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Dott. Nicola Gilio

GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM PER L’ANALISI AMBIENTALE

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• Un sistema informatizzato in grado di immagazzinare dati descrittivi della

superficie terrestre

• 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

Definizioni di G.I.S.(Geographical Information System)

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

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Dati geografico-spaziali, tipologie principali:

Cartografia tradizionale e numericaCartografia tradizionale e numerica

Foto aereeFoto aeree

Ortofotocarte e Ortofoto digitaliOrtofotocarte e Ortofoto digitali

Immagini da satelliteImmagini da satellite

Rilievi GPS , rilievi topograficiRilievi GPS , rilievi topografici
















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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

Struttura dei dati geografico-spaziali

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Gli elementi geografici sono riconducibile alle seguenti entità geometricheprincipali:

• Punti: elementi geografici troppo piccoli per poter essere rappresentati nellaloro estensione ad una determinata scala. Viene acquisito attraverso i valoridelle sue coordinate

• Archi: insieme di punti che definiscono elementi con prevalente sviluppolineare (es. strada, corso d’acqua). Viene acquisito come insieme di punti: unarco è composto da un punto iniziale e finale (nodi) e da una serie di puntiintermedi (vertici)

• Poligoni: entità individuate da linee chiuse che definiscono elementi areali (esun appezzamento, un nucleo urbano, una particella catastale). Superficiedelimitata da arco chiuso al quale viene assegnato un identificativo

Dati vettoriali

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Intersezione delle linee

Conservazione della direzione

(verso della digitalizzazione)

Adiacenza tra i poligoni

Inclusione di un poligono in un altro

TopologiaInsieme delle relazioni spaziali

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Gli elementi geografici sono rappresentati mediante una matrice (grigliaregolare 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

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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

Georeferenziazione immagini Raster

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Nicola Gilio ©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

Confronto fra dati vettoriali e raster

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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 “uno a uno” , “uno a molti”, “molti a uno”.

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”)

Dati descrittivi (attributi)

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Sistemi completi per la creazione di banche dati relative al territorio

Funzioni fondamentali svolte da un GIS

Restituzione elaborati finali

Elaborazione dati

Acquisizione dei dati

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• 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

• Digitalizzazione tramite tavolo magnetico (tavoletta grafica): avviene

utilizzando i tavoli digitalizzatori o digitizer

Acquisizione dei dati

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Tipiche del dato vettoriale

• Sovrapposizione tematica (Overlay topologico) 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

• Analisi 3d (creazione dem, analisi pendenze, esposizione, visibilità, illuminazione)

• Interpolazione punti, creazione aree

Elaborazione dei dati

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Carta di sintesi

Il processo di sovrapposizione tematica

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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)

Creazione di buffer intorno ad elementi geografici

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Interrogazione e visualizzazione dei contenuti delle banche dati descrittive

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Dal DTM vengono derivati tematismi quali:

• Pendenze

• Esposizioni

• Illuminazione

• Visibilità

DTM: modelli che simulano l’orografia del terreno, determinati in base allo

sviluppo di modelli di calcolo su aree elementari quali celle o triangoli.

• Curve di livello

• DTM formato GRID

• DTM formato TIN – Triangulated Irregular Network

Modello digitale del terreno DTM ed analisi 3D

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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.

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