GIS per l'archeologia

Transcript

1 GIS per l'archeologia Julian Bogdani I contenuti di questa presentazione sono distribuiti con licenza: Creative Commons Attribuzione Non commerciale Non opere derivate 3.0 Italia

2 Bibliografia E. Giorgi (a c.), GROMA 2. In profondità senza scavare Metodologie di indagine non invasiva e diagnostica per l archeologia Sistemi di riferimento (J. Bogdani) 4.2. Sistemi di coordinate (J. Bogdani) 4.3. Cartografia (M. Silani) 7.2. GIS per l archeologia (J. Bogdani) 7.3. Banche dati archeologiche (J. Bogdani)

3 GIS Geographical Information System Sistema Informativo Geografico

4 Sistema Informativo Sistema Informativo!= Sistema Informatico Sistema (unitario) di organizzare e gestire le informazioni Informatico o no

5 Informazioni Archeologiche ecc.. Piante in varie scale ecc.. ecc.. Rilievi TS Sezioni in varie scale ecc.. Cartografia attuale Carte geologiche ecc.. ecc.. ecc.. Prospetti in varie scale Cartografia storica ecc.. Rilievi GPS ecc.. Fotopiani ecc.. Aereofotocarte Carte geomorfologiche

6 Struttura del SIT per la Forma Italiae

7 Struttura del progetto SITARC Sistema Informativo Territoriale Archeologico della Regione Caona

8 GIS come software Insieme (sistema) di software in grado di gestire in maniere centralizzata una serie di informazioni di diversa provenienza GIS proprietario GIS open source ESRI GIS GRASS GIS Intergraph GeoMedia Geographic Resources Analysis Support System SAGA GIS System for Automated Geoscientific Analysis QuantumGIS udig GvSIG

9 Sistema informativo GEOGRAFICO GEOGRAFIA linguaggio comune dei dati, che rende possibile la loro convivenza in un unico sistema nonché la loro intercomunicazione (analisi) GEORIFERIMENTO (!georeferenziazione ) procedura (informatica) che colloca un oggetto nello spazio e lo rende adatto a entrare In un progetto GIS

10 TIPOLOGIE DI DATI GIS DATI GIS GRAFICI RASTER VETTORIALI ALFANUMERICI TABELLARI DESCRITTIVI GRID Direttamente georiferibili Indirettamente georiferibili

11 DATI COME OGGETTI Il dato GIS è esso stesso un oggetto (~ mondo reale), OGGETTI attributo attributo attributo attributo GIS CARTOGRAFIA oppure è scomponibile in oggetti

12 OGGETTO ATTRIBUTI È molto importante, per la progettazione e la costruzione di un sistema informativo (e quindi anche un GIS): 1) IDENTIFICARE GLI OGGETTI 2) IDENTIFICARE, PER OGNI OGGETTO I SUOI ATTRIBUTI

13 DATI RASTER L'oggetto file raster è composto di oggetti primitivi minori: i PIXEL, di forma quadrata, disposti su righe e fila regolari, il grigliato (inglese: raster) Ogni pixel HA: 1 o più attributi (numerici)

14 Attributi PIXEL Comuni tipologie RASTER: 3 canali: RGB (Red Green -Blue): JPG A ogni pixel corrisponde una tripletta di valori da 1 a canali:cmyk (Cyan Magenta Yellow Black): TIF A ogni pixel corrisponde un valori da 1 a n Scala indicizzata di colori: 1-n: TIF, GIF, PNG, ecc. A ogni pixel corrispondono quattro di valori da 1 a 255

15 Attributi PIXEL Comuni tipologie RASTER GEOGRAFICI, 1: Immagini multispettrali Ogni pixel ha 1-n canali, rappresentati un tematismo diverso

16 Attributi PIXEL Comuni tipologie RASTER GEOGRAFICI, 2: Raster DEM (Digital elevation model) A ogni pixel corrisponde un valore numerico indicate la quota altimetrica

17

18 DATI VETTORIALI L'oggetto file vettoriale contiene 1 o più oggetti che sono sempre primitive geometriche Le primitive geometriche sono: PUNTI LINEE (POLILINEE) POLIGONI

19 Attributi primitive geometriche Ogni primitiva geometrica ha i propri attributi fondamentali coordinata x coordinata y PUNTO (coordinata z) LINEA coordinata x inizio coordinata y inizio (coordinata z) inizio coordinata x fine coordinata y fine (coordinata z) fine

20 Attributi primitive geometriche Ogni oggetto elementare GIS ha attributi grafiche PUNTO PIXEL LINEA POLIGONO colore spessore...

21 DATI TABELLARI Dati alfanumerici (testo e numeri) Organizzati in tabelle (righe, colonne) Riga = Oggetto Colonna = Attributo

22 DATI DESCRITTIVI Documenti di testo (txt, doc, odt, pdf, ecc) File = Oggetto

23 FILE VETTORIALI GIS A differenza degli altri software vettoriali i GIS permettono di gestire set di oggetti vettoriali avanzati, che per ogni OGGETTO permettono di gestire non solo le informazioni relative alla posizione nello spazio (attributi spaziali), ma anche descrizioni più o meno lunghe (attributi alfanumerici) Questa associazione tra geometria e testo è alla base di ogni elaborazione e analisi GIS

24 TIPOLOGIE DIFUSE DI FORMATI VETTORIALI GIS close format open format (ESRI) Shapefile (AutoCAD) Dxf Coverage Enterprise / Personal Geodatabase Geography Markup Language GML GeoJSON Intergraph GeoMedia Keyhole Markup Language KML PostGIS database MySQL Spatial database SpatialLite database Oracle Spatial database MSSQL Spatial database

25 (RELATIONAL) (GEO) DATABASE (MANAGING SYTEM) Le banche dati sono archivi integrati di dati e/o file gestiti unitariamente in un unico contenitore e strutturati in modo tale da permettere la loro consultazione, modifica, eliminazione, aggiornamento, ecc., da parte di uno o più utenti.

