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Geomarketing GIS – Geographical Information System

Un GIS è un sistema informativo computerizzato che permette l'acquisizione, la registrazione, l'analisi, la visualizzazione e la restituzione di informazioni derivanti da dati geografici. I GIS hanno ripreso la nozione di carta, integrandone alcuni concetti fondamentali. Tuttavia, il modo in cui i GIS gestiscono e analizzano i dati è molto diverso da quello delle carte, nonostante il fatto che molti dei dati derivino da queste ultime.

Struttura dei dati nei GIS

Il modo in cui nei GIS i dati sono strutturati può essere ricondotto al modello tradizionale della carta - gli strati o layers. Ogni layer, chiamato anche coverage, contiene dati specifici diversi suddivisi per:

• Temi: strade, vegetazione, suoli, ecc.
• Periodi temporali: 1970, 1980, 1990
• Livelli: piano terra, primo piano, ecc.

Dati geografici

I dati geografici includono:

• La componente spaziale: riguarda la localizzazione, la forma e le relazioni tra gli elementi geografici
• La componente descrittiva o attributo: riguardano le caratteristiche degli elementi geografici

Modelli concettuali dell'informazione geografica

• Continui, basati sul campo – FIELDS: l'informazione si riferisce a variabili continue non riferibili ad ambiti territoriali ben precisi: altitudine, precipitazioni, temperature, copertura vegetale, percentuale di inquinante dell'aria, ecc.
• Discreti, basati sull'oggetto – OBJECTS: l'informazione è riferita a variabili discrete che interessano oggetti con confini ben definiti, si adatta a quei fenomeni ben circoscrivibili: tutte le regioni identificate dall'uomo (amministrative, circoscrizioni elettorali, ASL, aree prefissi, terreni, edifici, …) ma anche alcune naturali (fiumi, laghi, isole, …)
• Reti, a rete – NETWORKS: l'informazione anche qui è orientata all'oggetto e tratta fenomeni connessi a variabili discrete, ma osserva tali variabili dal punto di vista della connettività e delle relazioni (traffico viario, ferroviario, energia elettrica, gas)

Fields

È un modello concettuale della variazione geografica nello spazio-tempo. Ad ogni punto dato corrisponde un valore singolo della variabile osservata:

• Temperatura
• Altitudine (DEM, DTM)

La variabile può essere misurata su una scala:

• Temperatura - gradi Celsius
• Altitudine – metri sul livello del mare

Informazione geografica

La variabile field può essere pensata come funzione di queste dimensioni:

• z(x) è il valore definito dal vettore x, che avrà tante componenti quante sono quelle dello schema spazio-temporale disponibile

Un vettore field ha un vettore di valori (direzione e grandezza, ecc.) ad ogni punto dato:

• Superficie: aspetto e pendenza
• Vento: direzione e forza
• Flussi: direzione e velocità

È possibile pensare alle informazioni geografiche esclusivamente in termini di fields? Singoli valori per un punto sulla superficie terrestre…

• Land elevation
• Densità di popolazione
• Tipo di copertura vegetale
• Tipo di suolo
• Geologia
• Profondità delle acque
• pH del suolo
• Precipitazioni

Limitazioni nella rappresentazione delle variabili campo

In generale, però, è impossibile raggiungere una perfetta rappresentazione delle variabili campo a causa della complessità e dell'enorme quantità di informazioni. Poiché la rappresentazione delle variabili campo è per forza approssimata:

• Lo spazio disponibile su un PC è limitato
• Catturano solo gli aspetti più evidenti delle variazioni (rilevazione campionaria, interpolazione)
• Il dettaglio o gli elementi ad alta risoluzione non possono essere catturati
• Causano incertezza nella rappresentazione

Modelli di dati geografici

I due tipi di dati – field-based e object-based – sono implementati in due modelli di dati geografici:

• Raster – immagazzina lo spazio “attorno” agli oggetti (features)
• È fatto di pixels (picture elements) in un'immagine o celle in una griglia
• È più adatto a rappresentare dati continui, field-based
• Vector – immagazzina gli oggetti nello spazio
• Gli oggetti sono rappresentati da punti, linee e poligoni
• È più adatto a rappresentare dati object-based

NB. I modelli di dati possono essere usati indifferentemente per dati field-based o object-based data. Entrambi sono una discretizzazione degli elementi – features (celle nella griglia o oggetti vettoriali). Elementi continui sono rappresentati in maniera discreta.

Georeferenziazione

Georeferenziare: assegnare una localizzazione ad una unità di informazione. È essenziale nei GIS, in cui tutte le informazioni devono essere relazionate alla superficie terrestre. Il metodo di georeferenziazione deve essere:

• Unico: relazione tra l’informazione e l’esatta localizzazione
• Condiviso: utenti diversi comprendono il significato della georeferenziazione
• Persistente nel tempo: la georeferenziazione fatta oggi avrà significato anche domani

Alcune georeferenziazioni sono metriche cioè definiscono la localizzazione per mezzo di misure di distanza da punti fissi, ad esempio la distanza dall’Equatore e dal meridiano di Greenwich. Altre sono basate su un ordine, ad esempio gli indirizzi stradali ordinano le case lungo le strade. Altri ancora sono solo nominali, ad esempio i toponimi non prevedono ordinamenti o misure.

Georeferenziazione metrica

È essenziale per la costruzione di mappe e la rappresentazione cartografica nei GIS, fornisce le potenzialità per una perfetta transcalarità, permette la misurazione di distanze fra i diversi punti. Sistemi di georeferenziazione:

• Toponimi: è la prima forma di georeferenziazione ed anche la più usata ogni giorno; molti toponimi sono universalmente riconosciuti mentre altri li possono comprendere solo i locali. I toponimi funzionano a scale differenti dai continenti ai piccoli villaggi e cambiano nel corso del tempo.
• Indirizzi postali (numeri civici): ogni residenza o ufficio è una possibile destinazione di una lettera. Residenze ed uffici sono allineati lungo le strade e numerati. Le strade hanno nomi, unici all’interno di un centro abitato e i centri abitati hanno nomi, unici entro una regione. Se è vero tutto ciò, l’indirizzo è un valido strumento di georeferenziazione.

Dove non è possibile utilizzare l’indirizzo postale:

• In alcune aree rurali
• Per la localizzazione di oggetti non antropici (laghi, monti, ecc.)
• Nel caso di numerazione civica non sequenziale (Venezia, le città giapponesi)

Sistemi di riferimento lineare (Linear Referencing)

È un sistema di georeferenziazione su una rete di strade, ferrovie o fiumi ecc. È simile alla georeferenziazione per indirizzi, ma si basa su misure di distanza oggettiva e non sulla posizione ipotetica del numero civico. Combina il nome della strada con la distanza da un punto fisso (l’inizio della strada o un’intersezione). Gli utenti del linear referencing possono essere gestori di traffico e trasporti, polizia, ecc. I problemi riguardanti questo tipo di sistema sono:

• Localizzazione in aree rurali molto distanti da intersezioni o altri punti zero
• Coppie di strade che si intersecano più volte
• Misurazioni spesso non accurate (es. contachilometri delle auto)

Latitudine e longitudine

È il metodo più completo e potente di georeferenziazione; esso permette diverse risoluzioni (transcalarità), permette il calcolo di distanze tra punti ed è adatto per numerosi tipi di analisi spaziale. Utilizza un sistema di riferimento ben definito basato sul reticolo di coordinate geografiche della Terra. Latitudine: è la distanza angolare, in gradi, minuti e secondi, di un punto a nord o sud dell’Equatore. Le linee di latitudine sono definite paralleli. Longitudine: è