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Sistemi informativi territoriali
SISTEMI INFORMATIVI
TERRITORIALI
Dott.ssa M. Costantini
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Sistemi informativi territoriali
I Sistemi Informativi Territoriali
Sono strumenti di analisi e di decisione
per l’acquisizione e la distribuzione dei
dati, in grado di fornire informazioni
finalizzate allo sfruttamento razionale
delle risorse.
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SISTEMA INFORMATIVO
È l'insieme delle apparecchiature, del software, delle
applicazioni e delle persone che hanno il compito di
acquisire, organizzare, elaborare e restituire i dati
riguardanti un'organizzazione, al fine di mettere a
disposizione dei responsabili delle decisioni
operative tutte le informazioni necessarie per
effettuare le migliori scelte possibili.
SISTEMA INFORMATIVO TERRITORIALE
Sistema che contiene specifiche funzioni per
acquisire, elaborare, gestire e restituire dati
georiferiti.
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GIS
Sistemi informativi territoriali
GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM
Costituisce la componente informatica del
SIT.
"...un potente insieme di strumenti utilizzati
per raccogliere, memorizzare, richiamare,
modificare e visualizzare dati spaziali”
- Burrough, (1986)
“...sistema informatico utilizzato per
memorizzare e manipolare dati geografici”
- Aronoff, (1989)
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Sistemi informativi territoriali
La tecnologia GIS integra in un unico ambiente
le operazioni legate all’uso di database (input,
interrogazioni, analisi statistiche) con i benefici
derivati dalla visualizzazione di mappe e dall’
analisi geografica.
Questa particolarità lo differenzia dagli altri
sistemi informativi e fa di esso un potente
strumento utilizzabile da molteplici utenti per
pianificare gli eventi, prevedere evoluzioni e
definire strategie di gestione territoriale.
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GIS
Sistemi informativi territoriali
=
Sistema Informativo Geografico
È un insieme di strumenti concepito per
archiviare, gestire ed analizzare
elementi, eventi e fenomeni inerenti la
superficie terrestre.
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Sistemi informativi territoriali
• SISTEMA
insieme di elementi che
interagiscono tra loro
• INFORMATIVO
produce informazioni
(dati)
• GEOGRAFICO fa riferimento al territorio
(georeferenziati o georeferenziabili)
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GIS
Sistemi informativi territoriali
É il contenitore delle informazioni
territoriali che, opportunamente gestite,
conducono alla realizzazione di mappe
tematiche relative ai molteplici aspetti del
territorio: mappe catastali, carte
geoambientali, carte tecniche regionali,
ecc.
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A COSA SERVONO I SIT?
Sistemi informativi territoriali
• I SIT risultano molto efficienti per affrontare i
problemi di governo del territorio. Il compito
essenziale di ogni Sistema Informativo
Territoriale consiste nel rendere il dato,
precedentemente accertato e verificato, capace di
fornire un messaggio significativo.
• L’informazione, per essere fruibile, deve essere
accessibile e correttamente utilizzata, e di
semplice comprensione per consentirne l’utilizzo
per la soluzione dei diversi problemi territoriali.
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A COSA SERVONO I GIS?
Sistemi informativi territoriali
• I GIS supportano tutte le fasi di lavoro per
trasformare il contenuto informativo dei dati
territoriali in informazioni finalizzate alla
rappresentazione del territorio e alla soluzione delle
problematiche ad esso connesso.
Quindi costituiscono uno strumento per:
• l’acquisizione, la visualizzazione e l'aggiornamento
d’informazioni provenienti da fonti diverse e localizzate
geograficamente;
• frequenti passaggi fra differenti scale territoriali che
definiscono un ambito d’intervento (Comune, Ente Parco,
Provincia, Regione ecc.);
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Sistemi informativi territoriali
• l’elaborazione dei dati con programmi
interni e applicativi esterni;
• l’estrazione dei dati per elaborazioni
settoriali;
• l’elaborazione distribuita dei dati presso
tutti gli uffici tecnici amministrativi
distribuiti sul territorio;
• la presentazione cartacea del dato in
forma di carte tematiche.
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Sistemi informativi territoriali
• DATO: ciò che s’immagazzina nel database;
registrazione della descrizione di una qualsiasi
caratteristica della realtà che necessita tuttavia
di un’interpretazione per produrre conoscenza.
