Modulo introduttivo: i Sistemi Informativi Geografici (GIS)

Gaia Gullotta 14-15 Maggio 2014, Castrignano dei Greci – Laboratori dal Basso (LdB)

Modulo introduttivo: i Sistemi Informativi Geografici

• Cos’è un GIS ed il suo potenziale applicativo • Modelli di rappresentazione e relazioni spaziali • Coordinate e sistemi di proiezione • Tabelle attributi e loro gestione • Principali strumenti operativi e di analisi • Simbologia cartografica e layout di stampa • Introduzione al telerilevamento • Standard OGC • Risorse sul web ed esercizi di fotointerpretazione

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Cosa significa GIS

SI (Sistema Informativo) = strumento per generare informazioni a partire da banche dati attraverso strutture relazionali

GIS (Sistema Informativo Geografico) per descrivere e generare informazioni sul territorio, analizzando le relazioni

spaziali tra oggetti ed eventi

+ GEO

Geographical Information System (GIS)

Database geografico

3 componenti: 1) Spaziale (posizione x,y,z) 2) Semantica(attributi)

3) Relazionale (relazioni)

rispetto ai db tradizionali, è contenuta la geometria degli oggetti e non più solo gli attributi.

Il GIS integra le comuni operazioni di un db (interrogazioni ed analisi statistiche) con la visualizzazione e l’analisi geografica offerte delle mappe.

Componenti di un GIS

Singolo PC o sistema di client e server

Strumenti ed estensioni atte ad immagazzinare, visualizzare ed analizzare geodati

Dati spaziali e tematici da elaborare o già elaborati

Le metodologie diverse per obiettivi diversi PERSONALE UTENTI

Cosa significa GIS

“Un Sistema Informativo Geografico

è un insieme complesso di componenti

hardware, software, umane ed intellettive

per permettere l’acquisizione,

l’immagazzinamento, il processamento,

l’analisi, la visualizzazione e la restituzione

di informazioni derivanti da dati

geografici.”

SIT (Sistema Informativo Territoriale) e GIS

Cosa significa GIS

Con “GIS” si può intendere: A) un tipo di sistema informativo B) un software C) un approccio analitico di tipo spaziale

Cosa significa GIS

B) un software:

Sul mercato sono disponibili numerosi software GIS. I più diffusi sono: ArcGIS della Esri, Geomedia della Intergraph, MapInfo, ecc

Hanno limiti a livello di analisi e quantità di dati gestita.

Esistono anche molti prodotti Open-source (programma completamente gratuito). I più utilizzati sono: QGIS, Grass, DivaGIS.

Elevate prestazioni, ma elevati costi

Cosa significa GIS

C) un approccio analitico di tipo spaziale:

La distribuzione spaziale costituisce una delle caratteristiche fondamentali e più rappresentative di un fenomeno, che può essere sia naturale che socio-economico.

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Nascita e sviluppo del GIS

1963 – Nasce con Roger Tomlinson il CGIS per la gestione del territorio canadese: è il primo sistema GIS nazionale.

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60’

‘60 – CIA realizza una banca dati mondiale, comprendente confini politici, linee di costa, fiumi ecc; US Census Bureau crea un metodo per geolocalizzare tramite gli indirizzi i dati del prossimo censimento.

1967 - Land Use and Natural resource Inventory System (LUNR), New York. 1969 - Minnesota Land Management System (MLMIS), Minnesota.

Nascita e sviluppo del GIS

1971 – “Highway Inventory Information System for the state of New York” (Roger Tweedie). A

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70’

1973 - Maryland sviluppa progetti GIS a livello statale sotto il MAGI ( Maryland Automated Geographic Information); USGS ( United States Geological Survey) comincia a sviluppare un grande database per le risorse terrestri.

1974 – La prima conferenza internazionale sulla cartografia computerizzata (“AUTOCARTO”, Reston – Virginia).

1978 – Viene fondata ERDAS e la ERSI sviluppa il primo software GIS (Arc/Info).

Nascita e sviluppo del GIS

1982 – ARC/INFO è in vendita al pubblico, ma eseguibile solo su mainframe; il CERL (Construction Engineering Research Laboratory), per installazioni militari e gestione territoriale, sviluppa GIS GRASS (Geographic Resources Analysis Support System).

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80’

1986 – ARC/INFO è disponibile anche per personal computer.

1987 - International Journal of Geographical Information Systems pubblicato per la prima volta.

Nascita e sviluppo del GIS

1992 – Primi software con un’ interfaccia grafica che ne semplifica molto l’utilizzo. Il Libano, nello stesso anno, progetta con il GIS la nuova rete elettrica del Paese.

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90’ oggi

1993 – Nasce Xerox Parc Map Viewer: tra i primi web mapping.

1994 – Viene fondata EUROGI (European Umbrella Organisation for Geographic Information); nasce l’ Open GIS Consortium per la diffusione e standardizzazione delle informazioni GIS.

