AdB ToolBox - lezione 3hot!

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Software AdB-ToolBox - lezione 3
Integrazione dati vettoriali, raster e CAD
1. Visualizzazione di dati CAD
1.1
Premesse
Tra i formati vettoriali che risulta possibile caricare in una vista di AdB-Toolbox, l’unico in comune
con l’ambiente CAD è il formato di interscambio DXF (Drawing Interchange Format, o Drawing
Exchange Format), per di più nel solo formato ASCII e non in quello binario, mentre non vengono
gestiti, al momento, altri formati quali DWG e DGN, solo per citare due fra i più noti.
Le modalità per caricare un file in formato DXF all’interno di un progetto sono quelle già viste nella
lezione 1 a proposito dei dati vettoriali, mediante l’utilizzo della voce <Apri File...> dal menù <File>.
È anche possibile impostare un filtro sul formato dei dati, selezionando l’opzione “dxf” dalla lista.
Alla luce del fatto che i dati in formato CAD vengono generalmente creati per essere gestiti con gli
stessi strumenti utilizzati per crearli, occorre premettere alcune considerazioni sull’argomento.
La prerogativa principale dell’approccio “CAD oriented” nel trattare e rappresentare i dati spaziali
consiste nel fatto che esso è finalizzato essenzialmente alla produzione del disegno, a differenza
dell’approccio “GIS oriented” nel quale le entità spaziali vengono tradotte in entità virtuali gestibili
mediante l’uso di computer, sulle quali possono essere effettuate interrogazioni, elaborazioni ed
analisi spaziali e/o statistiche.
Con riferimento ad una cartografia “CAD oriented” le primitive grafiche per lo più rappresentano
elementi geometrici visibili di entità reali, come la sagoma in pianta di fabbricati, cigli stradali,
marciapiedi, sponde di corpi idrici, compatibilmente con la scala nominale della carta, ovvero
elementi geometrici convenzionali, quali curve di livello e limiti amministrativi ed infine elementi
geometrici simbolici, quali gli assi stradali, quando la scala nominale è molto piccola rispetto ad una
o più delle dimensioni che caratterizzano l’oggetto da rappresentare.
Secondo l’approccio CAD talvolta le entità non sono rappresentate direttamente, bensì da un insieme
eterogeneo di elementi al contorno: tipico è il caso della rappresentazione di una strada, che al di
fuori di un centro abitato è delineata dai cigli e dalle opere d’arte a sviluppo prevalentemente lineare
(come i muri) che ne delimitano la carreggiata, mentre all’interno del centro abitato vengono
disegnati solo i fabbricati che vi si affacciano ed eventualmente il toponimo, per cui l’esistenza della
strada viene percepita solo come risultato del processo di osservazione e deduzione da parte
dell’utilizzatore della carta.
In una buona cartografia numerica di tipo CAD ad ognuno degli elementi grafici che la compongono
è associato un codice che ne identifica la tipologia, il cui significato si deduce attraverso una tabella
di decodifica (che specifica, ad esempio, che al codice A001 corrisponde la strada asfaltata, al codice
A002 la strada non asfaltata, etc.) che viene consegnata insieme al file vettoriale.
Il modo in cui avviene la codifica degli elementi grafici è abbastanza semplice: tutte le primitive cui
viene attribuito un determinato codice vengono assegnate ad uno stesso layer, il cui nome è proprio
il codice in questione. Nello stesso layer possono coesistere elementi rappresentati con primitive
grafiche di tipo diverso (punti, linee, poligoni).
Da quanto appena detto si evince che la possibilità di associare attributi alle entità grafiche del
disegno risulta piuttosto limitata nei sistemi puramente CAD: in pratica, a parte il colore, il tipo di
linea, lo spessore e gli attributi di tipo geometrico, l’unica informazione di tipo alfanumerico che
normalmente viene associata a ciascun elemento è quella desumibile dal codice.
