Appunti completi di Analisi urbanistiche e territoriali con strumenti GIS

VECTOR RASTER

Modello può non essere continuo Il modello è continuo

Spesso il peso dei file diventa notevole Il peso dei file è estremamente variabile

E’ sempre possibile passare da Vector a Raster Quasi impossibile passare da Raster a Vector

Modelli non sempre utilizzabili con diversi Immagini usabili in quasi tutti i software

software

Poco sensibile alla definizione (dpi) Molto sensibile alla definizione (dpi)

Necessità di utilizzare software specifici Non servono software specifici

N.b: Stampare sempre almeno in 300 DPI (densità pixel per pollice). L’occhio umano smette di

percepire i pixel da 72 DPI

Vector e Raster nel GIS

Nel GIS i due sistemi operano separatamente come modelli concettuali della realtà e come

specifiche basi dati.

Per esempio per rappresentare un territorio con bosco, fiume e case in formato Vector avrò tre

differenti layer per ognuno dei tre oggetti, che saranno rispettivamente un poligono, una polilinea

e un punto. Se invece userò una rappresentazione Raster avrò una griglia di punti colorata: per

modificare il disegno dovrò colorare e creare nuovi Raster.

Modello Vector in GIS

Gli oggetti geografici sono organizzati in layer: ogni layer avrà un solo tipo di geometria (non

esistono dei layer con sia punti che linee ed aree) e una sola classe di oggetti.

Modello Raster in GIS

Posso ad esempio creare una carta telerilevata da satellite e colorarla in base agli usi del suolo. Nel

Raster io ho sempre i dati geografici associati a cella. Posso perciò associare un colore ad un tema.

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Se poi devo analizzare in overlay dei Raster (detta Map algebra) semplicemente vedo ogni punto

che dati ha, creando una mappa di sintesi.

Lezione 6

CAD e GIS

I vettoriali di tipo CAD sono solo primitive geometriche associate a coordinate e ad un attributo

che ne determina colore e tipo di tratto.

Nel GIS invece le coordinate dei punti sono sempre coordinate geografiche.

Generalizzazione cartografica

Ogniqualvolta costruiamo una base vettoriale subiamo il processo di generalizzazione della carta.

Ciò significa passare da un modello che al 99% rappresenta la realtà e ridurlo ad uno che ne

rappresenta solo il 10%. Perdo complessità (avrò perciò una distruzione di complessità).

Per esempio abbiamo un IGM 1:25.000, prendiamo un’area minore di una CTR 1:10.000 e

successivamente in una CTA al 1:2.000. In entrambi i casi cambiamo la scala, ma anche il livello di

dettagli. Se invece scaliamo la CTR e la portiamo al 1:2000 vediamo una generalizzazione delle

carte.

N.b: Possibile domanda: è sempre possibile generalizzare da grande scala a piccola scala o viceversa?

Risposta: Posso passare da una scala più piccola ad una più grande, ma non viceversa.

Relazioni topologiche

Sono relazioni che i vari strati (linee, punti o superfici) possono avere tra loro, questi sono:

1. Adiacenza (due linee che si toccano, senza superarsi)

2. Inclusione (oggetti dentro altri)

3. Intersezione (due oggetti che si incontrano)

4. Connessione (ho due segmenti distinti che si uniscono)

5. Intersezione senza connessione (un punto su una linea, che però non s’interrompe)

Consistenza topologica

I parametri delle relazioni dei layer portano ad avere la consistenza topologica.

La consistenza topologica si ottiene quando (nello stesso layer) gli oggetti geografici non sono

sovrapposti (no overlappings) e non ci sono “buchi” (no gaps).

Nel caso di layer diversi, per esempio gli isolati che contengono “unità fondiarie” etc., il perimetro

degli isolati ricopre i tratti corrispondenti dei perimetri delle “unità fondiarie”.

Per esempio se ho una griglia delle strade e delle forme degli isolati, unendoli ottengo una

consistenza topologica, perché non ho sovrapposizione tra layer.

Carte tematiche a simboli (quantitative) 10

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Analisi di gerarchia: Le carte a simboli proporzionale mostrano una gerarchia posta su ordine di

valori assoluti, definita attraverso simboli. Possiamo usare simboli proporzionati o graduati.

Carte tematiche a isoplete: Queste carte usano una campitura cromatica e delle isolinee (Es: carte

del meteo), in pratica associo, grazie ad una linea, i vari punti che hanno uno stesso valore (Es:

pressione dell’aria).

N.b: Le isoipse sono le linee associate all’altimetria.

Carte tematiche a densità di punti (dot density): Associo una densità di punti per rappresentare un

dato; l’area si densificherà di punti in base alla gerarchia (Es: numero abitanti). Queste carte sono

molto sensibili alla scala.

Carte tematiche qualitative

Indicano una qualità di un certo dato. Per esempio indicano gli usi del suolo. Avrò delle variabili,

che potrò comunque riclassificare (mosaicatura), in cui semplifico e raggruppo la classificazione

originaria; per farlo dovrò accorpare elementi simili e scegliere colori diversi fra loro (usando anche

un principio di somiglianza con la realtà). Si può anche usare la scala semaforica.

Le scale

Non potendo rappresentare molti elementi alla loro grandezza originale dovrò ridurne la grandezze,

semplicemente usando una proporzione. Questo, può essere applicato a tutto ciò che esiste nella

vita reale.

