Software gvSIG Desktop – lezione 2 Caricare, visualizzare e

Software gvSIG Desktop – lezione 2
Caricare, visualizzare e consultare dati raster
1) Informazioni sui dati raster
I principali dati raster supportati in gvSIG sono: img, tiff, jpg, ecw, mrsid.
In questa lezione descriveremo brevemente le funzionalità disponibili e le modalità di interazione di
gvSIG con i dati di tipo raster provenienti da diverse fonti (in locale o tramite servizi in remoto).
Citiamo qui solamente l’esistenza di toolbar aggiuntive per l’analisi dei dati di tipo raster, quali
SEXTANTE (integrato in gvSIG dalla nuova versione 1.10, o scaricabile al link
http://www.gvsig.org/web/projects/gvsig-desktop/devel/sextante/product/view?set_language=en,
per
le
versioni
precedenti)
e
Remote
Sensing
(scaricabile
da
http://www.gvsig.org/web/projects/gvsig-desktop/devel/remote-sensing). L’estensione SEXTANTE
di gvSIG permette analisi di base, operazioni matematiche e geostatistiche, image processing,
calcolo di indici di vegetazione, di classificazione e riclassificazione, di analisi di visibilità ed
esposizione.
Inoltre, in questa lezione accenneremo brevemente agli strumenti disponibili per la
georeferenziazione di una immagine raster, rimandando al documento citato in bibliografia per una
descrizione completa di tale processo.
2) Caricare dati raster
Per aggiungere dati raster ad una vista, occorre cliccare dal menù Vista sull’opzione “Aggiungi
layer” oppure sul relativo pulsante presente nella barra degli strumenti:
. Si aprirà una finestra
che consentirà di aggiungere i layer da caricare, in funzione della tipologia di dato. Selezionare
gvSIG Raster driver per visualizzare i dati raster presenti nella cartella e selezionare il layer di
interesse. Cliccare quindi su “Apri” per caricare il layer nella vista di gvSIG.
Figura 1 Passi per aggiungere un dato di tipo raster ad una vista di gvSIG
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Dopo aver caricato in gvSIG un dato raster residente sul proprio computer, il nome del layer
comparirà a sinistra della finestra nella “Table of Content” e l’immagine sarà visibile nella vista,
sovrapposto agli altri layer.
Cliccando con il tasto destro del mouse sul nome del layer si accede a tutte le funzionalità di
gestione (zoom, simbologia, ecc) e di descrizione delle proprietà. Inoltre, una specifica barra degli
strumenti diventa attiva per la gestione di tutte le funzionalità relative ad un layer di tipo raster.
Tutte le funzionalità disponibili sono descritte nel paragrafo 3.
Qui di seguito si riporta una breve descrizione delle tipologie di dato raster caricabile da fonti online e della relativa modalità di caricamento.
1.
da “WMS”
Un servizio WMS (Web Map Service) fornisce dati raster georeferenziati in vari formati (PNG,
GIF, JPEG, TIFF, SVG, ecc) tramite una connessione http su Internet.
Tale dato è caricabile in gvSIG tramite standard OGC (Open Geospatial Consortium).
Figura 2 Pagina di caricamento di un layer WMS.
Nell'elenco a discesa sono presenti i server WMS già utilizzati oppure è possibile aggiungere quello
desiderato. Scegliere “Connetti” per avviare la connessione al server.
Una volta stabilita la connessione, nella stessa finestra saranno riportati una breve descrizione del
servizio (se previsto dal server remoto), la versione WMS utilizzata dal server ed il pulsante
“Successivo” diventa attivo. Cliccando su quest’ultimo, si accede alla scheda informativa del
servizio. La scheda successiva, “layers”, permette di selezionare i/il layer che si vuole caricare,
scegliendoli tra quelli offerti nel servizio: cliccare sulla voce “aggiungi” per includere quelli di
interesse. Nella successiva scheda “Stili” è possibile scegliere, ove previsto dal server remoto, un
metodo di visualizzazione tra quelli proposti. La scheda “Dimensioni”, qualora previsto, permette
di scegliere le dimensioni del layer WMS: se i criteri scelti non sono compatibili con il layer
remoto, verrà restituito un messaggio di errore.