L’approccio utilizzato in ambiente GIS è, come noto, radicalmente diverso: con riferimento al
1
GEOforUS - Geography & Technology Network – www.geoforus.it
modello vettoriale, ciascuno strato informativo è costituito da un insieme di entità omogenee,
denominate features, caratterizzate dal possedere una componente spaziale, rappresentabile mediante
primitive grafiche, nonché una componente alfanumerica, costituita da un numero più o meno grande
di attributi.
In un modello dei dati correttamente strutturato l’omogeneità delle features all’interno di uno strato
informativo è riferita sia alla tipologia di primitive (ad esempio solamente linee) che allo schema
della tabella degli attributi associati, nonché all’aspetto semantico, relativo cioè al significato degli
oggetti che vengono raggruppati in un tema: ad esempio, in uno strato informativo “assi stradali”
verranno collezionate soltanto features che rappresentano la mezzeria delle strade e non bordi di
marciapiedi, corsi d’acqua o linee ferroviarie.
Preso atto delle differenze tra i due differenti approcci descritti in premessa, uno orientato al disegno,
l’altro all’analisi, sta di fatto che molti dati spaziali vengono prodotti con sistemi puramente CAD o
con sistemi ibridi CAD-GIS.
Per poter utilizzare in maniera efficace tali dati in un sistema GIS può essere utile puntualizzare
alcuni aspetti attinenti problematiche di interoperabilità e come questi aspetti possono essere trattati
nell’ambito di AdB-Toolbox.
1.1
Primitive grafiche
I tipi di primitive CAD che è possibile visualizzare in AdB-Toolbox sono:
-
Punti (3D);
-
Testi semplici (singola linea), gestiti come punti 3D (viene visualizzato il punto di
inserimento). Per visualizzare il testo occorre abilitare l’etichettatura sul campo “TEXT”, ma
vengono perse le informazioni sulla rotazione del testo;
-
Linee singole e polilinee aperte 3D, riconosciute come polilinee;
-
Polilinee 3D chiuse, riconosciute come poligoni. La “chiusura” deve risultare impostata nelle
proprietà dell’oggetto generata in ambiente CAD, altrimenti, anche se il primo e l’ultimo
vertice coincidono, la primitiva grafica viene riconosciuta come semplice polilinea.
Altri oggetti, generati in ambiente CAD come poligoni, cerchi, archi, spline, retini, testo
multilinea, etc., vengono ignorati da AdB-Toolbox quando il file viene caricato nel progetto.
1.2
Problematiche attinenti la georeferenziazione.
Non è infrequente il caso in cui si disponga di cartografia numerica georeferenziata in un sistema
di riferimento diverso da quello utilizzato nell’ambito dell’archivio geografico del SIT.
Talvolta si tratta di sistemi di riferimento cartografici ufficiali, ma differenti rispetto a quelli
utilizzati nella vista, come ad esempio Gauss Boaga fuso Est (associato al tema) contro UTMWGS84 fuso 33 (associato alla vista) e la conversione dall’uno all’altro sistema può essere attuata
utilizzando opportuni software (ad esempio TRASPUNTO, CartLAB, VERTO, FWTools, etc.).
In altri casi può accadere che le coordinate del file CAD siano espresse in un sistema di riferimento
locale (come le coordinate – talvolta denominate “rettilinee” - di un rilievo effettuato sul terreno, con
origine e orientamento degli assi più o meno arbitrari), o addirittura che il sistema di coordinate sia
riferito al foglio di stampa, utilizzando le unità di misura della stampa (ad esempio millimetri o
pollici) anziché le unità di misura del sistema di riferimento della mappa (metri).
In AdB-Toolbox, nella configurazione base senza plugin specifici per tale scopo, non è possibile
applicare alcuna trasformazione “al volo” (“on the fly”) alle coordinate memorizzate all’interno dei
file dei temi da caricare nella vista. In alternativa, a partire da un tema cui compete un sistema di
riferimento diverso da quello che l’utente ha implicitamente assegnato alla vista, è possibile applicare
una trasformazione di tipo affine o di tipo “rubber sheeting”, derivando in tal modo un nuovo tema
2
vettoriale riproiettato.
