Software gvsig Desktop lezione 2 Caricare, visualizzare e consultare dati raster

Transcript

1 1) Informazioni sui dati raster Software gvsig Desktop lezione 2 Caricare, visualizzare e consultare dati raster I principali dati raster supportati in gvsig sono: img, tiff, jpg, ecw, mrsid. In questa lezione descriveremo brevemente le funzionalità disponibili e le modalità di interazione di gvsig con i dati di tipo raster provenienti da diverse fonti (in locale o tramite servizi in remoto). Citiamo qui solamente l esistenza di toolbar aggiuntive per l analisi dei dati di tipo raster, quali SEXTANTE (integrato in gvsig dalla nuova versione 1.10, o scaricabile al link per le versioni precedenti) e Remote Sensing (scaricabile da L estensione SEXTANTE di gvsig permette analisi di base, operazioni matematiche e geostatistiche, image processing, calcolo di indici di vegetazione, di classificazione e riclassificazione, di analisi di visibilità ed esposizione. Inoltre, in questa lezione accenneremo brevemente agli strumenti disponibili per la georeferenziazione di una immagine raster, rimandando al documento citato in bibliografia per una descrizione completa di tale processo. 2) Caricare dati raster Per aggiungere dati raster ad una vista, occorre cliccare dal menù Vista sull opzione Aggiungi layer oppure sul relativo pulsante presente nella barra degli strumenti:. Si aprirà una finestra che consentirà di aggiungere i layer da caricare, in funzione della tipologia di dato. Selezionare gvsig Raster driver per visualizzare i dati raster presenti nella cartella e selezionare il layer di interesse. Cliccare quindi su Apri per caricare il layer nella vista di gvsig. Figura 1 Passi per aggiungere un dato di tipo raster ad una vista di gvsig GEOforUS geography & technology network 1

2 Dopo aver caricato in gvsig un dato raster residente sul proprio computer, il nome del layer comparirà a sinistra della finestra nella Table of Content e l immagine sarà visibile nella vista, sovrapposto agli altri layer. Cliccando con il tasto destro del mouse sul nome del layer si accede a tutte le funzionalità di gestione (zoom, simbologia, ecc) e di descrizione delle proprietà. Inoltre, una specifica barra degli strumenti diventa attiva per la gestione di tutte le funzionalità relative ad un layer di tipo raster. Tutte le funzionalità disponibili sono descritte nel paragrafo 3. Qui di seguito si riporta una breve descrizione delle tipologie di dato raster caricabile da fonti online e della relativa modalità di caricamento. 1. da WMS Un servizio WMS (Web Map Service) fornisce dati raster georeferenziati in vari formati (PNG, GIF, JPEG, TIFF, SVG, ecc) tramite una connessione http su Internet. Tale dato è caricabile in gvsig tramite standard OGC (Open Geospatial Consortium). Figura 2 Pagina di caricamento di un layer WMS. Nell'elenco a discesa sono presenti i server WMS già utilizzati oppure è possibile aggiungere quello desiderato. Scegliere Connetti per avviare la connessione al server. Una volta stabilita la connessione, nella stessa finestra saranno riportati una breve descrizione del servizio (se previsto dal server remoto), la versione WMS utilizzata dal server ed il pulsante Successivo diventa attivo. Cliccando su quest ultimo, si accede alla scheda informativa del servizio. La scheda successiva, layers, permette di selezionare i/il layer che si vuole caricare, scegliendoli tra quelli offerti nel servizio: cliccare sulla voce aggiungi per includere quelli di interesse. Nella successiva scheda Stili è possibile scegliere, ove previsto dal server remoto, un metodo di visualizzazione tra quelli proposti. La scheda Dimensioni, qualora previsto, permette di scegliere le dimensioni del layer WMS: se i criteri scelti non sono compatibili con il layer remoto, verrà restituito un messaggio di errore. Nella scheda formati si sceglie il formato dell immagine che sarà restituito, se con la trasparenza, ed il sistema di riferimento di coordinate tra quelli proposti. GEOforUS geography & technology network 2