Nella scheda “formati” si sceglie il formato dell’immagine che sarà restituito, se con la trasparenza,
ed il sistema di riferimento di coordinate tra quelli proposti.
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Figura 3 Scelta del formato per la restituzione grafica del layer WMS, della eventuale trasparenza e del sistema
di coordinate.
Cliccare sul pulsante “Accetta” per visualizzare i/il layer nella vista di lavoro di gvSIG.
Una volta caricato il layer WMS, è possibile accedere di nuovo alle schede descritte, cliccando sul
layer nella ToC con il tasto destro del mouse e selezionando l'opzione “Proprietà WMS”.
Figura 4. Esempio di layer WMS caricato in una vista di gvSIG
2.
da “WCS”
Un servizio WCS (Web Coverage Service) è un servizio che fornisce dati in formato coverage
(coperture). Tale dato è caricabile in gvSIG tramite standard OGC (Open Geospatial Consortium),
utilizzando una connessione http su Internet.
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I dati in formato coverage sono dati raster propriamente detti a differenza dei dati forniti dal
servizio WMS, che restituisce immagini georeferenziate utilizzabili per la sola rappresentazione.
Dopo aver scelto “Aggiungi layer” nella vista di gvSIG, i server WCS già utilizzati sono presenti
nell'elenco a discesa; in alternativa è possibile digitare quello desiderato. Scegliere “Connettere”
per avviare la connessione al server.
Una volta stabilita la connessione, nella stessa finestra sarà riportata una breve descrizione del
servizio (se previsto dal server remoto) ed il pulsante “Successivo” diventa attivo. Cliccando su
quest’ultimo, si accede alla scheda informativa del servizio. Nella scheda successiva, “Copertura”,
selezionare il layer desiderato tra quelli offerti nel servizio. Nella successiva scheda “Formato” è
possibile scegliere, ove più possibilità sono previste dal server remoto, il formato dei dati, il metodo
di ricampionamento dell’immagine ed il sistema di coordinate. Selezionare, in ogni caso, le voci
scelte per il formato ed il Sistema di riferimento delle Coordinate (CRS).
Figura 5 Scheda per la scelta del formato del dato WCS, dell’eventuale metodo di interpolazione e del sistema di
coordinate
La successiva scheda “Parametri” permette di scegliere il numero di bande della coverage.
Cliccare sul pulsante “Accetta” per visualizzare il layer nella vista di lavoro di gvSIG.
Una volta caricato il layer WCS, è possibile accedere di nuovo alle schede descritte, cliccando sul
layer nella ToC con il tasto destro del mouse e selezionando l'opzione “Proprietà WCS”.
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Figura 6 Esempio di layer WCS caricato in una vista di gvSIG e proprietà del raster
3.
da “ArcIMS”
I servizi ArcIMS di ESRI utilizzano un protocollo non contemplato dalle specifiche OGC, ma
data la sua vasta diffusione e la quantità di servizi offerti, sono stati sviluppati protocolli per
integrare in gvSIG i dati pubblicati nel Web con questa tipologia di servizio. Un servizio ArcIMS
contiene, generalmente, più layer tra cui scegliere quelli di interesse.
Prima di caricare un layer da tale server, è necessario scegliere come sistema di coordinate della
vista il datum WGS84 in coordinate geografiche (codice 4326). Nell’elenco a discesa scegliere il
server ArcIMS desiderato o scegliere tra quelli presenti già utilizzati: l’elenco dei gruppi di layer
disponibili compare nel riquadro sottostante. Scegliere il gruppo di interesse e cliccare sul pulsante
“Successivo”: nella pagina “Informazione” compariranno i metadati del servizio ArcIMS, ossia
informazioni descrittive dell’origine dei dati e del servizio selezionato. Cliccando su “Successivo”,
nella finestra “Layers” comparirà la lista dei singoli layer disponibili per il servizio selezionato:
selezionare il nome del layer e scegliere “Aggiungi” per inserire il layer di interesse nella vista di
gvSIG. In questa finestra è possibile scegliere il formato dell’immagine che sarà restituito da JPG,
GIF, PNG8 o PNG24.
Dopo aver configurato i parametri, cliccare sul pulsante “Accetta” per caricare il/i layer ArcIMS
nella vista di gvSIG.