Tipi di carte in relazione alla carta

Carte a…

 Grandissima scala (1:200-1:500)

 Grande scala (1:1000-1:4000)

 Media scala (1:5000-1:10.000)

 Piccola scala (1:25.000-1:100.000)

 Piccolissima scala (1:150.000-1:500.000)

Per rappresentare le scale useremo la scala scritta (Es: 1:25.000) o scala grafica; lo sceglierò in base

a dove andrà utilizzata la carta.

Precisione

Cosa significa precisione? Significa aver rispettato la qualità dei dati. Il primo parametro è la

completezza: il dato è più completo tanto più fornisce dati sulla realtà.

Il secondo è la consistenza logica: si riferisce alla preservazione delle relazioni logiche tra elementi

dati. C’è poi l’accuratezza: indica la precisione con cui ho misurato i dati (o dove sono posizionati).

L’accuratezza può essere posizionale, temporale (che tanto più è importante la scala, più è

importante) o tematica.

Esiste poi la risoluzione (vedere Raster). 11

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Infine c’è il lineage: una traccia temporale che indica la storia del dato e come esso è stato

modificato nel tempo (si trova nella metadatazione).

Lezione 7

Relation Database Management System

Cioè il sistema di trattazione dei dati in cui si inserisce il GIS. Noi lavoriamo con geodati che hanno

delle relazioni e metadati geografici.

Modello entità/relazioni

Avremo delle entità che caratterizzano il sistema, e vari legami che uniscono queste entità (Es:

appartiene). Queste relazioni hanno poi delle dimensioni e dei range, senza le quali la relazione non

esisterebbe (dimensione relazionale).

Le componenti di base perciò sono: entità, attributi delle entità, relazioni, attributi delle relazioni,

cardinalità delle relazioni e vincoli di integrità.

Implementazione dei dati: RDBMS

L’RDBMS (Relational Data Base Management System), è un sistema relazionale di database.

N.b: Excel non è un RDBMS (è solo un DBMS), perché non mette in relazione i vari database (i fogli),

è un database di tipo gerarchico, mentre Access sì.

A livello generale, il RDBMS è un sistema relazionale che organizza i dati in tabelle, che non sono

tra loro gerarchiche, quindi sono tra loro legate e hanno un nome. Ogni campo (colonna) identifica

un metadato, mentre ogni riga (record) identifica una feature, cioè una relazione tra oggetti.

I dati hanno sempre una caratterizzazione; ciò ci permette di avere sempre un dato che identifica

in modo univoco un’entità, e questo sarà detto campo chiave (Es: per gli studenti del Politecnico è

la matricola).

Tabelle: ArcGis

In un GIS abbiamo delle tabelle che disporranno sempre di:

1. FID Univoco: numero della riga

2. Shape: tipo di informazione geometrica

3. Campo chiave primaria: è l’identificativo univoco comune ad altri dati che può non esserci

4. Attributi/variabili

5. Metadati: colonne che contengono i metadati

N.b: Nel caso del GIS molto spesso i campi chiave sono codici ISTAT.

Tabelle

Ogni tabella memorizza i dati per righe e per colonne, mentre ogni record memorizza i dati relativi

ad una sola entità. Ogni campo (field) contiene l’informazione relativa ad un attributo. 12

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Nei file usati dal GIS il file .dbf contiene la tabella dei dati.

Un file dbf (apribile anche su Excel) deve avere una sua impostazione standard, sennò non è

utilizzabile.

N.b: per portare un file Excel in dbf devo usare un programma specifico, mentre Access fa salvare in

dbf.

Relazionare tabelle

È possibile creare (anche fuori da GIS) relazioni tra tabelle.

I campi chiave di dividono in primari ed esterni.

Le relazioni tra tabelle di creano con una procedura chiamata “join”, che può essere di due tipi:

 Join uno-a-uno: tra un elemento A corrisponde soltanto un elemento B.

 Join molti a molti: ad un elemento A possono corrispondere più elementi B, e viceversa

Join interno: solo tra record uguali, perché se ho due tabelle tra dimensioni diverse perderò dei dati

che non sono presenti in entrambe le tabelle.

Join esterne sinistro: poste due tabelle, creerò una tabella con le relazioni di A (che rimarranno tutti

integri) relazionati solo a quelli comuni in B.

Join esterno destro: uguale a quello precedente, solo che inverto la direzione del join (parto da B e

arrivo ad A).

Vari tipi di relazioni

Tra sezione di censimento e Comune: relazione spaziale gerarchica di composizione.

Lezione 8

(Slide lezione 7)

Spatial Join

Il Join Spaziale è una modalità di collegamento tra dati che non sfrutta i metadati ma la

georeferenziazione.

Per poterlo usare dovrò avere almeno un tipo di localizzazione spaziale nella mappa.

Dipendenza areale dei dati, normalizzazione, autocorrelazione

Abbiamo una carta a cui verranno distribuiti dei valori, secondo uno schema. Se per esempio

dobbiamo distribuire del denaro a delle zone, in base ad un criterio, sarà meglio unire i valori o

lasciarli separati? Se avrò una zona povera che verrà assimilata a zone ricche adiacenti questa non

prenderà soldi.

Perciò aggregare, senza tener conto della dipendenza areale dei dati, porterebbe ad uno spreco di

denaro. 13

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Unità spaziali di ana