I metodi suddetti verranno trattati in maggior dettaglio nella lezione dedicata alla
georeferenziazione dei dati. Nell’immediato, l’utente interessato può anche consultare la guida
introduttiva all’uso di AdB-Toolbox citata in bibliografia.
1.3 Tematizzazione di primitive grafiche eterogenee nello stesso file CAD .
Quando viene caricato un file CAD in un progetto di AdB-Toolbox, di default la simbologia
adottata rappresenta i poligoni con riempimento pieno a tinta unita, parzialmente trasparente; il
contorno dei poligoni, al pari delle polilinee, è rappresentato con linea continua di identico spessore e
colore, mentre per i punti viene utilizzato un unico simbolo puntuale (quadratino pieno). Non risulta
possibile gestire la simbologia separatamente per le entità poligonali rispetto a quelle lineari e
puntuali, nel senso che la finestra di settaggio dello stile è unica per tutte le features. Ad esempio, se
si modifica la simbologia del contorno dei poligoni, viene contemporaneamente modificata la
simbologia delle linee e così via. Se nello stesso file sono presenti, ad esempio, edifici (poligoni),
corsi d’acqua, limiti di proprietà (linee), la tematizzazione per categorie si rivela alquanto
problematica. L’unica soluzione, in tali casi, è quella di separare il file in base alla tipologia di
primitiva grafica (strumento <Extract> dal menù <Edit>) ed esportare i temi derivati in altri formati
(ad esempio shapefile).
Nell’esempio della figura i dati sono visualizzati in base al campo LAYER relativo alla tipologia di
oggetto.
Per quanto riguarda i testi, nella vista di AdB-Toolbox viene memorizzato il punto di applicazione
del testo, ma non il suo contenuto, per visualizzare il quale occorre impostare le opzioni di
etichettatura.
3
1.4 Contenuti della tabella degli attributi .
Quando si utilizza lo strumento
(<visualizza finestra degli attributi>) per visualizzare gli
attributi di un file CAD, AdB-Toolbox mostra una tabella degli attributi associata al tema composta
dai alcuni campi corrispondenti ad alcune tra le proprietà degli elementi grafici gestite in ambiente
CAD, quali il Layer di appartenenza, il tipo di linea, la quota, lo spessore, il colore degli elementi
grafici, il testo associato, l’altezza del testo e lo stile di testo utilizzato. Eventuali modifiche alla
tabella degli attributi applicate in fase di editing non possono essere rese definitive se si salva il tema
nello stesso formato dxf, per cui occorre, a tal fine, scegliere un idoneo formato di output
(preferibilmente shapefile).
2. Visualizzazione integrata di dati raster e vettoriali (sia gis che cad)
E’ possibile caricare nello stesso progetto più temi, nei diversi formati
vettoriali (sia CAD che GIS) e nei formati raster già visti nelle lezioni
precedenti.
È anche possibile caricare cartografia via web nei formati WMS, ArcIMS e
WCS (raster), WFS (vettoriali).
In questa breve guida vengono anche prese in esame le modalità di
caricamento dei servizi web cartografici nei formati WMS (formato standard
Open Source dell’ OGC – Open Geospatial Consortium) e ArcIMS (formato
proprietario ESRI, standard de facto).
Per poter utilizzare tali servizi è necessario che la postazione sia collegata
ad internet con una connessione a banda larga.
Se la connessione ad internet avviene attraverso un proxi, preliminarmente
devono anche essere settate le relative impostazioni: a tal fine si utilizza la
voce <Proxi> del menù <Strumenti>.
4
Caricamento layer WMS
Per caricare un servizio webcartografico di tipo WMS, dopo aver
selezionato la voce <Layer WMS>
occorre inserire nella casella <url>
l’indirizzo completo che consente di
accedere al servizio. In AdB-Toolbox si
trova già preimpostato l’indirizzo dei
servizi WMS forniti dal server del
Portale Cartografico Nazionale (PCN)
del ministero dell’Ambiente e della
Tutela del Territorio e del Mare
(MATTM).
