CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE
E TECNOLOGIE DELLE PRODUZIONI
ANIMALI
Tecnologie Informatiche ed
Elettroniche per le Produzioni
Animali
(corso TIE)
Massimo Lazzari
Scienze veterinarie per la salute,
la produzione animale
e la sicurezza alimentare – VESPA
Università di Milano
CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE
E TECNOLOGIE DELLE PRODUZIONI
ANIMALI
CENNI DI CARTOGRAFIA
Dott.ssa Maurizia Sigura - DISA
tel 0432/558658
[email protected]
Dott.ssa Pasqualina Sacco
IIA Milano
CARTOGRAFIA STRUMENTO FONDAMENTALE
PER LA RAPPRESENTAZIONE DEL TERRITORIO
- rappresenta una modello del mondo reale
ovvero dello spazio terrestre
- raccoglie oggetti diversi
vegetazione
strade
fiumi
reti tecnologiche
manufatti edilizi
-raccoglie processi diversi
conoidi di deiezione
CARTOGRAFIA DI BASE
CARTOGRAFIA TEMATICA
CARTOGRAFIA DI SINTESI
Punti fondamentali:
cartografia è la rappresentazione della realtà complessa ossia la riproduzione
planimetrica e ad una determinata scala di elementi, fenomeni, …
esigenze applicative si ricorre alla
rappresentazione cartografica più utile (tipologia, scala e dettaglio) per
rappresentare una specifica realtà geografica/territoriale
la cartografia implica un processo di interpretazione della realtà
(semplificazione)
Classificazione dell’informazione territoriale
Prima parte
INFORMAZIONE TERRITORIALE DI
BASE
Predomina la componente geometrica
- cartografia IGM: (25.000 - 50.000 - 100.000)
-modello digitale di elevazione (DTM)
- ISTATsezioni di censimento del 1991 (1:25.000)
- Regione: carte tecniche numeriche (1:25.000,
1:10.000, 1:5.000)
GEOREFERENZIAZIONE
ASSEGNARE AGLI ELEMENTI GEOGRAFICI
IN MAPPA LA LORO POSIZIONE CORRETTA SULLA
SUPERFICIE TERRESTRE
SISTEMA DI COORDINATE
• sferoide
• datum
• proiezione
• unità di misura
… PERCHÉ LO DEVO SAPERE ?
cos’è il DATUM?
?
?
cosa sono queste sigle?
?
Perché prima o poi lavorando con un
G.I.S. troverò una finestra di dialogo
simile a questa ed
INSERENDO I PARAMETRI ERRATI
L’ANALISI CHE SEGUE RISULTERÀ
DEL TUTTO COMPROMESSA
?
cosa si intende per PROIEZIONE?
SISTEMI DI COORDINATE
GEOGRAFICHE
(sferiche)
CARTESIANE
(o piane)
Y
XY+
X+
Y+
X
XYS.R. più comune, in cui la superficie terrestre è assimilata ad un
elissoide di rotazione. Le misure sono espresse in Longitudine e
Latitudine (angoli misurati dal centro della terra in DMS) e permettono
di caratterizzare l’ubicazione di qualsiasi punto sulla superficie
terrestre.
Latitudine di P = angolo che la normale in P alla superficie elissoidica
forma con il piano equatoriale; misurato dal centro della terra in
direzione N e S; vale 0° all’Equatore, 90° N e –90° S;
Longitudine di P = angolo formato dal piano meridiano contenete P
con il piano meridiano di riferimento (convenzionalmente quello
passante per Greenwich); misurato dal centro della terra in direzione
E e O; vale 0° al primo meridiano (Greenwich), 180° E e –180° O.
Meridiani = linee di Longitudine, si estendono tra i poli
Paralleli = linee di Latitudine, circondano il globo con anelli paralleli.
X+
Y-
Per semplicità i dati geografici vengono
proiettati in sistemi di coordinate piane, o
cartesiane.
Le ubicazioni sono identificate da una
griglia di coordinate x,y (X specifica
posizione orizzontale, Y quella verticale)
con l’origine al centro della griglia.
GEOIDE E SFEROIDE
FORMULAZIONI MATEMATICHE UTILIZZATE PER
RAPPRESENTARE LA SUPERFICIE TERRESTRE IN
MODO DA POTERLA PROIETTARE SULLE MAPPE
GEOIDE
Superficie equipotenziale di
gravità che meglio approssima la
superficie terrestre, identificata
come il livello medio del mare
superficie
terrestre
• la quota s.l.m. è riferita
al geoide
• i sistemi GPS fanno
riferimento all’elissoide
SFEROIDE
Superficie matematica di rotazione
(intorno all’asse minore), biassiale, che
meglio approssima la forma della terra.
