Pianificazione Territoriale (AA 2012-2013)

Corso di Laurea in Ingegneria Edile-Architettura
Pianificazione Territoriale (AA 2012-2013)
Prof. Paolo La Greca
Sistemi Informativi 1
Geografici per la
Pianificazione Territoriale
Daniele La Rosa
•I Sistemi Informativi Geografici
•Funzionamento
•Formati utilizzati
•Intro a QGIS
Sistemi Informativi Geografici per la Pianificazione
Territoriale
contenuti
1
2
•Introduzione e formati
•Introduzione a Quantum Gis (1)
•Georeferenziazione
3
•Calcolo parametri urbanistici
4
•Da confermare
I Sistemi Informativi Geografici (GIS) (1)
Tutti i dati che descrivono una qualche caratteristica della
terra sono dati geografici;
non soltanto quindi dati scientifici ma anche demografici,
economici, immagini, …
I GIS costituiscono una tipologia di software in grado
di combinare per ogni oggetto (entità) trattato dati
geografici georeferenziati con dati alfanumerici
AREA
0,338
4,901
64,797
9,182
0,907
36,691
3,490
23,654
0,903
9,050
2,907
106,039
26,724
100,328
106,611
28,222
8,739
PERIMETER YR94_
2,587
14,010
56,870
14,281
6,132
79,545
8,074
26,242
4,086
17,116
7,737
58,724
28,515
47,731
49,184
47,642
26,534
YR94_ID
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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14
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17
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
ABBREVNAME
Luxembourg
Switzerland
France
Korea Rep
Cyprus
Japan
Bhutan
W Sahara
Qatar
Untd Arab Em
Taiwan
Mali
Oman
Niger
Chad
Vietnam
Cuba
I Sistemi Informativi Geografici (GIS) (2)
La geografia riguarda . . .
I Sistemi Informativi Geografici (GIS) (3)
Misurare ed integrare le parti...
parti
Fattori sociali
Biodiversità
Reti Tecnologiche
Ambiente e territorio
Analisi e valutazioni
ambientali
…significa vedere l’insieme….
…e prendere migliori decisioni.
I Sistemi Informativi Geografici (GIS) (4)
Un paio di definizioni complete:
“sistema per l’acquisizione, la memorizzazione, il controllo,
l’elaborazione e la rappresentazione di dati che sono
spazialmente riferiti alla superficie terrestre”
(UK Department of Environment, 1987)
“a collection of computer hardware, software, and
geographic data for capturing, managing, analyzing, and
displaying all forms of geographically referenced
information” (Esri, 2006)
Una definizione meno ufficiale, ma più concreta e
immediata:
“software per l’elaborazione di dati territoriali georiferiti”
I Sistemi Informativi Geografici (GIS) (5)
La relazione dato
geografico - attributo
Entità territoriale:
insediamento produttivo
Informazione associata:
•Georeferenziazione
topografica
•Tipologia
•Indirizzo
•Superficie
•Immagine
CAD vs. GIS
A differenza dei software CAD i GIS possiedono la
caratteristica di legare insieme informazioni
geografiche (componente geografica) ed
alfanumeriche (componente descrittiva) e di poter
effettuare operazioni di vario tipo
contemporaneamente su entrambe.
Molto brutalmente e sinteticamente:
CAD: strumenti informatici per rappresentare
geometricamente la realtà (informazione vettoriale)
GIS: strumenti informatici per analizzare ed
interpretare la realtà (informazione vettoriale e
informazione alfanumerica)
Il GIS come strumento di produzione
cartografica…
•
•
•
•
Spostarsi sulla mappa (pan/zoom) ed interrogarla (query)
Tematizzare i layer (simbologie e rappresentazioni grafiche)
Mostrare più strati informativi insieme
Turn on/off delle informazioni
… ma anche e soprattutto come
strumento di analisi/modellazione
•
•
•
Analisi territoriali (valutazioni ambientali, zonazioni, …)
Gestione delle informazioni territoriali (gestione catasto,
PRG)
Modellistica ambientale (inquinamento atmosferico,
rumore, creazione di superfici, …)
Operazioni effettuabili con i GIS (1)
Interrogazione delle banche dati collegate per
reperire informazioni (query: qual è la popolazione di
una città o nazione, quali i comuni di una regione con
pop < 10000 ab)
Operazioni di carattere geometrico semplice (qual è la
distanza tra due città)
Interrogazioni basate su relazioni geografiche
avanzate (quanti edifici all’interno di una fascia di
rispetto fluviale)
Modifica degli oggetti geometrici (unione,
intersezione, taglio, …)
Operazioni avanzate di geostatistica, interpolazione,…
Operazioni effettuabili con i GIS (2)
• Acquisizione dei Dati
- Digitalizzazione, Conversione dati, Attributi