• INFORMAZIONE: quello che si richiama dal
database; risultato dell’interpretazione dei dati
che comporta la variazione nel patrimonio
conoscitivo del soggetto.
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DAL DATO ALL’INFORMAZIONE
Sistemi informativi territoriali
• Le principali fasi di lavoro del GIS per trasformare i dati in
informazione fruibile ai fini della risoluzione di un dato
problema sono:
• Acquisizione dei dati
• Pre-elaborazione dei dati
• Gestione banche dati
• Analisi spaziale
• Generazione di informazioni
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Sistemi informativi territoriali
NASCITA ED EVOLUZIONE DEL GIS
“Computer technology is to the information age
what mechanization was to the industrial
revolution” J. Naisbitt
• Anni ‘50/’60: avvento dell'era delle
telecomunicazioni e inizio del processo di
trasformazione della società. L'elettronica ed i
computer hanno cambiato il modo di lavorare e di
vivere. Stessa trasformazione nel campo delle
scienze geografiche e cartografiche
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Sistemi informativi territoriali
NASCITA ED EVOLUZIONE DEL GIS
• 1969 Ian McHarg pubblica il libro "Design with
Nature” e ipotizza l'uso della sovrapposizione di
dati geografici strutturati in livelli informativi a
singolo tematismo, al fine di realizzare carte di
sintesi, utili alla pianificazione del territorio.
• Si sceglie di sperimentare l’uso degli elaboratori
elettronici per le analisi geografiche, valutandone
costi e benefici.
• Prime sperimentazioni ed applicazioni nel Nord
America, dove nascono i SIT - Sistemi Informativi
Territoriali .
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Sistemi informativi territoriali
Seconda metà degli anni ‘60: Howard Fisher fonda
l’Harvard Laboratory for Computer Graphics and
Spatial Analysis, dove un nucleo di programmatori
progetta e realizza un pacchetto software (SYMAP),
che permette di elaborare dati geografici e di
realizzare carte tematiche.
Anni ’70: l’Harvard Laboratory produce ODYSSEY,
il primo vero software GIS commerciale che
introduce il concetto di overlay mapping
(sovrapposizione automatica di strati informativi).
Negli stessi anni R. Tomlinson persuade il Governo
Canadese a realizzare il primo vero e proprio SIT
denominato C.G.I.S. - Canada Geographic
Information System.
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Sistemi informativi territoriali
Anni ’80: compaiono sul mercato i primi software
della famiglia GIS che aprono di fatto una nuova
frontiera, che consente di associare funzionalmente
cartografia informatizzata organizzata in strati
tematici con la tecnologia dei database.
Sono gli anni della comparsa e dello sviluppo del
personal computer, e nel nostro Paese
dell’esperienza della costruzione delle CTR (Carte
Tecniche Regionali), vere e proprie infrastrutture
di conoscenza del territorio alle grandi scale
1:5 000 e 1:10 000, presupposto per lo sviluppo di
innumerevoli esperienze di Sistemi informativi
territoriali soprattutto a livello urbano.
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Sistemi informativi territoriali
Anni ‘90: affermazione e della diffusione capillare
della tecnologia GIS, non solo a livello della
Pubblica Amministrazione ma anche nei comparti
aziendali e degli studi professionali, che matura sul
versante delle applicazioni dilagando pressoché in
ogni settore connesso con l’analisi e la gestione del
territorio.
È una fase cruciale in cui esplode l’ipermedialità in
rete con il WWW (World Wide Web) e che vede
l’irresistibile integrazione della tecnologia GIS con
le risorse provenienti dai sistemi di osservazione
della terra da piattaforma aerea e satellitare e con
quelli di posizionamento GPS (Global positioning
system).
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Sistemi informativi territoriali
Nello stesso tempo la crescente diffusione di
dispositivi mobili ha reso possibile lo sviluppo di
servizi basati sulla localizzazione (Location
based services) Applicazioni per consentire
l’accesso a servizi personalizzati in base alla
posizione in cui si trova, attraverso un terminale
mobile, ad esempio il cellulare.
• Es: fornire informazioni sui ristoranti in
prossimità dell’utente o indicazioni per la
navigazione servizi di emergenza e soccorso.
