Formazione SIAR Marzo - Aprile Sistemi Informativi Territoriali. Introduzione ai. Rossi Doria Laura Direzione Ambiente Servizi ambientali

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1 Formazione SIAR Marzo - Aprile 2007 Introduzione ai Sistemi Informativi Territoriali Rossi Doria Laura Direzione Ambiente Servizi ambientali

2 Sommario Cos è il SIT Gli strumenti del SIT L informatizzazione dei dati Cartografia Componente geografica del SIAR 2

3 Geografia,Cartografia e SIT Modello unificante delle rappresentazioni del territorio Cartografia Spazio virtuale tramite cui rappresentare e interpretare i fenomeni che insistono sul territorio Geografia SIT Strumento di gestione di molteplici livelli informativi, caratterizzato da tempi di risposta ridotti a fronte di elaborazioni complesse 3

4 Fogli elettronici, data base, CAD e GIS Il GIS riunisce nello stesso strumento informatico sia le operazioni sui dati di tipo quantitativo che non comportano un concetto di spazialità/localizzazione sul territorio, sia le informazioni geometriche e geografiche, in modo da poter realizzare semplicemente le operazioni di tipo spaziale. 4

5 Un Sistema Informativo Territoriale è un sistema informatizzato per l'acquisizione, la memorizzazione, la gestione (controllo, integrazione), l'elaborazione, l analisi e la rappresentazione dei dati che sono spazialmente Introduzione ai SIT Definizione di SIT riferiti alla superficie terrestre 5

6 Le COMPONENTI del SIT: l insieme dei dati referenziati, in formato numerico o digitale, organizzati al fine di estrarre comodamente delle sintesi utili alla decisione un sistema di gestione, memorizzazione, estrazione, interrogazione, analisi e stampa dei dati in formato numerico o digitale l insieme degli aspetti organizzativi (enti, normative, ) e delle persone (tecnici, utenti e destinatari dei servizi) data base hardware e software organizzazione e persone 6

7 Varietà delle informazioni Le informazioni sono: di diversa provenienza (monitoraggio, Anagrafe, Archivi storici, ); di diverso tipo (fotografiche, cartografiche, grafiche, descrittive,...).; localizzate sul territorio, o con riferimento spaziale. 7

8 Gli strumenti del SIT Informazioni geometriche Informazioni descrittive Files raster Files vettoriali 8

9 I dati alfanumerici Il liceo classico di Torino ha 1003 studenti in 41 classi A Ciriè il liceo scientifico ha 620 studenti distribuiti in 25 aule Comune ISTAT Tipo nome Studenti Aule Torino 272 Liceo classico Massimo D Azeglio Ciriè 068 Liceo scientifico Galileo Galilei

10 I dati geografici Per facilitare la lettura delle carte è opportuno che alcuni dettagli della rappresentazione vengano amplificati, semplificati e/o accorpati: la rappresentazione di uno stesso oggetto varia dunque in funzione della scala di rappresentazione e accuratezza. I dati geografici vengono organizzati sotto forma di elementi in base alla loro caratteristica dimensionale: punti linee (o archi) poligoni 10

11 Battesimo ID_poligono Shape Polygon Area Perimeter Nome SOCIETA ABCDEF Spa Codice 521/2/1 stabilimento Tipo D Esente S Sposto 0 Codice 521/2 industria Dich\notifica Azienda SOCIETA ABCDEF Spa Stabilimento Vettura Impianto Produzione manicotti per vetture X_coord Y_coord Per gentile concessione della Regione Piemonte 11

12 Rappresentazione RASTER immagini satellitari, immagini aeree... Copyright Esa 1997, immagine acquisita nell ambito del Progetto Atlante. Per gentile concessione della Regione Piemonte. ad ogni cella corrisponde un valore 12

13 Rappresentazione VETTORIALE immagini CAD, immagini digitalizzate vengono conservate le relazioni topologiche 13

14 Direzione/verso Introduzione ai SIT Relazioni topologiche Intersezione Inclusione Incidenza Adiacenza 14

15 Componente geometrica (2D 3D) Gestione dati Componente alfanumerica Componente immagini - testi Immagini 15

16 Piani Regolatori: Destinazioni d uso 16

17 Piani di Emergenza Esterna Soccorso primario Prima zona: ZONA DI SICURO IMPATTO Seconda zona: ZONA DI DANNO 600 m Industria a rischio 300 m Vie di fuga Posto di blocco Scuola Aree residenziali 17