•Gestione dei Dati
- Efficienza, Non ridondanza
• Manipolazione ed Analisi
- Gestione delle Proiezioni geografiche
- Buffers and Overlays
- Query e Selezioni
• Modifica dei Dati
-Editing degli elementi geografici e degli attributi
• Restituzione grafica e Output
- Design Cartografico, Plotting, Report
Operazioni effettuabili con i GIS (3)
Gestione
Osservazione
Misuro le
ricadute degli
interventi
Raccolgo i dati
geografici
Interpretazione
Modifico il
dato (creo
informazio
ne)
Eseguo gli
interventi
Decisione
Pianificazione
Progetto le
fasi di analisi
Analisi
Eseguo le analisi;
raccolgo i risultati
Scelgo gli
interventi
Modellizzazione
Simulazione
(produzione di scenari)
Operazioni effettuabili con i GIS (4)
Un esempio: classificazione del rischio sismico
Osservazione
Ricerca fonti cartografiche e info tematiche;
effettuazione dei rilievi per nuovi dati
Interpretazione
Modifica/adattamento dei dati per le finalità
di classificazione
Analisi
Progettazione del modello di classificazione
Modellizzazione
Preparazione dei dati ed esecuzione del
modello; Lettura output modello (zone ad
elevato rischio)
Pianificazione
Ipotesi di pianificazione del territorio
Decisione
Adozione delle ipotesi in strumenti urbanistici o
in piani di settore
Gestione
Monitoraggio continuo, aggiornamento dei
dati
Operazioni effettuabili con i GIS (5)
Applicazioni GIS
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Individuazione di siti
Analisi di mercato
Analisi demografiche
Territory Allocation
Customer Mapping
Reti tecnologiche
Pianificazione urbana
Valutazione ambientale
Percorsi ottimali
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Costruzione DEM
Modelli di inquinamento
Modelli di propag. rumore
Modellistica idrologica
Individuazione clienti
Reti di vendita
Previsioni di vendita
Restituzione cartografica
Rendering 3D
Componenti di un sistema GIS
Hardware
• Computers
• Networks
• Periferiche grafiche
Software
• GIS Software
• Database Software
Dati
•
•
•
•
•
Dati Vettoriali
Dati Raster
Immagini
Dati di Attributo
Mappe cartacee
Persone
• Amministratori
• Managers
• Tecnici GIS
• Esperti applicativi
• Utilizzatori
• Fruitori
Regole
• Linee guida
• Specifiche
• Standard
• Procedure
Le tipologie di dati utilizzabili
Diversi
Diversi fonti
fontidi
didati
dati
Carte
Carte
Immagini
Immagini
Dati
DatiDigitali
Digitali
Output finali
Mappe
Mappe
Diversi
Diversi formati
formati di
didati
dati
GPS
GPS
DATABASE
DATABASE
GEOGRAFICO
GEOGRAFICO
Grafici
Grafici
Dati
DatiTestuali
Testuali Tabelle
Tabelle
Output finali
Appl.
Appl.
dedicate
dedicate
Mappe producibili
Mappe producibili
Mappe producibili
http://www.esri.com/mapmuseum/index.html
Mappe producibili
http://www.esri.com/mapmuseum/index.html
Mappe producibili
Mappe producibili
Formati specifici di un GIS (1)
Vettoriale (componente geografica)
le caratteristiche geometriche di un determinato oggetto
sono registrate come una successione di coordinate
(x,y) dei punti che le formano. Esempi: coperture
arc/info (eoo), coverage, shp, cad.
Formati specifici di un GIS (2)
Raster (componente geografica)
le caratteristiche geometriche di un determinato
oggetto sono rappresentate in una griglia (formati
grid) o come una insieme di pixel (formati image).
Sono memorizzate le coordinate di ogni cella o pixel.
Esempi (grid, tiff, jpeg)
grid
Formati specifici di un GIS (2)
Raster (componente geografica)
le caratteristiche geometriche di un determinato
oggetto sono rappresentate in una griglia (formati
grid) o come una insieme di pixel (formati image).
Sono memorizzate le coordinate di ogni cella o pixel.
Esempi (grid, tiff, jpeg)
tiff
Formati specifici di un GIS (2)
Raster (componente geografica)
le caratteristiche geometriche di un determinato
oggetto sono rappresentate in una griglia (formati
grid) o come una insieme di pixel (formati image).
Sono memorizzate le coordinate di ogni cella o pixel.
Esempi (grid, tiff, jpeg)
jpeg
Formati specifici di un GIS (3)
Tabular Data (alfanumerici) (componente descrittiva o
attributi)
Ad ogni entità geografica viene associata delle informazioni
che lo specificano (attributi).
Questi attributi (ad es. nome della nazione, popolazione,
densità della nazione, portata di un fiume, …) sono
organizzati in tabelle dove ad ogni record corrisponde
AREA
PERIMETER YR94_
YR94_ID
ABBREVNAME
un’entità geografica.
