MODULO GIS DATI SPAZIALI E TERRITORIALI Augusto Frascatani

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1 MODULO GIS DATI SPAZIALI E TERRITORIALI Augusto Frascatani

2 COSA S INTENDE PER GIS Un potente strumento per archiviare ed elaborare a piacere trasformare e visualizzare dati spaziali dal mondo reale per particolari finalità (Burrough, 1986); Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 2

3 COSA S INTENDE PER GIS GIS = sistema automatizzato per dati spaziali per ACQUISIRE IMMAGAZZINARE ANALIZZARE RAPPRESENTARE RECUPERARE Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 3

4 COSA S INTENDE PER GIS É un tipo di sistema informativo dove il database consiste di osservazioni su dati spaziali distribuiti, attività od eventi che sono definiti nello spazio secondo punti, linee od aree per recuperare dati per interrogazioni ed analisi dedicate (Duecker, 1979); Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 4

5 COSA S INTENDE PER GIS È una tecnologia digitale integrata per l archiviazione, l analisi, l organizzazione e la comunicazione di dati spaziali georeferenziati (Forte, 2002); Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 5

6 COSA S INTENDE PER GIS E un sistema hardware e software che gestisce tabelle di dati ed elementi grafici consentendo di catturare, manipolare, conservare dati che hanno riferimenti geografici o spaziali. Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 6

7 GEOREFERENZIARE Requisito fondamentale per applicare tutte le funzioni GIS -> tutti i layers siano perfettamente sovrapposti in un unica ed univoca locazione geografica -> tutti i dati devono essere georeferenziati Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 7

8 GEOREFERENZIARE attribuire ad ogni elemento il sistema di coordinate spaziali reali Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 8

9 GEOREFERENZIARE Sistema di coordinate: sferoide di riferimento, datum, proiezione e unità di misura. 1. Geografiche: sistema di riferimento più comune -> coordinate sferiche -> longitudine e latitudine. Per la capacità di definire ubicazioni = Sistema di Coordinate Geografiche o Global Reference System 2. Piane: dati geografici proiettati in sistema di coordinate piane o cartesiane -> è difficile fare misurazioni in coordinate sferiche Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 9

10 LA STRUTTURA DEL GIS Nel GIS può essere inserito e rappresentato ogni elemento spazialmente identificabile e codificabile, come: 1. Territori -> area 2. Città -> punti 3. Strade, fiumi -> linee 4. POI -> punti Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 10

11 LA STRUTTURA DEL GIS Il GIS viene solitamente rappresentato come una struttura a più livelli di tematismi cartografici, o come si è soliti dire un sandwich a più strati sovrapponibili nello stesso sistema spaziale. Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 11

12 LA STRUTTURA DEL GIS Gli strati sono trasparenti e modificabili e comprendono qualunque tipo di informazione spaziale: foto aeree, dati geofisici e da satellite, tematismi cartografici, database e qualunque tipo di informazione rappresentabile in coordinate spaziali Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 12

13 COME LAVORA UN GIS Collega elementi cartografici a tabelle attributo -> proprietà fondamentale del metodo di lavoro di un GIS. Localizza elementi dalla mappa o dagli attributi Gestisce insiemi di elementi e attributi come layers -> insieme di elementi geografici della stessa tipologia logica e geometrica, collegati ai loro attributi Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 13

14 COME LAVORA UN GIS Attributi: informazioni che descrivono gli elementi cartografici ad essi associate. Registrate in un db Elementi: oggetti sulle mappe. Hanno posizione, forma rappresentativa e simbolo Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 14

15 LE TIPOLOGIE DI DATI GIS I dati, all interno di un GIS sono memorizzati tipicamente secondo: Database alfanumerici; Dati raster; Dati vettoriali; Dati testuali; Dati ASCII (dati testuali codificati in tabelle). A queste classi storiche dell evoluzione del GIS, si affiancano progressivamente anche dati di tipo multimediale, come filmati, panorami virtuali ottenuti da fotografie, documenti e immagini. Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 15