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Web GIS
Sistemi informativi territoriali
Si affaccia l’idea di un’informazione territoriale
strutturata diffusa in modo capillare. Internet,
con lo sviluppo della tecnologia Web GIS, apre in
concreto una nuova cultura geografica.
La cartografia, così come storicamente
conosciuta e utilizzata, comincia a virare verso
un sistema di informazioni geografiche gestite da
risorse software specifiche sempre più diffuse e
distribuibili via rete telematica.
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Sistemi informativi territoriali
• La diffusione capillare presso gli enti locali, le
Università ed i privati si sta avviando grazie alla
disponibilità, ai costi contenuti di banche dati
geografiche e di software GIS ed anche ad una
politica di formazione sui SIT avviata dalle
Università.
1963
1967
Canada USA
1969
ESRI
1985
GPS
1994
OpenGIS
1999
> 1 milione di
utenti abituali
> 5 milioni di
utenti casuali
2002
Gis_Day
GIS
Sistema Informativo Geografico
hardware+ software + mappa + database
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COMPONENTI DEL GIS
▪ l'hardware
▪ il software
▪ le procedure applicative
▪ database
▪ le persone
Sistemi informativi territoriali
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DATABASE
Sistemi informativi territoriali
• “ …un database è una raccolta unificata e
informatizzata di dati, condivisa da utenti
autorizzati con la capacità di controllare, definire,
accedere a, recuperare, manipolare e presentare i
suddetti dati al suo interno” - Worboys (1995)
• DBMS (DataBase Management System) è un
pacchetto software per la costruzione e la gestione
della base dati, in particolare permette
memorizzazione, manipolazione, interrogazione
integrata di tutti i dati che costituiscono la base dati.
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IL DATO GEOGRAFICO
Sistemi informativi territoriali
• Un dato viene definito geografico quando può
essere associato a un luogo sulla superficie
terrestre mediante l’attribuzione di una coppia
di coordinate (latitudine, longitudine).
• La banca dati geografica è costituita da un
insieme di dati geografici e non, fra loro
correlati, riferiti alla medesima area geografica e
organizzati per uno scopo preciso.
IL DATABASE
Dati vettoriali alfanumerici
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Sistemi informativi territoriali
• I GIS consentono l’elaborazione e l’analisi dei dati
geografici, nella struttura vettoriale e raster.
• Il passaggio dei dati da un formato all'altro e
viceversa,la possibilità di un uso integrato dei due
formati viene effettuato utilizzando un’interfaccia
semplice e intuitiva che consente di effettuare
operazioni di analisi, elaborazione e interrogazione;
consente di organizzare i due formati in strutture
omogenee di archivi, le cui componenti descrittive
associate sono gestite attraverso l'uso di un comune
data base relazionale.
DATO RASTER
È una immagine definita da una matrice di celle o pixel distribuite su righe
e colonne. Il territorio viene suddiviso secondo un reticolato ortogonale
regolare (griglia).
La loro unità fondamentale è il pixel
(contrazione della locuzione inglese picture
element) si indica ciascuno degli elementi
puntiformi che compongono la
rappresentazione di una immagine raster
digitale.
A ciascun pixel è associato un attributo che
definisce le caratteristiche dell'elemento
rappresentato.
Ad esempio in un modello digitale di
elevazione a ciascun pixel è associato il valore
della quota sul livello del mare in quel punto.
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DATO RASTER
Sistemi informativi territoriali
• Un dato raster non è collegato a nessun tipo di
informazione tabellare
• Un raster è adatto per descrivere fenomeni
continui nello spazio (per esempio: distribuzione
di inquinanti, quota, ecc..)
• Un dato raster può servire come riferimento per
l’acquisizione di dati vettoriali
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DATI RASTER….
• Fotografie aeree
• Immagini da satellite
• Rasterizzati da dati vettoriali
• Scannerizzati da foto
Sistemi informativi territoriali
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DATO VETTORIALE
Sistemi informativi territoriali
I dati vettoriali archiviano e gestiscono primitive
geometriche.
Un dato vettoriale è sempre costituito da due
componenti collegate tra loro in maniera dinamica:
componente geografica - indica la forma
geometrica di ciascun elemento
componente tabellare - contiene tutti gli
attributi (in forma alfanumerica) che descrivono le
caratteristiche di ciascun elemento geometrico
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DATI VETTORIALI….