0,338
2,587
1
2 Luxembourg
Tipologie: Dbf, dati da
altri db (access, oracle,
…), txt delimitato.
4,901
64,797
9,182
0,907
36,691
3,490
23,654
0,903
9,050
2,907
106,039
26,724
100,328
106,611
28,222
8,739
14,010
56,870
14,281
6,132
79,545
8,074
26,242
4,086
17,116
7,737
58,724
28,515
47,731
49,184
47,642
26,534
2
3
4
5
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16
17
18
Switzerland
France
Korea Rep
Cyprus
Japan
Bhutan
W Sahara
Qatar
Untd Arab Em
Taiwan
Mali
Oman
Niger
Chad
Vietnam
Cuba
Formati specifici di un GIS (4)
Esempi di componenti geografiche
Elementi poligonali (confini amministrativi, aree
urbanizzate, aree agricole, laghi, bacini, …)
Elementi lineari o curvilinei (strade, fiumi, argini, curve
di livello, …)
Elementi puntuali (città, aeroporti, pozzi, sorgenti, …)
ov
er l
ay
Formati specifici di un GIS (5)
Tipologie di componenti descrittive o attributi
Stringa (nomi, attributi particolari)
Numerico (area, portata, BOD, popolazione, …)
Enumerato (codice identificativo)
AREA
0,338
4,901
64,797
9,182
0,907
36,691
3,490
23,654
0,903
9,050
2,907
106,039
26,724
100,328
106,611
28,222
8,739
PERIMETER YR94_
2,587
14,010
56,870
14,281
6,132
79,545
8,074
26,242
4,086
17,116
7,737
58,724
28,515
47,731
49,184
47,642
26,534
YR94_ID
1
2
3
4
5
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2
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6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
ABBREVNAME
Luxembourg
Switzerland
France
Korea Rep
Cyprus
Japan
Bhutan
W Sahara
Qatar
Untd Arab Em
Taiwan
Mali
Oman
Niger
Chad
Vietnam
Cuba
Caratteristiche dell’informazione usata dai GIS
1. Esiste un’esplicita relazione tra oggetti spaziali e relativi
attributi quali nomi, indirizzi, caratteristiche varie
(lunghezze, estensioni, portate di fiumi, pendenze). La
parte di informazione non grafica rappresenta la base
fondamentale per tutte le analisi ed elaborazioni
effettuabili con i GIS.
2. I dati geografici sono georeferenziati rispetto ad una
nota locazione della terra (secondo cioè un determinato
sistema di riferimento).
3. I dati geografici sono organizzati in strati o temi o
layer, uno per ogni caratteristica geografica che
interessa indagare. Ad es. strade, fiumi, laghi, uso del
suolo costituiscono differenti layer utilizzati più o meno
contemporaneamente all’interno di un medesimo
progetto.
Differenza SIT - GIS
Esiste una differenza tra le due denominazione spesso
(quasi sempre) confuse o usate come sinonimi?
Forse, ma la differenza non ha grande importanza ai
fini pratici; ad esempio:
GIS: tipologia di software
SIT: prodotti finali dei GIS, tipicamente nella
pianificazione ambientale, gestione risorse, etc…
GIS: ArcView, MapInfo, Grass, AutoCad Map, Idrisi, …
SIT: Sistemi Informativi per la gestione delle aree
agricole, per i Beni Culturali e Ambientali, per le
acque reflue, geologici, per la Protezione Civile, ….
Qualche link…
www.qgis.org
www.geoforus.it
(sezione download)
www.freegis-italia.org
www.gfoss.it
www.esriitalia.it
http://grass.itc.it
www.pcn.minambiente.it
www.spatialanalysisonline.com/
… e un paio di riferimenti
Software
Commerciali
Open Source
ArcGis (esri.com)
Qgis (qgis.org)
MapInfo (mapinfo.com)
Grass (Grass.itc.it)
Geomedia (intergraph.com)
gvSIG (gvsig.org )
Autocad Map (autodesk.com)
MapServer
(mapserver.com)
Quantum Gis (1)
Quantum Gis (1)
Perché Qgis?
•E’ open source (non scarichiamo niente di illegale,
non ci imbarchiamo in complicate installazioni di crack,
è leggero, funziona su tutti i SO)
•E’ didatticamente un’ottima introduzione ai GIS
•E’ facile ed intuitivo
•Leggi i principali formati di file
•E’ oggi molto diffuso e conosciuto
Non possiede tutte le funzioni analitiche dei software
commerciali
Quantum Gis (2)
Storia
Il progetto nasce nel 2002 come
data viewer sotto LINUX
Oggi arrivato alla release 1.7
Principali caratteristiche e funzioni
•Caricamento e visualizzazione di layer in
molti formati raster e vettoriali
•Creazione di mappe, query tabellari e
geografiche, principali operazioni di
geoprocessing
•Editing di file e georeferenziazione di file
raster /vettoriali
Un primo sguardo a QGis