1995 - oggi – I software GIS open source o meno si moltiplicano. Migliorano la grafica e le prestazioni, aumentano i tools e le soluzioni WEB.

Nascita e sviluppo del GIS

Contributo di diverse discipline:

GIS

geografia

cartografia

fotogrammetria

geodesia statistica

ingegneria

informatica

rilevamento

Potenziale applicativo

Il grande potenziale applicativo del GIS risiede nella sua struttura funzionale:

- possibilità di sovrapposizione topologica

- possibilità di fare interrogazioni (Query)

- possibilità di analisi geostatistiche e interpolazione

Potenziale applicativo

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con un GIS si è in grado di visualizzare e sovrapporre diverse carte tematiche di una determinata zona, mantenendo una corrispondenza delle coordinate geografiche, della scala e quindi delle distanze.

Sovrapposizione topologica:

Potenziale applicativo

Ogni punto di un livello (layer) coincide con il suo corrispondente su un altro o altri livelli.

Il livello base di tale struttura è il sistema di riferimento adottato sul quale tutte le mappe sono georeferenziate

Potenziale applicativo

Addizione o sottrazione di due o più layer per ottenere un nuovo livello informativo

Map Algebra

Un GIS è un sistema dinamico per la possibilità di separare le informazioni su livelli diversi e combinarle con le informazioni di altri livelli.

Tipologia di layer

Fotografia aerea

Fotografia satellitare

Quickbird PAN 05-2005

Immagine riclassificata

Mappe

Tipologia di layer

Scanner Digitizing table

Prima …..

Prima dell’avvento dei GIS si facevano lo stesso sovrapposizioni manualmente di livelli informativi con l’ausilio di lucidi

Dispendio maggiore di tempo, energie e risorse. Le analisi dei dati ottenuti dalle sovrapposizioni risultavano più macchinose e limitate

Potenziale applicativo

Concretamente il GIS serve a:

integrare le informazioni

risolvere problemi più o meno complessi

visualizzare scenari

validare e sviluppare ipotesi

Potenziale applicativo

Pianificazione territoriale

Gestione reti tecnologiche

Monitoraggio ambientale

Studi impatto ambientale

Studio traffico e trasporti

Gestione Catasto

Recupero ambientale

Conservazione Beni Culturali/turismo

Potenziale applicativo

Emergenze e Protezione Civile

Difesa e sicurezza nazionale

Servizi localizzazione

Analisi socio-economiche

Ecc. …

Geomarketing Cartografia tematica

Pianificazione reti distributive

Potenziale applicativo

3 grandi categorie di applicazioni

1) INVENTARIO: GIS come banche di dati georeferenziati

2) ANALISI: GIS come strumento per elaborazione dati e produzione cartografica

3) GESTIONE: GIS come strumento di supporto a questioni politiche e manageriali

Differenze tra GIS ed altri SI

DBMS GPS CAD

Manca la capacità di analisi e visualizzazione propria dei GIS

Manca la capacità di analisi e di gestione di grosse moli di dati proprie dei GIS

Immagazzinare qualsiasi tipo di dati anche geografici

Creare disegni per oggetti ed edifici. Alcuni sistemi CAD sono in grado di lavorare con mappe

Le tec. di rilevamento richiedono costi elevati in termini di tempo, risorse, personale specializzato

Elevata qualità dei dati, utilissimi al mondo GIS

Bib

liog

rafia

ACCORDI B., LUPIA PALMIERI E., PAROTTO M., 1993-Il globo terrestre e la sua evoluzione.

Zanichelli, Bologna.

BARBONI R., 2001-fondamenti di aerospaziale, volume I, ESAGRAFICA, Roma.

CASTIGLIONI G.B., 2000 - Geomorfologia, Utet, Torino.

FUSCO L., LORET E., MINCHELLA A., ANTUNES J. - Il progetto Bacchus, un’applicazione di

tecniche avanzate per il rilevamento e la gestione di superfici vitate. ESA-Esrin & Università di Tor

Vergata.

GULLOTTA G. "Applicazione di tecniche di analisi del paesaggio per il settore settentrionale del

Vulcano Laziale" - Degree thesis, University of Rome Sapienza, 2010

ISPRA, 2008 - Indicatori di Biodiversità per la sostenibilità in agricoltura/linee guida, strumenti e

metodi per la valutazione della qualità degli agroecosistemi.

ISPRA - SINAnet, 2005 - La realizzazione in Italia del Progetto europeo Corine Land Cover 2000.

LORET E., PESOLILLO S. & PECCI A. - Analisi ed integrazione di dati bioclimatici nel WebGIS

Divino. ESA-Esrin, ISAC/CNR, Università di Tor Vergata – Dip. di ING.CIV.

MIGANI M. & SALERNO G., 2009 - Manuale ArcGIS. D. Flaccovio Editore.

Siti internet:

www.esa.int

www.isprambiente.it

http://www.opengeospatial.org/

http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?TopicName=welcome