Una volta caricato il servizio ArcIMS, è possibile accedere alle schede descritte, cliccando sul layer
nella ToC con il tasto destro del mouse e selezionando l'opzione “Proprietà ArcIMS”.
4.
da “ECWp”
Per aggiungere un dato raster in formato ECW (Enhanced Compression Wavelet) ad una vista di
gvSIG, occorre cliccare dal menù Vista sull’opzione “Aggiungi layer” e selezionare “gvSIG Raster
driver”.
In “nome del file” digitare l’indirizzo del server in cui l’immagine è disponibile in formato ECW.
Terminato l'inserimento dei dati, cliccare su “Apri”, quindi selezionare il nome del layer nella
finestra successiva e scegliere “Accetta” e il dato sarà caricato nella vista di gvSIG.
3) Visualizzare i dati raster
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Dopo aver caricato un file raster in una vista di gvSIG, una nuova toolbar diventa attiva per la sua
gestione.
Il nome del raster attivo è visualizzato nella toolbar e le operazioni scelte saranno a questo
applicate; dalla lista a discesa è possibile selezionare uno degli eventuali altri layer di tipo raster
presenti nella ToC.
Il primo pulsante nella toolbar (evidenziato in giallo nella figura seguente) contiene le principali
operazioni attuabili su un file raster. In base al valore assunto da questo, il secondo pulsante
(evidenziato in blu nella figura seguente) mostra il dettaglio delle funzioni applicabili al raster.
Figura 7 Barra degli strumenti raster
Verranno di seguito brevemente descritte le funzionalità disponibili per ogni voce del menu
principale (in giallo).
Livello Raster
Cliccando sul triangolino bianco in basso a destra nel pulsante, compare il menu a tendina come
nella figura.
Figura 8 Menu e sub-menu del Livello Raster
Aree di interesse: questa funzione permette di delineare delle zone sul raster in formato punti, linee
e poligoni, salvando poi questi oggetti come shapefile.
Istogramma: con questa funzione si accede all’istogramma dei dati delle bande di cui è composta
l’immagine, scegliendo la scala normale, logaritmica o cumulativa ed è possibile esportare i dati in
una tabella.
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Figura 9 Funzione istogramma di un dato raster: le tre bande che lo compongono sono rappresentate con 3
colori diversi (è attiva la funzione RGB) nel grafico; a destra, è riportata la tabella con il numero di pixel
presenti nell’immagine per ogni valore 0-256 delle 3 bande.
Tabella dei colori: da questa funzione è possibile tematizzare il raster, cliccando su “Activate color
table”, quindi scegliendo una scala di colori tra quelle predefinite o creandone di proprie.
Accedendo al pannello “Gradiente” è possibile personalizzare ulteriormente la scala dei colori.
Figura 10 finestra per la tematizzazione del raster: a destra è possibile scegliere una paletta di colori predefinita
o crearne di nuove o caricarne da file; in alto viene mostrata un’anteprima e nella parte sinistra vi è il dettaglio,
personalizzabile, delle classi e dei colori.
Vista di Analisi: attivando questa funzione, una nuova finestra si apre nella mappa ed un
localizzatore compare nella parte sinistra della vista di gvSIG. Questi strumenti sono di ausilio nella
navigazione sul raster, poiché ingrandiscono l’immagine in corrispondenza del mouse e ne
mostrano la posizione rispetto all’intera mappa.
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Figura 11 Vista di analisi (in basso a sinistra) e finestra di zoom (in alto a destra)
Proprietà del raster: questa funzione permette di accedere a più pannelli con le proprietà di
visualizzazione del raster. Alla stessa finestra si accede cliccando con il tasto destro del mouse sul
nome del layer nella ToC e scegliendo “Proprietà del raster”. Il primo pannello contiene un
sommario delle proprietà del raster (posizione, formati, coordinate geografiche, ecc); il secondo
permette di gestire l’opacità del raster e la trasparenza tramite colore dei pixel; il terzo
l’ottimizzazione generale di visualizzazione, come la luminosità ed il contrasto; nell’ultimo
pannello è possibile settare le scale, massima e minima, di visualizzazione. Una descrizione
dettagliata delle proprietà del raster è disponibile nel paragrafo 4.
