Appunti SIT - Sistemi Informativi Territoriali

ACQUISIZIONE DEI DATI

I dati che vengono trattati dai con i GIS provengono essenzialmente da due principali fonti:

1. Fonti in formato digitale: ad esempio come fogli elettronici, cad, gps, fotogrammetria

2. Fonti in formato cartaceo: provenienti da tutta la cartografia storica

Geolocalizzazione e Georeferenzazione

• Geolocalizzazione: posizionamento geografico di un oggetto in spostamento

• Georeferenzazione: assegnazione di un sistema di coordinate univoco ad una mappa

Come vengono assegnate le coordinate di una mappa

Per prima cosa nelle mappe di nuova produzione bisogna anzitutto definire il sistema di

coordinate.

Per le mappe già esistenti, ma non riferite ad un sistema assoluto di coordinate

- formato Raster

- formato vettoriale

GEOREFERENZIAZIONE

Georeferenziazione

Permette di definire in modo univoco la posizione di un oggetto nello spazio da un sistema di

coordinate generico X;Y a un sistema assoluto di coordinate geografiche.

Le carte da georeferenziare, essendo sul piano cartesiano deve

essere stata prodotta mediante l’adozione di un sistema di

proiezione.

È quindi sempre necessario sapere prima il datum e il sistema

di riferimento (EPSG) in modo da poter assegnare alla mappa il

proprio corretto sistema.

La cartografia scannerizzata è un Raster con il suo sistema di

riferimento.

La Georeferenziazione consiste nel riassegnare ad ogni cella un valore di X;Y nel nuovo sistema di

riferimento.

Controllo Un aspetto fondamentale della georeferenziazione

è il controllo: le coordinate del Raster

georeferenziato e le coordinate UTM devono

essere congruenti.

Qualità dei dati – Accuratezza spaziale

Se si può scegliere tra:

• Alta precisione ma con errore standard

• Bassa precisione senza errore standard

Si sceglierà la prima opzione in quanto può essere possibile sottrarre il valore di errore standard e

riportare i dati nella loro corretta posizione.

Scala nominale

L’errore di graficismo accettabile per la cartografia è 0,2 mm alla scala della carta

(es. piccola scala, 1:100.000 0,2mm=20m; grande scala, 1:1.000 0,2 mm=20cm)

à à

Digitalizzazione

Si utilizza quando:

• I dati che servono esistono ma sono in formato cartaceo (curve di livello, carte tematiche,

geologiche)

• Non è possibile effettuare nuovi rilievi di campagna o utilizzare tecniche di remote sensing

per problemi di costo

La digitalizzazione può avvenire in:

• Modalità diretta: tramite tavoletta digitalizzatrice che è uno strumento elettromagnetico

sopra il quale viene posizionata la carta. I punti, le linee e i poligoni vengono disegnati

usando il cursore e sono già in coordinate assolute

• A video: scansione tramite scanner e tramutazione nel file con il Raster di fondo o

vettorializzazione tramite procedure automatiche/semiautomatiche.

Le problematiche della digitalizzazione sorgono quando bisogna riferire ad un sistema di

coordinate i files digitalizzati: il digitalizzatore ha un suo sistema X;Y mentre il file scannerizzato

adotta il sistema X;Y del file Raster.

In entrambe i casi è sempre necessario riferire i nostri dati di input ad sistema di coordinate

assoluto.

Vettorializzazione

Prevede precise fasi di lavoro:

- Scansione delle carte

- Digitalizzazione a schermo con il Raster di sfondo oppure vettorializzazione tramite

procedure automatiche/semiautomatiche.

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PowerPoint successivo---------------------------------------------------------------

MODELLI DI DATI GEOGRAFICI

Geodatabase, database geografici

L’insieme della moltitudine di temi che rappresentano nel GIS il mondo reale costituiscono un

Database geografico.

Ogni ente/progetto costituirà il proprio database geografico.

Introduzione ai data base

Un database è una raccolta di informazioni di diversa tipologia.

I dati vengono archiviati secondo dei precisi criteri permettendo così di mettere in relazione

diverse tipologie di informazioni al fine di renderne agevole la consultazione e l’estrazione.

Definizioni

• Database (banca dati): è l’informazione immagazzinata e le relazioni reciproche esistenti

tra i vari oggetti

• Database management system (sistema di mantenimento dei dati): è lo strumento

utilizzato per la manipolazione dell’informazione, cioè l’insieme di programmi che servono

a manipolare e mantenere l’informazione

• Mondo reale: la realtà che noi cerchiamo di organizzare attraverso rappresentazioni

schematiche

• Entità: oggetto per il quale vengono raccolti gli attributi

• Elemento (attributo): proprietà di una entità (campi)

• Record: insieme degli elementi per ogni entità

• Identificazione: elemento di una entità che serve per creare relazioni con altri elementi

della stessa entità

• Chiave: identificatore unico per ogni entità. Una soltanto deve essere scelta come chiave

primaria

Il campo ed il record

Una serie di informazioni attinenti alla stessa entità costituiscono la cellula elementare della

conoscenza, la “scheda” cioè il record

Il record è a sua volta suddiviso in informazioni tra loro omogenee che prendono il nome di campi

Tipologie di database

Gerarchici

Sono efficaci per descrivere realtà logicamente ordinate. Rispecchia un ordinamento della realtà di

tipo aristotelico, basato su categorie o scatole cinesi.