DATUM
IL DATUM DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTO
È COSTITUITO DA UN PRECISO SFEROIDE ED
IL SUO ORIENTAMENTO
•
•
la superficie terrestre deve essere rappresentata in un
sistema regolare (elissoide) di coordinate geometriche
• la superficie di riferimento (geoide) è irregolare
il DATUM identifica l’elissoide che meglio approssima localmente - il geoide
Un DATUM è costituito da 8 parametri
dell’elissoide locale - 2 di forma e 6 di posizione
ed orientamento - e da una rete compensata di
punti, estesa sull’area di interesse, che lo
materializza
•
stesso datum e diversi sistemi di coordinate: trasformazioni puramente matematiche
tra essi
•
datum diversi: trasformazioni approssimate che necessitano di un numero
sufficiente di misure che legano i punti tra i due sistemi
ELISSOIDE LOCALE
area di interesse
locale
punto di emanazione
punto in posizione centrale
rispetto all’area di interesse in
cui viene imposta la tangenza
dell’elissoide al geoide
elissoide
locale
geoide
elissoide
geocentrico
centro di massa
della terra
Il punto di emanazione del sistema geodetico locale
italiano, basato sull’elissoide internazionale, è
individuato in Roma-Monte Mario con orientamento
Monte Soratte.
Il punto di emanazione del sistema europeo ED 50
(European Datum 1950), basato sull’elissoide
internazionale, è a Potsdam in Germania
ELISSOIDE LOCALE
ELISSOIDE INTERNAZIONALE
a
b
Elissoide internazionale di Hayford (1924)
a = 6.378.388,000 m
b = 6.356.911,946 m
f = (a-b)/a = 0,003367003
(schiacciamento)
usato nei sistemi
UTM e Gauss-Boaga
ELISSOIDE GEOCENTRICO
Il sistema globale WGS (World Geodetic System) è stato sviluppato dal dipartimento della difesa degli
stati uniti. Nasce dalla necessità di unificare il sistema di riferimento per uniformare le coordinate,
anche molto diverse tra loro, utilizzando i sistemi geodetici locali.
centro di massa
della terra
a
b
Elissoide WGS84 (1984)
a = 6.378.137,000 m
b = 6.356.752,310 m
f = (a-b)/a = 0,0033528113303
(schiacciamento)
usato nei sistemi di
posizionamento GPS
Geometricamente è costituito da una terna cartesiana
con l’origine nel centro della Terra, l’asse Z parallelo
all’asse di rotazione terrestre e l’asse X passante per il
meridiano di Greenwich. L’asse di rotazione
dell’elissoide coincide con l’asse Z.
ELISSOIDI E DATUM IN ITALIA
CATASTO
Elissoide di Bessel
orientamento Genova IIM
ROMA40
GAUSS-BOAGA
Elissoide di Hayford
orientamento Roma Monte Mario
ED50
UTM
Elissoide di Hayford
orientamento Postdam
medio europeo
WGS84
Elissoide GRS
orientamento coincidenza
centro geoide
PROIEZIONI: DEFINIZIONE
CORRISPONDENZA BIUNIVOCA TRA LA SUPERFICIE
DELL’ELISSOIDE ED IL PIANO DELLA
RAPPRESENTAZIONE CARTOGRAFICA CARTESIANA
trasformazione coord.