Cliccando sul pulsante [Avanti] al
posto della casella <URL> compare la
casella <Service> con l’elenco a discesa
dei servizi WMS disponibili.
Effettuata la scelta del servizio (ad esempio le ortofoto edizione 2006) si clicca [Avanti] e
compare la videata successiva, nella quale vengono
mostrati, nel riquadro di sinistra, i layer disponibili
nell’ambito del servizio WMS precedentemente
scelto.
Mediante i pulsanti [>>] e [>], è possibile
caricare (rispettivamente tutti insieme o uno alla
volta) nel riquadro di destra (“Layer selezionati”) i
temi da caricare nella vista. Per eliminarli dalla lista dei layer selezionati si utilizzano i pulsanti [<<]
e [<] .
5
Andando ancora avanti è necessario specificare il sistema di riferimento selezionandolo tra quelli in
cui il servizio è disponibile.
Per concludere la fase di caricamento del servizio WMS occorre cliccare nuovamente sul pulsante
[Avanti].
Le codifiche EPSG per i sistemi di riferimento più utilizzati in Italia sono riportati nella tabella
che segue
Sistema di
rappresentazione
Codice
EPSG
Tipo coordinate
Roma 1940 (Monte Mario)
4265
Geografiche (latitudine, longitudine, in gradi)
European Datum 1950
4230
World Geodetic System 1984
4326
Gauss Boaga fuso 1 (Ovest)
3003
Proiettate (Est e Nord, in metri)
Gauss Boaga fuso 2 (Est)
3004
ED50 – UTM fuso 32
23032
ED50 – UTM fuso 32
23033
WGS84 – UTM fuso 32
32632
WGS84 – UTM fuso 33
32633
Esiste la possibilità di caricare dati cui competono sistemi di riferimento diversi con trasformazioni
di datum a 7 parametri (Bursa-Wolf), tuttavia è necessario, in AdB-Toolbox, operare
personalizzazioni e modalità operative che richiedono competenze di livello piuttosto avanzato, per
cui è buona norma fare in modo che tutti i temi e servizi web-GIS che vengono inseriti nella vista
abbiano tutti lo stesso sistema di rappresentazione cartografica.
6
In molti casi è possibile che per il servizio Web-cartografico sia stata impostata (a monte) la
visibilità solo all’interno di un intervallo predefinito di scale (ad esempio da 1:25000 a 1:2000), per
cui è opportuno che nella vista venga preventivamente impostata la visualizzazione su una porzione
di territorio con un
fattore
di
scala
compreso
nell’intervallo
di
visibilità.
A tal fine ci si può
“appoggiare” ad un
altro
tema
in
precedenza
già
caricato nella vista,
come
nell’esempio
della figura a lato.
Nel caso in cui si
vogliano caricare dei
servizi WMS da un
indirizzo diverso da quello del PCN, occorre conoscerne l’”URL”. A tal proposito, alcuni siti
istituzionali. Una volta individuato il servizio che interessa, basta copiare l’URL completo ed
inserirlo nella casella < URL> della finestra di dialogo utilizzata per caricare il layer WMS.
Caricamento layer ArcIMS
La procedura per caricare un servizio web-cartografico nel formato
procedura utilizzata per i servizi WMS.
7
ArcIMS è analoga alla
Una volta selezionata la voce <Layer ArcIMS> dalla finestra di dialogo <Apri> occorre inserire
l’URL completo nella corrispondente casella di testo e cliccare <Avanti>.
La fase successiva prevede la scelta del servizio ArcIMS tra quelli resi disponibili all’indirizzo
precedentemente specificato.
Cliccando sul pulsante <Finish> il servizio viene definitivamente caricato all’interno della vista.
In AdB-Toolbox non è possibile gestire separatamente i singoli strati tematici contenuti all’interno
di uno stesso servizio Web-cartografico caricato (sia WMS che ArcIMS). Per tale motivo è
preferibile utilizzare, se disponibili, servizi “monotematici” (es. solo il grafo stradale o solo il vincolo
idrogeologico) anziché servizi che al loro interno comprendono diversi strati informativi (ad esempio
grafo stradale insieme alla cartografia di base, alle delimitazioni comunali, all’edificato, etc.). Inoltre
per i servizi ArcIMS non è possibile modificare la trasparenza.