3 Figura 3 Scelta del formato per la restituzione grafica del layer WMS, della eventuale trasparenza e del sistema di coordinate. Cliccare sul pulsante Accetta per visualizzare i/il layer nella vista di lavoro di gvsig. Una volta caricato il layer WMS, è possibile accedere di nuovo alle schede descritte, cliccando sul layer nella ToC con il tasto destro del mouse e selezionando l'opzione Proprietà WMS. Figura 4. Esempio di layer WMS caricato in una vista di gvsig 2. da WCS Un servizio WCS (Web Coverage Service) è un servizio che fornisce dati in formato coverage (coperture). Tale dato è caricabile in gvsig tramite standard OGC (Open Geospatial Consortium), utilizzando una connessione http su Internet. GEOforUS geography & technology network 3

4 I dati in formato coverage sono dati raster propriamente detti a differenza dei dati forniti dal servizio WMS, che restituisce immagini georeferenziate utilizzabili per la sola rappresentazione. Dopo aver scelto Aggiungi layer nella vista di gvsig, i server WCS già utilizzati sono presenti nell'elenco a discesa; in alternativa è possibile digitare quello desiderato. Scegliere Connettere per avviare la connessione al server. Una volta stabilita la connessione, nella stessa finestra sarà riportata una breve descrizione del servizio (se previsto dal server remoto) ed il pulsante Successivo diventa attivo. Cliccando su quest ultimo, si accede alla scheda informativa del servizio. Nella scheda successiva, Copertura, selezionare il layer desiderato tra quelli offerti nel servizio. Nella successiva scheda Formato è possibile scegliere, ove più possibilità sono previste dal server remoto, il formato dei dati, il metodo di ricampionamento dell immagine ed il sistema di coordinate. Selezionare, in ogni caso, le voci scelte per il formato ed il Sistema di riferimento delle Coordinate (CRS). Figura 5 Scheda per la scelta del formato del dato WCS, dell eventuale metodo di interpolazione e del sistema di coordinate La successiva scheda Parametri permette di scegliere il numero di bande della coverage. Cliccare sul pulsante Accetta per visualizzare il layer nella vista di lavoro di gvsig. Una volta caricato il layer WCS, è possibile accedere di nuovo alle schede descritte, cliccando sul layer nella ToC con il tasto destro del mouse e selezionando l'opzione Proprietà WCS. GEOforUS geography & technology network 4

5 Figura 6 Esempio di layer WCS caricato in una vista di gvsig e proprietà del raster 3. da ArcIMS I servizi ArcIMS di ESRI utilizzano un protocollo non contemplato dalle specifiche OGC, ma data la sua vasta diffusione e la quantità di servizi offerti, sono stati sviluppati protocolli per integrare in gvsig i dati pubblicati nel Web con questa tipologia di servizio. Un servizio ArcIMS contiene, generalmente, più layer tra cui scegliere quelli di interesse. Prima di caricare un layer da tale server, è necessario scegliere come sistema di coordinate della vista il datum WGS84 in coordinate geografiche (codice 4326). Nell elenco a discesa scegliere il server ArcIMS desiderato o scegliere tra quelli presenti già utilizzati: l elenco dei gruppi di layer disponibili compare nel riquadro sottostante. Scegliere il gruppo di interesse e cliccare sul pulsante Successivo : nella pagina Informazione compariranno i metadati del servizio ArcIMS, ossia informazioni descrittive dell origine dei dati e del servizio selezionato. Cliccando su Successivo, nella finestra Layers comparirà la lista dei singoli layer disponibili per il servizio selezionato: selezionare il nome del layer e scegliere Aggiungi per inserire il layer di interesse nella vista di gvsig. In questa finestra è possibile scegliere il formato dell immagine che sarà restituito da JPG, GIF, PNG8 o PNG24. Dopo aver configurato i parametri, cliccare sul pulsante Accetta per caricare il/i layer ArcIMS nella vista di gvsig. Una volta caricato il servizio ArcIMS, è possibile accedere alle schede descritte, cliccando sul layer nella ToC con il tasto destro del mouse e selezionando l'opzione Proprietà ArcIMS. 4. da ECWp Per aggiungere un dato raster in formato ECW (Enhanced Compression Wavelet) ad una vista di gvsig, occorre cliccare dal menù Vista sull opzione Aggiungi layer e selezionare gvsig Raster driver. In nome del file digitare l indirizzo del server in cui l immagine è disponibile in formato ECW. Terminato l'inserimento dei dati, cliccare su Apri, quindi selezionare il nome del layer nella finestra successiva e scegliere Accetta e il dato sarà caricato nella vista di gvsig. 3) Visualizzare i dati raster GEOforUS geography & technology network 5

