Il dato geografico

Sistemi Informativi Geografici
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Sistema Informativo Geografico:
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È un sistema informativo che tratta informazioni spaziali
georeferenziate, ne consente la gestione e l'analisi.
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Informazioni spaziali: dati che hanno una loro forma e posizione,
quali ad esempio case, laghi, strade, fiumi, cime e passi, ma anche
distribuzione della concentrazione di un inquinante, la quota sul livello
del mare
Georeferenziate: ne è nota la posizione sulla superficie terrestre (o di
un altro pianeta, nel caso in cui si stia facendo cartografia su un altro
corpo celeste)
Ha tutte le problematiche di un sistema informativo
tradizionale, ma inoltre:
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Il volume di dati è molto elevato
I dati sono a due o tre dimensioni (a volte quattro, se il tempo diventa
importante
E' necessario comprendere una serie di problematiche legate alla
georeferenziazione e alla presentazione dei dati che sono state
studiate nel corso dei secoli dalle discipline quali la cartografia, la
topografia e la geodesia
Dato geografico e cartografia
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La creazione di una database cartografico ricalca da
vicino il processo cartografico
Le strutture dati di cui si compone un GIS possono
essere pensate come strati di una carta geografica
Le problematiche di georeferenziazione e
rappresentaziontazione del dato sono specifiche del
settore geodetico cartografico
L'output di un sistema GIS è spesso, anche se non
sempre, una carta geografica
È necessario disporre di basi sul
processo cartografico e sulla geodesia
per poter utilizzare un sistema GIS
La carta geografica
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Carta geografica: rappresentazione grafica in un piano,
simbolica, ridotta e approssimata di una parte della
superficie terrestre
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In un piano: la superficie terrestre è a doppia curvatura,
necessariamente ci cono delle deformazioni
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Simbolica: è una rappresentazione astratta e semplificata
(quindi c'è stato un procedimento di modellazione della
realtà)
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Ridotta: non è una rappresentazione a dimensioni reali, ma
è stato applicato un fattore di riduzione, detto scala*.
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Approssimata: la forma e la posizione degli oggetti non ha
una precisione assoluta (la forma può essere stata
semplificata, ci può essere stata una variazione
dimensionale)
Scala: rapporto fra le dimensioni di una linea sulla carta
e la sua lunghezza reale sulla superficie terrestre
Funzioni di una carta
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Una carta geografica è una rappresentazione del
territorio che consente:
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Di fornire una conoscenza del territorio sia puntuale che
generale (visione sinottica)
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Di sviluppare processi logici di tipo induttivo e deduttivo in
funzione di relazioni di concomitanza, vicinanza,
frequenza, ...
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E' la base per un processo di supporto alla decisione, quindi
consente di stabilire percorsi, pianificare l'uso del territorio,
di un'opera edilizia, ecc..
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Quali dati sono rappresentati in questa carta?
Che forma geometrica hanno?
Come si può decomporre la carta in parti elementari?
Legenda
● Vestizione grafica di dati uniformi
(strade, strutture ricettive) ->
geometria + attributi + processo di
vestizione
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Scomposizione in layer
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La carta geografica può essere
scomposta in un insieme di strati
geometricamente e semanticamente
uniformi al loro interno ( strade, fiumi
minori, città, ...): tali strati vengono
detti layer nei sistemi GIS
Si può separare la geometria (ad
esempio la linea) dalla vestizione. La
vestizione dipende da attributi
dell'elemento cartografato (livello
della strada)
Ci sono alcuni strati (orografia a
sfumo) che hanno una natura
diversa: rappresentano informazioni
che sono ovunque, non hanno una
forma e una posizione precisa. Per
ogni punto è sensato chiedersi “che
valore ha, in questa posizione, il
fenomeno rappresentato?”
Dalla realtà alla carta
Realtà
Modellazione
Rilievo
Introduzione
nel GIS
Cartografia
Rapp. cartografica
Analisi
Modellazione
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Perché modellare:
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Il sistema informativo ha un obiettivo specifico
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La realtà è composta di una quantità di informazioni
sovrabbondante e non organizzata
Modellazione
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Selezione: di quali fenomeni e di quali loro caratteristiche ci
interessiamo?