18 PPE e Piani Regolatori Piano Piano di di Emergenza Emergenza Esterna Esterna industria industria a a rischio rischio di di incidente incidente rilevante rilevante Piano Piano Regolatore Regolatore 18

19 L informatizzazione dei dati 19

20 Ciclo di vita di un dato Analisi Acquisizione dato geometrico e descrittivo Battesimo Verifica o collaudo Utilizzo del dato per analisi GIS Applicazioni GIS Allestimento cartografico Produzione cartografia 20

21 Da Raster a Vector L interpretazione delle informazioni contenute nell immagine raster permette di ridisegnare in formato vettoriale le informazioni in essa contenute. Le immagini raster possono essere carte al tratto o ortofoto e devono essere georiferite. 21

22 il TELERILEVAMENTO è un insieme di tecniche, strumenti e mezzi interpretativi che, tramite l utilizzo di immagini da satellite e/o aeree, permette di estrarre informazioni in forma analitica o digitale. 22

23 Landsat TM 23

24 CORINE Land Cover 24

25 Uso dei dati telerilevati sono di semplice utilizzo permettono di mappare la superficie del suolo, sia a scala regionale che a scale globali documentano i cambiamenti subiti dall ambiente 25

26 CTR 26

27 Georeferenziazione dei raster individuazione di punti noti adattamento dell immagine e localizzazione 27

28 Acquisizione dei dati vettoriali Identificazione del data set Digitalizzazione manuale a video di elementi presenti sulle immagini raster utilizzate come sfondo In entrambi i casi segue l assegnazione degli attributi descrittivi agli elementi geometrici. 28

29 La scala di ACCURATEZZA confini amministrativi scala 1: scala 1: scala 1: In quale comune si trovano? CAMPEGGIO 29

30 Il modello tridimensionale DTM I dati di base relativi alle altimetrie costituiscono un tematismo di base utilizzabile tramite GIS, tale da consentire analisi sulla morfologia della superficie. Il modello digitale del terreno così generato contiene una nuova informazione relativa alla quota. Su questo modello si possono basare ulteriori elaborazioni che consentono di calcolare i principali parametri morfologici del territorio. 30

31 Confronto tra coordinate UTM ED50 Roma40 (Gauss- Boaga) Catasto (Cassini- Soldner) UTM WGS84 X (E) , Y (N) ,

32 Cenni di cartografia 32

33 La cartografia La cartografia è la rappresentazione della superficie terrestre. Tale rappresentazione è il risultato della proiezione sul piano bidimensionale di un punto posto sulla superficie terrestre 33

34 Coordinate geografiche La posizione è solitamente definita per mezzo di una coppia di coordinate curvilinee come la latitudine, la longitudine (componente orizzontale) e l altezza sopra la superficie di riferimento (componente verticale). In questo senso si parla talvolta di posizionamento a (2+1) dimensioni (coordinate geografiche). 34

35 La Terra La Terra non è definibile da una formula matematica ma è assimilabile (non ad una sfera ma ad un ellissoide. La superficie terrestre è soggetta alla forza di gravità in misura NON COSTANTE, ciò significa che il livello del mare non è, in ogni luogo, equidistante dal centro della terra. 35

36 Coordinate Per la componente orizzontale viene definito un ellissoide che approssimi la superficie terrestre Per la componente verticale viene utilizzato il geoide, definito come superficie equipotenziale nel campo della gravità che meglio approssima il livello medio del mare, anche se non coincidente con esso. ellisoide superficie geoide fisica terrestre 36

37 Ellissoidi Per semplificare le operazioni di conversione dal reale al cartografico, in passato veniva scelto l ellissoide di riferimento in modo che la sua superficie fosse quanto più simile alla superficie terrestre nell area di interesse: proliferazione di ellissoidi locali Tali ellissoidi hanno dimensioni (assi X,Y e Z) e centro (x 0, y 0 z 0 ) diversi. Ellisoide geocentrico Geoide Ellissoide locale 37

38 Sistema geodetico cartografico Un sistema geodetico cartografico è definito da: Il sistema geodetico di riferimento (forma, posizione e orientamento dell ellissoide) Misure e calcoli di compensazione della rete di inquadramento che lo realizzano Rappresentazione cartografica adottata e condizioni di applicazione 38