16 DATI RASTER I dati Raster sono memorizzati mediante la creazione di una griglia regolare, in cui ad ogni cella (coordinate X,Y), ossia un pixel (picture element), viene attribuito un valore da 0 a 255. Valore del pixel: grado di intensità luminosa (per foto aeree o da satellite) che riflette una regione della superficie terrestre o si riferisce a fenomeni come le informazioni sull uso del suolo o l elevazione del terreno. Si possono rappresentare aree secondo insiemi di celle adiacenti con lo stesso valore (celle con lo stesso colore). Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 16

17 DATI RASTER Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 17

18 DATI RASTER Esistono tre elementi importanti che caratterizzano i dati raster: A) la risoluzione, B) la compressione, C) la registrazione. Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 18

19 DATI RASTER Compressione capacità di comprimere i dati raster: memorizzare il numero dei pixel uguali ES: considerata una figura in bianco (B) e nero (N), piuttosto che rappresentare la prima riga di un foglio con NBBNNBBBBNNBNBB, questa è, appunto, compressa memorizzandola come 1N2B2N4B2N1B1N2B La memoria necessaria a gestire un immagine sarà ridotto di più della metà Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 19

20 DATI RASTER Compressione 1N2B2N4B2N1B1N2B Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 20

21 DATI VETTORIALI I dati vettoriali sono costituiti da elementi semplici quali punti, linee e poligoni, codificati e memorizzati sulla base delle loro coordinate. Un punto viene individuato in un sistema informativo geografico attraverso le sue coordinate reali (x1, y1); una linea o un poligono attraverso la posizione dei suoi nodi (x1, y1; x2, y2;...). A ciascun elemento è associato un record del database informativo che contiene tutti gli attributi dell'oggetto rappresentato. Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 21

22 GIS RASTER E GIS VETTORIALE Raster e vector: entrambe le piattaforme possono trattare e importare qualunque classe di dati. La differenza sostanziale risiede nelle modalità operative Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 22

23 GIS RASTER E GIS VETTORIALE Formato raster gestisce bene dati tematici. Questi sistemi necessitano di maggiore potenza hardware e di calcolo, in quanto registrano le informazioni in base alle celle della griglia. Sono prevalentemente orientati all analisi e all elaborazione. Formato vettoriale per strutture complesse di relazioni fra le informazioni descrittive legate agli oggetti rappresentativi del territorio. Ideali per la gestione cartografica e dei database, con grandi potenzialità di interrogazione, gestione e visualizzazione di dati georeferenziati Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 23

24 SCALA DELLA MAPPA Per rappresentare una parte di superficie terrestre su di una mappa, l area deve essere ridotta. La misura di questa riduzione è espressa come rapporto -> scala della mappa -> rapporto di una distanza sulla mappa con la distanza reale Grande scala: Piccole aree, Alta precisione spaziale Maggiore dettaglio Piccola scala: Grandi aree, Bassa precisione spaziale, Minore dettaglio Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 24

25 COMPONENTI DEI DATI GEOGRAFICI IN UN GIS Tre componenti generali per le informazioni geografiche Geometria Attributi Regole I monumenti importanti stanno nel Centro Storico della città Dati spaziali -> componente geometrica della realtà geografica. Descrivono univocamente la posizione degli oggetti in un sistema di riferimento Informazioni associate ad ogni elemento Regole precostituite di gestione degli elementi geografici Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 25

26 INTERROGARE I DATI DEL DATA BASE (Query DB) Identificare specifici elementi interattivamente Nel GIS gli elementi spaziali sono sempre collegati con i loro attributi Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 26

27 INTERROGARE I DATI DEL DATA BASE (Query DB) Identificare elementi basandosi su condizioni Impostare un espressione logica Ad es. cercare le zone con popolazione di età superiore a 90 anni Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 27