Sistemi informativi territoriali
• Foto aeree
• Raccolti dai ricevitori GPS
• Digitalizzati da mappe cartacee che sono state
preventivamente scannerizzate e georeferenziate
• Disegnati digitalizzando direttamente a schermo
sulla base topografica
• Isoipse derivate da triangolazione
• Riprodotti da rilevamenti sul terreno
• Importati da file di scambio vettoriali da AutoCAD
(formato *.dxf)
DATI VETTORIALI:
x,y
PUNTI: definiti da una coppia di coordinate x,y
x,y
LINEE: insieme di punti definiti da serie
di coordinate x,y
Località, monumenti,
eventi, etc.
Reti viarie, reticoli
idrografici, impianti,
curve di livello, etc.
x,y
POLIGONI: insieme di punti definiti da più coppie
di coordinate x,y dove la prima e l’ultima coppia di
coordinate sono uguali
Regioni, province,
edifici, particelle
catastali, etc.
Al dato vettoriale viene associato un DATO ALFANUMERICO: un
ulteriore informazione numerica o testuale che carica il semplice
dato vettoriale di attributi.
Dati vettoriali e dati alfanumerici vengono organizzati in
TABELLE a loro volta organizzate nel database.
TABELLA
Ogni linea della tabella
(record)
rappresenta un oggetto o
dato vettoriale (punto,
linea o poligono, quindi
una città, un fiume, una
regione, etc.) con una
sua precisa collocazione
spaziale
Ogni colonna rappresenta un dato
alfanumerico che ci informa su un
particolare attributo (nome,
tipologia, estensione, lunghezza,
abitanti, qualificazione, etc.)
dell’oggetto georerenziato
RAPPRESENTAZIONE DATI VETTORIALI
Dato puntuale
Dato lineare
Nodes
Vertices
Dato
poligonale
insediamenti
viabilità
idrografia
pendenze
MAPPA
Ogni tabella è la struttura portante di un TEMA, cioè di
uno “strato informativo”
Lo strato informativo è l'insieme degli elementi omogenei che
compongono una mappa, come per esempio strade, corsi
d'acqua, foreste, ecc.
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Sistemi informativi territoriali
Tutti gli strati informativi (e
quindi tutti gli oggetti presenti
nelle tabelle) sono
GEOREFERENZIATI e ciò
permette la sovrapposizione dei
livelli informativi, quindi di
effettuare operazioni di analisi e
di costruzione di mappe
tematiche.
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GEOREFERENZIARE
Sistemi informativi territoriali
• Il termine geo-referenziare indica l’operazione di
ubicare sulla superficie terrestre un oggetto del
mondo reale (città, monumento, regione, ecc.) o un
evento (incendio, frana, convegno, ecc.)
• La posizione può essere descritta attraverso
1. un sistema di riferimento spaziale: funzione
che associa un valore (posizione) ad un luogo;
2. una coppia di coordinate( es: Duomo di Rovato:
lat 45°.532062, lon 10°.021547
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APPLICAZIONI
Sistemi informativi territoriali
Un SIT è generalmente progettato per contenere dati
ed applicazioni in funzione di specifiche esigenze
dell'utente. Infatti, i SIT possono essere usati in
svariate applicazioni.
In agricoltura: per stimare le colture stagionali
(generando le carte tematiche digitali della
copertura agricola dalle immagini da satellite.
Nella Protezione Civile: per studiare la
vulnerabilità degli acquiferi sotterranei (attraverso
l’uso di modelli geografici che integrano i dati
relativi alle falde sotterranee, agli aspetti geologici e
all'uso del suolo) o per simulare eventi catastrofici.
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Sistemi informativi territoriali
Enti di tutela ambientali: per pianificare e definire
confini di aree di interesse naturalistico da porre
sotto protezione; monitorare geograficamente
l'inquinamento dell'aria, delle risorse idriche, del
mare e della terra;
Nelle amministrazioni comunali: per realizzare e
gestire il Piano Regolatore, le varianti ed i piani
attuativi;
Nel settore dei trasporti e della mobilità: per
controllare le flotte di mezzi sul territorio,
visualizzare in ogni istante la localizzazione
geografica di un mezzo; analizzare i percorsi
ottimali in funzione di varie impedenze quali la
distanza, il traffico, la pendenza ecc.
