivere una proprietà spaziale relativa ad un centro Lo usano i GPS. Molto complesso Il più classico e comodo, basato su angoli Un sistema di coordinate piane

25 Le coordinate sferiche

26 La prima cosa da fare è metterci d accordo sulla forma della terra La terra non è ESATTAMENTE sferica. Anzi, è piuttosto irregolare

27 Ci sono irregolarità gravitazionali (montagne, fondali oceanici) che fanno sì che quello che consideriamo il nostro livello 0 (il livello del mare, che disegna il cosiddetto geoide) in realtà abbia delle fluttazioni di centinaia di metri Siccome non vogliamo complicarci troppo la vita, di solito anzichè il geoide si utilizza la sua approssimazione, l elissoide Ovvero, il DATUM

28 Il DATUM geografico è l approssimazione della forma della terra...e può essere approssimato in diversi modi Ancora una volta dipende dal nostro interesse, e dal grado di imprecisione che tolleriamo

29 Il Datum che si utilizza di solito e di cui sentirete molto parlare è il cosìddetto WGS84 È lo standard, usato dai GPS. È il datum che si riferisce alla posizione dei contintenti nel 1984 (perchè nel frattempo si sono spostati )

30 Wegener, 1915 (un meteorologo) Profili dei continenti Direzione catene montuose Prove geologiche Residui glaciali Prove fossili Regola generale: il movimento dei continenti avviene alla velocità della crescita delle unghie (in UK lat e lon cambiano di circa 2.5 cm/anno)

31 Davvero vale la pena di complicarsi così la vita per qualche centimetro? Per qualcuno sì! I sistemi di proiezione sono classificati con il Sistema EPSG, che sta per European Petroleum Survey Group WGS84 / EPSG:4327 Monte Mario / EPSG:4806 ED50 / EPSG:4230.

32 Le coordinate sferiche (o geografiche) si basano quindi su un DATUM e riportano le posizioni in: Latitudine: angolo che la verticale di un punto forma con l equatore Longitudine: angolo che la verticale di un punto forma con il meridiano di riferimento

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34 Latitudine e Longitudine insieme formano una rete che abbraccia la terra Dall incrocio delle due si può definire qualunque punto sulla superficie terrestre

35 La latitudine è basata sui PARALLELI (perchè sono paralleli tra loro) ce ne sono 180: 90 nell emisfero australe e 90 in quello boreale La longitudine è basta sui MERIDIANI (da meridianus, mezzogiorno) ce ne sono 360: 180 ovest e 180 est lat e lon si esprimono in gradi (360 ), minuti (60 ) e secondi (60 ) formato DMS ogni tanto si possono trovare in decimali la regola generale per la conversione è gradi decimali = gradi + min/60 + sec/3600

36 Ad esempio, in questo momento ci troviamo a N E La regola (grezza) di conversione è: 1 di latitudine sono Km 1 di longitudine sono Km * cos(latitudine)

37 messaggi importanti Satellite GOCE: La terra è più che altro un tubero spaziale La terra non è rotonda! (ma nemmeno piatta) Sono stati fatti molti sforzi per modellarne la forma: potrete incontrare modelli diversi (e questo può essere problematico) EPSG è la sigla UNIVOCA che caratterizza le diverse proiezioni. L importante è informarsi circa la sua esistenza Latitudine e Longitudine sono i sistemi più utilizzati La problematicità che affronteremo dipende dal grado di precisione che intendiamo avere (davvero ci importano i centimetri quando vogliamo mappare una strada? E quando vogliamo mappere un albero?)

38 Le coordinate piane

39 Le coordinate piane sono utili a rappresentare con grande precisione porzioni di spazio limitate da coppie di coordinate numeriche

40 Vantaggi delle coordinate proiettate: Le lunghezze, angoli e aree sono costanti lungo le due dimensioni Il sistema permette di osservare una geometria noneuclidea su di un piano (una mappa, o uno schermo) Una volta che si siamo accordati sulla forma della terra, possiamo PROIETTARLA su di un piano Sulla superficie di una sfera due rette parallele si incontrano, gli angoli interni di un triangolo non sommano 180 e via dicendo

41 Bisogna immaginare una proiezione, come nelle ombre cinesi. Al centro dell terra cè una lampadina, ed i continenti sono opachi Che forma avranno proiettati su uno schermo? Dipende dallo schermo!

42 Ci sono 3 tipi principali di proiezioni Conica Cilindrica Azimutale (planare)

43 NON esiste la mappa perfetta Esistono mappe: Isogoniche (angoli) Equivalenti (forme) Equidistanti (distanze)

44 Tipiche deformazioni da proiezione

45 La proiezione più diffusa è quella del Mercatore, Chiamata anche UTM (Universal Transverse Mercator) Ha una distorsione di lungo il meridiano centrale di ciascuna zona

46 L UTM nasce nel 1947 quando l esercito americano ha bisogno di esprimere coordinate rettangolari a scala grande Ciascuna fascia copre 6 gradi longitudine (ce ne sono 60) Le coordinate si esprimono in metri dal meridiano centrale della fascia (Easting) e dall equatore (Northing)

47 Al meridiano centrale è assegnato il valore abritrario di 500,000 m 499,999 m 500,001 m

48 L Italia è coperta dalle fasce 32,33,34

49 Nel nostro caso (sede di Legambiente) ci troviamo a: me 517,669 mn 5,038,478 Fuso 32N Parcella T In pratica a 17 Km a EST del merdiano centrale e a 5000 Km dal equatore E chiaro che in questo sistema diventa molto più semplice misurare le distanze, gli angoli, le aree

50 Qui si tratta di rappresentare la posizione degli oggetti con precisione nell ordine di metri. Stiamo partendo da MIGLIAIA di Km e stiamo proponendoci di rappresentare su una mappa un albero, una risorsa mineraria, una strada

51 Coordinate sferiche Coordinate proiettate

52 Un oggetto è sempre se stesso, con qualunque proiezione lo si raffiguri (basta sapere quale deformazione applichiamo) Quando mettiamo insieme oggetti diversi però, le loro relazioni possono essere deformate (e questo è male!)

53 messaggi importanti Esistono mappe non proiettate e mappe proiettate I sistemi proiettati sono un approssimazione necessaria a rappresentare il mondo a scale grandi I dettagli possono diventare importanti, dipende dall obiettivo che ci si pone Non è tanto importante usare un sistema di coordinate piuttosto che un altro, quanto accertarsi che tutti i sistemi di proiezione all interno di una mappa siano coerenti Le mappe sono solo strumenti: non ne esistono di giuste o sbagliate, ne esistono di adatte o inadatte