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Modellazione geometrica: quale rappresentazione do alla
forma dell'oggetto (punto, poligono, linea, ...)?
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Classificazione: quali sono gli oggetti che appartengono alla
stessa classe (diverse modellazioni possono avere diversa
granularità)
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Selezione, modellazione geometrica e classificazione
interagiscono con la scala (città, fiumi, strade a diversa
scala): a scale diverse gli stessi oggetti possono essere
inseriti in due classi separate, e possono scomparire!
Modellazione e scala
Varia il dettaglio geometrico
Varia la geometria
Varia la percezione di cosa
è una unità
case
quartiere
Modellazione e scala
Natura del dato
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Due visioni complementari per interpretare la realtà:
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Il mondo è vuoto, se non dove è popolato di entità con una
posizione, una forma e attributi ben definiti. La cartografia e il
sistema informativo registrano tali entità e le loro
caratteristiche. E' l'approccio a oggetti territoriali, adatto
per rappresentare opere dell'uomo (case, strade) e alcune
componenti naturali (fiumi, laghi, coste). Per tali fenomeni si
usa in genere una rappresentazione per punti, linee e poligoni
(approccio vettoriale).
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Il mondo è interessato da un insieme di fenomeni, per ciascun
fenomeno e ciascun punto della superficie è possibile definire
un valore (eventualmente nullo). È l'approccio a campi, adatto
per rappresentare fenomeni distribuiti come la quota sul livello
del mare, il vento, la concentrazione di un inquinante, la
salinità del mare, ma anche la suddivisione amministrativa del
territorio (che può essere ben rappresentata anche
dall'approccio precedente). Di norma vengono rappresentati
con griglie regolari (raster) o con strutture vettoriali 3D (TIN).
Campi e oggetti territoriali
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Oggetti territoriali: confini e strade
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Campo: modello di elevazione digitale
Il dato geografico
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In sintesi, il dato geografico è una entità composta da:
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Geometria (georeferenziata, di natura discreta o continua)
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Attributi descrittivi (di vario genere)
... ma anche di:
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Relazioni topologiche (vicinanza, sovrapposizione, ...)
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Tempo
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Di rilievo (quando è stato rilevato il dato?)
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Di validità (per quanto tempo può essere considerato valido?)
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Esempio: una carta dell'insediativo urbano del 1970 è ancora valida
oggi?
Un sistema informativo geografico manipola dati
geografici
Dal punto di vista del sistema informativo una carta
geografica è una visualizzazione contenente dati
geografici
Modellazione geometrica
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Diverse scale e diversi scopi portano a diverse
modellazioni geometriche.
Modellazione attributi
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Le proprietà possono essere classificate nei seguenti
tipi:
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nominale: identifica un oggetto, rappresentato mediante etichette
(toponimi, classi di oggetto non ordinabili)
ordinale: attributo il cui dominio è ordinato, ma non ha senso effettuare
calcoli (ad esempio classificazione di città);
intervallo: ha senso effettuare operazioni di differenza (temperatura);
rapporto: ha senso effettuare rapporti (funziona per le unità di massa, ad
esempio, ma dire che 20 gradi è il doppio più caldo di 10 non ha senso, lo
0 è arbitrario)
Diversi tipi di attributi sono salvati con diversi tipi di dati
primitivi e rappresentati in diverso modo
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Nominali: stringhe
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Ordinali: numeri interi
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Intervallo/rapporto: numeri interi o floating point
Modellazione attributi
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Rappresentazione dei diversi tipi di attributi sulla
cartografia
Il layer, il dato geografico, la mappa
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La modellazione del dato geografico porta ad una
classificazione, così come si fa nella modellazione
concettuale per le basi di dati
Un layer è l'equivalente di ciò che è una tabella per le
basi di dati relazionali:
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Una tabella è un contenitore di record strutturalmente
identici
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Un layer è un contenitore di dati geografici strutturalmente
identici, ovvero con la stessa geometria e gli stessi attributi
Una carta geografica prodotta da un GIS è una
sovrapposizione di layer opportunamente vestiti secondo
regole che ne mettono in evidenza uno o più attributi
(oltre ovviamente alla geometria)