CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE Sistemi innovativi in zootecnia Supporti avanzati per la gestione dell’allevamento (corso SUPAG) Massimo Lazzari Dipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie per la Sicurezza Alimentare Università degli Studi di Milano CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE “Caratteristiche generali della tecnologia GIS” Dott.ssa Sigura Maurizia [email protected] 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 GIS CAD Database management Perché usare il GIS? DAL MONDO REALE AL GIS REALTA’ Modello del mondo reale Modello dati Cartografia Basi di dati Statistiche FENOMENI: •proprietà •connessioni ENTITA’: •tipologie •attributi •relazioni OGGETTI: •tipologie •attributi •geometrie OGGETTI: •tipologie •attributi •geometrie Simboli linee testi Mondo reale Modello del mondo reale Modello dati Basi di dati Mappe Statistiche Dato territoriale = Dato spaziale Componente GEOMETRICA Collocazione nello spazio dell’oggetto punti linee aree (coordinate,geometria, numero segmenti di una linea..) Componente ATTRIBUTO Descrizione delle caratteristiche quantitative/qualitative dell’oggetto (superficie, numero di mappa,..) Moduli tipici del GIS Import data System Modelli di rappresentazione dei dati Modello vettoriale Modello raster (griglia) punto Vettore (segmento di linea) Linea spezzata Area/poligono 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 • • • • 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 unità • punto • linea • poligono posizione x,y (z) n (x,y,z) m (linee) attributo più valori più valori più valori • punto(pixel) • linea • poligono riga/colonna n pixels m pixels singolo valore singolo valore 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 •una relazione può essere interpretata come una tabella bidimensionale di valori: identificativo comune tipologia superficie 1 2 Udine Grado urbano seminativo 27568 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 identificare ogni record in modo univoco quindi di : •relazionarlo ad altre basi di dati •effettuare ricerche relative a quel singolo oggetto e consente di 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 Modello raster vantaggi • ottima rappresentazione grafica • esplicita topologia • facile aggiornamento 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 • struttura dati complessa • limiti nelle sovrappposizioni • difficoltà simulazioni 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 Dai dati all’informazione 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 Informazioni visive limitate nel tempo Modifica permanente del dato 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 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 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) Pendenze <10% Tipologia geologica A Aree idonee all’espansione urbana 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 Carta aree urbane 1x0= 0 ghiaioso non urbano 2x1=2 argilloso urbano 2x0=0 argilloso non urbano 1 1 2 1 3 0 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 Principali caratteristiche DATI TERRITORIALI Principali caratteristiche alcune funzioni Banche dati cartografiche