6 Dopo aver caricato un file raster in una vista di gvsig, una nuova toolbar diventa attiva per la sua gestione. Il nome del raster attivo è visualizzato nella toolbar e le operazioni scelte saranno a questo applicate; dalla lista a discesa è possibile selezionare uno degli eventuali altri layer di tipo raster presenti nella ToC. Il primo pulsante nella toolbar (evidenziato in giallo nella figura seguente) contiene le principali operazioni attuabili su un file raster. In base al valore assunto da questo, il secondo pulsante (evidenziato in blu nella figura seguente) mostra il dettaglio delle funzioni applicabili al raster. Figura 7 Barra degli strumenti raster Verranno di seguito brevemente descritte le funzionalità disponibili per ogni voce del menu principale (in giallo). Livello Raster Cliccando sul triangolino bianco in basso a destra nel pulsante, compare il menu a tendina come nella figura. Figura 8 Menu e sub-menu del Livello Raster Aree di interesse: questa funzione permette di delineare delle zone sul raster in formato punti, linee e poligoni, salvando poi questi oggetti come shapefile. Istogramma: con questa funzione si accede all istogramma dei dati delle bande di cui è composta l immagine, scegliendo la scala normale, logaritmica o cumulativa ed è possibile esportare i dati in una tabella. GEOforUS geography & technology network 6

7 Figura 9 Funzione istogramma di un dato raster: le tre bande che lo compongono sono rappresentate con 3 colori diversi (è attiva la funzione RGB) nel grafico; a destra, è riportata la tabella con il numero di pixel presenti nell immagine per ogni valore delle 3 bande. Tabella dei colori: da questa funzione è possibile tematizzare il raster, cliccando su Activate color table, quindi scegliendo una scala di colori tra quelle predefinite o creandone di proprie. Accedendo al pannello Gradiente è possibile personalizzare ulteriormente la scala dei colori. Figura 10 finestra per la tematizzazione del raster: a destra è possibile scegliere una paletta di colori predefinita o crearne di nuove o caricarne da file; in alto viene mostrata un anteprima e nella parte sinistra vi è il dettaglio, personalizzabile, delle classi e dei colori. Vista di Analisi: attivando questa funzione, una nuova finestra si apre nella mappa ed un localizzatore compare nella parte sinistra della vista di gvsig. Questi strumenti sono di ausilio nella navigazione sul raster, poiché ingrandiscono l immagine in corrispondenza del mouse e ne mostrano la posizione rispetto all intera mappa. GEOforUS geography & technology network 7

