Sistemi GIS: metodologie e casi applicativi

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1 Paolo Zatelli Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Università di Trento 1/22

2 Introduzione Scopo del lavoro: introdurre al modo di ragionare proprio dei GIS attraverso esempi di soluzione dei problemi. La conoscenza dei sistemi GIS e del modo in cui i problemi sono affrontati al loro interno è fondamentale sia per chi utilizza direttamente i sistemi informativi territoriali sia per chi ha un contatto indiretto (uso delle elaborazioni, raccolta dati, ecc.) Ogni esempio presentato si articola in: descrizione del problema linea di ragionamento che porta alla soluzione applicazione reale e discussione dei risultati 2/22

3 Realizzazione di una carta del rischio da valanghe scopo: realizzare in modo automatico con un SIT una carta tematica di rischio valanghivo utilizzabile immediatamente nella pianificazione. criteri: esclusivamente le caratteristiche morfologiche del terreno e la copertura forestale. Utilizzo di un GIS per: elaborare le informazioni morfologiche; integrare dati eterogenei (ma georeferenziati). Zona di studio: parte superiore della Val di Pejo scelta per: elevata frequenza dei fenomeni valanghivi; caratteristiche omogenee della tipologia forestale. 3/22

4 Realizzazione di una carta del rischio da valanghe Criteri geometrici aree che 28º< pendenza < 55º estensione minima 625 m² rispettano variazione pendenza >10º a monte questi criteri Criteri vegetazionali Capacità protettiva decrescente % copertura provvigione (mc/ha) composizione specifica Carte pendenza linee di rottura esposizione Bosco denso di sempreverdi Particellare forestale Piano di assestamento della PAT Bosco rado o di caducifoglie Aree erbose ed arbustive 4/22

5 DTM, pendenza ed esposizione Nord normale h1 h2 d 5/22

6 Visualizzazione 3D del DTM della valle di Pejo 6/22

7 Carta del rischio valanghivo globale Sup.critica Pascolo Bosco rado Bosco denso Improduttivo 7/22

8 Schema dell'applicazione Pendenza Rischio morfologico Sup. minima Variaz. pendenza Carta del rischio globale Copertura forestale rappor to S p o t. /S v a l. Bosc o denso Bosc o rado Ar ee erbose 0,096 0,148 0,453 8/22

9 Realizzazione di ortofoto scopo: trasformazione di una immagine a proiezione centrale in proiezione ortogonale, ad esempio per sovrapporla alla cartografia. 9/22

10 Realizzazione di ortofoto Fotogramma proiezione centrale Carta proiezione ortogonale Ortofoto proizione localmente ortogonale da ortorettifica 10/22

11 Ortofoto della Valsugana da immagine USAF /22

12 Visualizzazione 3D dell ortofoto sovraimposta al DTM 12/22

13 Classificazione di immagini B/N scopo: riconoscere in modo automatico le aree coperte da foresta in ortofoto pancromatiche per determinare le zone di pascolo reinvaso da foresta attraverso il confronto diacronico. Confronto istogrammi area coperta da foresta e non frazione presente 0,025 0,02 Pixel di altro tipo di copertura Pixel appartenenti a foresta 0,015 0,01 0, toni di grigio 13/22

14 Riconoscimento automatico della copertura forestale 1 passo: classificazione in base al tono di grigio del pixel 14/22

15 Riconoscimento automatico della copertura forestale 2 passo: classificazione in base alla distribuzione dei toni di grigio dei pixel attorno a quello in esame. 15/22

16 Realizzazione di una carta di rischio da incendio scopo:realizzare in modo automatico carte di rischio da incendio. Fattori predisponenti: turismo viabilità umidità pendenza elevazione vegetazione accidentalità Modelli Rischio = turismo + umidità + vegetazione + elevazione + pendenza + accidentalità Rischio = 6 viabilità + 5 turismo + 4 umidità + 3 vegetazione + 2 elevazione + 2 pendenza + accidentalità Rischio = 6 turismo + 5 umidità + 4 vegetazione + 3 viabilità + 2 elevazione + 2 pendenza + accidentalità Rischio = 6 viabilità + 5 turismo + 4 umidità + 3 distanza urbanizzato + 2 pendenza + vegetazione 16/22

17 Carta del rischio da incendio (modello 1) ed eventi reali 17/22

18 Confronto fra i modelli Rischio Nullo Medio-Basso Medio Medio-Alto Alto Modello 1 Modello 2 Modello 3 Modello 4 Valladolid Purdue Almeyda CNIG Modello di spreading 6974 Tempo in minuti 18/22

19 Pianificazione di rilievi satellitari GPS scopo: realizzare mappe di visibilità dei satelliti GPS in modo automatico, tenendo conto delle ostruzioni in modo realistico. INPUT B INPUT 1 Almanacco Riduzione dei parametri kepleriani all epoca t delle osservazioni Tempo SAT i X, Y, Z WGS84 INPUT 3 coordinate del centro dell area P0 ϕ, λ, h P 0 ombra del satellite i-esimo i-esimo al suolo INPUT A Posizione relativa Po rappresenta l intera area Mappa di visibilità satellite bianco = satellite non visibile i= 1, 2,... SAT i - Po All interno del GIS GRASS r.sunmask Per ogni satellite INPUT 2 Software originale DEM OUTPUT Azimut ed elevazione di ciascun satellite sopra l orrizzonte locale di Po Sat 1 Sat 2 Sat Sat... = Totale satelliti Mappa di visibilità dei satelliti La procedura è stata verificata con un software commerciale editando manualmente le ostruzioni (sky plot) 19/22

20 Visibilità del satellite GPS PRN 19 Val d Adige presso Trento il 21 luglio 1999 alle ore 12 (ora GPS). 20/22

21 Visibilità dei satelliti GPS Val d Adige presso Trento il 21 luglio 1999 alle ore 12 (ora GPS). 21/22

22 Licenza Questa presentazione è 2009 Paolo Zatelli, disponibile come 22/22