geografiche in cartesiane
x = f ( , )
y = g (, )
param. elissoide
Datum
•
proiez. geometriche sul piano o
su superfici intermedie
• proiez. da algoritmi per
minimizzare deformazioni
Y
XY+
X+
Y+
XY-
X+
Y-
X
PROIEZIONI E DISTORSIONI
LE PROIEZIONI PROVOCANO DISTORSIONI IN
UNA O PIÙ PROPRIETÀ SPAZIALI
• forma
• area
• distanza
• direzione
A
A
B
B
PROIEZIONI GEOMETRICHE PIÙ COMUNI
I tre tipi di proiezioni danno
una forma differente ai
paralleli:
CILINDRICA
• rettilinei per la cilindrica
• cerchi concentrici per la
conica
• cerchi eccentrici per la
piana
CONICA
PIANA
PROIEZIONI PROSPETTICHE
il quadro di proiezione
è un PIANO
• polari: piano tangente ad
un polo
• meridiane: piano tangente
all’equatore
• azimutali: piano tangente
ad un punto qualsiasi
normale
ortografica
•gnomoniche: centro di proiezione (V)
nel centro dell’elisse
•stereografiche: V sulla superficie
dell’elisse nel punto opposto a quello di tg
•scenografiche: V fuori dalla superficie
sulla normale al quadro
•ortografiche: all’infinito nella direzione
della normale al quadro
stereografica
PROIEZIONI CILINDRICHE
il quadro di proiezione è un
CILINDRO TANGENTE ALL’ELISSOIDE
•diretta: l’asse del cilindro
coincide con l’asse di rotazione
•inversa: l’asse del cilindro è posto
sul piano equatoriale
•obliqua: l’asse del cilindro è posta
in altre direzioni
diretta
inversa
obliqua
PROIEZIONI CONICHE
il quadro di proiezione è un
CONO TANGENTE ALL’ELISSOIDE
•diretta: l’asse del cilindro
coincide con l’asse di rotazione
•inversa: l’asse del cilindro è posto
sul piano equatoriale
•obliqua: l’asse del cilindro è posta
in altre direzioni
diretta
inversa
obliqua
PROIEZIONE DI MERCATORE
PROIEZIONE CILINDRICA DIRETTA CONFORME
usata per la navigazione poiché la distanza tra
due punti è data da un segmento che mantiene
costante l’angolo con i meridiani
normale
di Mercatore
PROIEZIONE DI GAUSS
PROIEZIONE CILINDRICA INVERSA CONFORME
è considerata la stessa proiezione di Mercatore, con la
differenza che il cilindro è orizzontale
in Italia è detta anche
di Gauss-Boaga
PROIEZIONE UTM (1)
Universale Trasversa di Mercatore
• Terra divisa in 60
FUSI di ampiezza 6°
• applicare ad ogni fuso
la PROIEZIONE
CONFORME DI GAUSS
(Trasversa Mercatore)
intorno al meridiano
centrale
fascia
zona
•
fuso
limita il problema delle
deformazioni della
proiezione di Gauss
• non è applicata a
latitudini superiori a 80°
PROIEZIONE UTM (2)
Universale Trasversa di Mercatore
• la superficie terrestre è divisa in 60
FUSI DI 6° e 20 FASCE PARALLELE
DI 8°
• i FUSI sono numerati da 1 a 60 in
senso antiorario partendo
dall’antimeridiano di Greenwich
• le FASCE sono identificate da
lettere
• l’incrocio di un fuso ed una fascia
identifica una ZONA
• l’ITALIA è situata nei fusi 32, 33 ed
in parte 34 e nelle fasce T ed S
• ogni zona di 6° x 8° viene divisa in
quadrati da 100 km di lato
identificati da 2 lettere
fuso
zona
fascia
PROIEZIONE UTM (3)
le coordinate di un punto sono
espresse in METRI e sono sempre
positive, esse sono riferite ad un
sistema cartesiano con:
asse X = equatore
asse Y = meridiano centrale del fuso
quindi P(x,y):
X = coord. EST = distanza dal
meridiano centrale del fuso
Y = coord. NORD = distanza
dall’equatore
all’equatore il “Northing” è 0
per l’emisfero boreale e 10000
km per quello australe
per avere sempre valori
positivi al meridiano
centrale del fuso viene
assegnata una falsa origine
(“Easting”) di 500 km
PROIEZIONE UTM E GAUSS-BOAGA
in Italia
matematicamente sono uguali (proiezione
conforme di Gauss)
stesso elissoide di riferimento: elissoide
internazionale (Hayford)
cambia il sistema geodetico di riferimento
Datum
Rapp.
cartografica
UTM
Gauss-Boaga
European Datum 1950 – ED50
(Potsdam)
Origine longitudine da Greenwich
Roma M. Mario 1940
Lat. 41°55’25,51’’
Long. 0°0’0’’ (12°27’08,400’’ da
Greenwich)
UTM, comprende i fusi 32 e 33 di
ampiezza 6° con merifdiani centrali
a 9° e 15° di long. E
fatt. contrazione = 0,9996
falsa origine coord. Est: 500 km
falsa origine coord. Nord: 0 km
(emisfero boreale)
Gauss con 2 fusi O ed E di ampiezza 6°
con meridiani centrali a –3°27’08,400’’
e 2°32’51,600’’ di long.
