ANNO ACCADEMICO 2009-2010 CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE Riconoscimento elettronico, management informatizzato e tracciabilità in zootecnia (ReMiTrack) Massimo Lazzari Dipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie per la Sicurezza Alimentare Università degli Studi di Milano

“Caratteristiche generali della tecnologia GIS” ANNO ACCADEMICO 2001-2010 CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE “Caratteristiche generali della tecnologia GIS” Dott.ssa Sigura Maurizia sigura@dpvta.uniud.it

CONTENUTI DELL’INTERVENTO: definizione di GIS perché usare i GIS principali caratteristiche principali funzioni di analisi

Cos’è un Sistema Informativo Geografico? “Sistema composto da hardware, software e procedure designate ad effettuare la registrazione, gestione , trattamento, analisi dei dati spaziali per risolvere problemi complessi di gestione e pianificazione (FICC 1988)” INSIEME DI SOTTOSISTEMI CORRELATI sottosistema elaborazione e analisi dei dati (hardware, software, dati) sottosistema utenti dell’informazione (chi, con quali obiettivi, come interagisce) sottosistema gestione (il ruolo del GIS nell’organizzazione che lo usa, scelta operatori, interazione operatori ed organizzazione)

GIS ed altre tecnologie Cartografia numerica Remote sensing Database management GIS CAD

Moduli tipici del GIS Import data System

Modello del mondo reale Perché usare il GIS? DAL MONDO REALE AL GIS Cartografia Modello del mondo reale Modello dati REALTA’ Basi di dati Statistiche FENOMENI: proprietà connessioni ENTITA’: tipologie attributi relazioni OGGETTI: tipologie attributi geometrie OGGETTI: tipologie attributi geometrie Simboli linee testi

Modello del mondo reale Modello dati Basi di dati Mappe Statistiche

Dato territoriale = Dato spaziale Componente GEOMETRICA Componente ATTRIBUTO Descrizione delle caratteristiche quantitative/qualitative dell’oggetto (superficie, numero di mappa,..) Collocazione nello spazio dell’oggetto punti linee aree (coordinate,geometria, numero segmenti di una linea..)

Modelli di rappresentazione dei dati Modello vettoriale le primitive geometriche sono descritte a partire da punti punti : descritti da una coppia di coordinate (x,y) piane, geografiche linee o archi: serie di punti in sequenza ordinata aree o poligoni: serie di punti in sequenza ordinata che si chiude sul punto di origine Modello raster (griglia) il mondo reale è rappresentato da celle (pixels) gli attributi sono assegnati alle celle ad ogni cella un solo attributo (tanti strati quanti sono gli attributi) coordinate: n riga n colonna di una griglia riferibile anche a coordinate geografiche punto Vettore (segmento di linea) Linea spezzata Area/poligono

unità posizione attributo punto x,y (z) più valori linea n (x,y,z) più valori poligono m (linee) più valori punto(pixel) riga/colonna singolo valore linea n pixels singolo valore poligono m pixels singolo valore

SISTEMI GESTIONE BASI DI DATI (DataBase Management Systems - DBMS) rappresentano una componente fondamentale di ogni GIS utilizzati per organizzare, modificare e reperire i dati di tipo alfanumerico relativi agli attributi descrittivi degli elementi geometrici rappresentati sulla carta consentono di gestire basi di dati: collezioni di dati correlati e logicamente coerenti il modello relazionale rappresenta i dati come un insieme di relazioni

identificativo comune tipologia superficie una relazione può essere interpretata come una tabella bidimensionale di valori: identificativo comune tipologia superficie 1 Udine urbano 27568 2 Grado seminativo 12652 ogni riga costituisce un record: insieme di valori correlati ad una ben definita entità (poligono di uso del suolo) ogni colonna costituisce una categoria di attributo:identifica una particolare caratteristica dell’entità descritta (poligono di uso del suolo) e specifica il tipo di dati che l’attributo può assumere (n. testo,..) per ogni relazione, si può individuare un insieme di uno o più attributi con la proprietà che due record della relazione non abbiano la stessa combinazione di valori (identificativo) questo insieme è denominato chiave della relazione e consente di identificare ogni record in modo univoco quindi di : relazionarlo ad altre basi di dati effettuare ricerche relative a quel singolo oggetto

Relazione dato geografico dato attributo VETTORIALE: entità geografiche con associate tavole con diversi valori di attributo RASTER: ad ogni cella viene associato un solo valore d’attributo attributi diversi saranno memorizzati sul medesimo layer o in layers diversi ES: nel formato raster una zona di bosco non sarà un poligono come nel formato vettoriale ma un insieme di celle indipendenti ed adiacenti tra loro aventi tutte l’attributo bosco identificato con un numero