28 L ANALISI SPAZIALE DEI DATI Prossimità - Buffer Ad es. unità abitative all intorno di punti di interesse Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 28

29 L ANALISI SPAZIALE DEI DATI Overlay - sovrapposizione di layers con dati diversi Ad es. manufatto moderno su manufatto rinascimentale su romano Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 29

30 L ANALISI SPAZIALE DEI DATI Network - per conoscere come elementi lineari sono connessi tra loro generando una rete e come le risorse possono facilmente fluire Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 30

31 RAPPRESENTARE I DATI Mappe Grafici Report Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 31

32 Carte geografiche LA PRODUZIONE (output) Internet GIS Data Immagini Progetti Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 32

33 ARC CATALOG Una finestra sul tuo database nella quale: Cerchi i dati idonei per la tua analisi, copi, sposti, rinomini o cancelli Gestisci il Metadato e crei nuovi strati informativi e tabelle Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 33

34 ARC CATALOG Struttura a directory Cartelle connesse Ulteriori sorgenti di dati 1. Connessioni ai database 2. Servizi di geocodifica 3. Collegamento a server internet 4. Ricerca dei risultati Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 34

35 NAVIGAZIONE Le icone indicano le directory e il tipo di dati Si può lavorare nell albero del Catalog o nel tab Contents Si possono vedere le directory che contengono i dati spaziali Spostare i dati in altre applicazioni (Drag and drop) Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 35

36 GESTIONE DEI DATI Diverse opzioni per spostare i dati: 1.Drag and Drop 2.Taglia e incolla 3.Menu e pulsanti Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 36

37 GESTIONE DEI DATI Conversione di dati 1.Tasto dx per le opzioni di export 2.Export in diversi formati disponibili 3.Opzioni per creare file Layer (.lyr) Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 37

38 GESTIONE DEI DATI Creare nuovi elementi 1.Cartelle 2.Dati spaziali e alfanumerici 3.Geodatabase e oggetti correlati Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 38

39 ARC CATALOG - LE TRE VISTE DEI DATI Anteprima dei dati, spaziale o tabulare, albero del catalog per fare la ricerca del dato e altri strumenti Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 39

40 ARC CATALOG - CONTENT Grandi icone Dettagli Liste Thumbnail Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 40

41 ARC CATALOG - PREVIEW Anteprima dei dati geografici e attributi. Nella parte inferiore dell area di visualizzazione del catalog c è la tendina della preview dove sono visibili le informazioni spaziali, alfanumeriche e personalizzate Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 41

42 ARC CATALOG - METADATI È possibile vedere o creare metadati. Cliccando sul tab Metadata nell area di visualizzazione del catalog, si ottengono informazioni tecniche sul set di dati (sistema di coordinate, extent spaziale, descrizione degli attributi, informazioni descrittive su quando e come il dato è stato creato Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 42

43 ARC CATALOG - METADATI ArcCatalog gestisce automaticamente l aspetto tecnico dei metadati. La parte delle informazioni descrittive deve essere aggiornata automaticamente dall utente Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 43

44 ARC CATALOG - VEDERE I METADATI Tipi di metadati Nello stile ESRI, si può cliccare su specifici elementi per vedere maggiori dettagli e ci sono tabs per visualizzare diverse informazioni sui dati (Description, Spatial, e Attribute). Gli altri formati restituiscono informazioni più direttamente Stili di metadati Usare gli Stylesheet sulla toolbar metadata per cambiare lo stile di visualizzazione dei metadati Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 44

45 ARC CATALOG - LE TOOLBAR DI ARCCATALOG Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 45

46 ARC CATALOG - TOOLBAR Standard Toolbar contiene strumenti per navigare nelle directory, per il taglia-incolla, e shortcut ad ArcMap e ArcToolbox Geography Toolbar contiene strumenti per navigare nella finestra di anteprima Geography Location Toolbar mostra la posizione della directory corrente. È possibile inserire una posizione direttamente nella casella di testo per spostarsi. È possibile vedere anche l history delle directory visitate Metadata Toolbar permette di cambiare gli Stylesheet dei metadati, di crearli, editarli e aggiornarli Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 46

