GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM PER L ANALISI AMBIENTALE. Nicola Gilio. Dott. Nicola Gilio

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1 Nicola Nicola Gilio Gili GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM PER L ANALISI AMBIENTALE Dott. Nicola Gilio

2 Un sistema informatizzato in grado di immagazzinare dati descrittivi della superficie terrestre Definizioni di S.I.T. (Sistema Informativo Territoriale) Un insieme di risorse umane, attrezzature e processi che consentono la raccolta, l elaborazione(tramite GIS) e la diffusione di dati territoriali Definizioni di G.I.S. (Geographical Information System) Un insieme organizzato di risorse umane, hardware, software e dati geografici, preposto ad acquisire, immagazzinare, aggiornare, elaborare e restituire tutti i tipi di informazione geografica

3 Dati geografico-spaziali, tipologie principali: Cartografia tradizionale e numerica Foto aeree Ortofotocarte e Ortofoto digitali Immagini da satellite Rilievi GPS, rilievi topografici

4 Struttura dei dati geografico-spaziali Vettoriale(punti, linee, poligoni) ottenuto tramite digitalizzazione manuale (da tavolo digitalizzatore) a schermo o semiautomatica (scannerizzazione e successiva vettorializzazione). Raster(immagine): insieme di celle elementari- pixel- cui è assegnato un valore numerico; ottenuto da scansione automatica

5 Dati vettoriali Gli elementi geografici sono riconducibile alle seguenti entità geometriche principali: Punti: elementi geografici troppo piccoli per poter essere rappresentati nella loro estensione ad una determinata scala. Viene acquisito attraverso i valori delle sue coordinate Archi: insieme di punti che definiscono elementi con prevalente sviluppo lineare (es. strada, corso d acqua). Viene acquisito come insieme di punti: un arco è composto da un punto iniziale e finale (nodi) e da una serie di punti intermedi(vertici) Poligoni: entità individuate da linee chiuse che definiscono elementi areali(es un appezzamento, un nucleo urbano, una particella catastale). Superficie delimitata da arco chiuso al quale viene assegnato un identificativo

6 Intersezione delle linee Conservazione della direzione (verso della digitalizzazione) Adiacenza tra i poligoni Inclusione di un poligono in un altro Topologia Insieme delle relazioni spaziali

7 Gli elementi geografici sono rappresentati mediante una matrice (griglia regolare riferita ad una coppia di assi X,Y) costituita da celle o pixel. A ciascun pixel, solitamente individuato dalla coppia di coordinate di uno dei suoi vertici, è associato il valore assunto da una determinata variabile nella corrispondente porzione dell immagine; questa informazione, nel caso di un immagine sarà appunto il colore o l intensità di grigio da attribuire al pixel medesimo. Dati raster

8 Georeferenziazione immagini Raster File world : file associato all immagine che contiene i seguenti valori: Dimensione del pixel (direzione X) nell unità di misura della mappa Rotazione per riga Rotazione per colonna Dimensione pixel (direzione Y) nell unità di misura della mappa Coordinata x del centro del primo pixel in alto a sinistra Coordinata Y del centro del primo pixel in alto a sinistra

9 Confronto fra dati vettoriali e raster VETTORIALE RASTER Precisione Elevata Funzione della risoluzione Rappresentazione linee Continua A gradini Occupazione memoria Minore Maggiore Attribuzione dati descrittivi Possibile Limitata Capacità di analisi Elevata Elevata Costo di acquisizione Maggiore Minore

10 Dati descrittivi (attributi) Una delle caratteristiche fondamentali dei GIS è quella di associare a ciascun elemento geografico un dato descrittivo attraverso tabelle; alcune tabelle sono fisicamente e direttamente connesse ai dati spaziali, altre possono essere collegate in modo temporaneo attraverso il contenuto di campi comuni con modalità unoauno, unoamolti, moltiauno. Dati alfanumerici sono relazionati ai dati geografici e organizzati in banche dati ( tabelle degli attributi ) Le tabelle degli attributi sono files di data-base organizzate per fields e records. Ciascun elemento geografico rappresenta un record nella tabella degli attributi Ogni elemento geografico viene descritto attraverso uno o più campi. I campi possono contenere informazioni quali numeri (es. popolazione di un comune, area di un appezzamento), descrizioni(es. nome di una località), date, veridicità di una situazione(es. si o no )

11 Funzioni fondamentali svolte da un GIS Acquisizione dei dati Restituzione elaborati finali Elaborazione dati Sistemi completi per la creazione di banche dati relative al territorio

12 Scansione automatica della cartografia (formato immagine -raster): necessità di disporre di strumenti in grado di effettuare scansioni in grande formato. Digitalizzazione a schermo: avviene attraverso il mouse; è necessario disporre di una immagine raster georeferenziata in modo da costituire una sorta di sfondo di riferimento che consenta di individuare ed acquisire gli elementi geografici. La digitalizzazione a schermo può anche avvenire attraverso funzioni di vettorializzazione semi-automatica Acquisizione dei dati Digitalizzazione tramite tavolo magnetico (tavoletta grafica):avviene utilizzando i tavoli digitalizzatori o digitizer

13 Tipiche del dato vettoriale Sovrapposizione tematica (Overlaytopologico) poligono su poligono, linea su poligono, punto su poligono Creazione aree di rispetto (buffer) Analisi di rete Estrazione elementi geografici, aggiornamento automatico, estrazione di aree Elaborazioni sulle banche dati descrittive Tipiche del dato raster Elaborazione dei dati Analisi 3d (creazione dem, analisi pendenze, esposizione, visibilità, illuminazione) Interpolazione punti, creazione aree

14 Il processo di sovrapposizione tematica Carta di sintesi

15 Overlay topologico poligono su poligono

16 Overlay topologico linea su poligono

17 Overlay topologico punto su poligono

18 Creazione di buffer intorno ad elementi geografici Buffer su elementi lineari (es. fascia di rispetto di corsi d acqua) Buffer su elementi puntuali o poligonali (es. raggio di azione di un servizio)

19 Interrogazione e visualizzazione dei contenuti delle banche dati descrittive

20 Modello digitale del terreno DTM ed analisi 3D DTM: modelli che simulano l orografia del terreno, determinati in base allo sviluppo di modelli di calcolo su aree elementari quali celle o triangoli. Curvedilivello DTMformatoGRID DTM formato TIN Triangulated Irregular Network Dal DTM vengono derivati tematismi quali: Pendenze Esposizioni Illuminazione Visibilità

21 Metriche di paesaggio (Landscape metrics) La struttura e la complessità del paesaggio è quantificata attraverso la misurazione di indici di complessità e frammentazione per ogni classe d uso del suolo o loro aggregazione.