Caratteristiche strutture dati Modello vettoriale vantaggi ottima rappresentazione grafica esplicita topologia facile aggiornamento svantaggi struttura dati complessa limiti nelle sovrappposizioni difficoltà simulazioni Modello raster vantaggi utilizzo di dati da satellite digitali utilizzo dati variabili in maniera continua nello spazio (pendenza, temperatura) elaborazioni complesse (sovrapposizione, incrocio di carte, applicazione di sistemi di analisi complessa) svantaggi limitata precisione limitate possibilità digitalizzazione ridondanza di dati

Archiviazione dei dati nel GIS modello vettoriale di un elemento areale modello vettoriale di un elemento puntiforme modello raster di elementi areali L’archiviazione avviene come serie di numeri ed il GIS elabora solo informazioni numeriche

come? Dai dati all’informazione SCHEMA LOGICO CONCETTUALE Il GIS fornisce una rappresentazione numerica del mondo reale Riconversione in forma leggibile delle informazioni per rendere possibile l’interpretazione come? SCHEMA LOGICO CONCETTUALE

SCHEMA LOGICO CONCETTUALE PROBLEMA UTENTE INFORMAZIONE DATI FUNZIONI MATEMATICHE PIÙ O MENO COMPLESSE previste dalle PROCEDURE DI ANALISI dei dati previste dai moduli del GIS INFORMAZIONE NECESSARIA ALLA SOLUZIONE DEL PROBLEMA Modifica permanente del dato Informazioni visive limitate nel tempo

Funzioni di interrogazione funzione che consente di identificare e vedere dati geografici o attributi specifici rivolta alla base dati geografica : che cosa c’è in quella data posizione? rivolta alla base dati degli attributi : dove si trovano queste caratteristiche? Query di selezione a video

Query complesse con operatori di tipo : logico (and, or,..) geografico (area, perimetro, intersezione, contenimento,..) matematico (somma, > a, < a, = a)

Dai dati geografici agli attributi Coincidenza spaziale per diversi temi

Dagli attributi ai dati geografici Identificazione degli elementi con stesso attributo: suoli argillosi nel comune di Moruzzo

Funzioni di overlay LAYERS Gli elementi geografici ed i valori di attributo ad essi associati sono rappresentati da strati monotematici LAYERS

Esempio di overlay (dati raster)

Es: ricerca di aree con caratteristiche idonee all’espansione urbana Overlay logico Es: ricerca di aree con caratteristiche idonee all’espansione urbana prevede l’utilizzo di operatori di tipo booleano: AND produce l’intersezione degli elementi (area comune) OR rileva l’unione di elementi (insieme delle estensioni) Aree idonee all’espansione urbana Pendenze <10% Tipologia geologica A

Overlay matematico l’overlay non è la semplice sovrapposizione degli strati, ma implica l’utilizzo di strumenti di tipo matematico che consentono operazioni tra coppie di pixel appartenenti ad immagini diverse opzioni: somma val img 1+val img 2 sottrazione val img 1- val img 2 moltiplicazione val img 1x val img 2 cover img 1 copre img 2 salvo =0

vogliamo trovare le aree residenziali sorte su suolo ghiaioso che possono presentare alti livelli di radon Carta dei suoli Overlay carta suoli x carta uso suolo 1x1 = 1 ghiaioso+urbano 1x0= 0 ghiaioso non urbano 2x1=2 argilloso urbano 2x0=0 argilloso non urbano Carta aree urbane 1 1 2 1 3

Funzioni buffer Consente analisi di prossimità, quali elementi sono presenti entro una certa distanza da un elemento dato creazione di una nuova area ad una distanza definita aree di rispetto per analisi in cui la distanza è un criterio di selezione

Esempio: espansione edilizia, rischio esondazione aree protette

Creazione di carte tematiche Utilizzo dell’Ortofotocarta come base per il rilievo dell’uso del suolo Carta dell’uso del suolo ottenuta dall’interpretazione a video dell’Ortofotocarta utilizzata come base per l’analisi dell’impatto delle politiche di sviluppo agricolo sulla complessità del paesaggio

Output cartografico: Strumenti per la realizzazione cartografia

L’analisi delle problematiche ambientali 2 componenti principali STRUMENTI GIS DATI TERRITORIALI Principali caratteristiche alcune funzioni Principali caratteristiche Banche dati cartografiche