Progetto CARGEN (generalizzazione cartografica) - CIRGEO

Applicazioni Gis in Campo Territoriale e Ambientale
Agripolis, 17 novembre 2010
Progetto CARGEN: risultati della ricerca in corso
presso il DEI
Sandro Savino
Chi siamo
Laboratorio GIRTS
(Sistemi Informativi Territoriali e Sistemi Real Time)
Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione (DEI),
Università di Padova.
Persone:
– 2 professori
– 1 PhD student + 1 esperto GIS
– Studenti in tesi triennale o magistrale
Web: http://cargen.dei.unipd.it
Progetto CARGEN
CARGEN (CARtographic GENeralization)
Progetto di ricerca del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione,
in collaborazione con Regione Veneto e Istituto Geografico Militare.
Obiettivi:
Progettazione e sviluppo di un prototipo sperimentale per la
generalizzazione cartografica automatica
– del DB25 IGM in scala 1:25000 a partire dal DBT Regionale in scale
1:5000
– della scala 1:50000 a partire dalla scala 1:5000
Generalizzazione DB to DB
Generalizzazione Cartografica
“
the selection and simplified representation of detail
appropriate to scale and/or the purpose of a map
International Cartographic Association, 1973
1:25 000
1:100 000
”
1:200 000
Fasi del progetto
• Analisi preliminare:
– Analisi dei modelli dati 1:5000 (CTR, GeoDBR, DBT)
– Analisi del modello dati IGM DB25 e delle specifiche di acquisizione
– Analisi della Carta d’Italia in scala 1:50000 IGM
– Analisi della letteratura sulla generalizzazione cartografica
• Design del processo
• Implementazione:
– Preparazione dati
– Generalizzazione semantica
– Generalizzazione delle geometrie
– Processo unico
Tecnologia
• Necessità di una ambiente unico, multipiattaforma, dove poter
sviluppare o testare algoritmi
– JAVA
– Librerie JTS (Java Topology Suite)
– Oracle Spatial come DBMS (ma recentemente anche PostGIS)
• Strumenti di visualizzazione dei dati
– ESRI ArcGIS
– OpenJUMP (open source Java GIS)
• Strumenti per l’analisi/editing dei dati
– Funzioni in ArcGIS
– Plug-in Java sviluppati in OpenJUMP
Strumenti GIS
• GIS Esri
– 3D Analyst, arcscene
– Controlli topologici
– Selecy by location / by attribute
– Manipolazione file .shp
• GIS OpenSource
– Elaborazione dati in Oracle / PostGIS
– Plug-in per automatizzare il lavoro
– Test degli algoritmi
Implementazione
Model Generalization & Cartographic Generalization
• Generalizzazione del modello:
– È stato necessario trovare le corrispondenze tra le feature dei
diversi modelli dati (più di 200 feature ognuno) e scrivere le regole di
derivazione
– Nel caso del 1:50000 è stato necessario predisporre un modello dati
(sulla base delle specifiche per la Carta d’Italia IGM)
– Per alcune delle feature è sufficiente una “manipolazione” dei dati
semantici, altre hanno richiesto algoritmi ad hoc
• Generalizzazione cartografica:
– Il task più complesso, ha richiesto lo sviluppo di un gran numero di
algoritmi ad-hoc (solo in parte derivanti da lavori precedenti)
– Classi più “problematiche”: edificato, viabilità, idrografia
Alcuni algoritmi
Model Generalization
Creazione curve di livello in ghiacciaio (overlay)
Classificazione dei fiumi in base alla larghezza (algoritmo di misura)
Alcuni algoritmi
Cartographic Generalization
Armonizzazione dei fiumi
Sfoltimento idrografia
Alcuni algoritmi
Cartographic Generalization
Generalizzazione dell’edificato:
–
–
–
–
–
Accorpamento edifici
Semplificazione del bordo
Squaring
Tipificazione di gruppi di edifici
Displacement
Alcuni algoritmi
Cartographic Generalization
Generalizzazione della viabilità:
– Identificazione e generalizzazione delle giunzioni stradali (incroci,
rotonde, …)
– Classificazione dei tratti autostradali e generalizzazione
– Sfoltimento del grafo stradale
– Tipificazione dei tornanti
– Armonizzazione della classificazione
Alcuni algoritmi
Cartographic Generalization
Alcuni altri algoritmi:
–
–
–
–
–
Generalizzazione dei binari nelle stazioni
Generalizzazione di elementi lineari ed areali
Controlli topologici
Collassamento Area-To-Line (creazione asse mediano)
Riduzione di cluster di punti
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