8 Figura 11 Vista di analisi (in basso a sinistra) e finestra di zoom (in alto a destra) Proprietà del raster: questa funzione permette di accedere a più pannelli con le proprietà di visualizzazione del raster. Alla stessa finestra si accede cliccando con il tasto destro del mouse sul nome del layer nella ToC e scegliendo Proprietà del raster. Il primo pannello contiene un sommario delle proprietà del raster (posizione, formati, coordinate geografiche, ecc); il secondo permette di gestire l opacità del raster e la trasparenza tramite colore dei pixel; il terzo l ottimizzazione generale di visualizzazione, come la luminosità ed il contrasto; nell ultimo pannello è possibile settare le scale, massima e minima, di visualizzazione. Una descrizione dettagliata delle proprietà del raster è disponibile nel paragrafo 4. Processo Raster Scegliendo processo raster nel primo pulsante, tre funzioni si rendono disponibili nel secondo. Figura 12 Menu e sub-menu del Processo Raster Vettorizzazione: con questa funzione un dato di tipo raster viene trasformato in un dato vettoriale (in formato shapefile). È possibile applicare questa funzione all intera immagine o ad un area di interesse già definita, o selezionandola sul raster, o indicando le coordinate della zona da vettorializzare. Filtri: permette di applicare filtri grafici all immagine per l ottimizzazione. È possibile anche usare le aree di interesse disegnate per un operazione di mask (nascondere) sull immagine. GEOforUS geography & technology network 8

9 Ottimizzazione radiometrica: permette di modificare manualmente i colori presenti nell immagine per ciascuna banda, per evidenziare caratteristiche cromatiche della stessa (stretching lineare, esponenziale, logaritmico, radice quadrata). Trasformazioni geografiche Scegliendo trasformazioni geografiche nel primo pulsante, tre funzioni si rendono disponibili nel secondo. Figura 13 Menu e sub-menu delle Trasformazioni Geografiche Georeferenziazione: questa operazione consente di assegnare un sistema di riferimento ad un dato di tipo raster a partire da una immagine senza informazioni spaziali. Tale operazione può essere effettuata con l ausilio di una cartografia georeferenziata di riferimento, o con la sola posizione di Ground Control Points (GCP o Punti di Controllo). Nel pannello di georeferenziazione viene richiesto il nome del file raster di output e l algoritmo da utilizzare per il processo di georeferenziazione (affine o polinomiale del I, II, III ordine). I punti utilizzati per la localizzazione di punti noti (i punti di controllo) possono essere importati/esportati in csv e shapefile. Una descrizione dettagliata della procedura da seguire per la georeferenziazione di un immagine è descritta in bibliografia. Geolocalizzazione: questa funzione, utilizzata nell ambito della georeferenziazione, apre una nuova finestra per gestire la localizzazione dei punti di controllo. Riproiettare Livello: questa funzione permette di riproiettare un raster georeferenziato, scegliendo il sistema di coordinate del file finale e il metodo di trasformazione da applicare. Esporta raster Scegliendo Esporta Raster nel primo pulsante, tre funzioni si rendono disponibili nel secondo. Figura 14 Menu e sub-menu per l Esportazione Raster Salva vista come raster georeferenziato: scegliendo questa funzione il cursore diventa attivo per disegnare sulla mappa la zona da esportare. Disegnato il rettangolo, nella finestra che si apre sono riportate le coordinate dei vertici dello stesso, e nella sezione centrale si procede scegliendo la risoluzione dell immagine da esportare (scegliendo in base alla scala, indicando metri/pixel, o le misure di dimensione in pixel), il formato in cui salvarlo (tif, img, bmp, pgm, ppm, mpl, rst, jp2, GEOforUS geography & technology network 9

10 jpg, png), se compresso, se con la creazione del file di proiezione o meno (tfw o file corrispondente per gli altri formati). Salva con nome: permette di esportare l intero raster così come si presenta attivo nella vista di gvsig, nei formati tif, img, rst, mpl. Opzioni possibili sono la creazione delle piramidi (copie a bassa risoluzione del raster per ottimizzare la velocità di caricamento) e dei file in modalità compressa. A questa funzione si accede anche dalla ToC, con il tasto destro del mouse sul nome del raster. Ritaglio: permette selezionare la zona di interesse del file raster attivo nella vista, ritagliarlo e salvarlo in un nuovo file raster. È possibile scegliere la zona d interesse disegnando un rettangolo con il mouse, inserendo le coordinate dei vertici della zona da estrarre o caricando un file di punti dello stesso tipo di quelli utilizzati per la georeferenziazione. Con questa opzione è possibile anche modificare la risoluzione spaziale della zona ritagliata o dell'immagine completa, ed esportare una o tutte le bande di cui l immagine originaria è composta. 4) Gestire la legenda Caricando qualunque tipologia di file (raster o vettoriale) in una vista di gvsig, questi viene posizionato in cima alla lista dei layer nella Table of Contents (ToC) e viene subito visualizzato nell area mappa. Nel caso di un layer di tipo raster, questi, sovrapposto agli altri layer, ne copre la visualizzazione: il layer di tipo raster va pertanto spostato sotto i layer di tipo vettoriale, cliccando sul nome del layer raster e trascinandolo verso il basso della lista dei layer. I layer vettoriali devono opportunamente essere tematizzati (trasparenza, poligoni senza colore di riempimento, ecc) per permettere la visualizzazione del raster sottostante. La tematizzazione di default con cui compaiono i layer è scala di grigi. Figura 15 Esempio di layer raster caricato in una vista di gvsig, spostato sotto i layer vettoriali opportunamente tematizzati per permetterne la visualizzazione GEOforUS geography & technology network 10