39 Deformazioni intrinseche ai sistemi di proiezione Nel passare dalla superficie di riferimento al piano della carta si possono avere delle deformazioni: di angoli tra direzioni di aree di distanze tra punti Si distinguono quindi sistemi di proiezione: Conformi o isogone: gli angoli rimangono inalterati, si conserva la similitudine fra figure infinitesime corrispondenti Equivalenti: vengono conservati i rapporti tra aree infinitesime Equidistanti: vengono conservati i rapporti tra lunghezze infinitesime Afilattiche: comporta deformazioni di diverso tipo ma molto piccole 39

40 In Italia Per l Italia gli ellissoidi di interesse sono: Ellissoide di Bessel Ellissoide Internazionale (Hayford) Ellissoide wgs84 Le rappresentazioni cartografiche sono: Cassini-Solder Conforme di Gauss (Gauss-Boaga) Di Mercatore Trasversa Universale 40

41 Rappresentazione Gauss-Boaga Le rappresentazioni Gauss-Boaga e UTM mantengono i valori angolari: proiezione conforme 41

42 Rappresentazione Cassini-Soldner La rappresentazione di Cassini Soldner ha caratteristiche di deformazione più idonee alla misura delle aree: proiezione afilattica con buona approssimazione equivalente È derivata da una proiezione cilindrica inversa, tangente sul meridiano centrale Viene rappresentata solo una parte simmetrica intorno al meridiano centrale 42

43 Roma40 Sistema di riferimento Roma40: Ellissoide Internazionale (Hayford) Orientamento Roma Monte Mario Rappresentazione Conforme di Gauss: Territorio nazionale compreso in due fusi di 6 (Ovest e Est) Falsa origine per le coordinate Est: 1500 km (fuso Ovest) 2520 km (fuso Est) 43

44 ED50 Sistema di riferimento ED50: Ellisoide Internazionale (Hayford) Orientamento medio europeo 1950 Rappresentazione cartografica UTM Territori compreso in due fusi di 6 con meridiani centrali a 9 e 15 da Greenwich (fusi 32 e 33 del sistema internazionale) Falsa origine per entrambi i fusi: per le coordinate Est 500 km per le coordinate Nord 0 nell emisfero Nord 44

45 Cassini-Soldner (Catasto) Sistema di riferimento catastale: Ellissoide di Bessel (1841) Orientamento Genova IIM - Monte Telegrafo Rappresentazione cartografica Cassini-Soldner Suddivisione del territorio in 35 zone, riferita ciascuna ad una diversa origine, di area limitata a 70km(EO) e 100 km (NS) 45

46 Nuove condizioni I progressi della tecnologia (calcolatori elettronici prima e metodi satellitari GPS poi) hanno reso possibile l adozione di sistemi di riferimento mondiali e geocentrici Interessi militari, economici, commerciali, culturali, scientifici, hanno reso necessario l adozione di riferimenti unici e geocentrici (origine nel centro di massa della Terra) 46

47 Ellissoide WGS84 Il sistema WGS84 è un sistema terrestre convenzionale ovvero un sistema geocentrico solidale con la Terra e riferito ad elementi convenzionalmente fissati (Polo medio e Greenwich) WGS84 è il Sistema Geodetico Mondiale (World Geodetic System) riferito al 1984 ovvero è un modello matematico della Terra da un punto di vista geometrico, geodetico e gravitazionale, costruito sulla base delle conoscenze scientifiche e tecnologiche disponibili al

48 Caratteristiche del WGS84 Origine delle coordinate nel centro di massa della Terra Asse Z diretto verso il Polo Nord terrestre convenzionale (CTP) Asse X intersezione del piano del meridiano 0 (passante per Greenwich) con il piano equatoriale associato al CTP Asse Y giace sul piano equatoriale a 90 ad Est dell asse X La Terna è solidale con la Terra 48

49 WGS84 Sistema di riferimento WGS84 Ellissoide geocentrico WGS84 Rappresentazione cartografica generalmente adottata UTM con inquadramento WGS84 (UTM WGS84) 49

50 Differenze tra datum Un qualsiasi ellissoide orientato localmente si discosta in modo notevole da quello geocentrico adottato nel sistema WGS84, non solo per i diversi parametri ma soprattutto per la posizione del centro e per l orientamento degli assi. Di conseguenza le coordinate geografiche di uno stesso punto nel datum globale risultano sensibilmente diverse: gli scostamenti, tradotti in lunghezze, possono anche essere di parecchie centinaia di metri 50

51 Confronto tra coordinate UTM ED50 Roma40 (Gauss- Boaga) Catasto (Cassini- Soldner) UTM WGS84 X (E) , Y (N) ,