fatt. contrazione = 0,9996
falsa origine coord. Est: 1500 km fuso
O e 2520 km fuso E
DIFFERENZA SISTEMI DI RIFERIMENTO
Coordinate di Monte Mario
Datum
Latitudine
Longitudine
Roma (< 40)
41°55’24,399”
0°=12°27’06,840”
Roma 40
41°55’25,510”
0°=12°27’08,400”
ED 50
41°55’31,487”
0°=12°27’08,933”
I DUE FUSI DEL SISTEMA GAUSS-BOAGA
I due fusi corrispondono ai
FUSI 32 E 33
DEL SISTEMA UTM
a meno delle differenze tra i
due Datum
la differenza è dell’ordine
di qualche decina di metri
SISTEMA WGS84
è un sistema elissoidico internazionale
Datum
Rapp. cartografica
l’elissoide è geocentrico ed unico per tutta la superficie
terrestre
ufficialmente nessuna
in pratica utilizzata UTM, comprende 60 fusi di ampiezza
6° numerati verso E partendo da quello con meridiano
centrale a 177° di long. O (Oceano pacifico)
fatt. contrazione = 0,9996
falsa origine coord,. Est: 500 km
falsa origine coord. Nord: 0 km (emisfero boreale)
falsa origine coord. Nord: 10000 km (emisfero australe)
TIPI DI PROIEZIONI IN ITALIA
CATASTO
Soldner-Cassini (sferica, policentrica)
Gauss-Boaga dal 1980 circa
problema di sovrapposizione tra fogli adiacenti
Samson-Flamsted (sinusoidale, policentrica)
IGM
utilizzata fino al 1942 per 1:100.000, 1:50.000,
1:25.000 con rif. elissoide di Bessel
Gauss-Boaga
Mercatore
Lambert
CTR
Gauss-Boaga
IIM
Mercatore
Cambiano tipo di proiezione e/o
rappresentazione (es. da Lambert a
Mercatore) e lasciando inalterato il
sistema di riferimento (es. ED50) le
coordinate geografiche di un punto
non variano.
Cambiando il sistema di riferimento
(es. da ED50 a WGS84) la variazione
delle coordinate geografiche può
essere notevole.
Seconda parte
INFORMAZIONE TERRITORIALE
TEMATICA
La carta tematica è una rappresentazione che
evidenzia, graficamente, aspetti e caratteristiche
degli elementi territoriali che vanno oltre la semplice
rappresentazione geometrica della realtà fisica
si riferisce ad un particolare ambito applicativo, ad un
argomento, cioè ad uno SPECIFICO TEMA
CARTOGRAFIA DI BASE
CARTOGRAFIA DI TEMATICA
• Cartografia di base privilegia
– Visione d’insieme;
– Inventario;
– Localizzazione degli elementi costituenti la
realtà rappresentata
• Cartografia tematica
– Deriva da analisi specifica
– Implica classificazione dei dati
– Considera soprattutto variabili
qualitative/quantitative rispetto a schemi di
riferimento spaziali
Classificazione dei dati nella carta tematica
• 3 requisiti
1.Esaustività delle categorie - tutte le
osservazioni devono essere collocate all’interno
delle classi previste
2.Esclusività delle categorie – la stessa
osservazione ( poligono) non può comparire in
più classi (NON sovrapposizione)
3.Sistematicità delle unità di osservazione –
l’attribuzione alle categorie deve basarsi su un
criterio logico e metodologico chiaro e definito
Esempio cartografia TEMATICA
USI E COPERTURE DEL SUOLO
Elaborazione di carte tematiche da carta tecnica
Rilievo di viabilità
Esempio cartografia TEMATICA
quota
Elaborazione di carte tematiche da ortofoto
Utilizzo dell’ortofoto come base
per il rilievo dell’uso del suolo
Carta
dell’uso
del
suolo
ottenuta
dall’interpretazione a video dell’ortofoto utilizzata
come base per l’analisi dell’impatto delle politiche
di sviluppo agricolo sulla complessità del paesaggio
Approccio operativo
Approccio operativo
CARTOGRAFIA TEMATICA DA INTEGRAZIONE
DI DATI DA FONTI DIVERSE
SALDO DEMOGRAFICO
cartografia tematica da integrazione di dati
cartografici ed ambientali
ARPA
distanza fonti inquinamento
cartografia tematica da integrazione di dati
socio-economici
Gemona
Lusevera
Montenars
Nimis
Povoletto
Reana del R.