Processo Raster
Scegliendo processo raster nel primo pulsante, tre funzioni si rendono disponibili nel secondo.
Figura 12 Menu e sub-menu del Processo Raster
Vettorizzazione: con questa funzione un dato di tipo raster viene trasformato in un dato vettoriale
(in formato shapefile). È possibile applicare questa funzione all’intera immagine o ad un’area di
interesse già definita, o selezionandola sul raster, o indicando le coordinate della zona da
vettorializzare.
Filtri: permette di applicare filtri grafici all’immagine per l’ottimizzazione. È possibile anche usare
le aree di interesse disegnate per un’operazione di mask (nascondere) sull’immagine.
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Ottimizzazione radiometrica: permette di modificare manualmente i colori presenti nell’immagine
per ciascuna banda, per evidenziare caratteristiche cromatiche della stessa (stretching lineare,
esponenziale, logaritmico, radice quadrata).
Trasformazioni geografiche
Scegliendo trasformazioni geografiche nel primo pulsante, tre funzioni si rendono disponibili nel
secondo.
Figura 13 Menu e sub-menu delle Trasformazioni Geografiche
Georeferenziazione: questa operazione consente di assegnare un sistema di riferimento ad un dato
di tipo raster a partire da una immagine senza informazioni spaziali. Tale operazione può essere
effettuata con l’ausilio di una cartografia georeferenziata di riferimento, o con la sola posizione di
Ground Control Points (GCP o Punti di Controllo).
Nel pannello di georeferenziazione viene richiesto il nome del file raster di output e l’algoritmo da
utilizzare per il processo di georeferenziazione (affine o polinomiale del I, II, III ordine).
I punti utilizzati per la localizzazione di punti noti (i punti di controllo) possono essere
importati/esportati in csv e shapefile.
Una descrizione dettagliata della procedura da seguire per la georeferenziazione di un’immagine è
descritta in bibliografia.
Geolocalizzazione: questa funzione, utilizzata nell’ambito della georeferenziazione, apre una nuova
finestra per gestire la localizzazione dei punti di controllo.
Riproiettare Livello: questa funzione permette di riproiettare un raster georeferenziato, scegliendo il
sistema di coordinate del file finale e il metodo di trasformazione da applicare.
Esporta raster
Scegliendo Esporta Raster nel primo pulsante, tre funzioni si rendono disponibili nel secondo.
Figura 14 Menu e sub-menu per l’Esportazione Raster
Salva vista come raster georeferenziato: scegliendo questa funzione il cursore diventa attivo per
disegnare sulla mappa la zona da esportare. Disegnato il rettangolo, nella finestra che si apre sono
riportate le coordinate dei vertici dello stesso, e nella sezione centrale si procede scegliendo la
risoluzione dell’immagine da esportare (scegliendo in base alla scala, indicando metri/pixel, o le
misure di dimensione in pixel), il formato in cui salvarlo (tif, img, bmp, pgm, ppm, mpl, rst, jp2,
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jpg, png), se compresso, se con la creazione del file di proiezione o meno (tfw o file corrispondente
per gli altri formati).
Salva con nome: permette di esportare l’intero raster così come si presenta attivo nella vista di
gvSIG, nei formati tif, img, rst, mpl. Opzioni possibili sono la creazione delle piramidi (copie a
bassa risoluzione del raster per ottimizzare la velocità di caricamento) e dei file in modalità
compressa. A questa funzione si accede anche dalla ToC, con il tasto destro del mouse sul nome del
raster.
Ritaglio: permette selezionare la zona di interesse del file raster attivo nella vista, ritagliarlo e
salvarlo in un nuovo file raster. È possibile scegliere la zona d’interesse disegnando un rettangolo
con il mouse, inserendo le coordinate dei vertici della zona da estrarre o caricando un file di punti
dello stesso tipo di quelli utilizzati per la georeferenziazione.
Con questa opzione è possibile anche modificare la risoluzione spaziale della zona ritagliata o
dell'immagine completa, ed esportare una o tutte le bande di cui l’immagine originaria è composta.
4) Gestire la legenda
Caricando qualunque tipologia di file (raster o vettoriale) in una vista di gvSIG, questi viene
posizionato in cima alla lista dei layer nella Table of Contents” (ToC) e viene subito visualizzato
nell’area mappa.