11 Cliccando con il tasto destro del mouse sul nome del layer raster, si aprirà il pannello dove è possibile cambiare il nome del layer nella ToC, zoomare all intero raster o alla sua risoluzione, eliminare il layer dalla vista, esportarlo con un altro nome e/o in un altro formato come descritto al punto 3; accedere alla finestra delle le proprietà del raster. Dalla finestra Proprietà è possibile: accedere e visualizzare i metadati del raster (sistema di coordinate, estensione spaziale, il percorso per accedere al file, il formato del file, il numero di bande, la dimensione del pixel, ecc); gestire le bande che compongono l immagine, qualora più di una fosse disponibile; gestire la trasparenza dell intero layer (attivare la casella in opacità e scorrere con il cursore per settare il grado di trasparenza desiderata per l immagine) o solo di alcuni colori o range di valori (cliccare sul pulsante attiva trasparenza tramite pixel, e scegliere il valore RGB o l intervallo di valori RGB da rendere trasparenti sulla mappa; cliccare quindi su aggiungi per visualizzare le modifiche in tempo reale sulla mappa); ottimizzare i colori, la luminosità ed il contrasto; settare la scala minima e massima a cui il layer è visibile. Come per i layer di tipo vettoriale, è possibile organizzare la lista dei layer nella ToC creando gruppi di layer (selezionare i layer da raggruppare mantenendo premuto lo shift, quindi cliccare con il tasto destro del mouse e scegliere raggruppa layer ). 5) Interrogare i dati raster Per un dato di tipo raster, l interrogazione con il pulsante restituisce i valori assunti dalle bande di cui l immagine si compone. Questo vale per i dati raster in formato immagine (jpg, tiff, img, ecc) e per i dati forniti dai servizi WCS e WMS. Figura 16 Interrogazione di un dato raster: i valori assunti dalle bande sono riportati nell ultima riga della finestra di interrogazione per il pixel interrogato nell immagine. Nel caso di un dato fornito da un servizio ArcIMS, saranno restituiti tutti gli attributi dei layer vettoriali e i valori delle bande del pixel selezionato dei layer di tipo raster. GEOforUS geography & technology network 11

12 6) Bibliografia Manuale utente (Italiano- Version 1 - Corrisponde alla versione 3 del manuale in spagnolo) Conselleria de Infraestructuras y Transporte, C/ Blasco Ibáñez Nº 50, VALENCIA Manuale on-line in inglese della versione 1.10 ( Introduzione a gvsig Tutorial, Versione 1.9 e Sextante, R3GIS s.r.l., Georeferenziazione di un immagine raster con gvsig in Appunti sull utilizzo del software gvsig, a cura dell ing. Ernesto Sferlazza ( LOB%3AID%3D309) Redatto da: Carla Ippoliti, c.ippoliti@izs.it Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'abruzzo e del Molise "G. Caporale" Settore Epidemiologia, Innovazione, Formazione e Informazione Reparto Statistica e GIS Via Campo Boario, TERAMO GEOforUS geography & technology network 12