È il sistema più vecchio di database e per questo è utilizzato in moltissime banche dati.

Questo database si basa su una struttura ad albero in cui ogni

livello contiene tutti i livelli precedenti.

Non si ha la possibilità di legami orizzontali.

In questa tipologia di sistema i rapporti tra i livelli sono

sempre del tipo contenitore-contenuto e non ci sono

collegamenti orizzontali tra elementi in contenitori diversi

Reticolare La struttura è di base gerarchica, quindi simile al modello

precedente

In questo modello si ha anche la possibilità di avere

collegamenti in orizzontale

Possono crearsi eccessive relazioni tra gli elementi

Relazionale

Questo tipo di database ha 3 proprietà:

1. Tutti i dati devono essere rappresentati in forma tabellare e non secondo un modello

gerarchico o a rete

2. Non possono esistere righe duplicate. In questo modo ogni riga sarà univoca.

3. Le righe possono essere riorganizzate senza cambiare il significato della relazione

Grazie a questi database che sfruttano la possibilità di relazionare dati provenienti da tabelle

differenti, l’utente è in grado di richiedere complicate domande (queries)

La possibilità di stabilire delle relazioni tra le tabelle dipende dalla presenza di un campo comune

che deve esistere in entrambe le tabelle da relazione (è la funzione join)

Attraverso una struttura relazionale è possibile

considerare lo stesso oggetto contemporaneamente

sotto punti di vista diversi, cronologico, tipologico,

normativo ecc.

Con una struttura gerarchica invece è possibile solo

un tipo di interdipendenza tra gli oggetti.

La struttura relazionale, a differenza di quella

gerarchica, è molto aperta a evoluzioni

Le relazioni tra tabelle possono essere essenzialmente di tre tipologie:

1. One to one (uno ad uno): esiste soltanto una sola corrispondenza tra l’elemento iniziale e

quello di arrivo

2. One to many (uno a molti): ad un elemento iniziale corrispondono più elementi in quello di

arrivo, mentre viceversa a più elementi di arrivo corrisponde uno ed uno solo elemento

inziale

3. Many to many (molti a molti): più elementi di partenza e di arrive si corrispondono in

entrambe le direzioni

Riguardare questo PowerPoint fino alla fine dalla slide 45 in poi

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PowerPoint successivo---------------------------------------------------------------

SELEZIONE E ANALISI DEI DATI

Visualizzazione, analisi dati

Visualizzazione feature

• Tramite colore univoco

• Tramite colorazioni diverse per diverso contenuto del campo

Slides diverse visualizzazioni features (con screen schermate schermo)

Proprietà delle feature

tutte le operazioni delle features si basano sulle proprietà geometriche degli elementi

• Selezione sulle feature (query)

• Range di scala (limiti)

• Inserimento di etichette

Analisi spaziale

Ci possono essere diverse tipologie di relazioni tra le feature:

• Prissimità/adiacenza

• Contenimento

• Sovrapposizione

Tutte queste operazioni si basano sulle proprietà geometriche degli elementi

Il rispetto delle regole topologiche in analisi spaziale è fondamentale. In base al tipo di operazione

che si svolgerà si parlerà di:

• Selezione in base alle relazioni reciproche tra feature (strati informativi)

• Overlay topologico- sovrapposizione di mappe con generazione di nuova mappa

Analisi vettoriale

Selezione di mappe al fine di unirne le tabelle ovvero la funzione di join

Overlay topologico

Opera nel seguente modo:

vengono creati dei nodi successivamente viene costruita una nuova topologia e poi vengono

esplicate le relazioni spaziali tra le features. Successivamente le linee vengono spezzate sui bordi

dei poligoni e prendono l’attributo del poligono sovrapposto.

Funzioni del programma

• Dissolve: rimuove i limiti tra i poligoni e/o nodi tra gli archi. Si applica a features che

abbiano campi con il medesimo attributo

• Union: crea un nuovo tema dalla sovrapposizione di due mappe di poligoni. I poligoni

dell’input feature sono spezzati alla loro intersezione con i poligoni dell’altra mappa

• Clip: produce una nuova mappa dell’overlay

• Intersect: calcola l’area di intersezione tra due temi

• Identity: definisce tutti i poligoni anche quelli intersecati chiamandoli con nomi comuni

• Update: le informazioni vengono aggiornate automaticamente

• Erase: cancella le info di sovrapposizione tra i due temi

• Merge: creazione di una nuova mappa da due oggetti

• Buffering: viene creata una nuova feature, la cui forma dipende dalla geometria della

mappa di input. Da un tema di punti se ne genera uno di poligoni. Da un tema lineare se ne

genera uno di poligoni

Modello Raster

Analisi dei modelli Raster

Le possibilità di analisi sono legate alla struttura stessa del modello dati raster e/o all’uso della sua

topologia “intrinseca”

Possono essere svolte sui modelli Raster:

1. Operazioni sul singolo pixel, funzioni locali

agisce singolarmente su ogni pixel (cella) indipendentemente dalle altre

2. Ope