PDF, 1 lucido per foglio - Dipartimento di Scienze Ambientali
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Lezione 1 S.I.T. PER LA VALUTAZIONE E GESTIONE DEL TERRITORIO Corso di Laurea Magistrale in Scienze Ambientali Alessandra Raffaetà Dipartimento di Informatica Università Ca’ Foscari Venezia Organizzazione del corso Modulo I (29/9/2008 - 5/11/2008) □ Alessandra Raffaetà □ E-mail: [email protected] □ Ricevimento: Mercoledì 14:00 - 16:00 □ Lezioni: Lunedì e Mercoledì 9:00 – 11:00 Aula E Modulo II (17/11/2008 - 11/12/2008) □ Daniele Mion Organizzazione del corso (cont.) Pagina web: www.dsi.unive.it/~sit □ Consultare il sito web per gli avvisi e per il materiale didattico. Comunicazione da docente a studenti: Mailing list: [email protected] □ Iscrivetevi tramite la pagina web del corso! Modalità di esame: □ Prova scritta □ Semplice progetto Materiale didattico P. Mogorovich. Dispensa di Sistemi Informativi Territoriali. P. A. Burrough, R. A. McDonnell. Principles of Geographical Information Systems. Oxford Press, 1998. M. Worboys, M. Duckham. GIS A Computing Perspective. CRC Press, 2004. A. Albano, G. Ghelli, R. Orsini. Fondamenti di Basi di Dati 2a ed., Zanichelli, 2005. Lucidi sul sito web. Contenuti del corso Caratteristiche dell'informazione geografica. Le componenti fondamentali di un SIT. Le basi di dati. Cartografia vs Sistemi Informativi Geografici. Modelli di rappresentazione dell'informazione geografica. Analisi spaziale nel mondo vettoriale e raster. Il punto di vista spaziale Esempio di un problema territoriale Un Gruppo Industriale sta cercando un’area dove costruire un Centro Direzionale a non più di 40 km da Piombino. Un’indagine (di tipo tradizionale) dà la seguente risposta: Nei Comuni di Piombino, Campiglia, Suvereto e San Vincenzo si sono trovate le seguenti opportunità: Area n.1 – nel Comune di San Vincenzo, nell’area compresa tra Via Garibaldi e Piazza della Libertà Area n.2 – nel Comune di Campiglia, loc. Le Colline Area n.3 – nel Comune di Piombino, loc. La Grossetina Area n.4 – nel Comune di Piombino, loc. Il Paduletto Area n.5 – nel Comune di Piombino, tra i Giardini Pubblici e Via del Mare Esempio di un problema territoriale (cont.) Un’indagine (di tipo geografico) dà una risposta diversa: Nei Comuni di Piombino, Campiglia, Suvereto e San Vincenzo si sono trovate 5 aree. Si trasmettono dati tecnici sulle aree e la loro localizzazione geografica, insieme ad altri parametri territoriali. Esempio di un problema territoriale (cont.) Sono elementi importanti nel valutare l’area candidata: La quantità di imprese presenti entro 10 km La vicinanza a stazioni ferroviarie La vicinanza a strade di grande comunicazione La densità della viabilità entro 2 km La presenza di aree produttive vicine La presenza di aree insediate vicine Essere o meno all’interno di aree esondabili La vicinanza di boschi La presenza di vincoli architettonici La quantità di Beni Culturali vicini Ecc. ecc. Esempio di valutazione dell’area 5: Molte imprese nelle vicinanze Vicino a una stazione ferroviaria secondaria Vicinissima ad un porto A media distanza da una strada di grande comunicazione Reticolo viario fitto Molto vicine aree di espansione e aree insediate All’interno del centro urbano Vicinissima al mare Senza vincoli o rischi di esondazione Esempio di valutazione dell’area 1: Poche imprese nelle vicinanze Vicino a una stazione ferroviaria secondaria Vicinissima ad un porto turistico Vicinissima ad una strada di grande comunicazione Reticolo viario fitto Poche aree di espansione nelle vicinanze Alla periferia di un centro urbano Vicinissima al mare Vicina a boschi Senza vincoli o rischi di esondazione Esempio di un problema territoriale (cont.) La risposta data da un approccio geografico permette una corretta valutazione dell’area candidata da vari punti di vista: urbanistico, di opportunità, di qualità della vita, ecc. In una logica di “marketing territoriale", una risposta articolata dà anche un’impressione di efficienza. Esempio di un problema territoriale Analisi visiva e automatica Le valutazioni delle aree sono state fatte grazie ad un’analisi visiva della carta. Gli strumenti GIS permettono analisi quantitative. Esempio di valutazione dell’area 1: Esempio di valutazione dell’area 1: Poche imprese nelle vicinanze Vicino a una stazione ferroviaria secondaria