Taipana
Tarcento
SALDO DEMOGRAFICO
145
94
128
129
165
148
81
131
ISTAT
CARTOGRAFIA TEMATICA
- Ha carattere descrittivo, estrapola
informazione dalla cartografia di base e
l’arricchisce di ulteriori contenuti
-Deve essere finalizzata ed il processo di
costruzione della legenda codificato,
tuttavia esistono legende guida
-Corine Land Cover
-Corine Biotopes
SALDO DEMOGRAFICO
-Dal punto di vista grafico può essere
realizzata seguendo diverse tecniche di
rappresentazione
CARTOGRAFIA DI SINTESI
- E’ il risultato della elaborazione delle
informazioni derivate da cartografia di base e
cartografia tematica
- Descrive un fenomeno o un processo che si
conosce in termini di componenti e di relazioni tra
le stesse
- Esprime il modello del fenomeno o processo
considerato poiché implica l’utilizzo di algoritmi che
esprimono le relazioni tra le diverse componenti
IL PROCESSO DEVE ESSERE BEN CONOSCIUTO
Esempio: CARTA APPORTO DI AZOTO DI
ORIGINE AGRICOLA
-un eccesso di azoto nel terreno può provocare
inquinamento delle falde per percolazione
-l’apporto di azoto avviene mediante fertilizzanti
chimici
-l’apporto di azoto avviene mediante spandimento di
liquami di origine zootecnica (N organico)
USO SUOLO
CORINE LAND COVER
CARICO AZOTO SU BASE
COMUNALE DA FERTILIZZANTI
CHIMICI (PAC)
CATEGORIE AGRICOLE
ALTRE CATEGORIE
Seminativi in aree non irrigue
Superfici artificiali
Vigneti
Foreste e veget. naturale
Frutteti e frutti minori
Zone umide
Oliveti
Corpi d’acqua
Prati stabili
Sistemi colturali complessi
Colture agrarie miste a veget. naturale
Kg / ha di N
CARTA CARICO DI AZOTO DA
FERTILIZZANTI CHIMICI
USO SUOLO
CORINE LAND COVER
Uso del suolo da
CORINE LAND COVER
Produzione azoto di
origine animale calcolata
a livello comunale
CATEGORIE AGRICOLE
ALTRE CATEGORIE
Seminativi in aree non irrigue
Superfici artificiali
Vigneti
Foreste e veget. naturale
Frutteti e frutti minori
Zone umide
Oliveti
Corpi d’acqua
Prati stabili
Sistemi colturali complessi
Colture agrarie miste a veget. naturale
Kg / ha di N
ORGANICO
CARTA CARICO DI AZOTO DI
ORIGINE ZOOTECNICA
CARTA APPORTO DI AZOTO DI
ORIGINE AGRICOLA
Esempio: CARTA DELLA QUALITA’ AMBIENTALE
Il valore naturalistico di un’area è dato dalla
somma di
-Valore degli habitat
-Valore della fauna
SALDO DEMOGRAFICO
MAP OF ENVIRONMENTAL QUALITY
FAUNA
30 SPECIES
BIARDS, MAMMALS,
AMPHIBIANS
REPTILES
VALUE OF
FAUNA
HABITAT
44 TYPES
5 PRIORITY
VALUE OF
HABITAT
MAP OF ENVIRONMENTAL
QUALITY
MAP OF HABITATS (1:25.000)
MAP OF FAUNA (es. COTURNICE )
BASE OF DATA SURVEY:
GRID, 1 KM SQUARE
WE JOINED THE DATA
(PRESENCE OF SPECIE) AT
THE GRID LEVEL AND THE
EXTENSION OF THE
SUITABLE HABITAT OF
THAT SPECIE
MAP OF COTURNICE
THE FINAL MAP GIVE INFORMATIONS ABOUT THE
SUITABLE HABITAT WITH INSIDE THE SPECIE
EVALUATION SYSTEM: EsAmbI
(Estimo Ambientale Intrinseco)
ES: RARITY
1) To define a set of parameters:
- rarity
- endemic
- fragmentation of presence area
- fidelity to the habitat …..
2) To impute a value to each parameter on the
base of a fixed range of values (0-5)
only process at regional
scale
5
rare process at regional
scale
3
common process at regional
scale
1
common process
0
3)To join the values by the Storie-Villa Index (modified)
the reasult is a number that show the quality of :
fauna, habitat
  nj


Kj  Ai1 / Kj(nj1) 
j1 Kj - 

  i 1

m
Storie-Villa Index (modified)
I
 Kj - 1/ Kj 
m
j 1
( nj 1)
 K max
CARTA QUALITA’
HABITAT
CARTA QUALITA’
FAUNA
CARTA DELLA QUALITA’ AMBIENTALE
MAP OF ENVIRONMENTAL QUALITY
1
5