Per quanto le altre tipologie di dati cartografici (Layer WFS, Layer WCS, Layer da datastore, Grid
file) che è possibile caricare sulla vista, si rimanda al manuale del software, anche in relazione allo
scopo di questa guida rapida, la cui finalità è essenzialmente quella di mettere in grado gli utenti
ancora meno esperti di gestire i dati geografici più diffusi.
3. Ordine di visualizzazione e trasparenze
Le cartografie di sfondo di tipo raster devono essere disegnate per prime (in basso nella TOC) se si
tratta di cartografie di tipo fotografico, mentre se si tratta di cartografie al tratto (ad esempio CTR), è
possibile rendere completamente trasparente il colore di sfondo del tema e porre quest’ultimo più in
alto nella lista della TOC. In tal caso, se si vuole applicare una tematizzazione mediante
sovrapposizione di un tema vettoriale poligonale (uso del suolo, geologia, zonizzazione urbanistica),
quest’ultimo deve essere collocato sotto il raster “al tratto” (cioè più in basso nella lista della TOC).
Se, invece, la tematizzazione deve essere sovrapposta ad una cartografia fotografica, il tema
poligonale deve essere collocato sopra quest’ultima, quindi è possibile agire in due modi: impostando
una trasparenza del riempimento dei poligoni, ovvero utilizzando retini.
Per quanto riguarda l’ordine di sovrapposizione tra temi vettoriali, usualmente i temi poligonali
vengono collocati in basso nella TOC, mentre i temi di tipo lineare e puntuale si pongono in cima alla
lista.
Le suesposte considerazioni sono di carattere generale e pertanto indipendenti dall’applicativo GIS
utilizzato, a patto che consenta la possibilità di caricare contestualmente più temi vettoriali e raster e
gestire le trasparenze.
Con riferimento specifico ad AdB-Toolbox, nell’esempio che segue sono stati aggiunti ad un
progetto alcuni dati disponibili in locale. In particolare si tratta del tema vettoriale relativo ai confini
comunali dell’Abruzzo e del file raster relativo al tema Corine Land Cover. È stato successivamente
aggiunto il tema relativo al quadro d’unione della CTR della Regione Abruzzo e quello relativo ai
confini Provinciali, utilizzando un servizio WMS:
http://cartografia.regione.abruzzo.it/wmsconnector/com.esri.wms.Esrimap?request=getcapabilities&
version=1.1.1&service=wms
Per le modalità di visualizzazione dei dati si
rimanda ai paragrafi 4 e 5 della Lezione 1 (Vestire i
dati, Gestire la legenda, tematizzazione basata su
attributi di tipo qualitativo e/o quantitativo).
8
E’ stato quindi aggiunto il tema raster relativo alle Ortofoto della Regione Abruzzo utilizzando un
servizio WMS:
http://cartografia.regione.abruzzo.it/ecwp/ecw_wms.dll?request=getcapabilities&version=1.1.1&service=wms
9
Con il comando “Controlla la proprietà del raster” viene gestita
la trasparenza del tema Corine Land Cover.
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4. Ottimizzazione di colori e simboli per la visualizzazione integrata
L’abilità di assemblare più temi geografici all’interno di una vista per creare una rappresentazione
sinottica di un determinato scenario richiede preliminarmente la conoscenza degli elementi essenziali
di design cartografico, ma è anche condizionata dalle funzionalità che il software mette a
disposizione per la creazione e gestione della simbologia e delle etichette.
Di seguito vengono passate in rassegna e commentate le caratteristiche AdB-Toolbox
relativamente alle funzionalità anzidette.
Simbologia elementi poligonali: è possibile gestire separatamente il riempimento ed il bordo dei
poligoni. Per il riempimento è possibile utilizzare un colore pieno, ovvero una lista di retini e
riempimenti di tipo immagine preimpostati. Non è possibile creare retini personalizzati utilizzando
l’interfaccia grafica utente.