Vicinissima ad un porto turistico Vicinissima ad una strada di grande comunicazione Reticolo viario fitto 5 imprese nelle vicinanze A 180 m da una stazione ferroviaria secondaria A 1 km ad un porto turistico A 1,7 km da una strada di grande comunicazione 7800 m di strade nel raggio di 500 m (stimati 1150 posti auto) 870 mq di aree di espansione nelle vicinanze Alla periferia di un centro urbano A 260 m dalla spiaggia 500 ettari di boschi nel raggio di 15 minuti d’auto Fuori da aree vincolate o esondate Poche aree di espansione nelle vicinanze Alla periferia di un centro urbano Vicinissima al mare Vicina a boschi Senza vincoli o rischi di esondazione Una valutazione qualitativa permette di stilare una graduatoria “indicativa” tra le aree candidate. Una valutazione quantitativa permette di stilare una graduatoria “numerica” e di capire “cosa manca” ad un’area per essere appetibile. L’area 3 diventerebbe la migliore, da ogni punto di vista, se avesse un casello autostradale più vicino L’area 2 è penalizzata dalla lontananza da un casello (?) Sembra di no. Un casello relativamente vicino non la renderebbe comunque la migliore. Analisi di un fenomeno territoriale Nome Comune Emissioni SO2 Ricoveri per malattie respiratorie Perinello 606 5.1 % Monteventoso 14 1.1 % Scalterone 714 0.8 % Costamara 24 7.3 % San Gaudenzio 2047 7.3 % Il coefficiente di correlazione tra “Emissioni” e “Ricoveri” è di 0.38. Pertanto sembra non esistere correlazione tra i due fenomeni. Analisi di un fenomeno territoriale Monteventoso Scalterone Perinello San Gaudenzio Un’analisi “geografica” suggerisce un’altra interpretazione del fenomeno. Costamara La correlazione tra “Emissioni” e “Ricoveri” appare evidente. Integrazione di dati eterogenei Poiché tutti i dati territoriali hanno una componente geografica, è possibile, tramite strumenti GIS, mettere in relazione “spaziale” qualunque tipo di oggetto con qualunque altro. Mettere in relazione diversi tipi di oggetti presuppone di averli a disposizione. A differenza del passato, oggetti diversi presuppongono fornitori diversi. I dati geografici Descrizioni di oggetti e fenomeni collocati sulla Terra in una posizione nota - posizionamento di oggetti naturali o antropici (boschi, picchi montuosi, limiti amministrativi, ecc…); - mappatura di fatti o eventi (localizzazione notizie storiche, terremoti); - risultato di osservazioni (avvistamenti fauna selvatica, prelievi campioni di acqua); Si usa anche il termine “spaziale” Caratteristiche del dato geografico Descrizione geografica rispetto a un sistema di riferimento noto Attributi non relativi alla posizione (colore, costo, pH, etc.) Se il dato è geografico allora è possibile determinare le relazioni con gli altri elementi del territorio • Quali sono le discariche entro 100 km da Mestre? • Quale distanza intercorre fra Venezia e Treviso? • Quale è il distributore più vicino? Tobler’s first law of geography Everything is related to everything else, but nearby things are more related than distant things. Basi di dati geografiche Base di dati □ Collezione di dati opportunamente organizzati in modo da rendere più agevole: • La consultazione e manipolazione di grandi quantità di dati • La condivisione dei dati • La sicurezza dei dati Base di dati geografica □ Una base di dati che contiene ANCHE dati geografici Basi di dati geografiche Base di dati possono essere realizzate per scopi specifici oppure acquisite da organizzazioni private o pubbliche (si usa anche il termine banche dati) Alcuni esempi: □ La Regione Lombardia ha realizzato una base di dati geografica chiamata CT10 cartografia.provincia.lodi.it/index.php/metadati/ct10.html □ Basi di dati commerciali sono vendute ad esempio da società come Teleatlas (www.teleatlas.com) e Navigation Technologies (www.navtech.com) e sono usate per la navigazione stradale. Sistema informativo Un sistema informativo di un’organizzazione è una combinazione di risorse, umane e materiali, e di procedure organizzate per: □ Raccolta, acquisizione delle informazioni □ Archiviazione, conservazione delle informazioni □ Elaborazione delle informazioni □ Distribuzione, scambio di informazioni Il cuore del sistema informativo è la base di dati Sistema informativo territoriale Un sistema informativo territoriale è costituito da: □ hardware □ strumenti software □ dati territoriali □ personale □ la rete Le componenti fondamentali di un SIT Hardware Software Dati dati Esperti in informatica Il Sistema Informatico informazioni Organizzazione stimoli decisioni dati Esperti disciplinari I componenti di un SIT L’hardware comprende i componenti fisici utilizzati per l’elaborazione dei dati □ Non è necessario un hardware specializzato • In genere computer di fascia medio-alta e reti di computer • Stampanti, monitor • Per acquisire dati da carte di grosse dimensioni si usano scanner di elevata qualità • Stampanti e plotter per stampare mappe di grosse dimensioni I componenti di un SIT Il software comprende i programmi utilizzati per archiviare, analizzare e visualizzare i dati • Il software può essere acquistato da fornitori di prodotti GIS (GIS commerciali) oppure è Open source • Costo del software: da 500 $ a 50.000 $. • Fornitori principali di sistemi GIS – – – – Esri (US), Intergraph(US), Mapinfo (US) Autodesk(US), Bentley (US) SmallWorld (UK), LaserScan (UK), Sicad (D) Grass (US), OpenJump (Ca), KOSMO (Sp) I componenti di un SIT I dati geografici sono una risorsa fondamentale □ Aspetti rilevanti: • la significatività delle informazioni dipende dalla qualità dei dati a disposizione • l’acquisizione dei dati è molto costosa □ Il contenuto delle banche dati è descritto dai metadati (dati relativi ai dati). • Riportano informazioni sul proprietario dei dati, quando sono stati rilevati, la loro accuratezza, etc… I componenti di un SIT Il personale □ Profili diversi • Tecnici: conoscono gli strumenti • Analisti: studiano il problema applicativo e interagiscono con l’utente • Amministratori di sistema: gestiscono le risorse sw e hw • Responsabili di progetto : coordinamento e supervisione □ In generale i progetti sono realizzati da un team interdisciplinare • esperti di rilevamento dati • informatici • esperti applicativi I componenti di un SIT Una rete □ Serve per comunicare e condividere le informazioni geografiche □ Internet è la più estesa delle reti □ La diffusione e/o acquisizione di dati tramite Internet è sempre più presente nei GIS □ Google Maps La tecnologia GIS La tecnologia GIS è un insieme di strumenti hw e sw per: la raccolta, la memorizzazione, il recupero, la trasformazione, la visualizzazione di dati spaziali dal mondo reale per particolari scopi. [Burrough, McDonnell 1998] Settori applicativi Ambientale: □ □ □ □ □ □ Monitoraggio, modellazione e gestione del degrado del terriotorio Valutazione e pianificazione del territorio Desertificazione Controllo della quantità e qualità dell’acqua Qualità dell’aria Modellazione e previsione di eventi climatici Sanitario ed epidemiologico: □ Relazione delle malattie con fattori ambientali Forestali Servizi di emergenza Catastale Pianificazione locale e regionale Settori applicativi Verso la metà degli anni 90, accanto alla applicazioni tradizionali, si diffondono applicazioni più orientate al business: □ Geomarketing – – – – marketing logistica e trasporti studi demografici per analisi di mercato gestione immobiliare □ Supporto alla navigazione – Diffusione del sistema di rilevamento della posizione GPS Settori applicativi 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. • Esempi di location based service: – fornire informazioni sui ristoranti in prossimità dell’utente o indicazioni per la navigazione – servizi di emergenza e soccorso (Il numero 911) Il business del GIS L’industria dei dati: □ Tradizionalmente i dati sono prodotti da enti pubblici • IGM: Istituto Geografico Militare • Catasto • Regioni □ Recente crescita del settore privato • www.spaceimaging.com • www.teleatlas.com □ Stima delle vendite: molto superiore a quello del software Il business del GIS L’industria del software: • • • • ArcGIS www.esri.com Intergraph www.ingr.com Open source GRASS www.ing.unitn.it/~grass/ Open JUMP http://openjump.org/wiki/show/HomePage • KOSMO http://gcmd.nasa.gov/records/KOSMO.html Progetto GeoPKDD Aggregative Location-based services Traffic Management Bandwidth/Power optimization Accessibility of services Mobile cells planning Mobility evolution … Urban planning …. Telecommunication company (WIND) interpretation visualization Privacy-aware Data mining Public administration or business companies GeoKnowledge p(x)=0.02 trajectory reconstruction ST patterns warehouse Trajectories warehouse Privacy enforcement