Nel caso di un layer di tipo raster, questi, sovrapposto agli altri layer, ne copre la visualizzazione: il
layer di tipo raster va pertanto spostato sotto i layer di tipo vettoriale, cliccando sul nome del layer
raster e trascinandolo verso il basso della lista dei layer. I layer vettoriali devono opportunamente
essere tematizzati (trasparenza, poligoni senza colore di riempimento, ecc) per permettere la
visualizzazione del raster sottostante.
La tematizzazione di default con cui compaiono i layer è scala di grigi.
Figura 15 Esempio di layer raster caricato in una vista di gvSIG, spostato sotto i layer vettoriali opportunamente
tematizzati per permetterne la visualizzazione
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Cliccando con il tasto destro del mouse sul nome del layer raster, si aprirà il pannello dove è
possibile cambiare il nome del layer nella ToC, zoomare all’intero raster o alla sua risoluzione,
eliminare il layer dalla vista, esportarlo con un altro nome e/o in un altro formato come descritto al
punto 3; accedere alla finestra delle le proprietà del raster.
Dalla finestra “Proprietà” è possibile:
accedere e visualizzare i metadati del raster (sistema di coordinate, estensione spaziale, il
percorso per accedere al file, il formato del file, il numero di bande, la dimensione del pixel,
ecc);
gestire le bande che compongono l’immagine, qualora più di una fosse disponibile;
gestire la trasparenza dell’intero layer (attivare la casella in opacità e scorrere con il cursore per
settare il grado di trasparenza desiderata per l’immagine) o solo di alcuni colori o range di valori
(cliccare sul pulsante attiva trasparenza tramite pixel, e scegliere il valore RGB o l’intervallo di
valori RGB da rendere trasparenti sulla mappa; cliccare quindi su “aggiungi” per visualizzare le
modifiche in tempo reale sulla mappa);
ottimizzare i colori, la luminosità ed il contrasto;
settare la scala minima e massima a cui il layer è visibile.
Come per i layer di tipo vettoriale, è possibile organizzare la lista dei layer nella ToC creando
gruppi di layer (selezionare i layer da raggruppare mantenendo premuto lo shift, quindi cliccare con
il tasto destro del mouse e scegliere “raggruppa layer”).
5) Interrogare i dati raster
Per un dato di tipo raster, l’interrogazione con il pulsante
restituisce i valori assunti dalle bande
di cui l’immagine si compone. Questo vale per i dati raster in formato immagine (jpg, tiff, img, ecc)
e per i dati forniti dai servizi WCS e WMS.
Figura 16 Interrogazione di un dato raster: i valori assunti dalle bande sono riportati nell’ultima riga della
finestra di interrogazione per il pixel interrogato nell’immagine.
Nel caso di un dato fornito da un servizio ArcIMS, saranno restituiti tutti gli attributi dei layer
vettoriali e i valori delle bande del pixel selezionato dei layer di tipo raster.
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6) Bibliografia
Manuale utente (Italiano- Version 1 - Corrisponde alla versione 3 del manuale in spagnolo)
Conselleria de Infraestructuras y Transporte, C/ Blasco Ibáñez Nº 50, 46010 VALENCIA
Manuale on-line in inglese della versione 1.10 (http://www.gvsig.org/web/projects/gvsigdesktop/docs/user/gvsig-desktop-1-10-manual-de-usuario/gvsig-desktop-1-10-usermanual/gvsig_freemind_toc_view?folder=gvSIG%201.10%20User%20manual)
Introduzione a gvSIG – Tutorial, Versione 1.9 e Sextante, R3GIS s.r.l., www.r3-gis.com
“Georeferenziazione di un’immagine raster con gvSIG” in Appunti sull’utilizzo del software
gvSIG,
a
cura
dell’ing.
Ernesto
Sferlazza
(http://www.provincia.agrigento.it/flex/cm/pages/ServeAttachment.php/L/IT/D/D.14edf58b8b5af9ff6b23/P/B
LOB%3AID%3D309)
Redatto da: Carla Ippoliti, [email protected]
Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Abruzzo e del Molise "G. Caporale"
Settore Epidemiologia, Innovazione, Formazione e Informazione
Reparto Statistica e GIS
Via Campo Boario, TERAMO
www.izs.it
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