Simbologia elementi lineari e bordo elementi poligonali: è possibile modificare il colore, lo
spessore ed il tratteggio della linea (quest’ultimo disponibile in una lista preimpostata e non
ulteriormente personalizzabile). Non è possibile creare simboli lineari complessi, cioè composti dalla
sovrapposizione di più simboli semplici.
Simbologia elementi puntuali: è possibile modificarne la grandezza e sceglierne la forma, tra quelle
geometriche disponibili nella lista preimpostata (quadrato, cerchio, triangolo, croce, stella), oppure
simboli personalizzati basati su immagini (voce “bitmap” della lista). Non è possibile impostare
alcuna rotazione dei simboli, sia essa fissata dall’utente che basata sui valori di un particolare
attributo.
Per tutte le simbologie è possibile impostare una trasparenza globale.
La scala di visualizzazione di tutti i simboli è fissa rispetto allo schermo, indipendentemente dalla
scala di rappresentazione, per cui effettuando uno zoom la dimensione dei simboli puntuali, lo
spessore delle linee, la spaziatura dei tratteggi rimane sempre identica sul display.
Etichettatura delle features: le opzioni di etichettatura si presentano più ricche rispetto a quelle
disponibili per la simbologia. Infatti è possibile impostare la posizione dell’etichetta rispetto
all’elemento grafico (per i punti e le linee), l’altezza del testo (fissa o in base al valore di un
attributo), l’angolazione dell’intera stringa di testo (in base al valore di un attributo), il colore ed il
font del testo, l’ombreggiatura (halo) per aumentarne la leggibilità rispetto allo sfondo.
Di seguito viene mostrato un esempio di una vista contenente un insieme di temi (servizi WMS ortofoto e IGM 1:25000-, rete stradale e ferroviaria, territori comunali) nella quale si è cercato,
modificando le trasparenze ed impostando opportunamente le opzioni di etichettatura e le simbologie,
di rappresentare contemporaneamente tutti i temi, mantenendo la leggibilità dell’insieme.
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12
Bibliografia
Guida degli utenti OpenJUMP;
PROCESSED SRTM DATA VERSION 3 - CIAT SRTM (http://srtm.csi.cgiar.org). Jarvis A., H.I.
Reuter, A. Nelson, E. Guevara, 2006, Hole-filled seamless SRTM data V3, International Centre for
Tropical Agriculture (CIAT), available from http://srtm.csi.cgiar.org.
Progetto GlobCorine dell'ESA, copertura Corine europea 2009
http://ionia1.esrin.esa.int/globcorine/
Manuale d’uso del software applicativo AdB-ToolBox (versione 1.6 e superiori), Ministero
dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare Tutela del Territorio e delle Risorse Idriche –
2010
http://www.pcn.minambiente.it/PCN/AdBToolbox/manuali/MATTM-MUSW-001-8.pdf
Guida all’uso dei dati geografici con AdbToolBox (Ing. Ernesto Sferlazza – Provincia Regionale di
Agrigento)
http://www.pcn.minambiente.it/PCN/AdBToolbox/manuali/guida_adbtoolbox.pdf;
Redatto da:
ing. Ernesto Sferlazza
Provincia Regionale di Agrigento
Responsabile nodo provinciale di Agrigento del SITR Sicilia
Responsabile Sistema Informativo Territoriale Provincia regionale di Agrigento
Via Acrone, 27 - 92100 AGRIGENTO
cell. 339/2718463 (personale) 331/6874296 (aziendale) Tel. uff 0922/593752
E-mail: [email protected]
ing. Alessandro Putaggio
Provincia Regionale di Trapani
XI Settore: “Innovazioni Tecnologiche, verifiche gestionali interne, statistiche , SITR e PTP”
Responsabile Servizio Pianificazione Territoriale - SITR - Ufficio del Piano ex art. 12 L.R. 9/86
Via Osorio, 22 - 91100 Trapani
Tel. 0923/806568 Fax 0923/873511
E-mail: aputaggio@pr ovincia.trapani.it
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