47 ARC CATALOG - TOOLBAR Si può fare l anteprima ai dati navigando alla loro posizione nell albero del catalog. Se la cartella contenente i dati non è visibile nell albero del catalog si può fare un Connect to Folder cliccando sul pulsante apposito Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 47

48 ARC CATALOG - TOOLBAR GEOGRAPHY La toolbar geography può essere usata per fare zoom in e zoom out, pan nell immagine, vedere il layer alla massima estensione dei dati, identify di attributi contenuti nelle features del layer, e creare un thumbnail dell immagine Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 48

49 ARC CATALOG - TOOLBAR GEOGRAPHY Zoom In/Out: scegliere il pulsante Zoom dalla toolbar. Nell area di display, disegnare un riquadro nell area desiderata dove si vuole fare lo zoom in o out. Altrimenti click nel catalog display in una specifica posizione per fare zoom in/out. Pan: scegliere il pulsante Pan dalla toolbar. Nel catalog display, si può fare click e spostare l insieme dei layer nella posizione desiderata. Full Extent: scegliere il pulsante Full Extent dalla toolbar. Si aggiornerà automaticamente il catalog display per mostrare l intero set dei dati presenti nella cornice del progetto. Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 49

50 ARC CATALOG - TOOLBAR GEOGRAPHY Identify: scegliere il pulsante Identify dalla toolbar. Nel catalog display, fare click su una feature (punto, linea, o area). Apparirà una finestra che mostra gli attributi associati alla feature selezionata. Create Thumbnail: scegliere il pulsante Create Thumbnail dalla toolbar. Viene salvata come thumbnail un immagine mostrata in anteprima. Questa immagine apparirà nel tab Contents nel catalog display Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 50

51 ARC CATALOG - MODIFICARE L ALBERO Aggiungere connessioni alle cartelle Pulsante Connect to folder File Menu Click e Drag Aggiungere/Rimuovere altri livelli di entrata Tools>Options>General Mostrare simboli per dati spaziali Tools>Options>General Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 51

52 ARC CATALOG - MODIFICARE L ALBERO Opzioni della Standard Toolbar Grandi icone Liste Dettagli Thumbnails Tools>Options>General Tipi di dati Estensioni dei file Tools>Options>File Types Tools>Options>Contents Colonne standard Campi dei metadati Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 52

53 ARC CATALOG - LAVORARE CON LE ANTEPRIME Navigare Usare gli strumenti della toolbar Geography per fare zoom in/out, e pan sull immagine. Si può anche fare un identify features con il relativo strumento. Fare thumbnail Click sul pulsante Create Thumbnail per fare il thumbnail del dataset. Una volta creato lo si potrà vedere nella finestra Contents e nei metadati. Strumenti delle tabelle Nell anteprima della tabella si può fare click su colonne, record o celle per selezionarle. Si può anche fare tasto destro sul nome del campo per visualizzare gli strumenti di sorting Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 53

54 ARC CATALOG - RICERCA DEI DATI La finestra di ricerca può essere aperta dalla Toolbar Standard così come dal pulsante del menu edit. Sono possibili diversi tipi di ricerche: Nome e posizione ricerca sulla base del nome del file. Fornire il nome o parte del nome o la posizione della directory Geografia fornire una posizione o attraverso coordinate o attraverso la definizione su mappa e la risposta restituirà qualsiasi cosa rientrerà in quei confini definiti Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 54

55 ARC CATALOG - RICERCA DEI DATI Date fornisce un arco temporale e le ricerche sono basate su dati creati o modificati in quel periodo o date rinvenute nei metadati Advanced scegliere un campo dei metadati su cui fare ricerche. I risultati della ricerca si trovano nella parte inferiore della finestra. Modulo GIS Dati spaziali e territoriali Pagina 55