26 Esempi Terminale (utente) Filemaker, MS Office, OO Base DB DBMS

27 Sistema Relazionale

28 GIS & DB Schema di connessione / gestione (geo) database

29 ODBC ODBC = Open DataBase Connectivity Software (driver, interfaccia) che permette il Collegamento ad un database da vari programmi, anche GIS. Ogni software DB rilascia il proprio driver ODBC, che quindi può essere gratuito o a pagamento, cross-platform oppure no. Altri sistemi: JDBC, OLE DB, ADO.NET, ecc.

30 Gestione DB in rete

31 SISTEMI DI RIFERIMENTO E SISTEMI DI COORDINATE

32 Sistemi di riferimento Un sistema di riferimento serve a definire la posizione nello spazio di un oggetto. I sistemi più usati sono quello ortogonale cartesiano e quello polare.

33 Sistema di riferimento cartesiano

34 Sistema di riferimento polare e sferico

35 Sistema di coordinate Un sistema di coordinate geografiche serve per posizionare sulla terra un punto sulla base di una tripletta di misure, solitamente basato su un sistema di riferimento sferico. latitudine (φ) longitudine (λ) quota

36 Sistemi di coordinate: datum La questione della quota Geoide = la superficie equipotenziale che risulterebbe se la terra fosse completamente coperta da acqua Elissoide = superficie che approssima il più possibile il geoide, rimanendo, però, regolare e quindi matematicamente descrivibile. L insieme di una superficie di riferimento e di un sistema di riferimento costituiscono quello che viene definito solitamente un datum cartografico. Il datum oggi più diffuso è WGS 84

37 Sistemi di coordinate: proiezioni cartografiche Una proiezione cartografica è il risultato di trasformazioni geometriche, matematiche o empiriche di punti geografici espressi in coordinate geografiche in punti espressi in coordinate cartesiane, ed è necessaria per potere rappresentare la superficie curva della terra in uno spazio piano (una mappa cartacea o lo schermo di un calcolatore) senza eccessive deformazioni metriche. Esistono vari tipi di proiezioni; in Italia le più usate sono quella di Gauss-Boaga e quella Universale Trasversale di Mercatore (UTM), a sua volta una derivazione di quella di Mercatore. Sono tutte proiezioni cilindriche.

38 Sistemi di coordinate: proiezioni cartografiche Il sistema UTM divide il mondo in 60 fusi (in inglese zones ) di 6 di longitudine ciascuno, in modo da ridurre al minimo le distorsioni dovute alla proiezione in piano di una superficie sferica (ellissoidica). Il sistema WGS84 e la sua proiezione UTM sono sistemi globali, in grado cioè di descrivere l intera superficie della terra; il loro successo dipende proprio dalla necessità, a livello internazionale, di utilizzo di un sistema unico e condiviso, soprattutto in un era in cui la cartografia è divenuto uno strumento universalmente diffuso e multifunzionale.

39 Esemplificazione dei fusi

40 Sistemi di coordinate: proiezioni cartografiche Il rapporto tra datum e proiezione e un rapporto molti a molti: Un datum ha una o più proiezioni Una proiezione è riferita a uno o più datum Chi decide quale datum e quale proiezione (ovvero quale sistema di coordinate di riferimento) usare in un dato luogo? Il sistema di coordinate è solitamente deciso a livello nazionale. Ogni stato regola con leggi la propria produzione cartografica

41 Sistemi di coordinale: l'esempio dell'italia (1) Roma 40: definito da G. Boaga, nel 1940 Elissoide di riferimento: Ellissoide Internazionale 1924 (detto anche di Hayford dal nome del suo ideatore, John Fillmore Hayford, o IE 1924). Sistema di proiezione ufficiale: Gauss-Boaga, Fusi di riferimento: 2 (est e ovest)

42 Sistema di proiezione Gauss-Boaga con localizzazione dei fusi Ovest ed Est con i rispettivi meridiani centrali

43 Sistemi di coordinale: l'esempio dell'italia (2) 1950: viene introdotto, a livello europeo, il European Datum 1950 (ED50) L'Italia adotta ufficialmente questo datum (invece del Roma 40). L ellissoide di riferimento rimane quello di Hayford (International Ellipsoid 1924). Il sistema di proiezione in uso nella cartografia ufficiale rimane il Gauss-Boaga

44 Sistemi di coordinale: l'esempio dell'italia (3) Ultimamente si utilizza il sistema globale WGS84 Ellissoide di riferimento: GRS80 Sistema di coordinate piane (sistema di proiezione): Sistema Universale di Mercatore (UTM). RIASSUNTO: pre 1941: ellissoide di Bessel 1941: Roma40 Gauss-Boaga 1951: ED50 Gauss-Boaga Ultimamente: ED50 UTM (meno usato: WGS84 UTM) Cassini-Soldner per il Nuoco Catasto dei Terreni italiano

45 Sistemi di coordinate: nomi NON ESISTE UN CATALOGO UFFICIALE DEI NOMI DEI SISTEMI DI COORDINATE USATE NEL MONDO Ogni software ne implementa una serie EPSG: European Petroleum Survey Group Elabora una lista di moltissimi sistemi di riferimento; standard de facto spatialreference.org Portale per la catalogazione e descrizione in vari formati di moltissimi sistemi di riferimento. Purtroppo talvolta (ultimamente spesso) offline!

46 GIS per l'archeologia Julian Bogdani I contenuti di questa presentazione sono distribuiti con licenza: Creative Commons Attribuzione Non commerciale Non opere derivate 3.0 Italia